DK176523B1 - Apparat og fremgangsmåde til bevarelse af offshorebrönde - Google Patents

Description

OK 176523 B1 i

APPARAT OG FREMGANGSMÅDE TIL BEVARELSE AF OFFSHOREBRØNDE OPFINDELSENS BAGGRUND

1, Opfindelsens område

Den foreliggende opfindelse angår offshorebrøndstrukturer, 5 der er selvbærende. Nærmere bestemt angår den foreliggende opfindelse et apparat og en fremgangsmåde til hurtig stabilisering, bevarelse og beskyttelse af en of£shorebrønd, som er blevet færdiggjort i en vandmasse; apparatet og fremgangsmåden tillader også bådmanøvrering omkring brønden samtidig 10 med, at de tilvejebringer selvbærende evne og stabilitet selv i dybt vand.

2, Beslægtet teknik

Den kendte teknik har set udviklingen af en bred vifte af typer brøndhovedfærdiggørelser til offshorebrønde til produk-15 tion af carbonhydi'idholdige materialer fra underjordiske formationer. Brøndfærdiggørelser ifølge den kendte teknik har omfattet færdiggørelser ved bunden af exceptionelt dybt vand ved hjælp af platforme og offshorestrukturer såsom de, der er vist og beskrevet i "INTRODUCTION TO OFFSHORE STRUCTURES, 20 DESIGN, FABRICATION, INSTALLATIONS", W.J. Graff, Gulf Publishing Co., Houston, Tex. 1981, og har også omfattet forholdsvis nemme færdiggørelser i lavt vand som fx i Maracaibo-søen eller lignende fladvand med en dybde på kun nogle få dekader fod eller mindre. Færdiggørelserne i dybt vand har 25 været eksotiske og har krævet meget kostbare transpondere og lignende. Færdiggørelserne i fladvand har været meget dyre, idet de har benyttet flere brønde og store reserver. Selv færdiggørelser ved mellemdybder har hyppigt krævet, at dykkere skulle ned til bunden for at arbejde på brøndhovedet, 30 dér hvor dybden gjorde dykning gennemførlig. På den anden side har mange færdiggørelser i fladvand været forholdsvis enkle og har ikke været reguleret af MMS (Marine Maritime Service) eller andre regulerende instanser, som ikke ønsker, DK 176523 B1 2 at bådmanøvrering eller -sejlads hindres unødvendigt. Mere hyppigt er der et behov for en fremgangsmåde til bevarelse af brønde, der er færdiggjort i mellemdybe vande med en dybde i området fra mindre end 100 fod (30,5 m) helt op til 300 fod 5 (91,4 m) eller mere. De udvindingstyper og de typer brønde, der bores og færdiggøres i sådanne mellemdybe vande, er ikke så eksotiske som offshorebrøndene i exceptionelt dybt vand, dog er fremgangsmåderne til færdiggørelse af brønde i meget lavt vand ikke tilfredsstillende med hensyn til tilvejebrin-10 gelse af en selvbærende brøndkonstruktion ved mellemdybder.

Illustrative for de kendte færdiggørelsestyper, der er fundet tilfredsstillende til mellemdybt vand, er de i US-patent-skrifter nr. 4 640 647; 4 710 061 og 4 818 146 fundne typer, som anvender komplicerede mekaniske spændingsorganer til 15 bardunkabler, der er forbundet med et offshorebrøndforingsrør og respektive ankerpæle; anordninger af sidstnævnte type tillader ikke nem sikring af ensartet bardunkabelspænding, hvorfor brøndforingsrøret kan blive udsat for uafbalancerede kræfter og derved skabe en potentiel fare.

20 Andre kendte brøndstabiliseringsstrukturer har krævet exceptionelt store, tunge yderrør monteret over gevind for at være selvbærende i mellemdybe vai’ide. Da de store rør er så tunge, kræves der både og flydekraner til udførelse af hjælpearbejdet på brønden. Sædvanligvis ville det være mere bekvemt, 25 hvis brønden stod i umiddelbar nærhed af eller omfattet inden i en platformstruktur. Hvis brønden imidlertid er en efterforsknings- eller opdagelsesbrønd, vil en platformstruktur sandsynligvis ikke være til rådighed, før der er gået mindst et år. Følgelig er der før den foreliggende opfindelse sæd-30 vanligvis blevet anvendt den i fig. 1 viste struktur ifølge den kendte teknik til bevarelse af sådanne brønde.

Ud fra det ovenfor nævnte kan det ses, at den kendte teknik ikke har tilvejebragt en fuldt tilfredsstillende fremgangsmåde eller et fuldt tilfredsstillende apparat til bevarelse 35 af en offshorebrønd og tilvejebringelse af en selvbærende DK 176523 3 brønd, der er egnet til mellemdybe vande og dog er tilstrækkelig billig til at være økonomisk gennemførlig, Specifikt har den største ulempe ved den kendte teknik været den hyppigt påkrævede anvendelse af dyre både og flydekraner til at 5 udføre hjælpearbejde på brønde, der anvender et stort, strukturelt egnet rør monteret over foringsrøret,

KORT BESKRIVELSE AF OPFINDELSEN

Følgelig er det et formål med den foreliggende opfindelse at tilvejebringe en fremgangsmåde og en konstruktion, som er 10 tilfredsstillende til tilvejebringelse af midlertidig såvel som permanent brøndfærdiggørelse for at bevare én eller flere offshorebrønde samtidig med, at man undgår at måtte ty til både og flydekraner for at udføre det nødvendige hjælpearbejde til bevarelse og opretholdelse af brønden som en selv-15 bærende enhed.

