NO834327L - Foringsroeropphengsanordning for olje- og gassbroenner - Google Patents

Description

Foringsrøropphengsanordning for olje- og gassbrønner

Oppfinnelsen vedrører en foringsrøropphengsanordning for olje- og gassbrønner og går særlig ut på en foringsrør-opphengsmontasje for opplagring av foringsrøret ved slamledningen for en undersjøisk brønn.

Ved boring av olje- og gassbrønner blir konsentriske foringsrørstrenger hengt opp og sementert på plass etterhvert som boringen skrider fram til økende dyp. Når en undersjøisk brønn bores fra en fast plattform, er det ønskelig å ta opp foringsrørvektene fra slamledningen med en sikkerhetsventil mot utblåsing anbragt på plattformen. Stigerør strekker seg fra sikkerhetsventilen mot utblåsing til et opplagringssted med stort sett samme størrelse som selve foringsrørstrengen.

Ved opplagring av ytterligere foringsrør inne i den tidligere utlagte streng, står det et begrenset ringformet mellomrom til rådighet for denne opplagring. Opplagringen må dessuten være anordnet på en slik måte at det gis anledning til strømning gjennom det ringformede mellomrom, for å lette sementeringsoperasj oner.

Det er kjent å legge ut det nye røroppheng med dets foringsrørstreng, hvor en diametralt sammentrykkbar krage rundt opphenget presses utover. Kragen innbefatter spesial-formede støtteskuldre som strekker seg utover og griper inn i spor i det tidligere innstilte opphengslegemet. Det nye røropphengslegemet hviler da på denne kragen.

Det er behov for organ såsom bruddstifter for å

bære patronen på opphengslegemet i det minste inntil det kommer inn i foringsrøret under sikkerhetsventilen mot utblåsing og enkelte ganger for å trekke kragen ned inntil den når fram til opplagringsnivået. Ved andre systemer utnyttes

bæreskulderen til å skyve kragen , ned etter at det er sørget for organ til tvangstyring av kragen inntil den kommer inn i foringsrørstrengen.

Etterhvert som brønnene nærmer seg større dyp, må

det opptas økende belastning gjennom disse oppheng; og det er ønskelig med effektiv utnyttelse av den tilgjengelige plass og materiale ved hjelp av konstruksjoner som oppviser minimale spenningskonsentrasjoner. De bæresegmenter, som tjener til å ta opp belastningen og som føres inn i et tidligere utlagt opphengslegeme, bør kunne bringes i fullt inngrep til tross for eventuelt slam som måtte ha samlet seg i dette. Dessuten er belastningsskulderen mellom kragen og det nylig utlagte røropphengslegeme fortrinnsvis formet slik at det oppnås den mest ønskelige spenningsfordeling i opphengslegemet.

Det er også ønskelig, der hvor det er mulig, å

unngå bruddmekanismer som vil etterlate løse metallpartikler som før eller siden vil falle ned i brønnhullet eller bli sittende fast i mekanismen.

En røropphengsmontasje for opplagring av en forings-rørstreng inne i og fra et tidligere utlagt oppheng omfatter et sylindrisk foringsrørlegeme som omsluttes av en diametralt sammentrykkbar krage. Foringsrørlegemet har en nedadvendt belastningsskulder rundt en betydelig del av periferien og et første parti med redusert diameter under belastningsskulder som understøtter kragen i den belastede tilstand. Det har også et annet mindre parti med redusert diameter som en forsenkning for kragen under utleggingen av opphenget.

Kragen, som omslutter foringsrørlegemet, er aksialt bevegelig fra partiet med redusert diameter til belastningsskulderen. Patronen har bære- eller støttesegmenter ved den øvre ende som er inngripbare med det tidligere utlagte opphengslegeme. Det finnes en oppadvendt belastningsskulder ved toppen av kragen innrettet for å samvirke med røropphengs-legemets nedadvendte belastningsskulder. Kragen har fortrinnsvis nedad-åpnede spalter fordelt over flere steder rundt dens omkrets.

