NO20111087A1 - Beskyttelsessystem for produksjonstre - Google Patents

Description

Beslektede søknader

Denne patentsøknaden er endelig og tar prioritet fra den provioriske US-patentsøknaden 61/372,388, innlevert 10. august 2010, som inntas som referanse her i sin helhet.

2. Oppfinnelsens område

Denne oppfinnelsen vedrører generelt produksjon av olje- og gassbrønner, og spesielt et beskyttelsesnettsystem anordnet over en undervanns brønnhodeenhet.

3. Beskrivelse av beslektet teknikk

På ethvert brønnhull er det typisk anordnet en brønnhodeenhet med ventiler for å styre strømningen av fluider fra brønnhullet samt porter for tilgang til brønnhullet. Følgelig inkluderer brønnhodeenheter normalt aktuatorer for ventilene og portene. Når de befinner seg undervann, inkluderer brønnhodeenhetene i alminnelighet styrepaneler der fjernstyrte undervannsfarkoster (ROV) kan dokke og vekselvirke med brønnhodeaktuatorene via tilkoblingsanordninger ("hot stabs") i styrepanelene. For å være tilgjengelig for en ROV sitter styrepanelene vanligvis på en utvendig overflate av brønnhodeenheten. Ettersom styrepanelene er eksponert for omgivelsene rundt brønnhodeenheten, er de ubeskyttet mot slagpåvirkninger som de av og til blir utsatt for av objekter som slippes fra havoverflaten eller som velter. Selv om noen brønnhodeenheter kan inkludere en metallplate som dekker en øvre overflate, kan brønnhodeenheten fortsatt være sårbar for skade som følge av slagpåvirkning fra siden. I noen tilfeller er undervannsbrønnhoder beskyttet av deksler som omgir brønnhodeenheten. Dekslene har vanligvis åpninger i sine sidevegger slik at en ROV kan komme til brønnhodeenheten. Disse dekslene er imidlertid ofte store, noe som gjør dem uhåndterlige eller tunge, og som følge av åpningene er brønnhodeenheten innenfor dekselet fortsatt sårbar for belastende slagpåvirkning fra et fallende og/eller veltende objekt.

OPPSUMMERING AV OPPFINNELSEN:

Det beskrives her et eksempel på en brønnhodeenhet med et beskyttelsesnett. I et utførelseseksempel inkluderer brønnhodeenheten et brønnhodehus, et produksjonstre anordnet på brønnhodehuset og et nett anordnet over brønnhodehuset og produksjonstreet. Nettet har en atkomst til innsiden som selektivt kan åpnes og lukkes slik at en kan komme til brønnhodeenheten. I et utførelseseksempel inkluderer brønnhodeenheten også en rammestruktur for å understøtte nettet på. Eventuelt kan nettet inkludere sidepaneler anordnet ved en sideveis periferi av rammen. Atkomsten kan være dannet av elementer som er festet til og glir langs vertikale deler av rammen, ved å koble sideender av sidepanelene til glideelementene, når sidepanelene føres i en retning parallelt med de vertikale andelene av rammen, beveges derfor sidepanelene vekk fra en beskyttende posisjon og til en posisjon slik at brønnhodeenheten kan aksesseres.

I et utførelseseksempel er glideelementene krageliknende elementer og omskriver en vertikal andel av rammen, ender av horisontale nettelementer festet til glideelementene. I et alternativt utførelseseksempel er atkomsten en vertikal glippe i nettet. I et utførelseseksempel er nettet en sekvens av horisontale og vertikale nettelementer som er festet til hverandre og krysser over hverandre.