Det er et særligt formål med den foreliggende opfindelse at tilvejebringe forbedret apparatur, der er besparende og nemt at anvende, og en fremgangsmåde til færdiggørelse af en selvbærende offshorebrønd i mellemdybe vande, hvilken frem-20 gangsmåde sikrer, at brønden ikke udsættes for uafbalancerede stabiliseringskræfter. Disse og andre formål vil fremgå mere tydeligt af den herefter følgende beskrivelse, især når den betragtes sammen med den medfølgende tegning, I overensstemmelse med alle udførelsesformer for denne opfin-25 deIse er der tilvejebragt forbedret offshore brøndapparatur til en brønd, der er færdiggjort i mellemdybt vand. Brønden anvender et hovedforingsrør, der trænger nedad igennem de underjordiske formationer under vandmassens bund og også rager op gennem vandet, idet brøndhovedet er fastgjort oven 30 over vandoverfladen, Brøndhovedet omfatter ventiler og forbindelsesrør, der strækker sig nedad inde i hovedforingsrøret til færdiggørelserne under overfladen. En bådlandingsplads placeres normalt omkring hovedforingsrøret.

DK 176523 B1 4

Forbedringen er ejendommelig ved en flerhed på mindst tre ankerpæle rammet ned omkring brønden og forbundet med brønden ved hjælp af barduner ved respektive azimutværdier til forankring af det fremragende hovedforingsrør mod sidestrøm, 5 vind, bølger eller andre kræfter. Ved den første udførelsesform for opfindelsen er en endeklampe forbundet med forings-røret i en forudbestemt afstand under vandets overflade, idet flerheden på mindst tre barduner er forbundet ved deres respektive ydre ender (i forhold til brønden} med ankerpælene 10 og forbundet ved deres øvre eller indre ender med endeklampen ved hjælp af én af tre hydraulisk drevne spændingsanordninger, som hver er forbundet med ét af kablerne til spænding af kablet til at holde brønden mod bevægelse fra dens lodrette orientering, hvilken bevægelse ellers kunne forårsages af 15 sidevind, strøm eller andre kræfter, der påvirker brønden. Da de øvre ender af bardunerne er placeret i en væsentlig afstand under vandoverfladen, kan både manøvrere omkring landingspladsen, uden at de bliver viklet ind i kablerne eller får kablerne i deres skruer. De hydraulisk drevne spændings-2 0 anordninger sikrer, at kablerne får lige stor spænding,· kablerne fastholdes derefter mekanisk for at muliggøre fjernelse af de hydrauliske komponenter.

KORT BESKRIVELSE AF TEGNINGEN

Opfindelsen vil blive bedre forstået ved læsning af den 25 følgende detaljerede beskrivelse af de foretrukne udførelsesformer med henvisning til den medfølgende tegning, hvor ens henvisningstal overalt angiver ens dele, og hvor: fig. 1 er en sideopstalt af en kendt brønd, der er placeret i en vandmasse; 30 fig. 2 er en sideopstalt af en brønd i en vandmasse under anvendelse af den foreliggende opfindelse; fig. 3Ά er et planbillede af apparatet i fig, 2 set i retning af pilene 3A i fig, 2; fig. 3B er et planbillede af det hydraulisk drevne appa-35 ratur forbundet med den øvre ende af hver af kablerne og med foringsrøret til spænding af kablerne; DK 176523 B1 5 fig. 4A er en sideopstalt, som viser, hvordan de nedre ender af et kabelpar er forbundet, med en ankerpæl ; fig. 4B er en forstørrelse af fig. 4A og viser, hvordan den nedre ende af et enkelt kabel er forbundet med en anker-5 pæl; fig. 5Ά er en sideopstalt af forbindelsen mellem de øvre ender af et kabelpar og brøndforingsrøret; og fig, 5B er en sideopstalt, som viser en alternativ udførelsesform, hvori de øvre ender af kabelpar er forbundet med 10 foringsrøret ved hjælp af en muffe, og som også viser en bådlandingspladskonstruktion, der er tilvejebragt på forings-røret .

DETALJERET BESKRIVELSE AF DE FORETRUKNE UDFØRELSESFORMER

Medens fremgangsmåden og apparatet ifølge den foreliggende 15 opfindelse kan have flere anvendelser i ferskvand eller saltvand, vil de blive beskrevet herefter i forbindelse med anvendelse i mellemdybe vandmasser, således som det foregår mere hyppigt offshore i et saltvandsmiljø. Således vil der være et behov for et apparatur og en fremgangsmåde til stabi-20 lisering af en offshorebrønd, hvilket apparatur og hvilken fremgangsmåde tillader både at manøvrere uhindret af lateralt tværgående kabler nær overfladen.