Et strekkprøvelegeme er festet til røropphengs-legemet ved dets nedre ende og til kragen ved dens øvre ende. En svekket seksjon i strekkprøvelegemet gir tilstrekkelig styrke til å trekke kragen ned foringsrørstigeledningen men utilstrekkelig styrke .til å ta opp belastningen fra forings-rørstrengen. Etter at røropphenget har blitt stilt inn og anordningen utsettes for belastning, vil strekkprøvelegemene briste under strekk.

Lengdedimensjonene er fortrinnsvis slik at de øvrige partier av strekkprøvelegemet fortsetter å samvirke med kragen for å opprettholde relativ oppretting mellom kragen og opphengslegemet. Dette gjør det mulig å rette inn øvre spalter i patronen med omløpsspalter (flowby slots) i rør-opphengslegemet .

Det henvises til tegningene, hvor:

Fig. 1 er et delt riss, hvor den høyre side er et sideriss av røropphengsmontasjen og den venstre side er et snittriss. Fig. 2 er et utsnitt av fig. 1 og viser strekk-prøvelegemet i uskadd tilstand, og

fig. 3 er et snittriss som viser det sprengte strekk-prøvelegeme med opphenget bragt på plass.

En diametralt sammentrykkbar krage 10 er festet til et røropphengslegeme 12. Røropphengslegemet bærer en forings-rørstreng (ikke vist) ved hjelp av gjenger 16 ved dets nedre ende.

Patronen har utadrettede sperrehaker 18 som er innrettet til å gripe inn i motsvarende spor i et rørformet element såsom et tidligere utlagt røroppheng (ikke vist). Den foretrukne utførelsesform av kragen har vekslende spor eller spalter såsom spalter 22 som er åpne øverst og spalter 24 som er åpne nederst. Kragen er derfor diametralt sammentrykkbar uten periferibevegelse slik det forekommer ved C-formede krager.

For å kunne legge ut røropphenget, er kragen festet til røropphenget ved hjelp av to eller flere strekkprøveleg-emer 26. Den øvre ende 28 er festet til kragen 10 med en bolt 30 og passer inn i et forsenket parti i kragen. Den nedre ende 32 av strekkprøvelegemet er festet til opphengslegemet med en bolt 34. En støttering 36 er skrudd inn på den nedre ende av røropphengslegemet for å sentralisere kragen

i dens nedre stilling og også for å gripe inn med den nedre ende av strekkprøvelegemene og hindre dem i å rotere rundt en hvilken som helst horisontal akse.

Strekkprøvelegemene har hvert form av en langstrakt plate, hvis minste dimensjon forløper radialt mot kragen slik at den er elastisk bøyelig i denne retningen. Derimot er strekkprøvelegemet stivt i periferiretningen og er også innrettet til å motstå dreining i denne retning rundt et hvilket som helst punkt. Strekkprøvelegemet har også en svekket seksjon 38 plassert mellom festeorganet 30 ved toppen av strekkprøvelegemet og festeorganet 34 ved dets nedre ende. Denne svekkede seksjon er utformet slik at den er tilstrekkelig sterk til å trekke patronen inn i og gjennom en stigerørs-streng men utilstrekkelig sterk til å ta opp foringsrørvekta.

Røropphengslegemet 12 har en nedadvendt belastningsskulder 40 ved et øvre nivå, idet røropphengslegemet har et parti 42 med en første diameter under denne,Lenger nedenfor denne, men over strekkprøvelegemets nedre festeorgan, finnes et ytterligere parti 44 med redusert diameter. Strekkprøve-legemene er innrettet til å holde kragen i nærheten av dette parti med redusert diameter.

Ved bevegelse igjennom sikkerhetsventilen mot utblåsing blir kragen 10 festet til, samt trukket ned av strekk-prøvelegemene 26. Mens opphenget senkes ytterligere går det inn i foringsrørstrengen, hvori kragen 10 trykkes sammen diametralt; og strekkprøvelegemene 26 bøyes elastisk innover for å tillate sammentrykkingen mens kragen trekkes ytterligere nedover.

