DK155446B - Anlaeg til fjernbetjening af hydrauliske apparater i en undersoeisk broendoverbygning - Google Patents

Description

DK 155446 B

Opfindelsen angår et anlæg til fjernbetjening af hydrauliske apparater i en undersøisk brøndoverbygning ved hjælp af et til denne sluttet, fra vandoverfladen styrbart hydrauliksystem med lukket kredsløb, der har 5 flere akkumulatorkamre med til- og afgange, som kan ind-og udkobles, og med en membran, der adskiller en akkumuleret hydraulikvæske fra en gas under tryk.

Af speciel interesse inden for opfindelsens anvendelsesområde er sådanne anlæg, hvor de undersøiske 10 apparater med henblik på indstilling og efterregulering eller istandsættelse ikke er let tilgængelige og hverken tilsigtet eller utilsigtet må lække hydraulikvæske til det omgivende vand. Efterhånden som olieforekomsterne på større vanddybder udnyttes, er man begyndt at interesse-15 re sig mere for metoder til at tilvejebringe boringer uden at skulle opstille faste platforme ved boringen. Udgiften for faste platforme stiger hurtigt med stigende vanddybde, og med mindre et tilstrækkeligt antal af meget produktive boringer kan tilvejebringes og udnyttes 20 fra en enkelt platform, bliver det økonomisk umuligt at hente olien op på disse steder.

Forskellige forslag er fremkommet til individuel behandling af undersøiske boringer, dvs. at lave boringer ved de forskellige spredte lokaliteter, at udstyre 25 hver af dem med sit eget brøndoverbygningsanlæg og derefter gennem rørledninger at bringe produktionen fra hver boring til en central offshore platform eller til en station på land. Nogle sådanne individuelle undersøiske boringer er udført med held, udstyret med appara-30 ter og udnyttet.

Undersøiske systemer til styring af driften af brøndoverbygningsapparater anvender hydrauliske væske-pumper placeret enten over havoverfladen eller indbygget i brøndoverbygningen for at forsyne de undersøiske appa-35 rater med den til driften nødvendige drivvæske.

Akkumulatorer til den hydrauliske væske er påmonteret det undersøiske udstyr for at man kan få et nær-

DK 155446 B

O

liggende reservoir for drivvæsken under tryk. Når den hydrauliske pumpe findes over vandoverfladen, må de neddykkede akkumulatorer nødvendigvis fødes gennem lange hydrauliske ledninger. Disse kan dog forholdsvis let 5 beskadiges, hvorved der kan forekomme lækage af hydraulisk væske til det omgivende vand. Dertil kommer, at det af de lange hydrauliske ledninger følgende trykfald begrænser reaktionen af de neddykkede apparater, når hy-draulikvæskeforsyningen belastes stærkt. På den anden 10 side er der i de apparater, hvor den hydrauliske pumpe er monteret direkte på det neddykkede udstyr, en praktisk begrænsning af den pumpestørrelse, som kan bruges, eftersom vægt, tilpasning, kompakthed og det areal, der er udsat for bølgernes kraft, er af betydelig vigtighed, 15 såvel hvad angår betjeningen og installeringen af udstyret fra et flydende fartøj som på grund af vandets kraft, som pumpen skal modstå, når den er på plads. Denne begrænsning af den neddykkede pumpes størrelse kan bevirke, at det ikke er gennemførligt at indbygge en 20 pumpe af tilstrækkelig størrelse i det neddykkede udstyr til at holde akkumulatorerne under stadigt arbejdstryk ved normal arbejdsgang.

Hvis apparatets trvkvæskebehov i et af de fore gående tilfælde overstiger den hastighed, hvormed de 25 neddykkede akkumulatorer kan genoplades enten gennem de lange hydrauliske ledninger fra overfladen eller af pumpen indbygget i det neddykkede udstyr, vil arbejdet blive afbrudt, indtil akkumulatorerne kan oplades til arbejdstryk. Dette er selvsagt en meget stor ulempe.

30 Fra US-PS 3 496 999 kendes et lukket hydraulisk system til styri ng af preventerventiler i en brøndoverbygning, som styres rent elektrisk fra vandoverfladen.

Dette system omfatter flere akkumulatorer med til- og afgange, som kan ind- og udkobles. Systemets akkumulato-35 rer har ikke selv nogen trykgastilslutning, men arbejder derimod i sig selv lukket som højtryksenergiakkumulator.

DK 155446 B

3 US-PS 3 100 365 anviser et hydraulisk system til aktivering af ventiler og drivenhed i et missil, hvor der anvendes et lukket hydrauliksystem med to kamre, som ved hjælp af et tilført gastryk skiftevis virker som 5 højtryks- eller lavtrykskammer. Til omskiftning af deres virkemåde omskiftes en hydraulikvæskeventil og en gasventil samtidigt. Der gives ingen henvisning til en mulig fjernbetjening eller til anvendelse i forbindelse med brøndoverbygninger med deres specielle havforure-10 ningsproblematik.