Det tilveiebringes og beskrives her også en fremgangsmåte for å beskytte en brønnhodeenhet. I et eksempel på utførelse inkluderer fremgangsmåten å tilveiebringe et beskyttelsesnett med nettelementer og en atkomst gjennom nettelementene som kan åpnes og lukkes. Hele brønnhodeenheten beskyttes mot fallende objekter ved å anordne beskyttelsesnettet over brønnhodeenheten. Tilgang til brønnhodeenheten skjer gjennom atkomsten. I et utførelseseksempel inkluderer fremgangsmåten videre å tilveiebringe en ramme over brønnhodeenheten for å understøtte nettet. I et utførelseseksempel er atkomsten en vertikal glippe i beskyttelsesnettet. I et utførelseseksempel tilveiebringes en ramme som har langstrakte støttesøyler utstyrt med glidende festeanordninger på støttesøylene. Ved at beskyttelsesnettet anordnes på rammen slik at i hvert fall en del av beskyttelsesnettet er festet til de glidende festeanordningene, når de glidende festeanordningene blir beveget langs støttesøylene, vil således andelen av beskyttelsesnettet bevege seg vekk fra brønnhodeenheten og definere atkomsten. I et utførelseseksempel føres festeanordningene langs støttesøylene med en arm festet til en fjernstyrt undervannsfarkost (ROV), og dette beveger andelen av beskyttelsesnettet og definerer en åpning gjennom beskyttelsesnettet. Med atkomsten i åpen posisjon kan brønnhodeenheten manipuleres med ROVen. I et utførelseseksempel blir beskyttelsesnettet satt ut fra et fartøy til havbunnen og opp på brønnhodeenheten. I et utførelseseksempel blir beskyttelsesnettet og brønnhodeenheten satt ut sammen undervann.

KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE:

Figur 1A er en skisse, delvis i tverrsnitt, sett fra siden av en undervanns brønnhodeenhet på havbunnen med et beskyttelsesnett. Figur 1B er en perspektivskisse av undervanns-brønnhodeenheten i figur 1A. Figur 2 er et alternativt eksempel på et beskyttelsesnett anvendt med en brønnhodeenhet på havbunnen. Figur 3A er en perspektivskisse av en undervanns brønnhodeenhet med et beskyttelsesnett som senkes fra et fartøy til havbunnen. Figur 3B er en perspektivskisse av undervanns-brønnhodeenheten og beskyttelsesnettet i figur 3A på havbunnen. Figur 4 er en perspektivskisse sett fra siden av undervanns-brønnhodeenheten i figur 1 med en beskyttelsesnettenhet med en åpning gjennom et beskyttelsesnett. Figur 5A er en alternativ utførelsesform av en brønnhodeenhet med et beskyttelsesnett ifølge en utførelsesform av foreliggende oppfinnelse. Figur 5B er en utførelsesform av brønnhodeenheten i figur 5A med et fjernstyrt kjøretøy som skaper en atkomstvei gjennom beskyttelsesnettet ifølge foreliggende oppfinnelse. Figur 5C er en detalj av et eksempel på en festeanordning mellom beskyttelsesnettet og en støttesøyle.

DETALJERT BESKRIVELSE AV OPPFINNELSEN:

Figur 1A illustrerer et eksempel på utførelse av en undervanns brønnhodeenhet 10 i en skisse sett fra siden, delvis i tverrsnitt. Undervanns-brønnhodeenheten 10 inkluderer et brønnhodehus 12 vist anordnet over foringsrør 14 som er innsatt i en undersjøisk formasjon 16. En kobling monterer et produksjonstre 18 på brønnhodehuset 12. Produksjonstreet 18 inkluderer typisk sideveis utstående fluidstrømningslinjer 20 med vingventiler 22 anordnet inn i linjene 20.1 én av mange mulige utførelser går en hovedboring 24 vertikalt langs produksjonstreet 18 og parallelt med brønnhodehuset 12. En kroneventil 26 er satt i hovedboringen 24 for å styre strømningen gjennom hovedboringen 24. Stående oppover fra enden av hovedboringen 24 er det anordnet et gjentilkoblingspunkt (reentry mandrel) 28.

