NO142004B - Modulsystem for oppbygging av et undervanns-bore- og produksjonssted - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører et modulsystem for oppbygging

av et undervanns-bore- og produksjonssted, innbefattende flere basiselementer for plassering på havbunnen og avstandselementer mellom basiselementene, hvilke basis- og avstandselementer samm-

en danner et fast fundament på havbunnen.

Et slikt modulsystem er eksempelvis kjent i fra US-

PS 3 364 684.

Med utgangspunkt i denne teknikkens stand tar oppfinnelsen sikte på å å utnytte modulsystemet på en slik måte at de enkelte elementer kan tilknyttes hverandre og kan av-

støttes på respektive brønnrør.

Ifølge oppfinnelsen er det derfor tilveiebragt et modulsystem som nevnt innledningsvis, hvilket modulsystem er kjennetegnet ved et første basiselement som fikseres på hav-

bunnen ved avstøtting på et brønnrør i en allerede boret brønn, og ved at de ytterligere basiselementer har respektive åpninger for gjennomføring av et borerør og et brønnrør som tjener som understøttelse av det respektive ytterligere basiselement.

Med modulsystemet kan man bore et stort antall

brønner rundt en allerede boret brønn, i et mønster som man kan velge, og modulsystemet gjør at det oppbyggede bore- eller produksjonssted kan strekkes ut i forskjellige retninger og nær sagt vokse i det uendelige. De enkelte basiselementer vil være avstøttet og fiksert.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere under henvisning

til tegningene, hvor

fig. 1 viser et sideriss av et flytende fartøy for boring av en undervannsbrønn,

fig. 2 er et sideriss, som viser et rør støpt på

plass i brønnen og en modul-førings-basis ifølge oppfinnelsen, som avstøttes av røret,'

fig. 3 er et sideriss i likhet med fig. 2, hvor det benyttes et akustisk føringssystem for anbringelse av ytterligere komponenter og utstyr i forbindelse med modul-basis,

fig. 4 er en isometrisk gjengivelse i større målestokk av modul-førings-basis ifølge oppfinnelsen, avstøttet på plass fra et rør på havbunnen,

fig. 5 er et isometrisk, partielt sideriss, som illustrerer et avstandselement med en ende senket til inngrep med og avstøttet av en modul-førings-basis,

fig. 6 er et partielt sideriss i større målestokk og delvis i tverrsnitt, som illustrerer den løsbare forbindelse mellom et løpende verktøy og et avstandselement for senking av sist-nevnte til inngrep med en modul-førings-basis,

fig. 7 er en isometrisk illustrasjon av forbindelsen mellom et avstandselement og en andre modulførings-basis og en første modul-førings-basis,

fig. 8 er et sideriss i større målestokk, delvis i snitt, av en forbindelsestype mellom det avstøttende rør og en føringsbasis,

fig. 9 er et partielt sideriss i større målestokk, delvis i snitt, som illustrerer fastlåsing av et avstandselement på modul-førings-basis,

fig. 10 er et oppriss av en modul-boreplattform for undervannsboring, sammensatt av modul-førings-basiser og avstandselementer ifølge oppfinnelsen,

fig. 11 er et partielt sideriss, som illustrerer plasseringen av en øvre støttekonstruksjon, avstøttet av en modul-førings-basis,

fig. 12 er et sideriss av en permanent, øvre støtte-seksjon for en plattform, senket på plass og forbundet med modul-førings-basisene og avstandselementene,

fig. 13 er et sideriss av en boreplattform for undervannsboring med en andre, øvre modulseksjon fullført under vannflaten ,

fig. 14 er et sideriss av en boreplattform for undervannsboring med en andre, øvre modulseksjon, tilføyd for full-

føring av plattformen over vannflaten,

fig. 15 er et partielt sideriss av en boreplattform for undervannsboring, fullført under vannflaten, men forsynt med en "jackup" rigg anbragt på den permanente plattformen,

fig. 16 er et op priss av en modifisert modul-førings-basis, hvor forbindelses- og støtterammene forløper i andre retninger enn ved utførelsen ifølge fig. 4, og

fig. 17 er et oppriss av basis for en boreplattform for undervannsboring, hvor modul-førings-basis ifølge fig. 16

er tatt i bruk.

Generelt blir en fast boreplattform for undervannsboring konstruert for boring av flere brønner, slik at enhetsom-kostningene pr. brønn for plattformen reduseres. Fordi en fast plattform er kostbar og utsiktene for produksjon av olje eller gass er ukjent, blir første brønn som regel boret fra en flytt-bar rigg,f.eks. et flytende fartøy 10, som vist i. fig. 1. Kon-vensjonelt bores et prøvehull 12 med en borestreng 14, som driver et bor 16. Boringen gjennomføres gjennom en midlertidig basis 18, gjennom et kardanledd 20, hvori en føringsramme 22 sentrerer bo-restrengen 14 i forhold til basis 18.