Opfindelsen har til opgave at anvise et anlæg til fjernbetjening af en under 3013xv brøndoverbygnings hydrauliske apparater, hvor et lukket hydraulisk system kan drives kontinuert ved hjælp af en alternerende om-15 skiftning af gasakkumulatorer, og hvor det samlede system kan holdes under et relativt ringe tryk i forhold til vandtrykket.

Til opnåelse heraf er anlægget af den i indledningen nævnte art ejendommeligt ved, at hydrauliksyste-20 met har to ved brøndoverbygningen anbragte, skiftevis som højtryks- og lavtrykskammer tjenende akkumulatorkamre for hydraulikvæsken, hvortil trykgassen kan føres fra en ved vandoverfladen anbragt kompressor gennem dels fjernledninger, dels gasledninger mellem disse og akku-25 mulatorkamrene, at der til samtidig omskiftning af højtrykskammeret til lavtrykskamraer og lavtrykskammeret til højtrykskammer ved brøndoverbygningen findes en gassty-reventil og en hydraulikvæskestyreventil, som ved afsluttet tømning af det ene akkumulatorkammer for hydrau-30 likvæske er indrettet til indbyrdes omskiftning af dette kammers til en højtryksledning førende tilslutning for hydraulikvæske og det andet kammers tilslutning til lavtrykshydraulikvæske i en lavtryksledning, og at mindst én med højtryksledningen og lavtryksledningen forbundet 35 styreventil hørende til minst ét af de fjernbetjente apparater er integreret i hydrauliksystemet, samt at der 4

DK 155446 B

også for gaskredsløbet findes et lukket system, hvortil der hører en højtryksakkumulator og en lavtryksakkumulator, som er anbragt ved vandoverfladen og via gasfjernledningerne er forbundet med gasstyreventilen ved brønd-5 overbygningen.

Foretrukne udførelsesformer ifølge opfindelsen er angivet i underkravene.

Anlægget Ifølge opfindelsen er således udformet, at det sikrer en afbrydelsesfri drift med korte svarti-10 der af apparaterne, hvor hydraulikvæskens nødvendige driftstryk ved den undersøiske brøndoverbygning ikke påvirkes af ændringer i vanddybden.

Dertil anvendes flere hydraulikvæskeakkumulato-rer, som fordeles i to funktionsafsnit af hydrauliksy-15 stemet, hvor den ene udgør et under tryk stående hydrau-likvæskereservoir til påvirkning eller igangsætning af de hydraulisk drevne apparater, og den anden fungerer som lavtryksmodtager af den fra apparaterne afgivne hydraulikvæske. Systemets hydraulikafsnit danner en i 20 sig selv fuldstændig lukket reguleringskreds, hvori systemets hydraulikvæskemængde kontinuert løber frem og tilbage og under normale driftsbetingelser ikke skal efterfyldes.

Ved hydrauliksystemets anvendelse i på havbunden 25 liggende brøndoverbygninger afstrømmer hydraulikvæsken fra de drevne apparaters afgangsside i det væsentlige mod atmosfæriske tryk og derved uafhængigt af vanddybden. Herved undgås nødvendigheden af en trykstigning på hydrauliksystemets drivside som følge af stigende vand-30 dybde, hvilket ellers er krævet, når hydraulikvæsken af-strømmer mod det omgivende hydrostatiske tryk. Dermed er systemets driftsparametre I hovedsagen uberørte af hvilken vanddybde apparaterne er neddykket til.

Ved anlægget Ifølge opfindelsen oplades det akku-35 mulatorkammer, der fungerer som højtrykskammer for den hydrauliske væske, ved hjælp af komprimeret gas, og det

DK 155446 B

5 akkumulatorkaminer, som virker som lavtrykskammer for den afgivne hydrauliske væske, udluftes gennem en gasledning under stort set atmosfærisk tryk. Anlægget er konstrueret således, at trykgasledningen og udluftningsledningen 5 alternerende kan forbindes med hvert af akkumulatorkamrene, så at når iavtrykskammeret er fyldt med afgivet hydraulisk væske, tilsluttes trykgasledningen til dette, så det fungerer som højtrykskammer, medens udluftningsledningen samtidig forbindes med det tidligere højtryks-10 kammer, der så bliver lavtrykskammer. Endvidere har anlægget organer til automatisk at skifte mellem kamrene, når modtagekammeret har opnået sin fulde ladekapacitet for hydraulisk væske, så at der opnås kontinuerlig drift af apparaterne uden opsyn eller medvirken af menneskelig 15 arbejdskraft. Under hensyntagen til de problemer, der skyldes forholdene ved en oliekilde på stor havdybde, vil det være tilrådeligt til dette brug at indbygge en vis grad af redundans i anlægget, såsom at muliggøre en alternativ manuel indgriben i tilfælde af, at den auto-20 matiske funktion svigter.

