NO301246B1 - Undervannsbrönnhode - Google Patents

Abstract

Forbedret undervannsbrønnhode (10) omfattende et brønnhode-hus (24) som er nedfort i et undervannsbrønnfelt og hvori det er innmontert et antall rørhengere (28, 36, 44) som hver for seg er forbundet med en pakningsenhet (, 40,) for avgrensing av et ringrom i sonen mellom rørhengerens yttervegg og brønnhodehusets innervegg under pakningen i pakningsenheten, og hvor det i brønnhodehuset er anordnet en kanal i forbindelse med hvert av ringrommene, hvor kanalene strekker seg gjennom brønnhodehuset og står i forbindelse med rommet ovenfor brønnhodehusets overside, og hvor en rørdel (72) er forbundet med brønnhodehusets øvre ende og hvor indre og ytre pakninger mellom brønnhodehusets øvre ende og rørdelen avgrenser det rom () hvori kanalene utmunner, og hvor en kanal (80) strekker seg oppad gjennom rørdelen for at trykkforandringer i rommet mellom rørdelen og brønnhodehuset skal indikeres til overflaten, og hvor tilbakeslagsventiler i hver av kanalene tillater oppadrettet gjennomstrømming og sperrer for nedadrettet gjennomstrømming, for å isolere hvert av ringrommene fra de øvrige ringrom. Ved en modifisert utførelsesform er det anordnet enkeltkanaler med egnede pakninger for hver av kanalene i brønnhodehuset.

Description

Foreliggende oppfinnelse angår et undervannsbrønnhode, omfattende et brønnhodehus med en innerflate, en øvre flate og et en anslagsskulder ved innerflatens nedre ende, en rekke hengere som er montert i brønnhodehuset og hver har en ytre tetningsflate, en rekke tetningsenheter med en tetning for avtetting mellom den ytre tetningflate hos en henger og brønnhodehusets innerflate, idet tetningsenhetenes avtetning danner et antall ringrom mellom hengerne og brønn-hodehuset, et antall i brønnhodehuset utformete kanaler som står i forbindelse med hvert sitt ringrom, samt midler i tilknytning til kanalene for å isolere ringrommene fra hverandre og hindre strømming fra ett ringrom til et annet.

Ifølge regler og forskrifter vedrørende utvinning av olje og gass er det nød-vendig å kunne overvåke trykket i alle ringrom i slike undervannsbrønnhoder.

US patentskrift 4 116 044 omhandler et undervannsbrønnhode i alt vesent-lig av ovennevnte art. Denne publikasjon foreslår overvåking av et antall ringrom i et brønnhode i en utilgjengelig sone ved anvendelse av trykkfølere som strekker seg gjennom brønnhodeveggen og er forbundet med de innvendige ringrom. Disse følere benyttes for å oppdage pakningslekkasjer, ved detektering av trykkforandring under pakningen etter at sonen over pakningen er bragt under trykk. Følerne er forbundet med en koplingsboks og med overflaten, for indikering av utgangen fra følerne.

US-patentskrift 4 441 086 omtaler en kombinasjon av et lekkasjedetekte-ringssystem og et tetningsmiddel-injiseringssystem for trykkpåvirkete flensskjøter. Det er anordnet kanaler som strekker seg gjennom ringpakningen og gjennom flensene for å muliggjøre detektering av lekkasje og vedlikehold av pakningen.

US-patentskrift 4 458 903 beskriver en spesiell rørpasstykke for avtetting av en reguleringskanal gjennom en flensskjøt. Reguleringskanalen beskrives som egnet for anvendelse ved undervanns-sikringsventiler. Den rørformete pakning strekker seg mellom flensene og danner en avtettet forlengelse av kanalen som strekker seg gjennom den nedre del og kanalen som strekker seg gjennom den øvre flens til en regulerings-nåleventil på yttersiden.

US-patentskrift 4 202 410 omhandler et system for testing av pakninger for en brønnhodeskjøt, hvor testkanaler strekker seg gjennom brønnhodeveggene til yttersiden, for indikering av trykket i det ringrom som den enkelte kanal er tilknyt-tet.

US-patentskrift 3 974 690 beskriver registrering av et trykkfølsomt elements vertikalbevegelse, for detektering av trykkforandring i et ringrom. Et følerhode nedføres derved i brønnhodet, for å fastslå posisjonen av det bevegelige element og derved bestemme trykket som har påvirket elementet.

