NO20131685A1

NO20131685A1 - Process and machinery for operations on, in or through a pipe structure

Info

Publication number: NO20131685A1
Application number: NO20131685A
Authority: NO
Inventors: Bård Martin Tinnen; Marco Volgmann
Original assignee: Altus Intervention As
Priority date: 2013-12-16
Filing date: 2013-12-16
Publication date: 2015-06-17
Also published as: WO2015093969A1

Description

FREMGANGSMÅTE OG MASKINERI FOR OPERASJONER PÅ, I ELLER GJENNOM EN RØRSTRUKTUR METHOD AND MACHINERY FOR OPERATIONS ON, IN OR THROUGH A PIPE STRUCTURE

Det tilveiebringes en fremgangsmåte for operasjoner på, i eller gjennom en rør-struktur. Mer presist tilveiebringes det en fremgangsmåte for operasjoner i eller gjennom en rørstruktur som passerer gjennom et brønnhode. Oppfinnelsen innbefatter også maskineri for operasjoner i eller gjennom en rørstruktur. A method for operations on, in or through a pipe structure is provided. More precisely, a method is provided for operations in or through a pipe structure passing through a wellhead. The invention also includes machinery for operations in or through a pipe structure.

Når brønner som er forbundet med produksjonen av hydrokarboner blir permanent plugget og forlatt, kan det være at brønnkompletteringer, så som produksjonsrør og/eller foringsrør, må fjernes fra brønnen før den forlates permanent. When wells associated with the production of hydrocarbons are permanently plugged and abandoned, it may be that well completions, such as production pipes and/or casing, must be removed from the well before it is permanently abandoned.

Ved gjennomføring av nedihullsoperasjoner, særlig relatert til fjerning av rørstrukturer fra en brønn som skal plugges og forlates permanent, kan en kompresjonskraft i rør-strukturene være ufordelaktig. When carrying out downhole operations, particularly related to the removal of pipe structures from a well that is to be plugged and abandoned permanently, a compression force in the pipe structures can be disadvantageous.

Ofte foretas forsøk på kutting i en rørstruktur, så som produksjonsrør, som "hviler". Uttrykket "hviler" angir typisk at produksjonsrøret er landet i sin respektive rørhenger ved overflatenivå. Når det hviler, er røret ofte i en tilstand av kompresjon i sine dypere deler. Årsaken kan for eksempel være forankring ved hjelp av en produksjonspakning, eller på grunn av friksjonskrefter relatert til foringsrøret. Attempts are often made to cut in a pipe structure, such as a production pipe, which is "resting". The term "at rest" typically indicates that the production pipe is landed in its respective pipe hanger at surface level. When at rest, the tube is often in a state of compression in its deeper parts. The reason could be, for example, anchorage using a production packing, or due to frictional forces related to the casing.

Nedihulls kutteverktøy ifølge kjent teknikk blir generelt kjørt på vaier (wireline) eller kveilrør, og er basert på flere prinsipper for kutting som bruker for eksempel eksplosiver, kjemikalier, mekaniske kutteskjær eller termisk kutting. Nedihull's cutting tools according to known technology are generally run on wires (wireline) or coiled pipes, and are based on several principles for cutting that use, for example, explosives, chemicals, mechanical cutting edges or thermal cutting.

På grunn av mulig lekkasje av farlige eller hasardiøse materialer, for eksempel eksplosiver eller kjemikalier, er mekaniske kutteverktøy foretrukket. Due to the possible leakage of dangerous or hazardous materials, such as explosives or chemicals, mechanical cutting tools are preferred.

Det er noen ulemper forbundet med bruk av mekaniske nedihulls kutteverktøy ifølge kjent teknikk for kutting av en rørstruktur som er i en tilstand av kompresjon. Skjærene til kutteverktøyet kan for eksempel klemmes fast og ødelegges under kutteprosessen på grunn av et kutt eller gap som klapper sammen under kutting av rørstrukturen. There are some disadvantages associated with the use of prior art mechanical downhole cutting tools for cutting a pipe structure that is in a state of compression. For example, the blades of the cutting tool can be jammed and destroyed during the cutting process due to a cut or gap that snaps together while cutting the pipe structure.

Ved trekking av kompletteringer så som produksjonsrør, før det plugges og forlates permanent, har borerigger tradisjonelt blitt benyttet til å utføre disse operasjonene. When pulling completions such as production pipe, before plugging and leaving permanently, drilling rigs have traditionally been used to carry out these operations.

Formålet med oppfinnelsen er å overvinne eller redusere i det minste én av ulempene ved kjent teknikk. The purpose of the invention is to overcome or reduce at least one of the disadvantages of known technology.

Formålet oppnås i henhold til oppfinnelsen ved trekkene som fremgår av beskrivelsen nedenfor og i de følgende patentkrav. The purpose is achieved according to the invention by the features that appear in the description below and in the following patent claims.

I henhold til et første aspekt ved den foreliggende oppfinnelse tilveiebringes det en fremgangsmåte for operasjoner på, i eller gjennom en rørstruktur som passerer gjennom et brønnhode, hvor fremgangsmåten innbefatter: - å posisjonere et hult løfteapparat ved brønnhodet eller ved en struktur over brønnhodet; According to a first aspect of the present invention, a method is provided for operations on, in or through a pipe structure that passes through a wellhead, where the method includes: - positioning a hollow lifting device at the wellhead or at a structure above the wellhead;

- å bringe en løsbar løfteramme til løfteapparatet i inngrep med rørstrukturen; og - bringing a detachable lifting frame of the lifting apparatus into engagement with the pipe structure; and

- å løfte rørstrukturen for å tilveiebringe strekk i rørstrukturen, i det minste i det relevante partiet hvor kuttet skal foretas, under operering av en bunnhullssammen-stilling, heretter omtalt som en brønninvensjonssammenstilling, i eller gjennom rørstrukturen. - lifting the pipe structure to provide tension in the pipe structure, at least in the relevant part where the cut is to be made, during operation of a bottomhole assembly, hereinafter referred to as a well invention assembly, in or through the pipe structure.