Fig, 1 viser en typisk kendt brøndinstallation, som er blevet konstateret tilfredsstillende, når vandet har en mellemdybde 25 i området fra 60 til 200 fod (ca. 18 til ca. 61 meter), Den viste brønd anvender et centralt føringsrør eller hovedforingsrør 11, som bærer et platformdæk 13 og brøndhoved 15 oven over overfladen 17 af vandmassen 19. Vandet kan ligge i en højde på fra 60 fod (ca. 18 m) til så meget som 200 fod 30 (ca. 61 m) eller mere over vandmassens bund 21. En bådlandingsplads 23 opretholdes for at muliggøre adgang til brønden til forskellige formål såsom vedligeholdelse, kontrol og inspektion.

DK 178523 B1 6

Fremgangsmåden til opretholdelse af en brønds færdiggørelse, når der bores en enkelt bx'ønd, kendes ofte under betegnelsen "at bevare" en brønd. En boreenhed bevæger sig normalt hen til en beliggenhed og borer gennem en brønds hovedforingsrør 5 med en diameter på 30 inch (ca. 76 cm), hvilket hovedforingsrør normalt betegnes et lederør. Efter færdiggørelse afleveres brønden til installatørgruppen til færdiggørelse af sænkebrønden med det formål at tilvejebringe en selvbærende brøndkonstruktion undei' brøndens hele brugstid.

10 Før den foreliggende opfindelse blev dex' tilvejebragt en type bærende struktur ved at ramme et større rør 25 over det eksisterende brøndforingsrør 11. Det større rør har normalt en diameter på 48 inch eller 60 inch {ca. 122 cm eller ca.

152 cm) og en vægtykkelse på 1 til 2 inch {ca. 2,5 til ca.

15 5 cm) og er anbragt som vist i fig. 1. Den nøjagtige størrel se og vægtykkelse af det større rør bestemmes ved at tage vanddybden og -strømmen i betragtning. Bom det vil blive forstået, er sådant rør exceptionelt tungt for derved at skabe den strukturelle integritet og tillade, at brønden 20 bliver selvbærende i det mellemdybe vand, og installation af sådant rør kræver svært pram- og kranudstyr.

Med henvisning til fig. 2 skal det bemærkes, at en første udførelsesform er vist og vil blive beskrevet fuldstændig detaljeret herefter, Det skal forstås, at størrelserne af de 25 respektive dele i apparaturet vil variere afhængigt af de designmæssige krav til tilvejebringelse af tilstrækkelig bærende støtte eller lignende. Nærmere bestemt tilvejebringes denne udførelsesform for opfindelsen ved hjælp af et apparatur forsynet med barduner, hvilket apparatur kan anvendes 30 midlertidigt til at tilvejebringe midlertidig støtte, indtil et kappe- eller dækplatformsystem kan bygges til at støtte brønden, eller det kan eventuelt anvendes som en permanent konstruktion, der er nyttig gennem brøndens levetid.

Den i fig. 2 viste brønd omfatter et hovedforingsrør 11, der 35 bærer brøndhoved 15 oven over overfladen 17 af en vandmasse DK 176523 B1 n / 19. En konventionel bådlandingsplads 23 anvendes på brønden ved overfladen til betjening af bådtrafik til og fra brønden.

Hovedforingsrøret 11 kan omfatte et lederør med en hvilken som helst passende diameter. I den viste udførelsesform kan 5 det fx omfatte et rør med en diameter på 30 inch (ca, 76 cm) .

Som det vil blive forstået, har et rør med en diameter på 30 inch betydelig bærende styrke. Imidlertid er en sådan styrke ofte utilstrækkelig til at modstå de sidekræfter, der kunne påvirke en brønd, der er færdiggjort offshore i en vanddybde 10 på mere end 60 fod {ca, 18 m) eller deromkring. Følgelig bliver det bydende nødvendigt at tilføje bærende støtte mod sådanne sidekræfter. Sidekræfterne omfatter udefra kommende naturkræfter såsom bølger, vind og lignende såvel som menneskeskabte kræfter såsom utilsigtede stød fra en båd mod 15 bådlandingspladsen eller lignende.

Et platformdæk 13 vil normalt blive anvendt på foringsrørets øvre ende og vil omfatte et dæk af en konventionel type til at bære arbejdere på brøndhovedet, når de forbinder lederør, udfører vedligeholdelsesarbejde eller udfører kontrolaktivi-20 feter, En konventionel heliport 14 kan også anvendes som vist i fig. 2. Platformdækket 13 kan ud over et ekspanderet gulv eller plademetalgulv eller lignende konstruktion omfatte rækværk og lignende. Platformdækket kan selvfølgelig være meget større og kan bære produktionsudstyr såsom varmebehand-25 lere, separatorer til separation af gas- og væskefaser og endda lavtemperaturudvindingsenheder. Anvendelsen af sådant produktionsudstyr på brønden kan øge væsentligt behovet for brøndudstyr til stabilisering mod sidekræfter.

Brøndhovedet 15 vil normalt omfatte en hvilken som helst ud 30 af mange konventionelle typer brøndhovedkonstruktioner omfattende en eller flere højtrykventiler, dei' er indrettet til at modstå de nødvendige væsketryk, der sandsynligvis vil træffes ved en given brønd. Hver af ventilerne vil blive forbundet ved hjælp af en svejset eller boltet flange eller lignende 35 med en rørstreng, som strækker sig nedad inde i hovedforings- DK 176523 B1 8 røret 11, og som er fuldendt ved anvendelse af pakninger, perforeringer og lignende ind i et produktionsområde af en bestemt underjordisk formation, hvilket produktionsområde producerer fluidstrømmen fra jorden ind i og gennem brønden 5 på kendt manér.