Der er indbygget tilstrækkelig volumenkapacitet i apparatet til at opnå en rimelig grad af kontinuerlig drift fra samme trykkammer, før det er nødvendigt at omskifte kamrene som ovenfor beskrevet. Denne volumen-25 mæssige kapacitet kan være tilvejebragt i enkelte højtryks- og lavtryksakkumulatorkamre, som omtalt skematisk i det følgende, eller den ønskede volumenmæssige kapacitet kan fremskaffes ved hjælp af et antal akkumulatorkamre, der er forbundet i. grupper, og som i hoved-30 sagen virker som de viste enkeltkamre.

Det er et fordelagtigt træk ved anlægget ifølge opfindelsen, at mediet til tilvejebringelse af tryk for tryksætning af den hydrauliske væske i højtrykskammeret på det hydrauliske systems trykside tilføres gennem 35 trykgasledningen, og at der også stort set opretholdes atmosfærisk tryk i lavtrykskammeret ved hjælp af 6

DK 155446 B

udluftnlngsledningen. Ved neddykkede apparater kan gasledningerne føres fra kompressorer og trykgasbeholdere på vandoverfladen ned gennem vandet og forbindes med apparaterne. Da endvidere alle anlæggets hydrauliske 5 komponenter er neddykket et godt stykke under havoverfladen, vil chancen for, at hydraulisk væske skulle slippe ud i det omgivende vand, være betydelig reduceret. Gasledningerne op til overfladen passerer gennem området nær havoverfladen, hvor kraftpåvirknin-10 gerne fra vandet er størst, og er således mere udsat for beskadigelse end de dybere liggende hydrauliske rør.

Skader på gasrørene er selvfølgelig uheldige, men vil ikke skabe den vandforurening, som ville opstå i tilfæl- . de af brud på en hydraulisk ledning.

15 Betjening af individuelle ventiler og organer i apparatet fjernstyres fra en passende konsol. Det er kendt, at en ventil kan aktiveres fra en fjernere lokalitet gennem elektriske, hydrauliske eller pneumatiske forbindelser eller gennem akustiske eller elektromagne-20 tiske signaler til igangsætning af ventilbevægelsen, eller ved en kombination af sådanne midler.

Opfindelsen beskrives nærmere under henvisning til den skematiske tegning, hvor fig. 1 viser en illustration af et anlæg ifølge 25 opfindelsen og illustrerer indstillingen af nogle ventiler, når en bestemt akkumulator anvendes som trykkammer for hydraulikvæske, og en anden akkumulator bruges som modtagekammer for afgivet hydraulikvæske, fig. 2 en illustration af ventilernes indstil-30 ling, når den anden akkumulator bruges som trykkammer for hydraulikvæske, og den første akkumulator bruges som modtagekammer for afgivet hydraulikvæske, fig. 3 anlægget ifølge opfindelsen, når det anvendes som styreapparat ved en brøndoverbygning indehol-35 dende et stort antal hydraulisk betjente apparater, og fig. 4 et sidebillede af en del af styreapparatet til en undersøisk brøndoverbygning og viser en måde,

DK 155446 B

7 hvorpå det neddykkede apparat kan forbindes med forsyningsledninger, der udgår fra havoverfladen.

Ved en boring på havbunden er styreapparatet for boringen forbundet til et borehul under havoverfladen.

5 Et i fig. 1 og 2 vist fjernbetjeningsanlæg kan passende deles i tre væsentlige undergrupper, som angivet med de med punkterede linier indrammede områder 10, 12 og 14. Undergruppe 10 omfatter en del af anlægget, som kan etableres på et sted i afstand fra dets andre 10 dele, som det betjeningsmæssigt kan være forbundet med ved hjælp af passende demonterbare forbindelser i gas-og elektricitetsledningerne, som er fælles for undergrupperne. Undergruppen 10 kan f. eks. være placeret over havfladen, mens resten af anlægget er nedsænket i 15 havet og forbundet med det undersøiske borehul.

Undergruppe 12 omfatter hoveddelen af ventilerne, ved hjælp af hvilke anlægget betjenes. Denne undergruppe kan f. eks. indkapsles i et hylster, som kan sænkes ned i vandet og automatisk forbindes med de under-20 søiske styreorganer.

Undergruppe 14 omfatter de organer, som til sidst betjenes af anlægget og andre udstyr, som måtte blive tilsluttet på det undersøiske sted. Undergruppen 14 kan f. eks. indbefatte boringsstyreorganer, såsom de 25 såkaldte "blowout preventers", som. udgør en del af bo-ringsstyreapparatet.

Ifølge opfindelsen drives boringsstyreorganerne, som skematisk repræsenteret af cylinder- og stempelarrangementet 20, ved hjælp af hydraulikvæske under tryk.

30 I den i fig. 1 viste stilling af anlæggets hy drauliksystem fungerer en akkumulator 22 som et kammer for hydraulikvæske under tryk. Akkumulatorkammeret 22 vil fortrinsvis være installeret som en del af det neddykkede apparat ved brøndoverbygningen som vist i fig.

