NO20131122A1

NO20131122A1 - Anordning ved stigerørsstrupning

Info

Publication number: NO20131122A1
Application number: NO20131122A
Authority: NO
Inventors: John H Cohen
Original assignee: Agr Subsea As
Priority date: 2013-08-19
Filing date: 2013-08-19
Publication date: 2015-02-20
Also published as: GB2533705A; US20160201426A1; GB2533705B; US10053944B2; WO2015026240A1; GB201601033D0; NO338806B1

Description

ANORDNING VED STIGERØRSSTRUPNING

Strupeanordning for kontroll av en returstrøm av borevæske fra et borehull hvor borevæske tilveiebringes fra en overflateinstallasjon via en borestreng til en bunnhullssammenstilling, idet borerør som tildanner borestrengen, er forsynt med rørskjøter som omfatter et rørparti med utvidet diameter, og hvor et ringrom er tildannet mellom et rør, for eksempel et marint stigerør, og borestrengen, og hvor ringrommet er i fluidkommunikasjon med eller danner deler av et borevæskestrømningsløp, og hvor strupeanordningen en anordnet i ringrommet, idet strupeanordningen er tildannet av et struperør forankret i nevnte stigerør og omslutter minst ett strupeelement anbrakt på et rørmellomparti som forbinder to rørpartier med utvidet diameter, og lengden på strupeanordningen overgår den største avstanden mellom to etterfølgende strupeelementer.

Det er kjent å installere bore-/foringsrørbeskyttere (DPP - Drill pipe/casing protector) utvendig på en borestreng for å hindre unødig slitasje på foringsrørets innvendige vegg på grunn av borestrengens rotasjon. DPP'en som er tildannet som sylindriske, delbare puter typisk tildannet av stålforsterket gummi, settes inn på ønskede partier av borestrengen etter hvert som den bygges opp, hvor de to halvdelene låses til hver-andre ved hjelp av låsepinner.

Fra søkers egen patentsøknad PCT/NO2012/050187 er det kjent en strupeanordning anordnet utvendig på en borestreng, idet strupeanordningens lengde overgår avstanden mellom de utvidede skjøtepartiene på to etterfølgende borerør. Strupeanordningen anbringes og festes i et stigerør. Formålet med strupeanordningen er å innsnevre et parti av ringrommet i stigerøret over et returløp for ei borevæske i form av et re-tursideløp i stigerøret, hvor en borevæskereturledning omfattende ei returvæskepumpe ledes parallelt med stigerøret til en overflateinstallasjon. Ringromstrykket under strupeanordningen, og dermed bunnhullstrykket kan da reguleres ved å styre kapasi-teten på returvæskepumpa, uten at det er nødvendig å regulere væskesøylen i stiger- øret. Dermed kan ringromstrykket raskt tilpasses det aktuelle bunnhullstrykkbehovet når det veksles mellom sirkulasjon og stillstand i borevæskestrømmen.

Et problem med annen kjent teknikk - hvor væskesøylen reduseres - er at ved bortfall av sirkulasjon og dermed tap av friksjon st rykket i borehullet, vil bunnhullstrykket kunne falle under formasjonstrykket slik at brønnvæske begynner å strømme inn i borehullet (brønnspark).

En ulempe med strupeanordningen ifølge PCT/NO2012/050187 er at den represente-rer en viss risiko for slitasje på borestrengens skjøtepartier på grunn av den begren-sede klaringen som fortrinnsvis er i området 1,5-3 mm. En annen ulempe er at skjø-tepartienes diameter kan variere en del, noe som gir variasjon i strupeeffekten og dermed variasjon i lekkasjen forbi strupeanordningen. Lekkasjen vil nødvendigvis måt-te overvinnes med returvæskepumpen og er således tapt energi og pumpekapasitet som ellers kunne være benyttet til sirkulasjon gjennom borehullet.

Søkers egen patentsøknad PCT/NO2012/050187 er i sin helhet tatt inn i dette doku-mentet ved referanse.

Oppfinnelsen har til formål å avhjelpe eller å redusere i det minste én av ulempene ved kjent teknikk, eller i det minste å skaffe til veie et nyttig alternativ til kjent teknikk.

Formålet oppnås ved trekk som er angitt i nedenstående beskrivelse og i etterfølgende patentkrav.

Oppfinnelsens formål er å anvende bore-/foringsrørbeskytterlignende (Drill/casing Pipe Protector = DPP-lignende) elementer som strupeelement i en strupeanordning under en boreoperasjon. Dermed oppnås det større presisjon og mindre variasjon i klaringen i strupeanordningen enn ved anvendelse av kjent teknikk.