Vandmassen 19 kan være forholdsvis stille vand, der ikke bevæger sig, eller strømmende vand såsom havstrømme eller bugtstrømme. Det er klart, at brønde i strømmende vand kræver mere stabilisering end brønde i stille vand.

10 Den konventionelle bådlandingsplads 23 kan være én ud af mange konventionelle konstruktioner, som er strukturelt egnede til at muliggøre losning af ethvert materiale eller mandskab, der er nødvendigt til betjening og/eller vedligeholdelse af brønden. Bådlandingspladsen er forbundet med 15 hovedforingsrøret ved hjælp af egnede friktionsklamper eller lignende, som kan løsnes således, at bådlandingspladsen kan forskydes opad eller nedad langs hovedforingsrøret 11 til tilpasning til ændringer i vandstand.

En flerhed af ankerpæle 27 (fig. 4A) er indlejret i vandmas-20 sen 21f s bund, idet hver pæl 27 har en størrelse og form, der er tilstrækkelig til, at den kan nedrammes til under mudder-linien. Hver af ankerpælene 27 omfatter rørformede dele, der har en diameter på 20 inch (ca. 0,5 m) eller mere, i form af langstrakte rørafsnit, rammet ned under mudderniveauet. I den 25 viste udførelsesform er tre ækvidistante ankerpæle 27 rammet ned i bunden i en forudbestemt afstand fra brøndens hovedforingsrør il. Afstanden vil selvfølgelig afhænge af vandets dybde og den ønskede grad af støtte.

Som det vil blive forklaret i det følgende, fastgøres den 30 "nedre ende" af respektive kabler 33 fortrinsvis til den øvre del af deres respektive ankerpæle, før ankerpælene rammes ned under mudderniveauet. I den viste udførelsesform har kablerne deres respektive nedre ender forbundet med de respektive ankerpæle ved hjælp af en svingforbindelsesdel 33', der er DK 176523 B1 forbundet med et øjebeslag 53; øjebeslaget omfatter en metal-konsolplade, som har et par åbninger 55 og er svejset til ankerpælens side. Ankerpælen rammes eller vibreres ned i vandmassens bund 21 på konventionel måde, indtil den befinder 5 sig helt under mudderniveauet som vist i fig, 2.

Der anvendes ankerpæie 27 i form af cylindriske rør, fordi de er let at ramme ned i bunden, og fordi rørsegmenter med stor diameter er let tilgængelige i offshoreområdet og kan anvendes økonomisk, øjebeslagkonsollen svejses normalt på pælens 10 øvre del i en position, der, som det er vist, ligger nedad i forhold til pælens øvre ende 2Θ, Kablerne 33's nedre ender forbindes derefter med konsollen, før ankerpælene rammes ned i bunden 21.

Med henvisning til fig. 4A kan ankerpældelene 27 omfatte fx 15 rør, der har en diameter på 20 inch {ca. 0,5 m) og en længde på 30 fod (ca. 9 m). Et øjebeslag 53 vil være fastgjort, fx ved svejsning, til en side af ankerpælen til fastgørelse til en af kablerne 33. Øjebeslaget kan ligge fra 1 til 15 fod (ca. 0,3 til ca. 4,6 m) nedad i forhold til ankerpælens øvre 20 ende 28 og er vist skematisk i fig. 4B, der viser en af åbningerne 55, hvortil kablet 33 fastgøres ved hjælp af en svingforbindelsesendedel 33Det skal imidlertid forstås, at en hvilken som helst anden forbindelsesmåde, som kan sikre en blivende forbindelse af kablet, kan anvendes.

25 Efter de respektive nedre ender af kablerne er forbundet i deres respektive åbninger 55 på deres respektive øjebeslag 53, bliver de respektive pæle rammet ved hjælp af slag eller vibreret ned i bunden ved de ønskede aæimutværdier og afstande ækvidistant omkring brønden. De tre ankerpæle rammes 30 således ned i bunden ved intervaller på ca 120° anbragt i det væsentlige ækvidistant omkring hovedforingsrøret 11. Et øget antal ankerpæle 27 og kabler 33 kan anvendes, hvis det er nødvendigt for at opnå større stabilitet. Til brønde, der ikke kræver en høj stabiliseringsgrad, er det også muligt kun DK 176523 B1 10 at anvende et samlet antal på tre kabler ved, at der til hver ankerpæl 27 strækker sig kun et enkelt kabel.

Imidlertid er det sædvanligvis fordelagtigt at være så besparende som muligt i brugen af ankerpæle og kabler i den ud-5 strækning, konstruktionen tillader det, Det er imidlertid afgorende at anvende mindst tre ankerpæle og tre kabler for derved at tilvejebringe beskyttelse mod sidekræfter fra en hvilken som helst retning.