Således tilveiebringes en fremgangsmåten for frembringelse av relativ vertikal bevegelse mellom en rørstruktur og et brønnhode og/eller andre brønnstrukturer som kan brukes som referanse på eller i en brønn. Fremgangsmåten er anvendbar på brønn-steder på land, så vel som til havs. På grunn av massen av rørstrukturen og/eller hvis den har blitt festet til for eksempel en nedihulls pakning, vil den relative vertikale bevegelse frembringe en strekklast inne i rørstrukturen. Thus, a method is provided for producing relative vertical movement between a pipe structure and a wellhead and/or other well structures that can be used as a reference on or in a well. The method is applicable to well sites on land as well as offshore. Due to the mass of the pipe structure and/or if it has been attached to, for example, a downhole packing, the relative vertical movement will produce a tensile load inside the pipe structure.

Fremgangsmåten hindrer også utilsiktet relativ vertikal bevegelse mellom en rør-struktur og brønnhodet på brønnsteder på land eller til havs. Det velges fortrinnsvis en griperdesign hvor griperen også forårsaker en viss kinematisk oppførsel, idet den aksiale lasten, påført av massen av rørstrukturen, øker kompresjonskraften som virker på rørstrukturen og dermed friksjonen mellom rørstrukturen og griperen. Faren for en utilsiktet relativ vertikal bevegelse av rørstrukturen blir således i stor grad overvunnet. The method also prevents accidental relative vertical movement between a pipe structure and the wellhead at well sites on land or at sea. A gripper design is preferably chosen where the gripper also causes a certain kinematic behaviour, as the axial load, applied by the mass of the pipe structure, increases the compression force acting on the pipe structure and thus the friction between the pipe structure and the gripper. The danger of an unintentional relative vertical movement of the pipe structure is thus largely overcome.

På en plattform, et fartøy eller lignende, kan løfteapparatet være anordnet over eller på toppen av brønnhodet. Avhengig av brønnens barrierestatus, må påkrevde brønn-barriereelementer, typisk en boreutblåsingssikring, plasseres mellom brønnhodet og løfteapparatet. Hvis nødvendig kan slikt trykkstyringsutstyr også anbringes inne i eller på toppen av den trukne rørstrukturen. En kjent utblåsingssikring for vaier eller utblåsingssikring for kveilrør eller en vaierpakkboks eller et fettinjeksjonshode, kan således plasseres på toppen av en øvre ende av det hule skaftet. On a platform, a vessel or the like, the lifting device can be arranged above or on top of the wellhead. Depending on the well's barrier status, required well barrier elements, typically a drill blowout preventer, must be placed between the wellhead and the lifting device. If necessary, such pressure control equipment can also be placed inside or on top of the drawn pipe structure. A known wire blowout preventer or coil tube blowout preventer or a wire packing box or a grease injection head can thus be placed on top of an upper end of the hollow shaft.

Fremgangsmåten kan videre innbefatte operering av brønnintervensjonssammen-stillingen ved bruk av vaier eller kveilrør. Løfteapparatet tilveiebringer et hult skaft som gir adgang til passering av en vaier- eller kveilsrørbrønnintervensjonssammen-stilling. Det hule skaftet kan også brukes til inngrep med rørstrukturer som for eksempel rørhenger eller produksjonsrør. Det hule skaftet sammen med et nedihulls rør og utstyr over det hule skaftet utgjør typisk rørstrukturen. The method can further include operating the well intervention assembly using wire rope or coiled tubing. The lifting apparatus provides a hollow shaft which allows passage of a wire or coiled pipe well intervention assembly. The hollow shaft can also be used for engagement with pipe structures such as pipe hangers or production pipes. The hollow shaft together with a downhole pipe and equipment above the hollow shaft typically make up the pipe structure.

Fremgangsmåte kan innbefatte i det minste perforering eller kutting av rørstrukturen mens rørstrukturen holdes i strekk. Problemet med at et kutteverktøys skjær blir klemt fast og ødelagt under kutteprosessen på grunn av at kuttet eller gapet klapper sammen under kutting av rørstrukturen, blir således i stor utstrekning unngått. Method may include at least perforating or cutting the pipe structure while holding the pipe structure in tension. The problem of a cutting tool's blade being jammed and destroyed during the cutting process due to the cut or gap collapsing during cutting of the pipe structure is thus largely avoided.

Fremgangsmåten kan innbefatte operering av brønnintervensjonssammenstillingen separat fra løfteapparatet. Løfteapparatet kan være aktivt eller inaktivt mens brønn-intervensjonssammenstillingen er i funksjon. The method may include operating the well intervention assembly separately from the lifting apparatus. The lifting device may be active or inactive while the well intervention assembly is in operation.

Fremgangsmåten kan innbefatte fjerning av rørstrukturen fra brønnen etter kutting. The method may include removing the pipe structure from the well after cutting.

Løfteapparatet er typisk forsynt med én eller flere vertikalt bevegelige løfterammer anordnet over hverandre i brønnens lengderetning. Hvis to løfterammer er tilstede, kan de refereres til som den nedre første løfterammen og den øvre andre løfteram-men. Den første og andre løfterammen er fortrinnsvis forsynt med i det minste selvaktiverende eller aktiverbare låsemidler som er utformet til å gå i inngrep med rørstrukturen. Den første og andre løfterammen og låsemidlene kan beveges samtidig, separat eller i en sekvens for å frembringe en relativ vertikal bevegelse mellom rør-strukturen og et fundament til løfteapparatet. Den første og andre løfterammen kan også samtidig beveges i motsatte retninger. The lifting apparatus is typically provided with one or more vertically movable lifting frames arranged one above the other in the longitudinal direction of the well. If two lifting frames are present, they may be referred to as the lower first lifting frame and the upper second lifting frame. The first and second lifting frames are preferably provided with at least self-activating or activatable locking means designed to engage with the pipe structure. The first and second lifting frames and the locking means can be moved simultaneously, separately or in a sequence to produce a relative vertical movement between the pipe structure and a foundation of the lifting apparatus. The first and second lifting frame can also be moved simultaneously in opposite directions.

