NO854897L

NO854897L - Koblingssystem.

Info

Publication number: NO854897L
Application number: NO854897A
Authority: NO
Inventors: Stephen Allen Neely
Original assignee: Hughes Tool Co
Priority date: 1984-12-10
Filing date: 1985-12-05
Publication date: 1986-06-11
Also published as: DE3578748D1; EP0184973B1; EP0184973A3; EP0184973A2; US4592426A

Description

Den foreliggende oppfinnelsen vedrører generelt utstyr for boring og utvinning av undersjøiske brønner og særlig en tettingsmontasje plassert på toppen av en stigerørstreng som strekker seg mellom den undersjøiske brønnen og en flytende bore- eller produksjonsplattform.

I US-patent nr. 4 403 658 (Watkins, 3.september, 1983) er det vist en enkel rørstuss for en bore- eller produksjonsplattform til havs. I patentet er det på toppen av stigerørstrengen tilpasset et koplingsstykke som mottas inne i ei tilkoplingskappe. Tilkoplingskappa har et antall radielle åpninger som hører sammen med passasjer som befinner seg koplingsstykket. Disse åpningene inneholder fluid med høyt trykk som skal overføres mellom fartøyet og en undersjøisk brønn. Dersom det er nødvendig å midlertidig frakople den nedre enden av stigerøret fra den undersjøiske brønnen, kan koplingsstykket trekkes oppover fra tilkoplingskappa. Linene som er forbundet til tilkoplingskappa kan forbli på plass, forbundet til kappa.

Det er nødvendig med tettinger for å tette sammenføyningen av tilkoplingskappas radielle åpninger med koplingsstykkets radielle passasjer. I patentet er det vist statiske elastomere tettinger som omgir hvert utløp fra koplingsstykkets åpninger.

I denne oppfinnelsen benyttes en bevegelig tetting for å tette de radielle passasjene mellom koplingsstykket og tilkoplingskappa. Tettingsmontasjen omfatter ei glidende hylse som bæres i den radielle passasjen i tilkoplingskappa. Gjennom hylsa går det en passasje, og gjennom denne kan fluid overføres. Hylsa har en framre ende som er dimensjonert for å bli tettende mottatt inne i den radielle passasjen i tilkoplingskappa.

Hylsa har også en ringformet flens plassert i et kammer inne i passasjen i tilkoplingskappa. Flensen tjener som et stempel. Det hydrauliske fluidet som blir dirigert til kammeret på motsatte sider av stemplet trekker tilbake og driver fram hylsa inn i inngrep med koplingsstykket.

I det følgende blir oppfinnelsen nærmere beskrevet under henvisning til de vedlagte tegningene, der

fig. 2 er et delvis vertikalsnitt av et koplingsstykke og tilkoplingskappe utformet i samsvar med oppfinnelsen, med den glidende hylsa vist i åpen posisjon,

fig. 2 er et delvis vertikalsnittriss av koplingsstykket og tilkoplingskappa i fig. 1, med den glidende hylsa vist i lukket posisjon,

fig. 3 er et forstørret riss, delvis i tverrsnitt av den glidende hylsa i fig. 1, vits i en lukket posisjon,

fig. 4 viser et forstørret delriss av sylinderen for hylsa i fig. 3, vist med hylsa fjernet.

Det henvises først til fig. 1. Tilkoplingskappa 11 er en generelt sylindrisk del og har et indre sylindrisk hulrom 13. Aksen for tilkoplingskappa 11 og hulrommet 13 er normalt vertikal. Når det er i bruk for lagring, kan tlikoplingskappa 11 være rigid festet til et flytende fartøy (ikke vist) ved hjelp av en sperrehake 15 som griper inn med ei bortledningskappe 17. Sperrehaken 15 er vist i en åpen posisjon i fig. 1 og lukket posisjon i fig. 2. Når tilkoplingskappa 11 er i bruk, vil den henge under bortledningskappa 17 i kabler (ikke vist) for å oppta fartøyets bølgebevegelse. En ringformet skulder 19 er plassert på den nedre enden av

hulrommet 13 og vender oppover.

Et koplingsstykke 21 er tilpasset til å gli nedover inn i det indre hulrommet 13 og plassert på skulderen 19. En sperrehake (ikke vist) vil spenne koplingsstykket på plass. Koplingsstykket 21 har en aksial boring 22. En rørformet del 23 griper inn med koplingsstykket 21. Delen 23 samvirker med annet utstyr (ikke vist) for å senke og heve koplingsstykket 21 med hensyn på tilkoplingskappa 11. Et stigerørmellomledd 23 er festet på den nedre enden av koplingsstykket 21 og rager nedover til en stigerørstreng (ikke vist) som rager ned til den undersjøiske brønnen (ikke vist). Et flertall strømningsliner 27 (bare én er vist) er montert konsentrisk rundt stigerørmellomleddet 25 og stigerørstrengen. Strømningslinene 27 kan fordele fluid til og motta fluid fra den undersjøiske brønnen for formål som styring og produksjon.