Når opphenget kommer fram til opplagringsstedet, fjærei kragen 10 utover og griper inn i motsvarende spor i det røropp-heng som er lagt ut tidligere. På dette tidspunkt er strekk-prøvelegemene 26 ennå uskadde og tillater at kragen bøyer seg elastisk .utover for inngrep. Ytterligere senking av foringsrørstrengen utsetter strekkprøvelegemene 26 for belastningen fra foringsrørstrengen. Disse strekkprøvelegemer brister under strekk, og strengen senkes inntil belastningsskulderen 40 hviler på kragens oppadvendte støtteskulder 46. Såvel det øvre parti 28 av strekkprøvelegemet 26 som dets nedre parti 32 blir holdt fast etter bruddet og kan derfor ikke holdt fast etter bruddet og kan derfor ikke falle ned i bore-hullet og gripe forstyrrende inn i eventuelle framtidige operasj oner.

Brudd ved strekkbelastning er mer kontrollerbar enn brudd ved skjærspenning, først og fremst på grunn av det entydige belastningsmønster på strekkprøvelegemet. Ved bruddstifter o.l. kan variasjon i klaring mellom avskjærings-flatene endre belastningsmønsteret.

Strekkprøvelegemet 26 har "hundebeinsform" med et

nav 52 ved den øvre ende og et nav 54 ved den nedre ende. Motsvarende sirkulære forsenkninger 56 i kraven og 58 i støtte-ringen griper inn i hverandre. Belastningen overføres mellom de forsenkte flater og navene, slik at festeskruene 30

og 34 ikke tar opp noen vesentlig belastning. Strekkprøvelegemet 26 har litt overdimensjonerte hull for å unngå at skruene utilsiktet tar opp belastning.

Ve^d den foretrukne utførelsesform har den øvre ende

28 av strekkprøvelegemet 26 og kragen 10 derfor innbyrdes samvirkende bæreflater i tillegg til holderorgan 30. Den nedre ende 32 av strekkprøvelegemet og opphengslegemet 12

har også innbyrdes samvirkende bæreflater, som virker gjennom ringen 36, i tillegg til holderorganet 34.

Dersom de av en eller annen grunn må fjernes,

er strekkprøvelegemene lette å skifte ut. En fjerner ganske enkelt bruddstykkene og installerer et nytt strekkprøve-

legeme under skruene 30 og 34.

Opphengslegemet 12 har også omløpsspalter 48 forbi belastningsskulderen 40 for å tillate omføringsstrømning under utlegging og også under sementeringsoperasjoner etter at opphenget har kommet på plass. Strekkprøvelegemene er anordnet slik at kragen 10 blir holdt med de oppad åpne spalter 22 i flukt med omløpsspaltene 48. Dette tillater full utnyttelse av bæreflatene uten å gripe forstyrrende inn i omførings-pas sasj ekapasiteten.

Fig. 3 illustrerer tilstanden etter at opphenget

er stilt inn og strekkprøvelegemet har gått i stykker. Det går fram at det nedre parti 32 av strekkprøvelegemet blir igjen i en av patronens nedad åpne spalter 24. Ettersom det nedre festeorgan er anordnet på en slik måte at det hindrer dreining av dette strekkprøvelegeme rundt en hvilken som helst horisontal akse, holdes strekkprøvelegemet i opp-rettstående stilling og opprettholder følgelig innretting mellom kragen og opphengslegemet.

Dette blir ytterlige sørget for ved at avstanden mellom kragens støtskulder 46 og belastningstilstanden er mindre enn avstanden mellom den svekkede seksjon 38 av strekk-prøvelegemet og kragens bunn 50.

Claims (11)

1. Foringsrøropphengsmontasje for opplagring av en foringsrørstreng inne i og fra et rørformet element, karakterisert ved at den omfatter et sylindrisk opphengslegeme med en nedadvendt belastningsskulder på et øvre nivå, første festeorgan på et lavere nivå, organ for opplagring av en foringsrørstreng fra opphengslegemet og et parti med redusert diameter mellom belastningsskulderen og nevnte første festeorgan; en dimetralt sammentrykkbar krage som omslutter opphengslegemet ved partiet med redusert diameter samt har en oppadvendt støtteskulder ved den øvre ende, tilpasset for å understøtte belastningsskulderen, utadrettede sperrehakeorgan innrettet til å gripe inn i motsvarende spor i det rørformede element, og et annet festeorgan anbragt på kragen; flere enn ett strekkprøvelegeme, som hvert omfatter et langstrakt element festet til første og annet festeorgan samt utformet med en svekket seksjon mellom de fastgjorte ender, hvilken svekkede seksjon er tilstrekkelig sterk til å trekke kragen inn i og igjennom et stigeledningsforingsrør men tilstrekkeligssvak til å briste når belastningen fra foringsrørstrengen påføres.

