Key information

Title: Apparat og fremgangsmåte for operasjon av en hydraulisk operert anordning i et brønnhode
Application number: 20190854
Case type: National
Status: 22.09.2020 P.g.a. manglende svar. Søker har ikke begjært gjenopptakelse
Filed: 05.07.2019
Priority: 20.07.2018 NO 20181010
Effective date: 05.07.2019
Publicly available: 21.01.2020
Applicant: CCB SUBSEA AS (NO)
Inventor: Georg Larsen (NO)
Agent: HÅMSØ PATENTBYRÅ AS (NO)

Abstract and drawing

Disclaimer: This text has been machine-scanned and may contain errors – please refer to "Publications" for legally binding content.

Dokumentet presenterer blant annet en fremgangsmåte for operasjon av en hydraulisk operert anordning i eller ved et brønnhode, hvor fremgangsmåten omfatter trinnene: - å tilveiebringe et apparat for å operere den hydraulisk opererte anordningen; - å sende et signal til aktuatoren ved hjelp av en kommunikasjonsinnrettning for å aktivere aktuatoren; og derigjennom - å aktuere den hydraulisk opererte anordningen, samt et apparat for å utføre metodene.

Publications

Checking availability of the latest published version...

Documents

Expand

Download files (13)

Date

Date	Doc. No.	Process	Case number	In/Out	Journal description	To/from
03.02.2021	08-01	Saksbehandling	20190854	UT	Endelig Henleggelse	HÅMSØ PATENTBYRÅ AS
09.10.2020	07-01	Saksbehandling	20190854	UT	PT Henlagt manglede svar	HÅMSØ PATENTBYRÅ AS
26.06.2020	06-01	Saksbehandling	20190854	INN	Korrespondanse (Hovedbrev inn)	HÅMSØ PATENTBYRÅ AS
22.01.2020	05-02	Saksbehandling	20190854	UT	PT_report 10:32:48
22.01.2020	05-01	Saksbehandling	20190854	UT	Realitet patent	HÅMSØ PATENTBYRÅ AS
18.07.2019	04-02	Saksbehandling	20190854	INN	Fullmakt	HÅMSØ PATENTBYRÅ AS
18.07.2019	04-01	Saksbehandling	20190854	INN	Korrespondanse (Hovedbrev inn)	HÅMSØ PATENTBYRÅ AS
11.07.2019	03-01	Saksbehandling	20190854	UT	Formalia 1	HÅMSØ PATENTBYRÅ AS
11.07.2019	02-01	Saksbehandling	20190854	UT	Infobrev til oppfinner	HÅMSØ PATENTBYRÅ AS
05.07.2019	01-04	Saksbehandling	20190854	INN	Beskrivelse	HÅMSØ PATENTBYRÅ AS
05.07.2019	01-03	Saksbehandling	20190854	INN	Erklæring Søkers rett til oppfinnelse	HÅMSØ PATENTBYRÅ AS
05.07.2019	01-02	Saksbehandling	20190854	INN	Patenttegninger	HÅMSØ PATENTBYRÅ AS
05.07.2019	01-01	Saksbehandling	20190854	INN	Søknadsskjema Patent	HÅMSØ PATENTBYRÅ AS

Description, claims and drawings

Disclaimer: This text has been machine-scanned and may contain errors – please refer to "Publications" for legally binding content.

Description

APPARAT OG FREMGANGSMÅTE FOR OPERASJON AV EN HYDRAULISK OPERERT ANORDNING I ET BRØNNHODE

Oppfinnelsen omhandler et apparat og en fremgangsmåte for operasjon av en hydraulisk operert anordning i et brønnhode, eksempelvis for brønnkomplettering fra en flytende boreinnretning, gjennom en undervanns utblåsningssikring (BOP) og marineriser (eng. Marine Riser). Fremgangsmåten kan omfatte eksempelvis setting eller trekking av et produksjonsrør med tilhørende røroppheng, (eng. Tubing Hanger) i et undervanns brønnhode, eller i et såkalt horisontalt ventiltre, og/eller andre operasjoner, som å sette eller trekke et lokk for et ventiltre (eng. Tree Cap) i et horisontaltre.