35 4. På denne plads anbringes trykkammeret umiddelbart i forbindelse med boringens styreorganer og drives med hy-

DK 155446 B

s draulikvæske for at undgå nødvendigheden af at føre hydraulikledninger fra det neddykkede apparat til vandets overflade. I denne stilling er et akkumulatorkammer 24 også forbundet som kammer til modtagelse af afgående hy-5 draulikvæske, der afgives fra boringens styreorgan. Akkumulatorkammeret 24 anbringes også fortrinsvis i det neddykkede apparat ved brøndoverbygningen, som angivet i fig. 4. Som det herefter vil blive forklaret, sættes akkumulator kamrene 22 og 24 skiftevis til at fungere 10 som højtrykskammer og lavtrykskammer.

Akkumulatorkammeret 22 er delt ved hjælp af en fleksibel membran 26, der adskiller en kammerdel 28 for hydraulikvæske fra en trykgaskammerdel 30. Gaskammerdelen er gennem en ledning 32, som er aftageligt 15 forbundet ved hjælp af et forbindelsesstykke 34, fig.

1, med en ledning 36 forbundet med undergruppen 12. Ledningen 36 er gennem en ventil 38 i forbindelse med en fjernledning 40, som igen er i forbindelse med en højtryksakkumulator 42. Således bliver højtryksgassen 20 ført gennem det omtalte ledningsarrangement ind i gasdelen 30 af akkumulatorkammeret 22 for at udøve gastryk på membranen 26 og sætte hydraulikvæsken i kammerdelen 28 under tryk. Højtryksakkumulatoren 42 har tilstrækkelig kapacitet til at udøve et i hovedsagen 25 konstant tryk på hydraulikvæsken i kammerdelen 23, efterhånden som væskemængden i kammeret aftager under driften af apparatet.

Det andet akkumulator kammer 24 er også kon strueret med en fleksibel membran 44 til at adskille 30 en hydraulikvæskekammerdel 46 fra en luftkammerdel 48 på en lignende måde, som er beskrevet for kammeret 22.

_ Gasindholdet i kammeret 24 er i forbindelse med en ledning 50 i undergruppen 14. Denne ledning er gennem et aftageligt forbindelsesstykke 52 i forbindelse med 35 en ledning 54 i undergruppen 12. Sidstnævnte ledning har gennem ventilen 38 forbindelse med en fjernledning

DK 155446 B

9 56, der igen har forbindelse med en lavtryksakkumulatcr 58, som er konstrueret med en tilstrækkelig gaskapacitet til at holde gastrykket i kammeret 24 i hovedsagen konstant, når gasmængden i dette kammer ændres, medens 5 det modtager hydraulikvæske. I denne stilling holdes akkumulatoren 58 og gaskammerdelen 48 ved atmosfærisk tryk.

Når kammeret 24 fyldes med hydraulikvæsken, der afgives fra apparatet 20, vil ventilen 38 sætte det-10 te kammers gasdel 48 i forbindelse med højtryksakkumulatoren 42 og samtidig sætte kammeret 22’s del 30 i forbindelse med akkumulatoren 58, som beskrevet mere udførligt i det følgende. Når dette skift foregår, bliver kammerdelen 46 i kammeret 24 reservoir for hy-15 draulikvæske under tryk til drift af systemet, og kammerdelen 28 i kammeret 22 bliver reservoir for modtagelse af afgivet hydraulikvæske.

Idet der stadig henvises til fig. 1 er en ledning 60 for hydraulikvæske i forbindelse med delen 28 og 20 er aftageligt forbundet gennem et forbindelsesstykke 62 med en ledning 64 i undergruppen 12. Ledningen 64 er forbundet med en ventil 66.

En lignende hydraulikledning 68 er i forbindelse med kammerdelen 45 og er gennem en aftagelig for-25 bindelse 70 forbundet med en komplementær ledning 72 I undergruppen 12. Ledningen 72 er også forbundet med ventilen 66.

Med systemet i den i fig. 1 viste stilling passerer hydraulikvæsken under tryk fra kammerdelen 28 gen-30 nem ventilen 66 ind i en højtryksledning 74, som fører til en tredje ventil 75 og til en fjerde ventil 78. Den hydraulikvæske, der er afgivet fra apparatet 20, passerer derefter gennem en lavtryksledning 80 og gennem ventilen 66 og derefter til kammerdelen 46 på 35 en måde, som vil blive beskrevet mere udførligt i det følgende.

DK 155446 B

10

Apparatet 20 er vist som et cylinder- og stem-pelarrangement, men andre former for hydraulisk drevne apparater kan anvendes i dette system. Ledningen 86, som i dette tilfælde fører hydraulikvæske til apparatet, 5 har forbindelse med den ene ende af cylinderen 20. Den anden ledning 88 har forhånelse med cylinderens anden ende. Som bekendt træder hydraulikvæsken under tryk ind i den ene ende af cylinderen og trykker stemplet mod den anden ende. Ved stemplets bevægelse forskydes hydraulik-10 væske, der udstødes eller afgives fra cylinderen gennem ledningen 8S. Denne ledning er forbundet gennem det aftagelige forbindelsesstykke 90 med en ledning 92 i undergruppen 12, hvilken sidste ledning er i forbindelse med styreventilen 76. Den afgivne hydraulikvæske 15 flyder gennem ventilen 76 ind i ledningen 80 og videre gennem ventilen 66 ind i de forbundne ledninger 72 og 68 og ind i væskekammerdelen i akkumulatorkam-meret 24.