Oppfinnelsen tilveiebringer en utskiftbar strupeanordning fastgjort i et parti av et marint stigerør, anordnet i et ringrom avgrenset av en borestreng og stigerøret, og hvor et sylindrisk struperør omslutter et parti av rørstrengen og er på fortrinnsvis tettende vis fastgjort i et parti av stigerøret ved hjelp av flere ankere. Forankringen kan være stiv eller ettergivende. Struperørets lengde er tildannet slik at det til enhver tid befinner seg minst strupeelement helt eller delvis omsluttet av struperøret og fastgjort på det partiet av rørstrengen som strekker seg gjennom strupeanordningen når et nedre parti av borestrengen befinner seg i en struktur hvor det er behov for regulering av et bunnhullstrykk, idet strupeelementet oppviseren minimal klaring til struperørets inn vendige vegg, eventuelt er utformet med utvendige leppetetninger slik at en tilnær-met full tetning oppnås. Derved kan struperørets innvendige diameter være så stor at det ikke oppstår kontakt mellom de utvidede skjøtepartiene og struperøret.

Anordningen som beskrevet ovenfor, tilveiebringer et sterkt begrenset strømningsløp forden ringromvæskesøylen som befinner seg over strupeanordningen. Derved kan rin grom st rykket og dermed bunnhullstrykket effektivt reguleres med returvæskepumpen uten vesentlig tap av pumpekapasitet og energi, idet den øvre delen av ringrom-væskesøylen forblir i det vesentlige intakt og bidrar fullt ut med hensyn til det statiske bunnhullstrykket, men i begrenset grad til det dynamiske bunnhullstrykket, på grunn av stort friksjonstap når borevæska lekker gjennom strupeanordningen. Dermed kre-ves det mindre pumpekapasitet til å regulere bunnhullstrykket.

Strupeelementene kan være forsynt med perifere kanaler for å tilveiebringe strøm-ningskanaler med tilstrekkelig stort tverrsnitt for å tilføre borevæske som smøremid-del til strupeelementenes periferi for dermed for å minske friksjon og slitasje. I en normal boreoperasjon vil strupeelementene kun passere gjennom strupeanordningen én gang, slik at slitasjen er relativt liten.

Hvert rør i borestrengen kan være forsynt med et strupeelement nær hvert av rørets endeparti.

I et første aspekt vedrører oppfinnelsen mer spesifikt en strupeanordning for kontroll av en returstrøm av borevæske fra et borehull hvor borevæske tilveiebringes fra en overflateinstallasjon via en borestreng til en bunnhullssammenstilling, idet borerør som tildanner borestrengen, er forsynt med rørskjøter som omfatter et rørparti med utvidet diameter, og hvor et ringrom er tildannet mellom et rør, for eksempel et marint stigerør, og borestrengen, og hvor ringrommet er i fluidkommunikasjon med eller danner deler av et borevæskestrømningsløp, og hvor strupeanordningen en anordnet i ringrommet, idet strupeanordningen er tildannet av et struperør forankret i nevnte stigerør og omslutter minst ett strupeelement anbrakt på et rørmel lom parti som forbinder to rørpartier med utvidet diameter, og lengden på strupeanordningen overgår den største avstanden mellom to etterfølgende strupeelementer, kjennetegnet ved at strupeelementet er et bore-/foringsrørbeskytterlignende (DPP-lignende) element med en utvendig diameter har en utvendig diameter som er større enn rørskjøtenes diameter.

En klaring mellom strupeelementet og struperøret kan være i området 0-3 mm.

Strupeelementet kan være forsynt med én eller flere strømningskanaler.

Strupeelementet kan være forsynt med én eller flere leppetetninger.

Rørmel lom partiet kan være forsynt med et strupeelement anordnet i umiddelbar nærhet av hvert av rørpartiene med forstørret diameter.

I et andre aspekt vedrører oppfinnelsen mer spesifikt anvendelse av et bore-/forings-rørbeskytterlignende (DPP-lignende) strupeelement i en strupeanordning for kontroll av en returstrøm av borevæske fra et borehull.

I det etterfølgende beskrives et eksempel på en foretrukket utførelsesform som er anskueliggjort på medfølgende tegninger, hvor: Fig. 1 viser skjematisk en strupeanordning ifølge oppfinnelsen anordnet i et sti-gerør hvor en borevæskereturledning er forbundet med et ringromparti oppstrøms strupeanordningen; Fig. 2 viser et forstørret utsnitt av et bore-/foringsrørbeskytterlignende (DPP-lignende) strupeelement anordnet på en borestreng og omsluttet av et struperør; Fig. 3 viser i samme målestokk som figur 2 en variant av et strupeelement forsynt med perifere kanaler anordnet i aksial retning; og Fig 4 viser i samme målestokk som figur 2 en variant av et strupeelement forsynt med utvendige tetningslepper.

Det henvises først til figur 1, hvor et marint stigerør 1 strekker seg fra en havbunn (ikke vist) til en overflateinstallasjon 3 på i og for seg kjent vis. Stigerøret 1 er forsynt med et retursideløp 11 for tilkopling av en borevæskereturledning 2.