Mer spesifikt omfatter den foreliggende oppfinnelsen en ny fremgangsmåte som kan benyttes for å komplettere undervannsbrønner uten bruk av navlestreng (eng. Umbilical) samt et apparat til bruk for å utføre metoden. En navlestreng brukes typisk til å levere elektrisk energi og kommunikasjon og ett eller flere fluider som kan være nødvendige for å utføre en operasjon, eksempelvis for å operere én eller flere ventiler. Navlestrengen, og tilhørende rørklemmer, er sårbare for skader. Skadepotensialet bringer med seg en risiko for avbrudd i operasjon. Derfor er det ønskelig med en metode for å utføre brønnoperasjoner, som brønnkomplettering, som eksempelvis setting eller trekking av et produksjonsrør, hvor risikoen som henger sammen med bruk av navlestreng er eliminert. Plasskrevende utstyr kan også reduseres. Utstyr som inngår i et kontrollsystem for brønnoverhaling (eng. Workover), samt komplettering av undervannsbrønner består typisk av:

• En styringsenhet (eng. Master Control Unit - MCU);

• En hydraulisk kraftenhet (eng. Hydraulic Power Unit – HPU);

• Et kontrollpanel/en operatørstasjon;

• Eksterne kontrollpaneler for nødoperasjon;

• Vinsjer (eng. Umbilical Reels) med sammenbundne slanger/kabler (eng. Umbilical) med utvendig armering og ytterkappe;

• Sammenbundne slanger og kabler (eng. Deck Jumper) anbrakt på fartøysdekket, med anordninger for å kople henholdsvis MCU og HPU til de respektive vinsjene; og • Sammenbundne slanger fra HPU til øvre stigerørs ventilarrangement (eng. Surface Flow Tree, SFT).

Det er flere mulige anvendelser av kontrollsystemer for undervannsutstyr. Noen systemer er konfigurert for flere forskjellige operasjoner, mens andre er beregnet på mer begrenset anvendelse. Multifunksjonelle systemer har typisk flere vinsjer med navlestreng som brukes ved ulike operasjoner, enten enkeltvis eller i kombinasjon.

Vanlige operasjoner kan være operasjon av verktøysystemer, eksempelvis ved installasjon av et ventiltre på et brønnhode, eller for brønnkomplettering (eng. Tubing Hanger Mode). Det er også vanlig med intervensjon i åpen sjø for forskjellige verktøyoperasjoner eller operasjon med en brønnintervensjonsanordning (eng. Lower Riser Package, LRP med Emergency Disconnect Package, EDP) på toppen av et undervanns ventiltre.

For verktøysystemer og brønnutstyr som opereres på vanndyp ned til 500m er det vanlig med direkte hydraulisk aktuering fra overflaten, styrt av retningsventiler i kontrollsystemets HPU, via overflatedistribusjon og navlestrengsystemer. For dypt vann og operasjon av utstyr med mange funksjoner er det vanlig å operere utstyret med retningsventiler i en undervanns kontrollmodul, integrert med utstyret som opereres. Dette reduserer responstid og antall hydrauliske navlestrengslinjer.

Ved en typisk komplettering av undervannsbrønner fra et borefartøy, fra kjent teknikk, står en BOP på brønnhodet, eller på toppen av et horisontalt ventiltre. Fra en nedre marineriserpakke (eng. Lower Marine Riser Package, LMRP) på BOP-en rager en marineriser med typisk 535 mm (21”) utvendig diameter opp til undersiden av boredekket til fartøyet. Det marine stigerøret er fylt opp med borevæske som står i forbindelse med brønnen. Den ferdig borede brønnen blir forsynt med et produksjonsrør, som blir stegvis gjort opp med rørlengder og senket ned i brønnen fra boredekket, via marineriseren og BOP-en. Den øvre enden av produksjonsrøret og hydraulikklinjer for styring av nedihullsventilen blir festet til undersiden av et røroppheng (eng. Tubing Hanger, TH), som i øvre enden er koplet til et hydraulisk operert setteverktøy for røroppheng (eng. Tubing Hanger Running Tool - THRT).