Arrangementet og den integrerede betjening af 20 ventilerne i undergruppen 12 er således, at ledningen 80 altid vil være forbundet i det hydrauliske væskekredsløb til at føre afgivet hydraulikvæske bort fra de hydraulisk drevne apparater til det rette akkumulator -kammer. Sn trykmåleindretning 94 er i forbindelse med 25 ledningen 80 og er forbundet i systemet til samtidig at betjene styreventilerne 38 og 66. Hvis f. eks. ventilerne 38 og 66 aktiveres ved elektrisk styrede solenoider / kan en trykaktiveret elektrisk kobler i indretningen 94 bruges til at lede en elektrisk strøm 30 til hver af ventilerne samtidigt, så at begge ventiler skifter til en anden stilling.

_ Som forklaret i det foregående, er ledningen 80 forbundet således i forhold til ventilerne, at den leder afgivet hydraulikvæske til det rigtige modtagekammer.

35 Når kammerdelen for hydraulikvæske er helt fyldt, som vist ved kammerdelen 46 i kammeret 24, når man går

DK 155446 B

11 fra fig. 1 til fig. 2, vil det hydrauliske tryk i de indbyrdes forbundne ledninger 68, 72 og 80 forøges, eftersom mere afgivet væske føres til lavtrykskammeret. Trykmåleindretningen 94 er indrettet til at aktiveres 5 ved en bestemt trykforøgelse i ledningen 80 til aktivering af ventilerne 38 og 66, således at de skifter stilling. Systemet vil da indtage den i fig. 2 viste stilling.

I fig. 2 er kammerdelen 46 i kammeret 24 fyldt 10 helt op. Det deraf følgende forøgede tryk i ledningen 80 har bevirket, at indretningen 94 aktiverer ventilen 38 til at sætte højtryksakkumulatoren 42 i forbindelse med kammerdelen 48 gennem de med hinanden forbundne ledninger 40, 54 og 50. Samtidig og gennem samme ven-15 til er gaskammerdelen 30 i kammeret 22 sat i forbindelse med lavtryksakkumulatoren 58 under atmosfærisk tryk gennem de med hinanden forbundne ledninger 56, 36 og 32. Samtidig har indretningen 94 aktiveret ventilen 66 til at sætte højtryksledningen 74 i forbindelse 20 med de med hinanden forbundne ledninger 68 og 72, af hvilke den sidste nu indeholder hydraulikvæske under tryk fra kammerdelen 46, og til at sætte lavtryksledningen 80 i forbindelse med de med hinanden forbundne ledninger 60 og 64, som fører til den hydrauliske 25 kammerdel i kammeret 22. Således er de to kamres funktion byttet om, og det første kammer, som tidligere var højtrykskammer, bliver nu lavtrykskammer, medens det andet kammer, som tidligere var lavtrykskammer, bliver nu højtrykskammer.

30 Det bemærkes, at ombytningen af kamrenes funktion bibeholder ledningen 74 som højtryksledning, og som tidligere bemærket, bliver ledningen 80 opretholdt som lavtryksledning. Når funktionen af akkumulatorkamrene 22 og 24 således skifter, forbliver ventilen 76 i 35 sin oprindelige stilling, således at den kan lede hydraulikvæsken under tryk gennem de med hinanden forbund-

DK 155446 B

12 ne lednnger 82 og 86 til fortsat at drive apparatet 20 i den valgte retning. Ved opfindelsen ombyttes funktionen af kamrene 22 og 24 automatisk, så at der kontinuerligt leveres hydraulikvæske til apparatet 20 5 uden på uheldig måde at indvirke på sidstnævntes arbejde.

Forskellige ventiler i brøndoverbygningen er indrettet til at påvirkes af et bestemt signal fra en fjernere plads. Eksempelvis er ventilen 76 forbundet med 10 en signalgiver 96 i undergruppen 10 gennem en signalførende ledning 98. Signalgiveren indeholder flere adskilte stationer, som vist skematisk ved knapperne 100, af hvilke hver kan styre betjeningen af et særligt apparat i brøndoverbygningen. Den signalførende ledning 15 98 kan være et muitiplexsystem, der bruger et enkelt par ledninger til at overføre signaler, eller et kabel, der indeholder separate ledninger til hvert apparat. Et signalfremkaldende organ, såsom en elektrisk energikilde, er tilvejebragt i undergruppen 10, til at give et 20 signal, som overføres gennem ledningen 98 til forsyning af en bestemt enhed i gruppen, som f. eks. ventilen 76, og for at bringe den i en sådan stilling, at brøndoverbygningen drives som ønsket. Hvis f. eks. apparatet 20 er en stempelaktiveret blowout preventer, og venti-25 len 76 er indstillet som vist i fig. 1 og 2, vil pre-venteren blive påvirket til en lukket tilstand. Til åbning af preventeren bliver ventilen 76 indstillet til at bringe højtryksledningen 74 i forbindelse med ledningen 92 og lavtryksledningen 80 i forbindelse med 30 ledningen 82. Således vil hydraulikvæsken træde ind i apparatet 20 i den ende, hvor stemplet påvirkes i en retning, så at preventeren åbnes, og hydraulikvæsken i den anden ende af apparatet vil blive bortledt gennem ledningerne 86 og 82 og gennem ventilen 76 til 35 ledningen 80.