Strømningslinene 27 er hver forbundet med en langsgående passasje 29 (bare en er vist) som strekker seg oppover inne i koplingsstykket 21. Hver langsgående passasje 29 krysser en radial passasje 31 som strekker seg gjennom den sylindriske flata på koplingsstykket. En forsenkning 31a er plassert på den ytre flata eller inngangen til den radielle passasjen 31. To elastomere tettinger 32 er vist plassert inne i forsenkningen 31a. Tilkoplingskappa 11 har en radielle passasje 33 for hver radiell passasje 31 i koplingsstykket. De radielle passasjene 33 (bare én er vist) er koaksiale med de radielle passasjene 31. Hver radial passasje 33 i kappa inneholder en fast sylinder 35, som er boltet fast til tilkoplingskappa 11 og kan betraktes som en del av huset 11. En slangeadapter 37 er forbundet til utsida av hver sylinder. Hver slangeadapter 37 er forbundet til en slange (ikke vist), som strekker seg bort til det flytende fartøyet for å overføre fluid.

Det henvises nå til fig. 3. Gjennom sylinderen 35 går det en passasje som har en ytre eller bakre ende 39a og en framre ende 39b. Framenden 39b har en større diameter enn den bakre enden 39a. Ei stasjonær hylse 41 er plassert nær framenden av sylinderen 35. Den stasjonære hylsa 41 har en indre diameter som er den samme som den indre diameteren av passasjen i framenden 39a. Den stasjonære hylsa 41 er innvendig i en valgt avstand til passasjen i den bakre enden 39a for å avgrense et kammer som mottar fluid. Passasjedelene 39a og 39b er koaksiale med passasjen 33 i koplingsstykket 11.

Ei glidende hylse 43 er gjensidig båret inne i passasjedelene 39a og 39b. Den glidende hylsa 43 har en framre eller tettende ende 43a som hår mindre diameter enn de indre diametrene i den stasjonære hylsa 41 og passasjedelen 39a. Den tettende enden 43a er tilpasset til å passe tett og tettende inn i forsenkningen 31 i den radielle passasjen 31 i koplingsstykket. Selv om tettinger 32 er vist i forsenkningen 31a, kan de også være plassert på den tettende enden 43a. Dette ville tillate flytting av tettingene 32 ved å fjerne den glidende hylsa 43.

Gjennom den glidende hylsa 43 er det en boring 45 (fig. 1) for overføring av fluid mellom den radielle passasjen 31 og boringen i slangeadapteren 37. Boringen 45 er koaksial med de radielle passasjene 31 og 33. En flens 47 omgir den glidende hylsa 43 på et punkt mellom dens ender. Flensen 47 har en tetting 49 og er tett mottatt inne i passasjedelen 39b mellom den stasjonære hylsa 41 og passasjedelen 39a. Flensen 47 tjener som et stempel for å drive fram og trekke tilbake den glidende hylsa 43. En hydraulisk passasje 51 strekker seg fra en kilde for hydraulisk fluid (ikke vist) til passasjedelen 39b på den ytre eller bakre sida av flensen 47. En hydraulisk passasje 53 strekker seg også fra en kilde for hydraulisk fluid til passasjedelen 39b, men på den framre sida av flensen 47.

I drift vil tilkoplingskappa 11 være lagret på det flytende fartøyet (ikke vist) som beskrevet i US-patent nr. 4 403 658. De glidende hylsene 43 vil bli trukket tilbake som vist i fig. 1 før senking av koplingsstykket 21 inn i tilkoplingskappa 11. Når den er senket på plass, vil passasjene 31 i koplingsstykket 21 stilles inn med de glidende hylsene 43 i tilkoplingskappa 11. Det blir påført hydraulisk fluidtrykk gjennom passasjen 51 for å forårsake at den glidende hylsa 43 strekker seg inn i forsenkningen 31a. Passasjen 53 vil tjene som en tilbakeføring for det hydrauliske fluidet. Passasjene 51 og 53 er isolert fra fluid som befinner seg inne i sylinderpassasjen 39a.

Når den glidende hylsa 43 er i tettende inngrep med den radielle passasjen 31, kan fluidtrykk påføres gjennom slangeadapteren 37 og inn i passasjedelen 39a. Fluidet strømmer gjennom boringen 45 (fig. 1) og inn i passasjene 31 og 29 i koplingsstykket. Fluidet blir brukt ved den undersjøiske brønnen for forskjellige funksjoner.