De ovenfor nævnte kabler fastgøres til brøndforingsrøret 11 10 ved hjælp af en klampe 29, som omfatter flere komponenter, herunder en første klampehalvdel 29A og en anden muffehalvdel 29B, som hver strækker sig 180° omkring den perifere overflade af hovedforingsrøret 11, som det er vist i fig. 5A. Klampehalvdelkomponenterne 29Ά og 29B omfatter to mod hinan-15 den vendende flangepar, som hver udgøres af flanger 29A1 og 29B1, hvorigennem samlinger 34 med møtrik og bolt strækker sig, og som bevirker, at halvdelkomponenterne 29A og 29B spændes fast til brøndforingsrøret 11. Det skal forstås, at kun ét af flangeparrene er vist i fig. 5A, og at det andet 20 flangepar er placeret 180° modsat det viste flangepar.

Støtte til de øvre ender· af hvert af kablerne 33 tilvejebringes ved spændings- og fastholdelsesorganer på kabelendeklam-pen 29, som selv er forbundet med hovedforingsrøret 11 i en forudbestemt mindste afstand neden under vandoverfladen, som 25 det er vist i fig. 2. Nærmere bestemt er tre konsolplader 35 anbragt ækvidistant omkring klampen 29's periferi og er svejset dertil. Konsolpladerne 35 bærer hydraulisk drevne kabeispændingsanordninger 31, som igen er forbundet med de øvre ender af kabeldele 33 på en måde, der vil blive beskre-30 vet. Der anvendes et samlet antal på seks spændingsanordninger 31 omfattende tre øvre spændingsanordninger og tre nedre spændingsanordninger. Det bemærkes, at klampen 29 er anbragt i en forudbestemt mindste dybde under vandoverfladen og holdes på plads af den friktionsbetingede indgriben af klampen DK 178523 B1 li med hovedrøret 11's ydre overflade, hvilken indgriben er en følge af tilspænding af samlingerne 34 med møtrik og bolt.

Den øvre ende af hver spændingsanordning 31 omfatter en svinggaffel 50 {fig. 3B), der er drejeligt monteret ved hjælp 5 af taporganer 49 på en respektiv konsolplade 35 på klampen 29. Hver spændingsanordning 31 omfatter to hydrauliske cylindre 3ID styret af en konventionel hydraulisk kraftforsyningskilde 52 ved hjælp af anvendelse af hydrauliske højtryksledninger 51, som hver er forbundet med én af de to hydrauliske 10 cylindre 31D, så at hydraulisk væske fra fcrykledningerne 51 påvirker cylindrene 3ID til at frembringe sammentrækning af cylindrene fra deres deaktiverede tilstand i fig. 3B. Den hydrauliske kraftforsyningskilde gør det muligt at forsyne alle trykledningerne simultant med hydraulisk arbejdsvæske 15 ved et givet tryk; omvendt kan ledningerne 51 selektivt og enkeltvis forsynes med arbejdsvæske, hvis dette ønskes.

Hver af de hydraulisk drevne spændingsanordninger 31 (flg.

3b) omfatter en stationært placeret øvre bloksamling 31A og en bevægelig nedre bloksamling 31B. Hydrauliske cylinder- og 20 stempelstanganordninger 31D er drejeligt forfundet ved deres hovedender med den stationære øvre bloksamling 31Ά, og deres stempelstænger 3IR er forbundet med knaplænger 31E, hvis nedre ender er forbundet med den bevægelige nedre bloksamling 3ΓΒ, Knaplængerne er konstrueret således, at de kan frakobles 25 fra den bevægelige blok 31B, når de er i en slap tilstand, og derefter tilkobles igen ved et andet punkt langs deres længde til den bevægelige blok 31B. Svinggaflerne 50 er ved hjælp af taporganer 31P monteret på den stationære øvre bloksamling 31A til drejelig bevægelse. Et par parallelle gevindskårne 3 0 styrestænger 3IC har deres øvre ender fast monteret i den stationært placerede øvre bloksamling 31Ά,

Den nedre blok 31B er monteret således, at den kan bevæge sig langs styrestængerne 31C mod eller væk fra den øvre blok 31A ved drejning af drivmøtrikker 3IN, der er monteret med gevind 35 på de gevindskårne styrestænger 31C. Den øvre ende af et DK 176523 B1 12 kabel 33 er fast forbundet (men kan frakobles) ved hjælp af konventionelle forfcindelsesorganer til den bevægelige nedre hloksarnling 31B, og hvert kabel .33 kan således spændes enten ved drejning af holdemøtrikkerne 3IN eller ved sammentrækning 5 af cylindrene 31D af kabelets respektive spændingsanordning 31.

De seks kabler 33 strammes ved aktivering af de hydrauliske cylindre 31D, Først spændes de tre nedre spændingsanordninger 31 simultant for at bringe foringsrøret i lod. De øvre spæn-10 dingsanordninger 31 spændes derefter simultant til at udøve lige store kræfter op til foreskrevne kip-værdier. De nedre spændingsanordninger 31 spændes derefter igen, mens de øvre spændingsanordninger forbliver aktiveret, for at matche de øvre kip-værdier, 15 Materialer såsom stål med høj styrke, korrosionsbestandigt stål eller lignende anvendes til alle de dele, der bruges i saltvandsmiljøer. Kablerne 33 dimensioneres i overensstemmelse med konventionelle ingeniørmæssige kriterier til at modstå de kræfter, der vil virke på dem. Den bevægelige blok 31B 20 omfatter et konventionelt, støbt wirekabelsko, hvorigennem hvert kabel 33 strækker sig, og som forhindrer bevægelse af kablet 33 (som vist i fig. 3B) i forhold til blok 313, men som tillader bevægelse af blok 313 i forhold til blok 31Ά.