Kjent teknikk for røropphengsinstallasjon er at THRT henger i det som er kjent som en forenklet landestreng (eng. Simplified Landing String). Den forenklede landestrengen består av en tilpasset borerørslengde og er forsynt med hydrauliske rørforbindelser og en overgangsrørdel (eng. Slick Joint) med innvendige boringer for hydraulisk kommunikasjon til hydrauliske rørforbindelser til verktøyet i nedre enden og til hydrauliske rørforbindelser for tilkopling av en navlestreng i øvre enden. Utstyret senkes ned gjennom marineriseren ved hjelp av en arbeidsrørstreng, som blir gjort opp av et antall borerørslengder, mens en hydraulisk navlestreng, som er koplet til toppen av den forenklede landestrengen, blir klamret til arbeidsrørstrengen. Til slutt orienteres, landes og låses røropphenget til en profil i brønnhodet, eller i et horisontalt ventiltre.

Overgangsrørdelen er da plassert slik at et av BOP-ens tetningselementer (eng. Pipe Ram) kan klemme tettende rundt den.

Opprinnelig ble bare såkalt vertikale ventiltrær brukt i undervannsbransjen.

Røropphenget blir i disse systemene installert i brønnhodet, via en BOP og en marineriser, etter at brønnen er boret. Perforering av brønnen og andre brønnoperasjoner som krever at det er brønnbarriereventiler i det vertikale løpet, som fortsetter opp til fartøyet gjennom et arbeidsstigerør (Workover Riser), blir ikke gjort før ventiltreet har blitt installert på brønnhodet. Da er også brønnbarriereutstyr i nedre enden av arbeidsstigerøret koplet til toppen av ventiltreet. På 1990-tallet ble horisontaltrær vanlige. I starten var man avhengig av å benytte landestrenger med barriereventiler i BOP-en og et stigerør på innsiden av marineriseren når man skulle perforere brønnen og gjøre andre brønnoperasjoner med en levende brønn. Senere er dette utstyret i ferd med å bli avløst av en brønnintervensjonsanordning med brønnbarrierefunksjoner som koples til toppen av ventiltreet, og røropphengsinstallasjon skjer nå i hovedsak med en forenklet landestreng og en arbeidsrørstreng, uten brønnbarriereventiler. I de senere årene har også vertikale ventiltrær med større dimensjoner enn de tidlige vertikaltrærne begynt å ta over for horisontaltrærne i undervannsmarkedet.

En utfordring med hydraulisk operasjon av hydraulisk opererte anordninger i brønnhodet, som eksempelvis setteverktøyet for røroppheng og røroppheng, gjennom en hydraulisk navlestreng, som under installasjonen festes til arbeidsrørstrengen med navlestrengsklemmer (eng. Umbilical Clamps), er at navlestrengen er utsatt for klemskader mellom borerørskoplingene og den indre rørveggen i marineriseren, idet riggen og marineriseren beveger seg som en konsekvens av ytre miljølaster som bølgetilstand og havstrømninger. Et vanlig tiltak for å beskytte navlestrengen og klemmer er å sette inn sentraliseringsklemmer, som dermed blir utsatt for klembelastninger som i verste fall fører til skader, slik at løse deler kan falle ned mot brønnen på innsiden av BOP-en, noe som vil resultere i et kostbart avbrudd i operasjonen.