I alminnelighet anbringes en rørledning 24 i hullet 12 og festes til havbunnen 19 med sement 28. Rørledningen 2 4 kan omfatte en muffe 30 for opptagelse av en konvensjonell innretning for forhindring av "blowout". Boringen fortsettes deretter gjennom rørledningen 24 fra fartøyet 10. Hvis boreres\ultatene er gunstige, flyttes fartøyet 10 som regel og det installeres en fast boreplattform, idet ytterligere boring og produksjon kan gjennomføres mer økonomisk fra en fast konstruksjon enn fra et fly tende fartøy,

Faste boreplattformer er imidlertid uhyre kostbare, krever betydelig forberedelsestid til produksjon, og kan, når de er montert på plass, ikke flyttes eller utbygges på en hensikt-smessig måte, slik at de kan tilfredsstille de krav som.måtte stilles til dem i fremtiden. De kan endog være mangelfulle fra første stund, idet de har et for begrenset potensial.

Med det nye modulsystem blir plattformens størrelse og plassering ikke fastlagt før feltets størrelse og plassering er blitt mer nøyaktig bestemt ved boring av ytterligere brønner. Fig. 2 viser at når en brønn er blitt boret og en rørledning 2 4 er blitt installert, monteres en modul-førings-basis med den genrelle betegnelse 32, idet den avstøttes på rørledningen 24

med passende organer, som en krage 34. Som vist i fig. 2, kan førings-bais 32 orienteres i en hvilken som helst ønsket ret-

ning ved hjelp av passende orienteringsorganer, som føringstau 48. Det kan også, som vist i fig. 3, anordnes en akustisk trans-duktor 38 for plassering av førings-basis 32 og for føring og orientering av utstyr som skal monteres senere. Førings-basis 32 anbringes fortrinnsvis over havbunnen 19, slik at ytterligere modulenheter lett kan anbringes horisontalt på linje med første førings-basis 32 uansett om havbunnen 19 er plan eller ikke.

Som vist i fig. 4, omfatter modul-førings-basis 32

flere forbindelses- og støtterammer 38. I fig. 4 er det an-

tydet fire slike rammer 38, skjønt ethvert passende antall kan benyttes. Rammene forløper utad i forskjellige, her fire forskjellige, retninger. Hver ramme 3 8 omfatter forbindelseselementer, som trakter 40, som står i teleskop-forbindelse med sam-virkende forbindelseselementer, som vil bli nærmere omtalt neden-for, for forbindelse og avstøtting av andre konstruksjonselementer i enhver ønsket retning. Fortrinnsvis omfatter hver ramme 3 8 flere, forsterkede, horisontale støtter 42, 44 som er anordnet vertikalt over hverandre, med nedre støtte 44 forløpende horisontalt et stykke lenger ut enn øvre støtte 42. Hver ramme 38 omfatter således gjensidig forbindende og avstøttende elementer,

for teleskop-forbindelse og avstøtting av et annet konstruksjons-element, slik at modul-plattformen kan utvides i enhver ønsket retning.

Skjønt disse modul-førings-basiser 32 kan festes til rørledningen 24 på en valgfri, passende måte, f.eks. ved sveis-

ing, gjør bruk av kragen 34 det mulig for første førings-basis 32 å avstøttes fra rørledningen 24 og være dreibar i forhold til røret 24. Derved oppnås større fleksibilitet ved orientering av førings-basis ved dreining, slik at rammene 38 kan innstilles i enhver ønsket retning for forbindelsen med neste plattformkon-struksjon.

Som vist vil basis 32 avstøtte tilleggselementer i enhver eller en kombinasjon av forskjellige retninger. Basis 32 kan også omfatte flere førings-stendere 46 forbundet med førings-tau 48 for anbringelse av utstyr og konstruksjonselementer på

basis 32.

Rekkefølgen for forbindelse av ytterligere konstruksjonselementer med første førings-basis 32 fremgår klarest av fig. 5 og 7. Fig. 5 viser et avstandselement 50, som kan ha ønsket lengde, idet det senkes i forbindelse med og avstøttes av første førings-basis 32. Et løpende verktøy 52 er løsbart forbundet med avstandselementet 50 og er i sin tur forbundet med løpende kabler 54. Verktøyet 52 omfatter ringer 56, som omgir føringstauene 4 8 og går i inngrep med førings-stenderne 46 for nøyaktig oppretting av avstandselementet 50 på den valgte ramme 38 for basis 32. Avstandselementet 50 omfatter forbindelsesbolter 58 for forbindelse med traktene 40 i basis 3 2 for opprettelse av teleskop-forbindelse mellom avstandselementet 50 og basis 32. Utformingen av endene av avstandselementene 50 er slik at de kommer i kontakt med,hviler på og avstøttes av de horisontale støtter 42 og 44 på basis 32.