Dessuten vil låsemidlenes inngrep med rørstrukturen overlappe i tid, med det resultat at låsemidlene til den første løfterammen går i inngrep med rørstrukturen før låsemidlene til den andre løfterammen går i inngrep med rørstrukturen. Etter at begge låsemidlene til løfterammene er i inngrep, vil låsemidlene til den første løfterammen frigjøres fra rørstrukturen; hvilket sørger for at minst ett låsemiddel til enhver tid er i inngrep med rørstrukturen. Når den andre løfterammen anvendes først, er prosedyren lignende. Moreover, the engagement of the locking means with the tube structure will overlap in time, with the result that the locking means of the first lifting frame engage with the tube structure before the locking means of the second lifting frame engage with the tube structure. After both locking means of the lifting frames are engaged, the locking means of the first lifting frame will be released from the pipe structure; which ensures that at least one locking means is engaged with the pipe structure at all times. When the second lifting frame is used first, the procedure is similar.

Løfterammene er konfigurert til å styres på forskjellige måter, hvor løfterammene kan være individuelt bevegelige, eller de kan styres av et felles styringssystem. The lifting frames are configured to be controlled in different ways, where the lifting frames can be individually movable, or they can be controlled by a common control system.

Låsemidlene kan aktiveres av forskjellige faktorer, så som for eksempel hvor aktiveringen av låsemidlene koordineres med den faktiske bevegelsen av løfterammen. Aktiveringen av låsemidlene kan videre koordineres med posisjonen til løfterammen eller i relasjon til posisjonene av løfterammen i forhold til rørstrukturen. Låsemidlene kan spesielt aktiveres samtidig, mens alle bevegelsene av løfterammene også er låst, for å utføre andre aktiviteter/operasjoner, for eksempel kutting av rørstrukturen. The locking means can be activated by various factors, such as, for example, where the activation of the locking means is coordinated with the actual movement of the lifting frame. The activation of the locking means can further be coordinated with the position of the lifting frame or in relation to the positions of the lifting frame in relation to the pipe structure. In particular, the locking means can be activated at the same time, while all the movements of the lifting frames are also locked, to perform other activities/operations, for example cutting the pipe structure.

Låsemidlene kan være designet slik at låsemidlene på den første løfterammen kan gå i inngrep før låsemidlene i den andre rammen frigjøres mens de to løfterammene frem-deles beveger seg i forhold til hverandre. The locking means can be designed so that the locking means on the first lifting frame can engage before the locking means in the second frame are released while the two lifting frames are still moving in relation to each other.

Låsemidlene er typisk forsynt med en flerhet av motstående gripere. Griperne er i det minste selvaktiverende eller aktiverbare, og er designet til å gå i inngrep med rør-strukturen. Griperne er også deaktiverbare. Griperne kan aktiveres elle beveges samtidig, separat eller i en sekvens for å gå i inngrep med rørstrukturen og hindre en utilsiktet relativ vertikal bevegelse mellom rørstrukturen og brønnhodet. I det minste kan samtidig aktivering av griperne benyttes for fastgjøring og innretting av rørstrukturen inne i flerheten av motstående gripere. I noen tilfeller kan griperne også beveges samtidig i motsatte retninger for å balansere radial skjevinnretting av rørstrukturen og omgivende struktur, for eksempel et rotasjonsbord utstyrt med slike låsemidler. The locking means are typically provided with a plurality of opposing grippers. The grippers are at least self-activating or activatable, and are designed to engage the pipe structure. The grippers can also be deactivated. The grippers can be activated or moved simultaneously, separately or in a sequence to engage the pipe structure and prevent an inadvertent relative vertical movement between the pipe structure and the wellhead. At the very least, simultaneous activation of the grippers can be used for securing and aligning the pipe structure within the plurality of opposing grippers. In some cases, the grippers can also be moved simultaneously in opposite directions to balance radial misalignment of the pipe structure and surrounding structure, for example a rotary table equipped with such locking means.

Låsemidlenes inngrep med rørstrukturen vil dessuten overlappe i tid med andre aktiviteter så som frakobling av et toppdrevet rotasjonssystem fra en borestreng. The engagement of the locking means with the pipe structure will also overlap in time with other activities such as disconnecting a top-driven rotation system from a drill string.

Et slikt låsemiddel kan innbefatte en flerhet av motstående kamnese-formede gripere som er uavhengig koblet til én eller flere aktuatorer. Eksempler på slike aktuatorer er en kombinasjon av fjærer og hydraulikk for å aktuere og forbelaste hver kamnese og deaktivere hver kamnese. En deaktivering kan være nødvendig f.eks. for å kjøre rør-strukturer i hullet, eller hvis rørstrukturen må løsgjøres umiddelbart. Such a locking means may include a plurality of opposing comb nose-shaped grippers which are independently connected to one or more actuators. Examples of such actuators are a combination of springs and hydraulics to actuate and preload each comb nose and deactivate each comb nose. A deactivation may be necessary, e.g. to run pipe structures in the hole, or if the pipe structure must be detached immediately.

Låsemidlene kan aktiveres av forskjellige faktorer, så som hvor aktivering av låsemidlene koordineres med andre aktiviteter. Slike andre aktiviteter kan innbefatte frakobling av et toppdrevet rotasjonssystem fra en borestreng. The locking means can be activated by various factors, such as where activation of the locking means is coordinated with other activities. Such other activities may include disconnecting a top drive rotation system from a drill string.

I en foretrukket utførelsesform behøver de aktiverte kamnesene ikke å deaktiveres under trekking av rørstrukturer, for eksempel et borerør eller et produksjonsrør, ut av brønnen. På grunn av form og kinematisk oppførsel av kamnesene, kan rør og rør-kobling av forskjellige diametre passere låsemidlene uten manuell justering. In a preferred embodiment, the activated comb noses do not need to be deactivated during the pulling of pipe structures, for example a drill pipe or a production pipe, out of the well. Due to the shape and kinematic behavior of the comb noses, pipes and pipe couplings of different diameters can pass the locking means without manual adjustment.

I henhold til et andre aspekt ved den foreliggende oppfinnelse tilveiebringes det maskineri for operasjoner på, i eller gjennom en rørstruktur som passerer gjennom et brønnhode, hvor et løfteapparat, med en aksialt gjennomgående åpning for rørstruk-turen, er fastgjort til brønnhodet eller til en struktur over brønnhodet, og hvor løfte-apparatet innbefatter minst én aktuatoroperert løfteramme med minst ett låsemiddel designet til løsbart inngrep med rørstrukturen, og hvor rørstrukturen er designet til samtidig utføring av brønnintervensjon. According to another aspect of the present invention, machinery is provided for operations on, in or through a pipe structure passing through a wellhead, where a lifting device, with an axially through opening for the pipe structure, is attached to the wellhead or to a structure above the wellhead, and where the lifting apparatus includes at least one actuator-operated lifting frame with at least one locking means designed for releasable engagement with the pipe structure, and where the pipe structure is designed for simultaneous execution of well intervention.