Det hydrauliske kredsløb i undergruppen 12 omfatter en ventil 78, som ligeledes gennem et signalo-·

DK 155446 B

13 verførende organ er forbundet ned signalgiveren 96. I den stilling af ventilen, som er vist i fig. 1, ender en ledning 102, som er en forlængelse af højtryksledningen 74, i ventilen. Imidlertid kan denne ventil aktiveres 5 ved et signal fra signalgiveren 96 til at sætte lavtryksledningen 80 i forbindelse med ledningen 102, som vist med den punkterede linie 104 i fig. 1. Denne stilling af ventilen 78 giver en omledning af hydrau-likvæske og tillader væsken at strømme bort fra høj-10 trykskammerdelen, som vil være kammerdelen i kammeret 22 i fig. 1, gennem ventilen 66 og ventilen 78 til ledningen 80 og igen igennem ventilen 66 og til de med hinanden forbundne ledninger 72 og 63 og derefter ind i kammerdelen i kammeret 24. Ventilen 78 er 15 først og fremmest beregnet til at lade det ene af akkumulatorkamrene blive fyldt med hydraulikvæske og det andet blive tømt ved begyndelsen af driften af hele anlægget eller at foranledige at anlægget sættes i den ønskede driftstilstand efter stop eller anden forsinkei-20 se, som kan indtræde, når begge kammerdelene er delvis fyldt med hydraulikvæske.

I hydrauliksystemet er der fortrinsvis et hjælpe kammer, fortrinsvis i form af et akkumulatorkammer 106, der har en fleksibel membran 108, der deler kammeret i 25 en kammerde1 104 til hydraulikvæske og en kammerde1 110, der indeholder gas. Kammerdelen 104 er i forbindelse med lavtryksledningen 80 og kammerdelen 100 er gennem en ledning 112 I forbindfelse med fjernledningen 56 til lavtryksakkumulatoren 58, der hensigtsmæs-30 sigt holdes ved atmosfærisk tryk. Hjælpekammeret er anbragt i systemet for at virke som ekspansionskammer for hydraulikvæsken og for at hjælpe med til at holde trykket i lavtryksledningen 80 stort set på atmosfærisk tryk, også for at skaffe erstatningsvæske, hvis hydrau-35 liksystemet kræver det.

I anlægget vist i fig. 3 og 2 er højtryksakkumulatoren 42 forbundet med en kompressor 114, som suger

DK 155446 B

14 gas fra iavtryksakkumulatoren 58. Således kan højtryksdelen 1 gruppen også være et lukket system. Kompressoren 114 har fortrinsvis en kapacitet, der kan holde akkumulatoren 58 under stort set atmosfærisk tryk. Imidler-5 tid kan hydrauliksystemets lavtryksside, hvis det ønskes, drives med et tryk, der enten er større eller mindre end atmosfærisk tryk. Den relative trykforskel mellem de to akkumulatorer bestemmer differenstrykket, der udøves af hydraulikvæsken over apparatet, såsom 20, og gi-10 ver yderligere styring af systemet.

Som beskrevet i det foregående er det ønskeligt, at hver ventil og trykmåleindretningen 94 i undergruppen 12 er forbundet med signalgiveren i undergruppe 10 ved komplementære signaloverførende midler, som f.

15 eks. elektriske ledere. Dette tillader, at anlægget drives såvel manuelt som automatisk og tilvejebringer organer t i 1 fortsat drift af anlægget, hvis automatikken, som f. eks. indretningen 94, skulle svigte. I nogle installa tioner, som f. eks. i havområder, kan det være 20 ønskeligt at samle fjernledningerne og de elektriske ledninger, der går mellem undergruppe 10 og 12, i ét enkelt bundt for at lette behandlingen af disse ledninger og forhindre, at de vikles ind i hinanden eller i det neddykkede apparat. Dette bundt er markeret ved den 25 punkterede cirkel 116, i fig. 1 og 2 og ved samme nr. i fig. 4.

I fig. 3 vises anlægget ifølge opfindelsen i skematisk form anvendt i forbindelse med et særligt arrangement af styreapparater i en brøndoverbygning. En 30 lignende brøndoverbygning ved en undersøisk boring er vist skematisk i fig. 4. I fig. 3 angiver bølgelinien 11 overfladen på et hav 119, i hvilket brøndoverbygningen findes.