I den foretrukne, viste udførelsesform har kablerne en dia-25 meter på en inch (ca. 2,5 cm), Tre kabelpar er forbundet, idet hvert kabelpar omfatter to kabler, som begge er forblindet med en af de tre ankerpæle 27 som vist i fig. 4Ά. Hvert kabels øvre ende er forbundet med en af de hydrauliske spændingsanordninger 31, der bæres af en af konsolpladerne 35.

30 Før der udføres en komplet kabelspændingscyklus, bringes kabelspændingsanordningerne på plads ved hjælp af en kran for at forbinde dam med øjebeslagene på en af klamperne 29, Den komplette spændingssamling fastgøres på plads ved hjælp af tapper, og de hydrauliske slanger 51 forbindes af en dykker.

DK 176523 B1 13

Efc typisk kabelspændingsforløb vil normalt omfatte flere cyklusser af drift af spændingsanordningerne 31 omfattende sammentrækning af de hydrauliske cylindre 31D for at bevæge den bevægelige nedre blok B mod den stationære øvre blok 31A 5 og væk fra kontakt med møtrikkerne 31N; ved fuldstændig sammentrækning af cylindrene 31D vil driv·· eller holdemøtrikkerne 3IN blive spændt for at komme i indgreb med den nedre bevægelige blok 31B for mekanisk at forhindre den i at bevæge sig væk fra den stationære blok 31A ved efterfølgende ekspan-10 sion af cylindrene 3ID til deres fuldt udstrakte position. Knaplængerne 31E er da i slap tilstand, og de kobles fra den bevægelige nedre blok 31B og derefter kobles til igen i den strammest mulige tilstand, så at efterfølgende sammentrækning af de hydrauliske cylindre vil øge spændingen i kablerne. Det 15 skal bemærkes, at hver knaplænge 31E er bare en kabelsløjfe, hvorpå flere stopknapper eller -klammer 31K er fastgjort; én af knapperne 31K på hver knaplænge kommer i indgreb med én øreflange 3IL på dan bevægelige blok 3IB for derved at overføre den kraft, der tilvejebringes af de hydrauliske cylindre 20 31D?s sammentrækning.

De modsatte eller nedre ender af kablerne fastgøres til en ankerpæl ved hjælp af en svingforbindelsesdel 33' og tap som vist i fig. 4B, Det sted, hvor ankerpælen skal nedrammes, findes ved hjælp af et elektronisk undervandspositionerings-25 system og checkes af en dykker eller ved hjælp af et ROV

manuelt system eller Laser Distance Measuring Device {apparat til måling af afstanden ved hjælp af en laser). Når pælplaceringen er fundet, fastgøres en undervandsslag- eller vibrationshammer til pælens øvre ende, og de sænkes begge på plads, 30 Pælen rammes eller vibreres ned til den ønskede dybde ved hjælp af et pneumofathometer. Når pælen er anbragt og nedrammet korrekt, udføres samme sekvens for de resterende to steder. Kablerne forbindes derefter til fastgørelsesanordningerne 31 i forberedelse for denne spænding til opnåelse af 35 brøndstabilisering.

DK 176523 B1 14

Foringsrøret overvåges for at sikre, at brønden forbliver i lod, når spænding begynder. Processen begynder ved først at spænde de nedre kabler af hvert kabelpar til en forudbestemt værdi, som vil sikre, at slækket fjernes fra kablerne, Hy-5 draulik-operatøren spænder derefter hvert kabelpars øvre kabler. Denne procedure fortsætter på den ovenfor beskrevne måde, indtil alle kablerne er spændt til en ingeniørmæssigt forudbestemt værdi [40 kip {ca, 18.000 kg) eller mere].

Fig, 5B viser en anden udførelsesform for opfindelsen, hvil-10 ken udførelsesform anvender en slutmuffe 30 med en øvre ende 37 og en nedre ende 38. Slutmuffen 30 adskiller sig fra klampen 29 ved, at den ikke er spændt fast til foringsrøret 11, men i stedet er holdt på plads ved hjælp af epoxyklæbe-masse. Muffen 30 har en cylindrisk udformning, og dens inder--15 diameter er lidt større end hovedforingsrøret 11's yderdiameter. Tre identiske konsolplader 33 strækker sig radialt ud fra slutmuffen 30 og er placeret i lige afstand fra hinanden ved ca. 120°. Kun to af konsolpladerne er vist i fig. 5B. Den tredje konsolplade, som ikke er vist, ligger på den modsatte 20 side af muffen.

De øvre ender af konsolpladerne 39 er i indgreb med en øvre radialflange 40, og de nedre ender er i indgreb med en nedre radialflange 41, En mellemflange 42 strækker sig radialt ud fra slutmuffen 30;s ydre overflade og omfatter tre separate 25 flangedele, sorn hver er anbragt og påsvejset mellem to af konsolpladerne 39. Konsolpladerne 39 tjener samme funktion som klampen 29's konsolplader 35. Åbninger 43 og konsolplader 39 tilvejebringes for at muliggøre tilslutning af de hydrauliske spændingsanordninger 31 på samme måde som beskrevet 3 0 ovenfox'.