Slaget til den minst ene aktuatoren, som aktuerer en løfteramme, kan være lik eller lengre enn lengden av en individuell kobling av rørstrukturen. På denne måten kan griping på selve koblingen unngås. The stroke of the at least one actuator, which actuates a lifting frame, may be equal to or longer than the length of an individual link of the pipe structure. In this way, seizing on the coupling itself can be avoided.

Minst én aktuator, som aktuerer en løfteramme, kan være hydraulisk, pneumatisk, elektrisk eller mekanisk drevet. I tilfelle aktuatoren er en aktuator av trykkstempel-typen, kan stempelet være ringformet, og eventuelt omgi rørstrukturen. At least one actuator, which actuates a lifting frame, may be hydraulically, pneumatically, electrically or mechanically driven. In the event that the actuator is a pressure piston-type actuator, the piston may be ring-shaped, and possibly surround the pipe structure.

I en utførelsesform er hver av de kamnese-formede griperne hengslet om et eksentrisk plassert dreiepunkt som er festet til en strukturell ramme, slik at en samtidig dreiende bevegelse av griperne resulterer i en forandring av en innlukking avgrenset av en innerste kant til hver av flerheten av motstående gripere. Innelukkingen kan være sirkelformet. Med "innerste kant" menes det parti av kamnesen som er nærmest senteret i innelukkingen avgrenset av flerheten av motstående gripere. Når diameteren av rørstrukturen er større enn den minimum sirkulære innelukkingen dannet av griperne inne i den strukturelle rammen, kan dette med fordel brukes til å etablere et låsende grep når griperne går i inngrep med rørstrukturen mens rørstrukturen utsettes for en nedoverrettet kraft i forhold ti låsemidlene. Likevel er låsemidlene ifølge oppfinnelsen passende egnet for et spekter av diametre av rørstrukturen. In one embodiment, each of the comb nose-shaped grippers is hinged about an eccentrically located fulcrum attached to a structural frame, such that a simultaneous rotational movement of the grippers results in a change of an enclosure bounded by an innermost edge to each of the plurality of opposing grippers. The enclosure can be circular. By "inner edge" is meant the part of the comb nose which is closest to the center of the enclosure delimited by the plurality of opposing grippers. When the diameter of the pipe structure is greater than the minimum circular enclosure formed by the grippers within the structural frame, this can advantageously be used to establish a locking grip when the grippers engage the pipe structure while the pipe structure is subjected to a downward force relative to the locking means. Nevertheless, the locking means according to the invention are suitably suitable for a range of diameters of the pipe structure.

Griperne kan justeres til det faktiske rørets ytre dimensjon ved hjelp av formen av kamnesene, og ved bruk av en tilhørende forbelastningsanordning. Forbelastningsanordningen kan være i form av en fjær eller en aktuator. Griperne kan være separat bevegelige eller bevegelige i grupper. På grunn av justeringen til det faktiske rørets utvendige dimensjon, kan f.eks. rørkoblinger også passere låsemidlene uten å for-andre eller deaktivere griperne. The grippers can be adjusted to the actual pipe's outer dimension by means of the shape of the comb noses, and by using an associated preloading device. The preload device can be in the form of a spring or an actuator. The grippers can be individually movable or movable in groups. Due to the adjustment to the actual pipe's external dimension, e.g. pipe fittings also pass the locking means without changing or disabling the grippers.

Formen av kamneser kan muliggjøre kamfunksjonalitet for enveis bevegelse. Griperne kan derfor aktiveres eller bringes i inngrep med en rørstruktur, som også kan være forbundet til heiseutstyr som er i stand til å bevege rørstrukturen i én retning. På grunn av designen og den kinematiske oppførsel til kamnesene, kan en bevegelse i én spesiell retning kanskje ikke aktivere kompresjonskraften mellom griperne og rør-strukturen. Rørstrukturen kan dermed beveges i denne retningen av en kraft som overvinner friksjonskraften forårsaket av en forbelastning av griperen. The shape of comb noses can enable comb functionality for unidirectional movement. The grippers can therefore be activated or brought into engagement with a pipe structure, which can also be connected to lifting equipment capable of moving the pipe structure in one direction. Due to the design and kinematic behavior of the comb noses, movement in one particular direction may not activate the compression force between the grippers and the tube structure. The tube structure can thus be moved in this direction by a force which overcomes the frictional force caused by a preload of the gripper.

I en foretrukket utførelsesform kan en oppoverorientert relativ vertikal bevegelse mellom en rørstruktur og et brønnhode være gjort mulig av de aktiverte griperne, hvilket hindrer en utilsiktet nedoverorientert relativ vertikal bevegelse mellom en rørstruktur og et brønnhode. In a preferred embodiment, an upwardly oriented relative vertical movement between a pipe structure and a wellhead can be made possible by the activated grippers, which prevents an unintentional downwardly oriented relative vertical movement between a pipe structure and a wellhead.

I en annen utførelsesform kan selve maskineriet være designet til å oppfylle brønn-barriere-akseptkriterier, og være forsynt med en felles kobling. Løfteapparatet kan således plasseres direkte på toppen av brønnhodet eller i en hvilken som helst rekke-følge for å komplettere trykkstyringsutstyret. In another embodiment, the machinery itself may be designed to meet well-barrier acceptance criteria, and be provided with a common coupling. The lifting device can thus be placed directly on top of the wellhead or in any order to complement the pressure control equipment.

Fremgangsmåten og maskineriet i henhold til den foreliggende oppfinnelse gjør det mulig å foreta brønnintervensjonsoperasjoner mens rørstrukturen, også i de nedre deler av brønnen, holdes i strekk. Dette kan oppnås uten det tunge løfteutstyret som er forbundet med en borerigg. Problemene som oppleves med fasteklemte kutteskjær ved et kutt eller gap som klapper sammen under kutting av rørstrukturen, er således i stor grad overvunnet. The method and machinery according to the present invention make it possible to carry out well intervention operations while the pipe structure, also in the lower parts of the well, is kept in tension. This can be achieved without the heavy lifting equipment associated with a drilling rig. The problems experienced with clamped cutting edges at a cut or gap that collapses during cutting of the pipe structure have thus been largely overcome.