Fluidtrykket i passasje delen 39a vil virke på den bakre enden av den glidende hylsa 43. Det samme fluidtrykket vil virke på den framre enden av den glidende hylsa 43. Som det framgår av

fig. 1 og 2 har den bakre kanten en større tverrsnittstykkelse enn framenden fordi den har større ytre diameter. Denne større tverrsnittstykkelsen resulterer i et større trykkområde på den bakre enden av den glidende hylsa 43 enn på framenden av den glidende hylsa 43 ved tettingsenden 43a. Det større trykkområdet reulterer i en netto kraft innover, som vil skyve den glidende hylsa 43 innover, selv om det hydrauliske fluidtrykket er fjernet fra de hydrauliske passasjene 51 og 53.

Når koplingsstykket 21 skal trekkes oppover fra tilkoplingskappa 11, blir fluidtrykk fjernet fra passasjene inne i slangeadapteren 37 og sylinderen 35. Så blir hydraulisk fluidtrykk påført til passasjene 53, for hydraulisk fluid idet retur av hydraulisk fluid kan skje gjennom passasjen 51. Dette forårsaker at den glidende hylsa 43 trekkes tilbake fra dens tettende inngrep med den radielle passajen 31 i koplingsstykket 21.

Oppfinnelsen har betraktelilge fordeler. Den glidenede hylsemontasjen hindrer ødeleggelse av tettingene som kan opptre når koplingsstykket blir senket inn i tilkoplingskappa. Den glidende hylsa utnytter indre trykk inne i passasjen til å opprettholde tettingene i inngrep, atskilt fra hydraulisk fluidtrykk brukt til å bevege hylsa fra en posisjon til den andre. Trykktap eller litt bevegelse av hylsa vil ikke virke inn på tettingen. Den glidende hylsemontasjen kan beveges litt ved hjelp av dens boltforbindelse til tilkoplingskappa for å sørge for innstilling med passasjen i koplingsstykket.

Claims

1. Koplingssystem for en undersjøisk brønn som har et koplingsstykke (21) forbundet til toppen av en stigerørstreng, idet koplingsstykket er tilpasset til å gli inn i og tette inne i et hulrom i ei tilkoplingskappe (11) lagret på et flytende fartøy, idet koplingsstykket og tilkoplingskappa har passasjer (31,33) på tvers av aksen for stigerørstrengen som krysser hverandre for å overføre fluid, karakterisert ved at det omfatter ei hylse (43) gjensidig lagret i passasjen i tilkoplingskappa, idet hylsa har en framre ende som er tilpasset til å bli mottatt inne i passasjen (33) i koplingsstykket, tetteorgan (32) for å tette det ytre av framenden av hylsa til det indre av passasjen i koplingsstykket, og hydrauliske anordninger (51,53) for å bevege hylsa mellom en åpen posisjon flyttet fra passasjen i koplingsstykket til en lukket posisjon med en framende tettende plassert inne i passasjen i koplingsstykket

2. Koplingssystem i samsvar med krav 1, karakterisert ved at hylsa (43) har en sylindrisk framre ende som er tilpasset til å mottas inne i passasjen i koplingsstykket, og en ringformet flens (47) mellom endene som har større diameter som er båret inne i en del av tilkoplingskappepassasjen som har større diameter og at de hydrauliske anordningene (51,53) omfatter hydrauliske passasjeorgan (51,53) som strekker seg til den delen av passasjen i avslutningshuset som har større diameter på motsatte ender av flensen for å bevege hylsa (43) mellom en åpen posisjon flyttet fra passasjen i koplingsstykket til en lukket posisjon med framanden tettende plassert inne i passasjen i koplingsstykket.

3. Koplingssystem i samsvar med krav 1, karakterisert ved at hylsa har en framre ende med redusert diameter som er tilpasset til å mottas inne i passasjen i koplingsstykket, en ringformet flens med større diameter som er plassert mellom endene og båret inne i en del med større diameter i passasjen i tilkoplingskappa, idet de hydrauliske anordningene omfatter hydrauliske passajeorgan (51,53) som strekker seg til delen av passasjen i tilkoplingskappa som har større diameter på motsatte sider av flensen for å bevege hylsa mellom en åpen posisjon beveget fra passasjen i koplingsstykket til en lukket posisjon med dens framre ende tettende plassert inne i passasjen i koplingsstykket, og at den bakre enden og den framre enden av sylinderen hver har trykkområder som står i kommunikasjon med trykk av fluidet i passasjene i koplingsstykket og tilkoplingskappa, idet trykkområdet i den bakre enden er større enn trykkområdet for den framre enden, noe som resulterer i en netto kraft forover uavhengig av trykket i den hydrauliske passasjen.