Arrangementet af apparaterne i undergruppen 14 35 i fig. 3 og fig. 4 er almindeligt kendt som en blowout preventer (BOP)-stabel og er under boringen og stadier

DK 155446 B

15 af dens fuldførelse anbragt over borehullet. Når boringen er færdig, opsættes der på kendt måde et andet arrangement af apparater, kaldet et "juletræ", ved brøndoverbygningen. Hydrauliksystemet ifølge opfindelsen 5 kan eksempelvis bruges til drift af styreindretningerne på "juletræet".

En BOP-stabel omfatter normalt en serie af vertikalt med hinanden forbundne BOP'er af forskellige typer, som kan betjenes individuelt til styring af brøndover-10 bygningen, alt efter omstændighederne. I apparatet, som er vist på tegningen, repræsenterer 118 en BOP af sækketypen, og 120, 122, 124 og 126 BOP af stempel typen.

128 og 130 angiver elementerne i et aggregat, der hovedsagelig er indrettet til havoperationer og viser hydrau-15 lisk styrede komponenters forbindelseselementer, idet forbindelseselementet 130 bruges til aftageligt at forbinde BOP-stablen med brøndoverbygningen, og forbindelseselementet 128 bruges til aftageligt at slutte et borevæskerør 132 til toppen af BOP-stablen på kendt 20 måde.

Som tidligere fremhævet, er det ønskeligt, at hver af de hydrauliske apparater i brøndoverbygningen kan betjenes særskilt. Til dette formål er hvert apparat forbundet med en tilhørende ventil til styring af den 25 tilførte hydraulikvæske.

For hvert apparat er der således en styreventil til undergruppen 12. Ventilerne, der styrer forbinde!-seselementerne og BOP1erne i brøndoverbygningen, som f, eks. ventilerne 134 og 136, kan være af lignende art 30 som den tidligere beskrevne ventil 76.

I fig. 3 virker kammeret 24 som højtrykskammer og kammeret 22 som lavtrykskammer. Højtryksledningen 74 går over i en samleledning 138, fra hvilken individuelle grene, som 140 og 142, fører til de respektive 35 styreventiler, som 134 og 136. Lavtryks ledningen 80 går også over i et samlerør 144, som er forbundet ved

DK 155446 B

16 individuelle afgreninger, f. eks. 146 og 148, til de respektive ventiler 134 og 135. De individuelle styreventiler er selvfølgelig forbundet med de respektive hydrauliske apparater gennem tilsvarende med hinanden for-5 bundne ledninger, såsom ledninger 150 og 152 til forbindelseselementet 130's apparat 153 og ledninger 154 og 156 fra apparatet 153.

Det i fig. 3 viste styresystem til en boring omfatter en "kill"-ventil 158 og en udluftningsventil 10 160, der er kendt inden for denne teknik. Begge disse ventiler har hver sin styreventil i undergruppen 12, såsom 162 og 164, som er forbundet med samlerørene 138 og 144 for højtryksvæske og lavtryksvæske. De viste "kill"- og udluftningsventiler er fJederpåvirkede til 15 lukket stilling. Som følge heraf er det kun nødvendigt med en enkelt hydraulikvæskeledning til hver, som vist ved de med hinanden forbundne ledninger 166 og 168 til ventilen 158. De tilsvarende styreventiler 162 og 164 er indrettet til at bringes i en stilling, hvor der ind-20 føres hydraulikvæske under tryk i de tilsvarende ledninger til at åbne "kill"- eller udluftningsventilen eller alternativt at indstilles til at forbinde den samme tilsvarende ledning med samlerører til aflastning af trykket fra "kill"- eller udluftningsventilen og lukke 25 den, alt efter hvad ventilstillingen kræver. Enhed 170 i undergruppen 12 i fig. 3 viser en trykreduktionsventil til styring af trykket i sækketype BOP'en 118.

Som beskrevet i forbindelse med fig. 1 kan alle ledninger, der forbinder undergruppen 12 og undergrup-30 pen 14, forbindes med hinanden med aftagelige forbindelseselementer, hvilket tillader, at undergrupperne kan forbindes med og skilles fra hinanden i relation til operationerne. Under arbejde i undersøiske boringer kan de aftagelige forbindelseselementer betjenes fra en 35 fjernere liggende plads, som f.eks. fra havets overflade uden at kræve dykkerhjælp. Ved dette arrangement kan al-

DK 155446 B

17 le styreventilerne og komponentdelene af de hydrauliske og elektriske kredsløb, inklusive trykmåleindretningen 94, være indbygget i en kapsel 172, som vist i fig. 4. Kapslen er indrettet til at sænkes fra havoverfladen ned 5 til en kapselmodtager 174. Hver af de hydrauliske ledninger i kapslen er i forbindelse med et tilsvarende forbindelseselement, såsom 176, som passer sammen med et komplementært forbindelseselement 178 på kapselmodtageren, hvoraf sidstnævnte er i forbindelse med den 10 tilhørende hydraulikledning, som f. eks. ledningen 50 på brøndoverbygningen, som svarer til undergruppen 14.