Fremgangsmåten og maskineriet i henhold til den foreliggende oppfinnelse gjør det mulig å foreta operasjoner relatert til rørstrukturer mens de holdes innfestet til minst ett låsemiddel under en hel operasjon med trekking av en rørstruktur så som produk-sjonsrør. Problemene som oppleves med vanlige holdekile-design er således i stor utstrekning overvunnet. The method and machinery according to the present invention make it possible to carry out operations related to pipe structures while they are held fixed to at least one locking means during an entire operation of pulling a pipe structure such as production pipe. The problems experienced with conventional retaining wedge designs are thus largely overcome.

Nedenfor forklares et eksempel på en foretrukket fremgangsmåte og maskineri med henvisning til de vedlagte tegningene, hvor: Fig. 1 viser skjematisk et maskineri i henhold til oppfinnelsen i posisjon på en plattform; Fig. 2 viser skjematisk i en større målestokk et løfteapparat av maskineriet på fig. 1 med relaterte komponenter; Fig. 3 viser en prinsipiell skisse av et løfteapparat i dets initiale posisjon med både en første løfteramme og en andre løfteramme i sine respektive nedre posisjoner; Fig. 4 viser hovedsakelig det samme som på fig. 3, men hvor den første løfte-rammen, med låsemidler som er i inngrep med en rørstruktur, har løftet rørstrukturen, og hvor også låsemidlene til den andre løfterammen er i inngrep med rørstrukturen; Fig. 5 viser hovedsakelig det samme som på fig. 3, men hvor den andre løfte-rammen, med låsemidler som er i inngrep med rørstrukturen, løfter rør-strukturen, og hvor den første løfterammen, med låsemidler som forblir aktivert, men som muliggjør énveis bevegelse av rørstrukturen, har returnert til sin initiale posisjon; Fig. 6 viser hovedsakelig det samme som på fig. 3, men hvor den andre løfte-rammen er strukket ut til sin øvre posisjon og løsgjort fra rørstrukturen etter at låsemidlene til den første løfterammen har blitt brakt i inngrep med rørstrukturen; Fig. 7 viser i en større målestokk et planriss fra den nedovervendende siden av et låsemiddel; Fig. 8 viser et tverrsnitt VII-VII av låsemiddelet på fig. 7; Fig. 9 viser hovedsakelig det samme som på fig. 8, men med rørstrukturen An example of a preferred method and machinery is explained below with reference to the attached drawings, where: Fig. 1 schematically shows a machinery according to the invention in position on a platform; Fig. 2 schematically shows on a larger scale a lifting device of the machinery on fig. 1 with related components; Fig. 3 shows a principle sketch of a lifting apparatus in its initial position with both a first lifting frame and a second lifting frame in their respective lower positions; Fig. 4 shows mainly the same as in fig. 3, but where the first lifting frame, with locking means which engage with a pipe structure, has lifted the pipe structure, and where the locking means of the second lifting frame also engage with the pipe structure; Fig. 5 shows mainly the same as in fig. 3, but where the second lifting frame, with locking means engaging the tubular structure, lifts the tubular structure, and where the first lifting frame, with locking means remaining activated but enabling one-way movement of the tubular structure, has returned to its initial position ; Fig. 6 shows mainly the same as in fig. 3, but wherein the second lifting frame is extended to its upper position and disengaged from the tubular structure after the locking means of the first lifting frame have been brought into engagement with the tubular structure; Fig. 7 shows on a larger scale a plan view from the downward-facing side a locking agent; Fig. 8 shows a cross-section VII-VII of the locking means in fig. 7; Fig. 9 shows essentially the same as in fig. 8, but with the tube structure

passerende gjennom; og passing through; and

Fig. 10 viser hovedsakelig det samme som på fig. 2, men i en annen Fig. 10 shows mainly the same as in fig. 2, but in another

utførelsesform. embodiment.

På tegningene betegner henvisningstall 1 en plattform som er utstyrt med et maskineri 2 i henhold til oppfinnelsen, for brønnintervensjon. Plattformen 1 innbefatter et brønnhodeområde 4 hvor et brønnhode 6 til en brønn 8 er anbrakt. Overflate-trykkstyringsutstyr 10 i form av en BOP (blowout preventer, utblåsingssikring) er forbundet til brønnhodet 6. In the drawings, reference number 1 denotes a platform which is equipped with a machinery 2 according to the invention, for well intervention. The platform 1 includes a wellhead area 4 where a wellhead 6 to a well 8 is placed. Surface pressure control equipment 10 in the form of a BOP (blowout preventer) is connected to the wellhead 6.

Maskineriet 2 innbefatter et løfteapparat 12 som er posisjonert på en dekkstruktur 14 over brønnhodeområdet 4 til plattformen 1. Et hult skaft 16, som kan bestå av flere sammenkoblede hule delskaft forbundet av koblinger 17, se fig. 2, strekker seg gjennom løfteapparatet 12 og er forbundet til et rør 18 som strekker seg inn i brønnen 8 i en rørhenger 22 til brønnhodet 6. På tegningene er brønnen 8 utstyrt med en brønn-komplettering. For illustrasjonsformål er brønnkompletteringen redusert til ett forings-rør 20 og ett ytterligere rør 18, for eksempel i form av et foringsrør eller et produk-sjonsrør. The machinery 2 includes a lifting device 12 which is positioned on a deck structure 14 above the wellhead area 4 of the platform 1. A hollow shaft 16, which may consist of several interconnected hollow partial shafts connected by couplings 17, see fig. 2, extends through the lifting device 12 and is connected to a pipe 18 which extends into the well 8 in a pipe hanger 22 to the wellhead 6. In the drawings, the well 8 is equipped with a well completion. For illustration purposes, the well completion is reduced to one casing pipe 20 and one further pipe 18, for example in the form of a casing pipe or a production pipe.