Et beskyttelsesnett 30 er illustrert utspent mellom og koblet til vertikalt anordnede føringssøyler 32 som er orientert hovedsakelig parallelt med hovedboringen 24. De nedre endene av føringssøylen 32 er anordnet på en støtteramme 34 vist anordnet på brønnhodehuset 12 og stående radielt utover. Støtterammen 34 kan være dannet av individuelle konstruksjonselementer eller en plateliknende plan struktur. Undervanns-brønnhodeenheten 10 inkluderer også en tjenestestyringsmodul (SCM - Service Control Module) 36 for lokal styring av ventilene 22, 26 og andre mekanismer tilveiebragt på brønnhodeenheten 10. En styreledning (ikke vist), så som en frittbærende kabel, kan være festet til SCM 36 for å levere styrekommandoer til og fra SCM 36. Figur 1B viser en perspektivskisse av brønnhodeenheten 10 i figur 1A. I utførelsesformen i figur 1B inkluderer nettet 30 en sekvens av sammenkoblede nettelementer 37 som er anordnet i en strategisk innbyrdes avstand slik at nettet 30 har tilstrekkelig styrke til å beskytte komponenter i brønnhodeenheten 10 mot fallende objekter eller annen slaggpåvirkning.

Figur 2 viser en alternativ utførelsesform av et nett 40 som kan bli anvendt for å beskytte en brønnhodeenhet 10 undervann. I dette eksempelet omgir nettet 40 sidene og oversiden av brønnhodeenheten 10. Nettet 40 i figur 2 er dannet av sammenkoblede nettelementer 42 i en strategisk innbyrdes avstand for å gi en tilfresstillende sperre for fallende og/eller veltende objekter for å hindre sammenstøt med brønnhodeenheten 10. Nettelementene 37 og/eller 42 kan utgjøres av liner, tau, reimer, monofilamenter eller hvilke som helst andre typer langstrakte elementer. I ett eksempel er nettelementene 37 og 42 laget av Kevlar, eventuelt kan andre aramid- eller karbonfibre bli anvendt for å danne nettelementene 37 og 42. Dimensjonene til, den innbyrdes avstanden mellom og anordningen av nettelementene 37, 42 kan variere avhengig av den aktuelle anvendelsen av nettet 30, 40, disse detaljene er imidlertid innenfor fagmannens kunnskaper og kan bestemmes uten utilbørlig eksperimentering.

Figur 3A illustrerer i en perspektivskisse et eksempel på bruk av en arbeidsbåt 44 for å installere et nett 40A vist satt på en ramme 46. Nettet 40A og rammen 46 senkes ned til havbunnen for å beskytte undervanns-brønnhodeenheten 10 (figur 3B). Nå med henvisning til figur 3B inkluderer rammen 46 øvre horisontale bærebjelker 48 anordnet i et rektangel som omskriver gjentilkoblingsanordningen 28.1 et utførelseseksempel settes gjentilkoblingsanordningen 28 inn gjennom andelen av nettet 40A satt innenfor de øvre horisontale bærebjelkene 48. Nedre bærebjelker 50 er vist horisontalt anordnet på havbunnen og danner en rektangelliknende form med en utvendig omkrets som er større enn de øvre

bærebjelkene 48. Vertikalt anordnede søyler 52 er festet mellom de øvre og nedre bærebjelkene 48, 50. Siden de nedre bærebjelkene 50 har større omkrets enn de øvre bærebjelkene 48 skrår de vertikale søylene 52 radielt utover med avstanden vekk fra de øvre bærebjelkene 48.

Med henvisning tilbake til figur 3A, selv om nettet 40A og rammen 46 er vist senket ned i vannet fra arbeidsbåten 44, kan nettet 40A og rammen 46 også bli senket fra andre typer fartøyer, inkluderende en hvilken som helst type offshore plattform. En fjernstyrt undervannsfarkost (ROV) 54, eventuelt satt ut fra arbeidsbåten 44, befinner seg ved nettet 40A og kan bli anvendt for å bistå med å plassere nettet 40A og rammen 46 over brønnhodeenheten.