Hvor det ønskes, kan der oprettes elektrisk forbindelse mellem de to undergrupper på lignende måde. Der kan også anvendes et system af aftagelige forbindelsesele-15 menter til at forbinde ledningerne og signalledningerne mellem undergrupperne 10 og 12.

Forskellige ledninger, forbundet med kapselmodtageren 174 er vist skematisk i fig. 4. Ledningerne er samlet i et bundt 180 eller på anden måde anbragt or-20 dentligt på brøndoverbygningen, og de individuelle led ninger er på kendt måde ført til de hydrauliske apparater, til hvilke de hører, som skematisk vist ved ledningerne 50 og 68 til kammeret 24. Kabelbundtet 116 indeholder et trækkabel 182, ved hjælp af hvilket kapslen 25 løftes og sænkes gennem vandet.

På grund af de særlige problemer, der skyldes beliggenheden på vandet, tilvejebringes der fortrinsvis dobbelte sæt af kapsler 172 og kapselmodtagere 174 samt dobbelte hydrauliske ledningsystemer 180 for at 30 give en bedre mulighed for kontinuerligt arbejde, hvis der skulle ske et uheld i et af kapselaggregaterne. Dette ekstra udstyr er kendt inden for denne teknik, og det er derfor unødvendigt at beskrive det mere detaljeret her.

35 Som beskrevet i forbindelse med ventilsn 75 i fig. 1 er hver af styreventilerne, som eksempelvis ven-

Claims (5)

1. Anlæg til fjernbetjening af hydrauliske appa-15 rater i en undersøisk brøndoverbygning ved hjælp af et til denne sluttet, fra vandoverfladen styrbart hydrauliksystem med lukket kredsløb, der har flere akkumulatorkamre med til- og afgange, som kan ind-og udkobles, og med en membran, der adskiller en akkumuleret hydrau-20 likvæske fra en gas under tryk, kendetegnet ved at hydrauliksystemet har to ved brøndoverbygningen anbragte, skiftevis som højtryks- og lavtrykskammer tjenende akkumulatorkamre (22, 24) for hydraulikvæsken, 25 hvortil trykgassen kan føres fra en ved vandoverfladen anbragt kompressor (114) gennem dels fjernledninger (40, 56), dels gasledninger (36, 54} mellem disse og akkumulatorkamrene , at der til samtidig omskiftning af højtrykskamme-30 ret til lavtrykskammer og lavtrykskammeret til højtrykskammer ved brøndoverbygningen findes en gasstyreventil (38) og en hydraulikvæskes tyr event il (66), som ved afsluttet tømning af det ene akkumulatorkammer for hydrau-likvæske er indrettet til indbyrdes omskiftning af dette 35 kammers til en højtryksledning (74) førende tilslutning for hydraulikvæske og det andet kammers tilslutning til lavtrykshydraulikvæske i en lavtryksledning (80), DK 155446 B og at mindst én med højtryksledningen (74) og lavtryksledningen (80) forbundet styreventil (76) hørende til minst ét af de fjernbetjente apparater (20) er integreret i hydrauliksystemet, samt at der også for 5 gaskredsløbet findes et lukket system, hvortil der hører en højtryksakkumulator (42) og en lavtryksakkumulator (58), som er anbragt ved vandoverfladen og via gasfjernledningerne (40, 56) er forbundet med gasstyreventilen (38) ved brøndoverbygningen

2. Anlæg ifølge krav 1, kendetegnet ved, at der til lavtryksledningen (80) er forbundet en trykmåleindretning (94), der er således udformet, at den omskifter hydraulikvæskestyreventilen (66) og gasstyreventilen (38), når lavtrykket overstiger en forudbestemt 15 værdi.

3. Anlæg ifølge krav 2, kendetegnet ved, at der over vandoverfladen findes en signalgiver (96), som i afhængighed af den af trykmåle indretningen (94) målte trykændring i lavtryksledningen (80) fjern- 20 styrer gasstyreventilen (38) og hydraulikvæskestyreventilen (66), og ved hjælp af hvilken styreventilen (76) kan fjernbetjenes.

4. Anlæg ifølge krav 2 eller 3, kendetegnet ved, at der til højtryksledningen (74, 138) og 25 til lavtryks ledningen (80, 144) er forbundet et antal styreventiler (76, 134, 136, 162, 164), hver for ét apparat (20, 118-130), hvor apparaterne alle er i stand til at drives indbyrdes uafhængigt.

5. Anlæg ifølge et af de foregående krav, k e n ~ 30det egnet ved, at gastrykket i lavtryksakkumulatoren (58) og hydrauliktrykket i det til enhver tid som lavtrykskammer tjenende kammer (22, 24) i det væsentlige er lig atmosfæretrykket. 35