I denne foretrukne utførelsesformen er en brønnintervensjonssammenstilling 24 som innbefatter en nedihulls kutteanordning 26, beveget inn i brønnen 8 ved bruk av en vaier 28. Vaieren 28 strekker seg gjennom et vaier-overflate-trykkstyringsutstyr 29 og/eller et fettinjeksjonshode 30, begge valgfritt posisjonert på det øvre endepartiet av det hule skaftet 16, til en vinsj 32 på dekkstrukturen 14. Generelt innbefatter maskineriet 2 løfteapparatet 12 og vaieren 28. I en annen utførelsesform, ikke vist, kan et kveilrørsarrangement ta plassen til vaieren 28. In this preferred embodiment, a well intervention assembly 24 including a downhole cutting device 26 is moved into the well 8 using a wireline 28. The wireline 28 extends through a wireline surface pressure control device 29 and/or a grease injection head 30, both optionally positioned on the upper end portion of the hollow shaft 16, to a winch 32 on the deck structure 14. Generally, the machinery 2 includes the lifting apparatus 12 and the wire 28. In another embodiment, not shown, a coiled tube arrangement may take the place of the wire 28.

Det hule skaftet 16, fettinjeksjonshodet 30 og røret 18, for eksempel i form av et foringsrør eller produksjonsrør, er deler av en rørstruktur 34. The hollow shaft 16, the grease injection head 30 and the pipe 18, for example in the form of a casing or production pipe, are parts of a pipe structure 34.

Løfteapparatet 12, som er forbundet til dekkstrukturen 14, innbefatter en hoved-ramme 36, en første løfteramme 38 og en andre løfteramme 40, som vist på fig. 2-6. Løfteapparatet 12 har en gjennomgående åpning 41 for rørstrukturen 34. Minst én første aktuator 42, her vist i form av et hydraulisk trykkstempel, er festet til hovedrammen 36 og designet til å bevege den første løfterammen 38 i lengderetningen av det hule skaftet 16. Et låsemiddel 44, se nedenfor, er designet til løsbart inngrep med det hule skaftet 16 og således forbinde den første løfterammen 38 til det hule skaftet 16. The lifting apparatus 12, which is connected to the deck structure 14, includes a main frame 36, a first lifting frame 38 and a second lifting frame 40, as shown in fig. 2-6. The lifting apparatus 12 has a through opening 41 for the pipe structure 34. At least one first actuator 42, here shown in the form of a hydraulic pressure piston, is attached to the main frame 36 and designed to move the first lifting frame 38 in the longitudinal direction of the hollow shaft 16. A locking means 44, see below, is designed to releasably engage the hollow shaft 16 and thus connect the first lifting frame 38 to the hollow shaft 16.

På lignende vis er minst én andre aktuator 46 festet til hovedrammen 36 og designet til å bevege den andre løfterammen 40 i lengderetningen av det hule skaftet 16. Den andre løfterammen 40 er også utstyrt med et låsemiddel 44. Similarly, at least one second actuator 46 is attached to the main frame 36 and designed to move the second lifting frame 40 in the longitudinal direction of the hollow shaft 16. The second lifting frame 40 is also provided with a locking means 44.

Løfteapparatet 12 er fortrinnsvis direkte forbundet til overflate-trykkstyringsutstyret 10 eller via et stigerør 48 som kan være et høytrykks stigerør. The lifting device 12 is preferably directly connected to the surface pressure control equipment 10 or via a riser 48 which can be a high-pressure riser.

Et eksempel på et låsemiddel 44 er vist på fig. 7 til 9. En flerhet av motstående gripere 50 (seks er vist i utførelsesformen på fig. 7) med formen av kamneser, er fordelt rundt en senterakse 52 i en strukturell ramme 54 til låsemiddelet 44. Selv om gripe-teknikken ifølge oppfinnelsen virker allerede for én griper, er det likevel foretrukket å plassere en flerhet av gripere (fortrinnsvis tre eller flere) fordelt (fortrinnsvis jevnt) langs omkretsen av den strukturelle rammen. Hver griper 50 har en krum gripeover-flate 56, og er hengslet om en tapp 58 som er festet til den strukturelle rammen 54. Designen av de kamneseformede griperne 50 og (den eksentriske) plasseringen av tappen 58 som griperne 50 dreier rundt, er slik at en samtidig dreiende bevegelse av griperne 50 resulterer i en forandring av den sirkelformede innelukkingen 55 (se fig. 7) avgrenset av de innerste kantene av griperne 50. Når diameteren til rørstrukturen 16 er større enn den minimum sirkelformede innelukkingen 55 dannet av griperne 50 inne i den strukturelle rammen 54, kan dette med fordel brukes til å etablere et låsende grep når griperne 50 går i inngrep med rørstrukturen 16 mens rørstrukturen 16 utsettes for en nedoverrettet kraft. Dette fremgår tydelig av fig. 9; en nedoverrettet kraft i rørstrukturen 16 vil presse griperne 50 til å øke grepet på grunn av at geometrien til gripe rove rf laten 56 i forhold til posisjonen av en tapp 58 som er anordnet eksentrisk, som omtalt ovenfor og vist på fig. 9. Dette fremgår tydelig av fig. 9; en nedoverrettet kraft i det hule skaftet 16 vil presse griperne 50 til å øke grepet på grunn av at geometrien til gripeoverflaten 56 i forhold til posisjonen av tappen 58 som er anordnet eksentrisk, som omtalt ovenfor og vist på fig. 9. An example of a locking means 44 is shown in fig. 7 to 9. A plurality of opposed grippers 50 (six are shown in the embodiment of Fig. 7) in the shape of comb noses are distributed around a central axis 52 in a structural frame 54 of the locking means 44. Although the gripper technique according to the invention already works for one gripper, it is nevertheless preferred to place a plurality of grippers (preferably three or more) distributed (preferably evenly) along the perimeter of the structural frame. Each gripper 50 has a curved gripping surface 56, and is hinged on a pin 58 which is attached to the structural frame 54. The design of the comb nose grippers 50 and the (eccentric) location of the pin 58 around which the grippers 50 pivot is that a simultaneous rotating movement of the grippers 50 results in a change of the circular enclosure 55 (see Fig. 7) bounded by the innermost edges of the grippers 50. When the diameter of the tube structure 16 is greater than the minimum circular enclosure 55 formed by the grippers 50 inside in the structural frame 54, this can advantageously be used to establish a locking grip when the grippers 50 engage the pipe structure 16 while the pipe structure 16 is subjected to a downward force. This is clear from fig. 9; a downward force in the pipe structure 16 will push the grippers 50 to increase the grip due to the fact that the geometry of the gripper rove rf laten 56 in relation to the position of a pin 58 which is arranged eccentrically, as discussed above and shown in fig. 9. This is clear from fig. 9; a downward force in the hollow shaft 16 will push the grippers 50 to increase the grip due to the fact that the geometry of the gripping surface 56 in relation to the position of the pin 58 which is arranged eccentrically, as discussed above and shown in fig. 9.