Det er et formål ved oppfinnelsen å muliggjøre overvåking av ringrommene i et undervannsbrønnhode uten opprettelse av en strømningsbane fra et ringrom til et annet, og uten at ytterveggen av undervannsbrønnhodet gjennomtrenges fullstendig, samtidig som mulighet for trykkavleding fra ringrommet er tilstede.

Et ytterligere formål er å frembringe et undervannsbrønnhode der systemet for overvåking av ringrommene kan være passivt under boreprosesser og automa-tisk aktiveres når brønnen settes i produksjon.

Disse formål oppnås ifølge oppfinnelsen ved at hver kanal strekker seg fra brønnhodehusets øvre flate, og ved midler som virker til å kommunisere fluidtrykkendringer ved brønnhodehusets øvre flate til vannoverflaten. Fordelaktige utfø-ringsformer av oppfinnelsen fremgår av de etterfølgende krav.

Oppfinnelsen er nærmere beskrevet i det etterfølgende under henvisning til de medfølgende tegninger, hvor: Figur 1 viser et lengdesnitt av et undervannsbrønnhode ifølge oppfinnelsen. Figur 2 viser et snitt gjennom brønnhodehuset med kanaler under boring. Figur 3 viser et snitt gjennom brønnhodehuset og rørpasstykket som illustrerer kommunikasjonsforholdet mellom ringrommet som avgrenses i flensskjøten og de enkelte kanaler som strekker seg aksialt gjennom huset og rørpasstykket, for indikering av trykkforandringer til overflaten. Figur 4 viser et snitt, langs linjen 4-4 i figur 7, av en modifisert versjon av oppfinnelsen. Figur 5 viser et detaljsnitt av røret som strekker seg mellom kanalen i brønnhodehuset og kanalen i rørpasstykket over brønnhodehuset. Figur 6 viser et detaljsnitt som illustrerer en av styretappene som sikrer riktig forbindelse mellom brønnhodehuset og det ovenpåliggende rørpasstykke. Figur 7 viser et tverrsnitt som illustrerer styretappene og rørene som for-binder kanalene mellom brønnhodehuset og det ovenpåliggende rørpasstykke.

Det typiske undervannsbrønnhode 10 som er vist i figur 1, omfatter en monteringssokkel 12 som er plassert på bunnen 11 i undervannssonen, en føringssokkel 14 med føringsstolper 16 og kabler 18 som strekker seg oppad for nedføring av utstyr på føringssokkelen 14, et 762 mm lederørhus 20 som er anbrakt i føringssokkelen 14 og forbundet med et nedadragende, 762 mm lederør 22, et indre monteringssete 21 i lederørhuset 20 og en 476 mm husseksjon 24 med en utvendig skulder 25, som er anbrakt på monteringssetet 21 i lederørhuset 20 hvorfra et 508 mm foringsrør 26 strekker seg nedad. En rørhenger 28 av stor diameter, eksempelvis 340 mm, er innført i den nedre del av husseksjonen 24 og forbundet i sin underende med et 340 mm foringsrør 30 som strekker seg nedad gjennom brønnhullet. En pakningsenhet 32 er slik plassert at dens pakning 34 befinner seg i anlegg mellom ytterveggen av rørhengeren 28 og innerveggen av husseksjonen 24. En andre rørhenger 36, f.eks. av dimensjon 245 mm, er innført i rørhengeren 28 og forbundet med et underliggende foringsrør 38 som strekker seg nedad. En pakningsenhet 40 er slik plassert at dens pakning 42 befinner seg i anlegg mellom ytterveggen av den andre rørhenger 36 og innerveggen av husseksjonen 24. En tredje, 178 mm rørhenger 44 er innført i den andre rørhenger 36 og forbundet med et underliggende foringsrør 46 som strekker seg nedad. En pakningsenhet 48 er slik plassert at dets pakning 50 befinner seg i anlegg mellom ytterveggen av den tredje rørhenger 44 og innerveggen av husseksjonen 24.