Slutmuffen 30's øvre ende 37 er svejset til den nedre ende af en hovedmuffe 44 af bådlandingsplads 23. Hovedmuffen 44 har den samme yder- og inderdiameter som slutmuffen 30. Slutmuffen 30's nedx'e ende. 38 hviler på en bæreflange 45, som er 35 svejset til hovedføringrøret 11?s ydre overflade.

Pi s/· PS -4

Us\ 1 iO&dé Dl 15 Båddokken 23 og muffen 30 er koncentrisk placeret over foringsrøret 11, og de holdes på plads ved hjælp af afstandsblokke på slutmuffen 30f s inderside, hvilke afstandsblokke kommer i indgreb med. foringsrøret 11's ydre overflade såle-5 des, at der tilvejebringes et ringformet rum inden for slutmuffen 30, ind i hvilket rum der indsprøjtes epoxyklæbemasse med høj styrke gennem et indsprøjtningsrør 47. Når epoxymassen hærder, bliver muffen 30 stift og stationært placeret i forhold til foringsrøret 11. Toppen 44' af muffen 44 svejses 10 derefter til foringsrøret 11.

Den i fig. 5B viste bådlandingsplads omslutter kun én side af hovedforingsrøret 11 i den viste udførelsesform og kan om ønsket eventuelt forbindes med hovedforingsrøret ved hjælp af klamper eller ved svejsning i stedet for at blive forbundet 15 ved hjælp af muffen 30 på den overfor beskrevne måde. Under alle omstændigheder har bådlandingspladsen et udvidet metal-gittergulv og omfatter konstruktionsdele, der strækker sig lateralt ud fra brønden og er i indgreb med lodrette konstruktionsdele .

20 Efter fuldførelse af spændingen fjernes det hydrauliske system af dykkere, og systemet er parat til, at dækkene placeres på foringsrøret. Afhængigt af dækkenes størrelse og vægt vil dette opnås ved hjælp af boretårnet, en boreplatform placeret på en arbejdsbåd eller en flydekran. Kablerne place-25 res i en dybde, der er væsentligt større end enhver båds eller prams dybgang, for at undgå, at bådene eller prammene vikles ind i kablerne.

Det !!bardunfastgjorte" foringsrør kan anvendes til tilvejebringelse af midlertidig støtte, indtil en kappe eller et 30 dækplatformsystem kan blive bygget omkring en given brønd, der er færdiggjort i et offshoremiljø. I et sådant tilfælde ville kablerne da fjernes, og kappen ville enten blive presset ned over brønden eller sat ved siden af brønden, så at den nemt kunne fastgøres dertil for at tilvejebringe struk-35 turel støtte. Den fcardunfastgjorte brøndkonstruktion kan DK 176523 B1 16 imidlertid være en offshorestruktur af permanent type, idet den har al den ønskede fleksibilitet og er meget mere besparende end de kendte strukturer. Yderligere brønde kan tilføjes både inden for og uden for hovedforingsrøret.

5 Blandt de mange fordele ved den foreliggende opfindelse er den, at opfindelsen kan anvendes med en minimal mængde udstyr og personale og derved være meget mere besparende end de kendte procedurer. Desuden er de økonomiske besparelser, delfølger med denne opfindelses anvendelse, særligt værdifulde i 10 forbindelse med udenlandske operationer. Derudover muliggør systemet ifølge opfindelsen nem og regelmæssig efterkontrol af spændingen i kablerne, så at de kan spændes igen, når det er nødvendigt, og derved opretholde en pålidelig støtte for at forhindre bevægelse af brønden. En af de største fordele 15 ved den foreliggende opfindelse er, at den muliggør, at en brønd kan komme i produktion mange måneder før et konventionelt system ville kunne startes op. Således kan meget betydelige monetære fordele udspringe fra opfindelsens anvendelse.

Systemet ifølge opfindelsen kan desuden nemt og sikkert 20 anvendes ved siden af en aktiv brønd.

Således kan det ses, at denne opfindelse opfylder alle de ovenfor nævnte formål.

Selv om denne opfindelse er blevet beskrevet i en vis detaljeringsgrad, skal det forstås, at den foreliggende beskrivel-25 se kun er beregnet som et eksempel, og at der kan foretages talrige ændringer i konstruktionsdetaljer og i kombinationen og opstillingen af dele uden at afvige fra opfindelses ånd og omfang, idet der til sidstnævnte formål henvises til de medfølgende krav. Fx kan rækkefølgen for fastgørelse af 30 kahelenderne i driftsmetoden være den modsatte af den ovenfor nævnte.

Claims (10)

17 DK 176523 B1

1· Fremgangsmåde til fastgørelse af en færdiggjort brønd, der er placeret i en vandmasse og har et hovedforingsrør, der rager op over en overflade af vandmassen, kendetegnet ved, at 5 fremgangsmåden omfatter følgende trin: a. fastgørelse af en omringende del til hovedforingsrøret ved en ønsket dybde neden under vandmassens overflade; b. fastgørelse af en gruppe hydraulisk drevne spændingsanordninger, der anvender hydrauliske cylindre til tilveje- 10 bringelse af kraftudøvelse på en kabelendefastholdelsesdel; c. fastgørelse af en første respektiv ende af hvert af en første gruppe på mindst tre kabler til en respektiv én af mindst tre ankerpæle; d. fastgørelse af en anden respektiv ende af hvert kabel 15 af den første kabelgruppe til en respektiv én af kabelende- fastholdelsesdelene; e. placering af hver respektiv ankerpæl ved en forudbestemt aæimutværdi og i forudbestemt afstand omkring hovedforingsrøret ; 20 f. bevægelse af pælen ind i en bund af vandmassen, indtil den er dybt indlejret deri; g. aktivering af de hydraulisk drevne spændingsanordninger for afc frembringe lige stor spænding i alle kablerne; og h, opretholdelse af lige stor spænding i alle kablerne.