Den strukturelle rammen 54 er forbundet til den første og andre løfterammen 38, henholdsvis 40. The structural frame 54 is connected to the first and second lifting frames 38, 40 respectively.

Likevel er låsemiddelet 44 ifølge oppfinnelsen passende egnet til et spekter av diametre av rørstrukturen 16. Nevertheless, the locking means 44 according to the invention is suitably suited to a range of diameters of the pipe structure 16.

Gripeoverflaten 56 er forsynt med friksjonsøkende midler. På fig. 8 er de friksjons-økende midlene vist som en tannet overflate. Ethvert kjent middel som vil øke friksjonen mellom gripeoverflaten og rørstrukturen kan imidlertid benyttes. The gripping surface 56 is provided with friction-increasing agents. In fig. 8, the friction-increasing means is shown as a serrated surface. However, any known means which will increase the friction between the gripping surface and the pipe structure can be used.

En forbelastet anordning 16, for eksempel i form av en fjær 59 eller en aktuator 61, kan brukes til den individuelle eller felles operasjon av de kamneseformede griperne 50. De samme aktuatorene 61 kan benyttes som en løsgjøringsanordning 63, se fig. 8 og 9. A preloaded device 16, for example in the form of a spring 59 or an actuator 61, can be used for the individual or joint operation of the comb nose-shaped grippers 50. The same actuators 61 can be used as a release device 63, see fig. 8 and 9.

Nødvendige kabler, rør og styringsutstyr for maskinen er ikke vist. The necessary cables, pipes and control equipment for the machine are not shown.

Når for eksempel rørstrukturen 18, mer presist røret 18, skal kuttes ved å benytte kutteanordningen 26, bringes løfteapparatet 12 i inngrep med rørstrukturen 34 for å påføre strekk på røret 18 ved posisjonen for kutting. When, for example, the pipe structure 18, more precisely the pipe 18, is to be cut by using the cutting device 26, the lifting device 12 is brought into engagement with the pipe structure 34 to apply tension to the pipe 18 at the position for cutting.

En sekvens med løfting og således strekking av rørstrukturen 34 under kjøring av vaieren 28 gjennom løfteapparatet 12, er vist på fig. 3 til 6. A sequence of lifting and thus stretching the pipe structure 34 while driving the wire 28 through the lifting device 12 is shown in fig. 3 to 6.

På fig. 3 er begge løfterammene 38, 40 i sin nedre posisjon, og låsemidlene 44 til den første løfterammen 38 er i inngrep med det hule skaftet 16. På fig. 4 har den første løfterammen 38 blitt løftet til sin øvre posisjon, og bringer det hule skaftet 16 med seg. Noe ytterligere strekk er således fremkalt i røret 18. In fig. 3, both lifting frames 38, 40 are in their lower position, and the locking means 44 of the first lifting frame 38 are engaged with the hollow shaft 16. In fig. 4, the first lifting frame 38 has been lifted to its upper position, bringing the hollow shaft 16 with it. Some further stretching is thus induced in the pipe 18.

Ettersom røret 18 kan være temmelig langt, strekkes det tilsvarende, og ytterligere løfting ved løfteapparatet 12 kan være nødvendig. På fig. 4 er løftemiddelet 44 av den andre løfterammen 40 i inngrep med det hule skaftet 16 før løsgjøringen av låsemiddelet 44 av den første løfterammen 38. Løsgjøringen av låsemiddelet 44 til den første løfterammen 48 kan være automatisk, ettersom en nedoverrettet bevegelse av den første løfterammen vil løsgjøre det. As the pipe 18 can be quite long, it is stretched accordingly, and further lifting by the lifting device 12 may be necessary. In fig. 4, the lifting means 44 of the second lifting frame 40 is engaged with the hollow shaft 16 before the release of the locking means 44 of the first lifting frame 38. The release of the locking means 44 of the first lifting frame 48 may be automatic, as a downward movement of the first lifting frame will release the.

På fig. 5 løfter den andre løfterammen 40 det hule skaftet 16, mens den første løfte-rammen 38 har returnert til sin nedre posisjon. Når den andre løfterammen 40 har nådd sin øvre posisjon, som vist på fig. 6, gjentas prosedyren for ytterligere å strekke rørstrukturen 18. Prosedyren kan også gjentas med inngrep med selve røret 18, istedenfor det hule skaftet 16. Det hule skaftet 16 må derfor kobles til en passende fiskeanordning, for eksempel et fiskespyd eller en fiskemuffe, en såkalt «overshot fishing tool», (ikke vist). In fig. 5, the second lifting frame 40 lifts the hollow shaft 16, while the first lifting frame 38 has returned to its lower position. When the second lifting frame 40 has reached its upper position, as shown in fig. 6, the procedure is repeated to further stretch the tube structure 18. The procedure can also be repeated with engagement with the tube 18 itself, instead of the hollow shaft 16. The hollow shaft 16 must therefore be connected to a suitable fishing device, for example a fishing spear or a fishing sleeve, a so-called "overshot fishing tool", (not shown).