2. Foringsrøropphengsmontasje som angitt i krav 1, karakterisert ved at hvert av strekkprøve-legemene har form av en langstrakt plate, hvis minste dimensjon forløper radialt i forhold til kragen, idet prøvelegemet er elastisk bøyelig i radialretningen og stivt i periferiretningen.

3. Foringsrøropphengsmontasje som angitt i krav 2, karakterisert ved at kragen har flere nedad åpne spalter, idet strekkprøvelegemene passerer igjennom spaltene.

4. Foringsrøropphengsmontasje som angitt i krav 3, karakterisert ved at nevnte annet festeorgan holder strekkprøvelegemet mot rotasjon rundt en horisontal akse, slik at prøvelegemet holdes vertikalt selv etter at det har vært utsatt for brudd.

5. Foringsrøropphengsmontasje som angitt i krav 4, karakterisert ved at opphengslegemet har et parti med overgangsdiameter mellom partiet med redusert diameter og belastningsskulderen, hvilken krage blir holdt under overgangspartiet når strekkprøvelegemene er uskadde, idet avstanden mellom støtteskulderen i den tilbaketrukne stilling og belastningsskulderen er mindre enn avstanden mellom den svekkede seksjon av prøvelegemet og bunnen av kragen, hvorved strekkprøvelegemet opprettholder innstilling (oppretting) av kragen selv etter brudd.

6. Foringsrøropphengsmontasje som angitt i krav 5, karakterisert ved at kragen har overlappende vekselvis oppad og nedad åpne spalter, hvorved patronen trykkes sammen uten periferibevegelse.

7. Foringsrøropphengsmontasje som angitt i krav 6, karakterisert ved at opphenget har omløps-spalter (flowby slots) forbi belastningsskulderen, idet kragens oppad åpne spalter flukter med omløpsspaltene.

8. Foringsrøropphengsmontasje som angitt i krav 1, karakterisert ved at den øvre ende av strekk-prøvelegemet og kragen har innbyrdes samvirkende bæreflater, og at ;den nedre ende av strekkprøvelegemet og opphengslegemet har innbyrdes samvirkende bæreflater i tillegg til organ for å holde fast prøvelegemets øvre og nedre ende til henholdsvis kragen og opphengslegemet.

9. Foringsrøropphengsmontasje som angitt i krav 4, karakterisert ved at den øvre ende av strekk-prøvelegemet og kragen har innbyrdes samvirkende bæreflater, og at den nedre ende av strekkprøvelegemet og opphengslegemet har innbyrdes samvirkende bæreflater i tillegg til organ for å holde fast prøvelegemets øvre og nedre ende til henholds vis kragen og opphengslegemet.

10. Foringsrøropphengsmontasje som angitt i krav 5, karakterisert ved at den øvre ende av strekk-prøvelegemet og kragen har innbyrdes samvirkende bæreflater, og at den nedre ende av strekkprøvelegemet og opphengslegemet har innbyrdes samvirkende bæreflater i tillegg til organ for å holde fast prøvelegemets øvre og nedre ende til henholdsvis kragen og opphengslegemet.

11. Foringsrøropphengsmontasje som angitt i krav 7, karakterisert ved at den øvre ende av strekk-prøvelegemet og kragen har innbyrdes samvirkende bæreflater, og at den nedre ende av strekkprøvelegemet og opphengslegemet har innbyrdes samvirkende bæreflater i tillegg til organ for å holde fast prøvelegemets øvre og nedre ende til henholdsvis kragen og opphengslegemet.