Skjønt avstandselementet 50 kan ha en annen ende som er identisk med den første ende vist i fig. 5, er det mer hen-siktsmessig, som vist i fig. 7, å forbinde en andre modul-førings-basis 32a med den andre enden av avstandselementet 50 ved stive forbindelser, f.eks. ved sveising eller med bolter, slik at plasseringen av annen basis 32 kan skje lett og nøyaktig. Som vist i fig. 7 forbindes et a\istandselement 50 og en andre førings-basis 32a ovenfor vannflaten og senkes samtidig ved hjelp av kablene 54 som avstøtter en ende av elementet 50, og føringstau 48a som er forbundet med andre basis 32a. Avstandselementet 50 og basis 32a senkes inntil forbindelsesboltene 58 går i teleskop-inngrep med traktene 40 for første førings-basis 32. Annen før-ings-basis 32a holdes på plass inntil et hull blir boret, gjennom åpningen 25a, i havbunnen og en rørledning 24a er anordnet i åpningen 25a og støpt fast i havbunnen. Rørledningen 24a danner da en fast støtte for førings-basis 32a fra havbunnen, som best vist i fig. 8. Skjønt det kan opprettes en valgfri forbindelse mellom rørledningen 24a og åpningen 25a i annen førings-basis 32, kan det anordnes en konvensjonell "breach-lock" forbindelse, som vist i fig. 8 under betegnelsen 60.

Av fig. 9 fremgår forbindelsen mellom avstandselementet 50 og modul-førings-basis 32, idet en av forbindelsesboltene 58 på avstandselementet 50 er vist i teleskop-forbindelse med en av traktene 40 på en av rammene 38 for fastlåsing og avstøtting av elementet 50 på plass. Det er anordnet passende låseorganer, som omfatter en skulder 60 ved bunnen av trakten 40 og en elas-tisk låsering 62, som bæres av bolten 58 og vil trekkes tilbake når bolten 58 skyves gjennom trakten 40 for deretter å ekspan-dere i inngrep med skulderen 60, slik at avstandselementet 50 sikres i inngrep med rammen 38.

Når modul-førings-basis 32a er satt på plass og festet til og avstøttet av rørledningen 24a fra havbunnen, kan verk-tøyet 52 løsnes fra avstandselementet 50. Som vist i fig. 6,

kan verktøyet 52 være løsbart forbundet med avstandselementet 50 ved hjelp av en eller flere støtter 64, som har åpninger 66. Avstandselementet 50 omfatter flere forbindelsesstenger 68, som opprinnelig er strukket gjennom åpningene 66 for å avstøtte elementet 50. Stengene 68 holdes i en utstrakt stilling av en hakebolt 70 som er løsbart festet til elementet 50 ved en brudd-stift 72. Stengene 68 blir derved holdt i en utstrakt inngreps-stilling mot elastiske fjærers 74 kraft. Når avstandselementet 50 er ført på plass, som best vist i fig. 7, slippes et lodd (ikke vist) ned langs kablene 54 til kontakt med hakebolten 70, hvorved stiften 72 brytes og det forstørrede parti 71 av hakebolten 70 bringes ut av inngrep med stengene 68. Fjærene 74 vil da trekke stangen 68 tilbake fra åpningene 66, slik at verktøyet 52 kan frigjøres fra elementet 50.