2. Fremgangsmåde ifølge krav l, kendetegnet ved, at de hy draulisk drevne spændingsanordninger drives simultant til frembringelse, af lige stor spænding i alle kablerne.

3. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at den omfatter følgende yderligere trin: 30 i« mekanisk låsning af kablerne i deres spændte tilstand for at opnå opretholdelsen af lige stor spænding i kablerne; og j. fjernelse af de hydrauliske cylindre fra de hydraulisk drevne spændingsanordninger. 35 18 OK 178523 B1

4. Fremgangsmåde ifølge krav 2, kendetegnet ved, at den omfatter yderligere trin, hvor der mekanisk låses kablerne i deres spændte tilstand til opretholdelse af lige stor spænding i kablerne, hvorefter de hydrauliske cylindre fjernes 5 fra de hydraulisk drevne spændingsanordninger.

5. Fremgangsmåde ifølge krav l, kendetegnet ved, at den omfatter følgende yderligere trin: k. fastgørelse til den omringende del af en anden gruppe 10 hydraulisk drevne spændingsanordninger, som anvender hydrauliske cylindre til tilvejebringelse af kraftudøvelse på en kabelendefastholdelsesdel; l. fastgørelse af en første respektiv ende af hvert af en anden gruppe på mindst tre kabler til en respektiv én af de 15 tre ankerpæle; va. fastgørelse af en anden respektiv ende af hvert kabel af den anden kabelgruppe til en respektiv én af den anden gruppe hydraulisk drevne spændingsanordninger; n. efter trin (h), aktivering af den anden gruppe hy~ 20 draulisk drevne spændingsanordninger således, at spændingen i alle kablerne af den anden kabelgruppe bliver lige så stor som spændingen i kablerne af den første, gruppe; o, mekanisk opretholdelse af lige stor spænding i kablerne af den første og den anden kabelgruppe.

6. System til anbringelse og opretholdelse af en brønd med et lodret orienteret foringsrør i en vandmasse med en overflade og en bund, kendetegnet ved, at systemet omfatter: (a) en flerhed af ankerpæle, der er placeret udenfor foringsrøret og er indlejret i bunden, og som ligger i en i 30 hovedsagen lige stor afstand fra hinanden; (b) omringende organer, der er fastgjort til brøndforingsrøret i en afstand neden under vandmassens overflade; (c) en flerhed af kåbe1spændingsanordninger, som er drevet af hydraulisk væske og er båret på de omringende organer; 35 (d) en flerhed af kabler, som hver især har den ene ende forbundet med én af ankerpælene og en modsat endedel forbundet med én af kabelspændingsanordningerne; og DK 176523 B1 19 (e) kraftforsyningsorganer til forsyning af kabelspændingsanordningerne med hydraulisk arbajdsvæske under tryk således, at spænding af alle kablerne udføres samtidigt for at tilvejebringe stabiliseringskraft for at bringe og holde 5 foringsrøret i lodret orientering.

7. System ifølge krav 6, kendetegnet ved, at det yderligere omfatter mekaniske stoporganer til at holde kablerne i spændt tilstand, når tilførsel af hydraulisk arhejdsvæske til kabel-spændingsanordningerne er ophørt.

8. System ifølge krav 7, kendetegnet ved, at hver af de hydraulisk drevne spændingsanordninger omfatte.!* en stationær blok, hydraulisk cylinder- og stempelstangorganer, styrestænger, der er fastgjort, til og strækker sig ud fra den stationære blok, en bevægelig blok, der er monteret på styrestæn-15 gerne til bevægelse derpå mod eller væk fra den stationære blok, kabelfastholdelsesorganer på den bevægelige blok til på klampende vis at komme i indgreb med og fastholde den ene ende af et respektivt kabel, idet de hydrauliske cylinder- og stempelorganer er monteret mellem den stationære blok og den 20 bevægelige blok og er forbundet derimellem for ved aktivering af de hydrauliske cylinder- og stempelorganer at påvirke den bevægelige blok til at udføre spændingen af det respektive kabel, og mekaniske stoporganer, der kan betjenes for at komme i indgreb med den bevægelige blok for at forhindre, at 25 den bevægelige blok ved deaktivering af de hydrauliske cylinder- og stempelorganer bevæger sig væk fra den stationære blok.

9. System ifølge krav 8, kendetegnet ved, at det yderligere omfatter fleksible knaplænger, der forbinder en ende af de 30 hydrauliske cylinder- og stempelstangorganer med den bevægelige blok.

10. System ifølge krav 9, kendetegnet ved, at styrestængerne er gevindskårne stænger, og de mekaniske stoporganer er OK 176523 B1 20 gevindskårne møtrikkerf der er monteret med gevind på de gevindskårne stænger.