For overvåking av ringrommene i husseksjonen 24, er det anordnet kanaler 52, 54 og 56 som strekker seg nedad gjennom husseksjonen 24 fra dens overside 58, og står i forbindelse med henholdsvis ringrommet 60 under pakningen 34, ringrommet 62 mellom pakningen 34 og pakningen 42 og ringrommet 64 mellom pakningen 42 og pakningen 50, som vist i figur 1. I de øvre ender av kanalene 52, 54 og 56 er det montert tilbakeslagsventiler 66, 68 som tillater oppadrettet strøm-ning gjennom kanalene men sperrer for nedadrettet gjennomstrømning og derved forhindrer forbindelse mellom kanalene 52, 54 og 56 og ringrommene 60, 62 og 64.

Det er anordnet en ytre pakning 74 og en indre pakning 76 som, når rør-passtykket 72 er forbundet med den øvre ende av husseksjonen 24, avtetter mellom husseksjonen 24 og rørpasstykket 72 og avgrenser et ringrom 78 hvori kanalene 52, 54 og 56 utmunner. En kanal 80 som strekker seg aksialt gjennom rør-passtykket 78 og står i forbindelse med ringrommet 78 i sin nedre ende, står i forbindelse med overflaten 82, enten direkte eller gjennom en egnet kontrolled-ning eller annen innretning, for overføring til overflaten av en indikasjon på even-tuell forandring av trykket i ringrommet 78.

Under boring er en utblåsnings-sikringsventil 84 eller et annen, egnet rør-passtykke fastgjort ovenpå brønnhodehuset 24, som vist i figur 2, og det er ikke opprettet forbindelse gjennom denne, slik at kanalene 52, 54 og 56 holdes passiv under boring.

Ved en modifisert versjon av oppfinnelsen som er vist i figur 4, 5, 6 og 7, er brønnhodehuset 124 utstyrt med gjennomgående kanaler 152, 154 og 156 som står i forbindelse med ringrommene. Kanalene 152,154 og 156 ender øverst i den øvre ende av brønnhodehuset 124, og i hver av kanalene er det anordnet en forsenkning 152a som vist i figur 5, som opptar et rør 186. Røret 186 er innskrudd i forsenkningen 180a i den nedre ende av kanalen 180 i rørpasstykket 172, og strekker seg over ringrommet 178 og er forsynt med pakninger for avtetting mot det indre av forsenkningen 180a og 152a. Med hver av de gjennomgående kanaler i brønnhodehuset 124 i direkte forbindelse med en av kanalene 180 gjennom rørpasstykket 172 behøves ingen tilbakeslagsventiler for å forebygge innbyrdes forbindelse mellom kanalene 152, 154 og 156. På denne måte opprettes forbindelse mellom ringrommene og overflaten. Med denne konstruksjon kan det opprettes strømningsforbindelse fra overflaten til de enkelte ringrom, og hvert av ringrommene er slik tilkoplet at dets innvendige trykk kan overvåkes fra overflaten. I forsenkningene 152a, 154a og 156a kan det innmonteres reguleringsventiler av den kjente type som er stengt helt til de "stikkes åpne" av røret 186. Dette vil forebygge innbyrdes forbindelse, som tidligere omtalt, og forhindre trykkavlasting fra et ringrom, til et passende tidspunkt.

Under installeringen av rørpasstykket 172 benyttes noen form for retnings-styring, for at den ønskete forbindelse mellom kanalene i brønnhodehuset og kanalene i rørpasstykket 172 skal kunne opprettes. Dette fremgår av figur 6 og 7, hvor de innbyrdes posisjoner av rørene 186 og styretappene 188 er vist. Styretappene 188 er fastgjort i forsenkningene 190 i den nedre ende av rørpasstykket 172, og innrettet for å opptas i forsenkninger 192 i den øvre ende av brønnhode-huset 124, som vist i figur 6. Ved det plasseringsmønster for tappene 188 og rørene 186 som er vist i figur 7, er det bare én posisjon hvori rørpasstykket 172 kan nedføres på brønnhodehuset 124, nemlig med den ønskete forbindelse opprettet av rørene 186 mellom kanalen 152, 154 og 156 og de motsvarende kanaler (kanalen 180 er vist) til overflaten 182.

Med den forbedrete konstruksjonen ifølge oppfinnelsen kan det avgis indikasjon på enhver trykkforandring i ethvert av flere ringrom, for å oppfylle de ovennevnte påbud og gjøre det mulig for operatøren å foreta kontroll av tilstanden, dersom dette er nødvendig.