Under henvisning til fig. 7 skal det bemerkes at andre førings-basis 32a også omfatter flere rammer 38a, som forløper i forskjellige retninger for opptagelse av ytterligere konstruksjonselementer for utvidelse av boreplattformens basis i en ønsket retning på grunnlag av boreresultater oppnådd gjennom rør-ledningen 24 eller 24a eller fra et annet sted. Som vist i fig. 10, kan det f.eks. anordnes ytterligere, forbindende modulenheter i forbindelse med den konstruksjon som er vist i fig. 7. F.eks. kan ytterligere et avstandselement 50a og en dermed forbundet modul-førings-basis 3 2b forbindes med første førings-basis 32 og et tredje avstandselement 50 forbundet med en modul-førings-bais 32c kan forbindes med førings-basis 32a. Som nevnt ovenfor og vist i fig. 7, er det fordelaktig å senke et avstandselement 50 i vannet med en modul-førings-basis, som 32a, festet til den andre enden av avstandselementet. Hvis komponentene er av en slik størrelse at det er ønskelig å plassere modul-førings-basisene 32a, 32b og 32c alene, kan dette gjøres. Avstandselementene 50, 50a, 50b vil da omfatte teleskop-forbindelses-organer i begge ender, f.eks. forbindelsesbolter 58 som er vist i fig. 5. Avstandselementet 50c i fig. 10 vil selvsagt være ut-styrt med forbindelseselementer i begge ender for forbindelse med de allerede plasserte modul-førings-basiser 32b og 32c, slik at man oppnår den ønskede konstruksjons-fasthet. Fordelene ved modulplattformen ifølge foreliggende oppfinnelse fremgår tydelig av fig. 10, som viser at plasseringen og størrelsen av plattformen ikke er fastlagt, før feltets størrelse og plassering er bestemt etter hvert som brønner blir boret. Dessuten kan modul-førings-basisene 32 og elementene 50 fremstilles på forskjellige steder med kort forberedelsestid og kan fremstilles og lagres for fremtidig bruk, og plattformen kan utvides i enhver retning, diktert av boreforholdene på et senere tidspunkt. Den utforming som er vist i fig. 10 kan danne basis for en konvensjonell bore-rigg med fire ben eller kan alternativt danne basis for ett enk-elt ben av boreplattformen.

Når boreplattformens ben, som består av modul-førings-basiser 32 og avstandselementer 50, er montert, kan øvre konstruksjonselementer senkes og forbindes med basis for fullføring av plattformen, som illustrert i fig. 11.og 12, 13, 14, og 15. Som vist i fig. 11 og 12, kan en øvre støttekonstruksjon 76 senkes på føringsstenderne 46 for modul-basisene 3 2 for teleskop-forbindelse med disse. Den øvre støttekonstruksjon kan omfatte vertikale støtter 78 og tverrstivere 80. Konstruksjonen 76 kan likeledes være utformet i moduler i høyden, slik at boreplattformen kan bygges opp for ethvert vanndyp. Modul-støttekonstruk-sjonen 78 kan omfatte teleskop-forbindelser for opptagelse av ytterligere modul-støttekonstruksjoner, som modul-støttekon-struksjon 84 (fig. 13) for fullføring av plattformen under vannflaten, hvorved toppen av komponenten 84 kan være tilgjengelig for dykkere, men ligge under farenivå for passerende skip og stormskader. Passende utstyr for brønnkontroll og produksjon kan avstøttes herfra. Som vist i fig. 14, kan de øvre modul-støttekonstruksjoner 84 og 86 fullføres over vannflaten for dannelse av en plattform 88 for det vanlige produksjons- eller boreutstyr. Som vist i fig. 15, kan plattformen som består av seksjonen 84, fullføres under vannflaten og det kan anordnes en konvensjonell oppjekkbar rigg 90 for samvirke med øvre seksjon 84, som riggen hviler på, for dannelse av en løsbar bore- og/eller service-plattform som rager over vannet og som kan fjernes under uvær, mens det vanlige utstyr 92 forblir under vannflaten på

øvre støttekonstruksjon 84.

Modul-førings-basis 3 2 ifølge fig. 1-15 viser at forbindelses- og støtterammer 38 kan vende ut i forskjellige retninger. I fig. 16 og 17 er det vist en annen modul-førings-basis 132, hvor et antall forbindelses- og støtterammer viser at modul-basisene ifølge oppfinnelsen kan brukes for tilveie-bringelse av andre boreplattformer enn de vanlige, rektangulære.

I den utførelsesform som er vist i fig. 16 og 17, har førings-basis 132 seks rammer 138 som kan forbindes med ett eller flere avstandselementer 150 for opprettelse av varierende støttekon-struks jonsf ormer avhengig av boreresultatene og de øvrige sted-lige forhold.

Claims (1)

1. Modulsystem for oppbygging av et undervanns- bore-og produksjonssted, innbefattende flere basiselementer (32) for plassering på havbunnen og avstandselementer (50) mellom basiselementene (32), hvilke basis- og avstandselementer sammen danner et fast fundament på havbunnen, karakterisert ved et første basiselement (32) som fikseres på havbunnen ved avstøtting på et bunnrør (24) i en allerede boret brønn, og ved at de ytterligere basiselementer (32a,b,c) har respektive åpninger (2 5a) for gjennomføring av et borerør og et brønnrør som tjener som understøttelse av det respektive ytterligere basiselement (32a,b,c).