Figur 4 viser en perspektivskisse av en alternativ ramme 46A med et beskyttelsesnett 40B. I dette eksempelet er rammen 46A hovedsakelig rektangulær med øvre og nedre rektangulært utformede bærebjelker 48A, 50A som omskriver rammen 46A på vertikalt atskilte steder. Følgelig har bærebjelkene 48A, 50A i figur 4 tilnærmet samme dimensjon. Vertikale søyler 52A er vist anordnet mellom de respektive hjørnene av de øvre og nedre bærebjelkene 48A, 50A og stående tilnærmet parallelt med hovedboringen 24 i undervannsenheten 10. Med den øvre bærebjelken 48A er det anordnet horisontale underlag Qoists) 55 vist satt mellom parallelle elementer av de øvre bærebjelkene 48A.

Kombinasjonen av de øvre bærebjelkene 48A og de horisontalt anordnede underlagene 55 tilveiebringer en øvre overflate for å understøtte nettet 40B. De vertikale søylene 52A definerer en vertikal omkrets for sidene av nettet 40B. En vertikal glippe 56 på den ene siden av nettet 40B i figur 4 definerer en atkomst ved at den danner en åpning som en kan komme til brønnhodeenheten 10 gjennom. I et utførelseseksempel kan ROV 54 aksessere brønnhodeenheten 10 gjennom glippen 56. Eventuelt kan glippen 56 være på en annen side av nettet 40B, eller videre alternativt kan nettet 40B inkludere flere enn én glippe 56 I utførelsesformen i figur 4 inkluderer ROV 54 en mekanisk arm 58 og kan styres via en innfestet fortøyningline 60. Armen 58 kan bli anvendt for å trekke fra hverandre andelene av nettet 40B ved glippen 56 for å danne en åpning gjennom nettet 40B for å komme til undervanns-brønnhodeenheten 10.

Figur 5A illustrerer et alternativt eksempel på utførelse av nettet 30A anvendt for å beskytte brønnhodeenheten 10, der nettet 30A videre inkluderer sidepaneler 62 som henger ned langs sidene av brønnhodeenheten 10. Panelene 62 er eventuelt støttet av søyler 64. Panelene inkluderer horisontale nettelementer 66 som er montert til søylene på glidende festeanordninger 68. Vertikale nettelementer 70 kan være festet over de horisontale elementene 66 for å øke integriteten til panelene 62. Figur 5B viser et eksempel på et trekk ved nettet 30A, der én eller flere armer 58 på ROV 54 midlertidig beveger en andel av ett av panelene 62 vekk fra et styrepanel 72 ved å skyve de horisontale elementene 66 nedover for å føre de glidende festeanordningene 68 langs søylene 64 og med det definere en atkomst ved å danne en åpning. Tilkoblingsanordninger 74 og andre festeanordninger på styrepanelet 72 blir tilgjengelig for ROV 54, og deretter blir panelene 62 tilbakeført til sine posisjoner i figur 5A og til en beskyttende posisjon. Et eksempel på utførelse av den glidende festeanordningen 68 er vist i en forstørret detaljskisse i figur 5C der de glidende festeanordningene 68 er anordnet på staver 69 festet til søylene 64 og kan skyves over stavene 69.1 et utførelseseksempel holdes friksjonskoeffisienten mellom den glidende festeanordningen 68 og stavene 69 på et nivå som hindrer glidende bevegelse som følge av tyngdekraften og med det opprettholder en strukturell form når den ikke er under tilsyn.

Selv om oppfinnelsen er vist eller beskrevet kun i noen av sine mulige utførelser skal det være klart for fagmannen at den ikke er begrenset til disse, men kan realiseres med forskjellige endringer uten å fjerne seg fra oppfinnelsens ramme.

Claims (14)

1. Brønnhodeenhet 10, omfattende: et brønnhodehus 12, et produksjonstre 18 anordnet på brønnhodehuset 12, karakterisert ved: et nett 30 anordnet over brønnhodehuset 12 og produksjonstreet 18, og en atkomst 56 i nettet 30 som selektivt kan åpnes og lukkes.