Claims (9)

1. Undervannsbrønnhode, omfattende et brønnhodehus (24, 124) med en innerflate, en øvre flate (58) og et en anslagsskulder ved innerflatens nedre ende, en rekke hengere (28, 36, 44) som er montert i brønnhodehuset og hver har en ytre tetningsflate, en rekke tetningsenheter (32, 40, 44) med en tetning (34, 42, 50) for avtetting mellom den ytre tetningflate hos en henger og brønnhodehusets innerflate, idet tetningsenhetenes avtetning danner et antall ringrom mellom hengerne og brønnhodehuset, et antall i brønnhodehuset utformete kanaler (52, 54, 56; 152, 154, 156) som står i forbindelse med hvert sitt ringrom, samt midler (66, 68; 186) i tilknytning til kanalene for å isolere ringrommene fra hverandre og hindre strømming fra ett ringrom til et annet, karakterisert ved at hver

kanal (52, 54, 56; 152, 154, 156) strekker seg fra brønnhodehusets (24, 124) øvre flate (58), og ved midler (80, 180) som virker til å kommunisere fluidtrykkendringer ved brønnhodehusets øvre flate (58) til vannoverflaten.

2. Undervannsbrønnhode ifølge krav 1, karakterisert ved at hver kanal (52, 54, 56; 152, 154, 156) strekker seg aksialt gjennom brønnhodehuset (24, 124) og videre radialt innad til forbindelse med sitt respektive ringrom.

3. Undervannsbrønnhode ifølge krav 1, karakterisert ved at tetningsenhetene (32, 40, 48) danner et første ringrom under den nederste tetningsenhet og brønnhusets innside og et andre ringrom mellom tetningsenhetene, idet én av kanalene (52, 54, 56; 152, 154, 156) kommuniserer med det første ringrom og en annen av kanalene kommuniserer med det andre ringrom.

4. Undervannsbrønnhode ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at der er tre tetningsenheter (32, 40, 48) innbefattende en nedre tetningsenhet, en mellomliggende tetningsenhet og en øvre tetningsenhet, idet tetningsenhetene danner et nedre ringrom under den nedre tetningsenhet, et mellomliggende ringrom mellom den nedre tetningsenhet og den mellomliggende tetningsenhet og et øvre ringrom mellom den mellomliggende tetningsenhet og den øvre tetningsenhet, tre kanaler (52, 54, 56; 152, 154, 156) strekker seg gjennom huset innbefattende en første kanal, en andre kanal og en tredje kanal, og den første kanal er kommuniserer med det første ringrom, den andre kanal kommuniserer med det andre ringrom og den tredje kanal kommuniserer med det tredje ringrom.

5. Undervannsbrønnhode ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at kanal-isoleringsmidlene omfatter en tilbakeslags-ventil (66, 68) i hver av kanalene (52, 54, 56; 152,154, 156) for å hindre strømning mellom ringrommene.

6. Undervannsbrønnhode ifølge et av kravene 1 til 4, karakterisert v e d at kanal-isoleringsmidlene omfatter en konstruksjon (172) som er festet til den øvre ende av brønnhodehuset (124) og innbefatter en aksialt gjennomgående kanal (180) for hver av kanalene (152, 154, 156) gjennom brønnhodehuset, og midler (186) som strekker seg mellom den øvre ende av brønnhodehuset og konstruksjonen for å danne en tett forbindelse mellom kanalene i brønnhodehuset og kanalene i konstruksjonen.

7. Undervannsbrønnhode ifølge krav 6, karakterisert ved at den omfatter orienteringsmidler (188) som er anordnet mellom konstruksjonen (172) og brønnhodehuset (124) for opprettelse av den avtettete forbindelse mellom' kanalene i brønnhodehuset og kanalene i konstruksjonen.

8. Undervannsbrønnhode ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at huset (24, 124) og hengerne (28, 36, 44) alle innbefatter en nedadragende rørdel (26, 30, 38, 46).

9. Undervannsbrønnhode ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at den omfatter en sokkel (14) som er plassert på undervannsstedet, og et lederørhus (20) som er opptatt i sokkelen og har en indre anslagsskulder (21), idet brønnhodehuset (24, 124) er anordnet i lederørhuset og har et utvendig sete (25) som er anbrakt i anlegg mot lederørhusets indre anslagsskulder.