I en annen utførelsesform, for eksempel hvis rørhengeren 22 har en vesentlig større ytre dimensjon enn røret 18, kan løfteapparatet 12 posisjoneres på en dekkstruktur 14 over brønnhodet, og et ytterligere låsemiddel, ikke vist, kan anbringes på toppen av overflate-trykkstyringsutstyret 10. Dette ytterligere låsemiddelet kan tilveiebringe en aksial gjennomgående åpning for rørhengeren 22 og fastgjøre røret 18 etter at rørhengeren 22 har blitt løftet til en posisjon over dette låsemiddelet. Løfteapparatet 12 kan således rigges ned for å demontere rørhengeren 22 og røret 18, mens røret 18 er fastgjort. Etter demontering av rørhengeren 22 kan løfteapparatet igjen rigges opp, og prosedyren beskrevet på fig. 3 til fig. 5 gjentas. In another embodiment, for example, if the pipe hanger 22 has a substantially larger outer dimension than the pipe 18, the lifting apparatus 12 can be positioned on a deck structure 14 above the wellhead, and an additional locking means, not shown, can be placed on top of the surface pressure control equipment 10. This further the locking means can provide an axial through opening for the pipe hanger 22 and secure the pipe 18 after the pipe hanger 22 has been lifted to a position above this locking means. The lifting apparatus 12 can thus be rigged down to dismantle the pipe hanger 22 and the pipe 18, while the pipe 18 is attached. After dismantling the pipe hanger 22, the lifting device can be rigged up again, and the procedure described in fig. 3 to fig. 5 is repeated.

Når kuttingen av røret 18 er ferdig, kan røret 18 senkes med en lignende sekvens, men da i motsatt retning. When the cutting of the pipe 18 is finished, the pipe 18 can be lowered with a similar sequence, but then in the opposite direction.

Selv om aktuatorene 42 og 46 på prinsippskissene er vist som enkeltstående hydrau-liske trykkstempler, kan det være flere enn én aktuator ved hver løfteramme 38, 40, og aktuatorene 42, 46 kan for eksempel være pneumatisk, elektrisk eller mekanisk operert. Although the actuators 42 and 46 are shown in the principle sketches as individual hydraulic pressure pistons, there may be more than one actuator at each lifting frame 38, 40, and the actuators 42, 46 may for example be pneumatically, electrically or mechanically operated.

Som nevnt ovenfor, i en annen utførelsesform kan vaieren 28 erstattes av et kveilrør 62. As mentioned above, in another embodiment, the wire 28 can be replaced by a coiled tube 62.

Nødvendige kabler, rør eller styringsutstyr for låsemiddelet er ikke vist. Necessary cables, pipes or control equipment for the locking means are not shown.

I enda en annen utførelsesform, se fig. 10, er selve maskineriet 2 designet til å oppfylle brønnbarriere-akseptkriterier, og er forsynt med felles koblinger som innbefatter tetning 64 og 65 ved øvre og nedre ende, for å forbindes til ethvert standard overflate-trykkstyringsutstyr eller brønnhode. Løfteapparatet 12 kan dermed plasseres direkte på toppen av brønnhodet 6 eller i enhver rekkefølge for å komplettere trykkstyringsutstyr. I denne utførelsesformen er vaier-overflate-trykkstyringsutstyret 29 forbundet til løfteapparatet 12 med et stigerør 49. In yet another embodiment, see fig. 10, the machinery 2 itself is designed to meet well barrier acceptance criteria, and is provided with common couplings including seals 64 and 65 at the upper and lower ends, to connect to any standard surface pressure control equipment or wellhead. The lifting device 12 can thus be placed directly on top of the wellhead 6 or in any order to complement pressure control equipment. In this embodiment, the cable surface pressure control equipment 29 is connected to the lifting device 12 by a riser 49.

Claims

1. Method for operations on, in or through a pipe structure (34) that passes through a wellhead (6), characterized in that the method includes: - positioning a hollow lifting device (12) at the wellhead (6) or at a structure (12) above the wellhead (6); - bringing a detachable lifting frame (38, 40) of the lifting device (12) into engagement with the pipe structure (34); and - lifting the pipe structure (34) to provide tension in the pipe structure (18) during operation of a well intervention assembly (24) in or through the pipe structure (18).

2. Method as stated in claim 1, where the method further includes operating the well intervention assembly (24) using wire rope (28) or coiled pipe (62).

3. Method as stated in claim 1, where the method further includes perforating or cutting the pipe structure (34) while the pipe structure (34) is kept in tension.

4. Method as stated in claim 1, where the method further includes operating the well intervention assembly (24) separately from the lifting device (12).

5. Method as stated in claim 1, where the method further includes operating the lifting frames (38, 40) separately when more than one lifting frame (38, 40) is present.

6. Method as stated in claim 1, where the method further includes operating the lifting frames (38, 40) in sequence when more than one lifting frame (38, 40) is present.

7. Machinery (2) for operations on, in or through a pipe structure (34) that passes through a wellhead (6), characterized by a lifting device (12), with an axially through opening (41) for the pipe structure (34) , is attached to the wellhead (6) or to a structure (14) above the wellhead (6), where the lifting apparatus (12) includes at least one actuator-operated lifting frame (38, 40) with at least one locking means (44) designed for releasable engagement with the pipe structure (34) ), and where the pipe structure (34) is designed for the simultaneous execution of well intervention.

8. Machinery (2) as stated in claim 7, where a stroke of the at least one actuator (42, 46) is equal to or longer than the length of an individual connection (17) of the pipe structure (34).

9. Machinery (2) as stated in claim 7, where the at least one actuator (42, 46) is hydraulically, pneumatically, electrically or mechanically driven.

10. Machinery (2) as stated in claim 7, where the locking means (44) has comb nose-shaped grippers (50).

11. Machinery (2) as set forth in claim 10, wherein the grippers (50) are adjustable for different nominal sizes of pipe structures (34).

12. Machinery (2) as stated in claim 10, where the grippers (50) are adjustable using a connected preloading device (60).

13. Machinery (2) as stated in claim 12, where the preload device (60) includes at least one spring (5) or an actuator (61).

14. Machinery (2) as stated in claim 10, where a release device (63) includes at least one actuator (61).

15. Machinery (2) as stated in claim 10, where the grippers (50) are separately movable or movable in groups.

16. Machinery (2) as stated in claim 10, where the grippers (50) are adjusted to the relevant sizes of pipe structures (34) by movement of the individual grippers (50).

17. Machinery (2) as stated in claim 14, where all the actuators (61) are simultaneously movable to release all the grippers (50) from the pipe structure (34).

18. Machinery (2) as set forth in claim 10, wherein the machinery (2) itself is designed to meet well barrier acceptance criteria and is provided with common couplings (64) and (65) at the upper and lower ends.