2. Brønnhodeenhet 10 ifølge krav 1, viderekarakterisert veden ramme 46 for å understøtte nettet 30.

3. Brønnhodeenhet 10 ifølge krav 2,karakterisert vedat nettet 30 inkluderer sidepaneler 62 anordnet ved en sideveis periferi av rammen 46, og der atkomsten 56 omfatter glideelementer 66 festet til vertikale andeler 64 av rammen 46 og der sideender av sidepanelene 62 er koblet til glideelementene 62, slik at selektiv skyving av sidepanelene 62 i en retning parallelt med de vertikale andelene 64 av rammen 46 beveger sidepanelene 62 vekk fra en beskyttende posisjon og til en posisjon slik at en kan komme til brønnhodeenheten 10.

4. Brønnhodeenhet 10 ifølge krav 3,karakterisert vedat glideelementet 62 omfatter en krageliknende enhet som omskriver en vertikal andel av rammen 46 og har ender av horisontale nettelementer 66 festet til seg.

5. Brønnhodeenhet 10 ifølge ethvert av kravene 1-4,karakterisert vedat atkomsten 56 i nettet 30 som selektivt kan åpnes og lukkes, omfatter en vertikal glippe i nettet 30.

6. Brønnhodeenhet 10 ifølge ethvert av kravene 1-5,karakterisert vedat nettet 30 omfatter en sekvens av horisontale og vertikale nettelementer 66, 70 som er festet til og krysser hverandre.

7. Brønnhodeenhet 10 ifølge ethvert av kravene 1-6, viderekarakterisert veden rammeenhet 46 omfattende sammenkoblede langstrakte rammeelementer 48, 50 som nettet 30 er understøttet på.

8. Fremgangsmåte for å beskytte en brønnhodeenhet 10, omfattende å: tilveiebringe et beskyttelsesnett 30 med nettelementer 42 og en atkomst 56 gjennom nettelementene 42 som selektivt kan åpnes og lukkes, karakterisert vedå: beskytte hele brønnhodeenheten 10 mot fallende objekter ved å anordne beskyttelsesnettet 30 over brønnhodeenheten 10, og aksessere brønnhodeenheten 10 gjennom atkomsten 56.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 8, viderekarakterisert vedå tilveiebringe en ramme 46 over brønnhodeenheten 10 for å understøtte nettet 30.

10. Fremgangsmåte ifølge kravene 8 eller 9,karakterisert vedat atkomsten 56 som kan åpnes og lukkes omfatter en vertikal glippe 56 i beskyttelsesnettet 30.

11. Fremgangsmåte ifølge ethvert av kravene 8-10, viderekarakterisert vedå tilveiebringe en ramme 46 med langstrakte støttesøyler 64 og glidende festeanordninger 68 på støttesøylene 64, anordne beskyttelsesnettet 30 på rammen 46 slik at i hvert fall en andel av beskyttelsesnettet 30 festes til de glidende festeanordningene 68, idet andelen av beskyttelsesnettet 30 definerer atkomsten 56 ved selektivt å skyve de glidende festeanordningene 68 langs støttesøylene 64.

12. Fremgangsmåte ifølge ethvert av kravene 8-11, viderekarakterisert vedå komme til brønnhodeenheten 10 ved glidende festeanordninger 68 langs støttesøylene 64 med en arm festet til et fjernstyrt kjøretøy (ROV) 54 og med det bevege andelen av beskyttelsesnettet 30 for å definere en åpning gjennom beskyttelsesnettet 30 og manipulere brønnhodeenheten 10 med ROVen.

13. Fremgangsmåte ifølge ethvert av kravene 8-12, viderekarakterisert vedå sette ut beskyttelsesnettet 30 fra et fartøy ned på havbunnen og opp på brønnhodeenheten 10.

14. Fremgangsmåte ifølge ethvert av kravene 8-13, viderekarakterisert vedå sette ut beskyttelsesnettet 30 og brønnhodeenheten 10 sammen under vann.