Borevæskereturledningen 2 strekker seg fra retursideløpet 11 på stigerøret 1 til over-flateinstallasjonen 3. Eventuelt kan deler av borevæskereturledningen 2 omfatte en

forgreining (ikke vist) som ledes inn i toppen av stigerøret 1. Ei returvæskepumpe 21 er integrert i borevæskereturledningen 2 som er i fluidkommunikasjon med et ringrom 22 tildannet mellom stigerøret 1 og en borestreng 4. Borevæskereturledningen 2 danner sammen med ringrommet 22 et borevæskestrømningsløp 23.

Borestrengen 4 strekker seg på i og for seg kjent vis gjennom stigerøret 1 fra overfla-teinstallasjonen 3 og gjennom et borehull 51 i en undergrunnsformasjon 5 til en bunnhullsammenstilling 45. Bunnhullsammenstillingen 45 omfatter ei borekrone 46 som på figur 1 befinner seg i en hydrokarbonholdig struktur 53, og såkalt brønn, av grenset av en tett formasjon 52. Borestrengen 4 er sammensatt av ei rekke borerør 41, hver forsynt med i det minste ett rørendeparti med forstørret diameter 43 som sammen med et motstående rørendeparti på det tilstøtende borerøret 41 tildanner en rørskjøt 42. Mellom rørendepartiene strekker det seg rørmellomparti 44 med mindre diameter enn rørendepartiet 43. Rørmellompartiet 44 har en lengde L.

Innvendig i et øvre parti av stigerøret 1 er det fastgjort en strupeanordning 6 som omfatter et sylindrisk struperør 61 fastgjort til stigerøret 1 på fluidtettende vis ved

hjelp av struperørankere 62 og låseanordninger 63. Sammen med strupeelementer 64 som omslutter et parti av flere borerørs 41 rørmellomparti 44, tildannes det en klaring 641 mellom struperørets 61 innvendige veggflate og hvert strupeelements 64 periferi. Klaringen ligger fortrinnsvis i området 0-3 mm. Strupeelementene 64 anbringes fortrinnsvis nær rørskjøtene 42, og hvert av de borerørene 41 som skal være forsynt med strupeelement 64 kan med fordel være forsynt med ett strupeelement 64 ved hver rørskjøt 42, slik det er vist på figur 1.

Strupeelementene 64 kan ha forskjellig utvendig diameter og utforming for å tilpasse klaringen 641 til det aktuelle behovet for strupning, for eksempel bestemt av bore-væskeviskositet, formasjonstrykk etc, dvs. parametre som en fagperson vil ta hensyn til under en boreoperasjon.

Dersom det er risiko for at klaringen 641 kan blokkeres av borekaks eller at der er stor slitasje, kan strupeelementene forsynes med én eller flere strømningskanaler 642 slik det er vist på figur 3. I en slik utførelse vil strømningskanalene 642 og klaringen 641 typisk reduseres til et minimum for å opprettholde et ønsket strømningstverrsnitt i strupeanordningen 6.

På figur 4 er det vist et utførelseseksempel hvor tetningselementet 64 er forsynt med flere konsentriske tetningslepper 643 som i det vesentlige ligg tett an mot struperø-rets 61 innvendige veggflate.

Claims

1. Strupeanordning (6) for kontroll av en returstrøm av borevæske fra et borehull (51) hvor borevæske tilveiebringes fra en overflateinstallasjon (3) via en borestreng (4) til en bunnhullssammenstilling (45), idet borerør (41) som ti I— danner borestrengen (4), er forsynt med rørskjøter (42) som omfatter et rør-parti (43) med utvidet diameter, og hvor et ringrom (22) er tildannet mellom et rør, for eksempel et marint stigerør (1), og borestrengen (4), og hvor ringrommet (22) er i fluidkommunikasjon med eller danner deler av et borevæs-kestrømningsløp (23), og hvor strupeanordningen (6) en anordnet i ringrommet (22), idet strupeanordningen (6) er tildannet av et struperør (61) forankret i nevnte stigerør (1) og omslutter minst ett strupeelement (64) anbrakt på et rørmellomparti (44) som forbinder to rørpartier (43) med utvidet diameter, og lengden (L) på strupeanordningen (6) overgår den største avstanden (M) mellom to etterfølgende strupeelementer (64),karakterisert vedat strupeelementet (64) har en utvendig diameter som er større enn rørskjøtenes (42) diameter.

2. Strupeanordning (6) i henhold til krav 1, hvor en klaring (641) mellom strupeelementet (61) og struperøret (61) er i området 0-3 mm.

3. Strupeanordning (6) i henhold til krav 1, hvor strupeelementet (61) er forsynt med én eller flere strømningskanaler (642).

4. Strupeanordning (6) i henhold til krav 1, hvor strupeelementet (61) er forsynt med én eller flere tetningslepper (643).

5. Strupeanordning (6) i henhold til krav 1, hvor rørmellompartiet (44) er forsynt med et strupeelement (61) anordnet i umiddelbar nærhet av hvert av rørpartiene (43) med forstørret diameter.

6. Anvendelse av et bore-/foringsrørbeskytterlignende (DPP-lignende) strupeelement (61) i en strupeanordning (6) for kontroll av en returstrøm av borevæske fra et borehull (51).