Det er ønskelig å introdusere en ny fremgangsmåte og et nytt apparat for installasjon eller trekking av en undervannskomplettering, uten bruk av hydraulisk navlestreng eller elektrisk kabel klamret til arbeidsrørstrengen, på innsiden av marineriseren.

Fremgangsmåten skal fungere med vanlige, hydrauliske verktøy og skal heller ikke kreve modifikasjon eller tilpasning av BOP, marineriser og/eller BOP-kontrollsystem, samt hydraulisk tilførsel eller kommunikasjonsforbindelse fra overflaten på utsiden av marineriseren.

Fra patentlitteraturen hitsettes som bakgrunnsteknikk:

NO 340742 B beskriver et fjernoperert undervanns brønnkompletteringssystem som omfatter lokal lagring av hydraulisk energi i akkumulatorer og er basert på hydraulisk aktuering fra oversiden av verktøyet ved hjelp av kontrollventiler i en elektro-hydraulisk kontrollmodul, som kommuniserer med et styringssystem ombord på fartøyet, via gjennomføringer i nedre del av marineriser eller BOP. En ulempe med løsningen er behov for spesialtilpasninger av tredjeparts utstyr; BOP og marineriser, samt en løsning for utvendig signalkommunikasjon til overflaten.

US2008202761 A1 beskriver hydraulisk operasjon av røroppheng og verktøy via hydraulisk forbindelse fra et ventiltre. En navlestreng er utvendig i forhold til marineriseren, men løsningen krever komplekse tilpasninger av tredjeparts utstyr; ventiltre og røroppheng. Løsningen er begrenset til TH operasjon med horisontaltre.

GB2448262 B beskriver et elektromekanisk setteverktøy for røroppheng med batteridrift og kabel til overflaten for lading og kommunikasjon, eventuelt trådløst, med kun batteridrift og akustisk kommunikasjon. Løsningen krever et spesialutviklet verktøy som det er en rekke utfordringer med å fremstille, blant annet diameterbegrensningen i BOP-en.

WO 2019004842 A1 beskriver et installasjonsverktøy for et røroppheng, hvor verktøyet omfatter en kompensator, eksempelvis en blære, som kan trykksettes for å tilføre en hydraulisk væske til et kontrollsystem.

US 20050217845 A1 beskriver en fremgangsmåte for operasjon av et hydraulisk brønnkompletteringsutstyr uten bruk av navlestreng. Fremgangsmåten omfatter trådløs kommunikasjon for å kommunisere mellom et styringssystem på overflaten og en kontrollmodul i en arbeidsrørsstreng. Videre omfatter fremgangsmåten å skape hydraulisk energi gjennom å trykke opp et innelukket volum i en BOP mellom lukkede tetningselementer via kill/choke-rør. Det hydrauliske mediet er ikke holdt adskilt fra det omgivende mediet i ringrommet i BOP-en.

US 20130175045 A1 beskriver en metode for å trykksette en hydraulisk akkumulator, som inkluderer å skape en trykksone i et ringrom.

Grunnet de nevnte og andre ulemper ved røropphenginstallasjon, er det utviklet en alternativ fremgangsmåte og et apparat som har til formål å avhjelpe eller å redusere i det minste én av ulempene ved kjent teknikk, eller i det minste å tilveiebringe et nyttig alternativ til kjent teknikk.

Formålet oppnås ved trekk som er angitt i nedenstående beskrivelse og i etterfølgende patentkrav.

Ifølge et første aspekt ved oppfinnelsen er det tilveiebrakt en fremgangsmåte for operasjon av en hydraulisk operert anordning i eller ved et brønnhode, hvor fremgangsmåten omfatter trinnet:

- å tilveiebringe et apparat for å operere den hydraulisk opererte anordningen, hvor apparatet omfatter:

- en rørstreng som leder fra en rigg til brønnhodet;

- en aktuator for å aktuere den hydraulisk opererte anordningen;

- et styringssystem på riggen og en kontrollmodul i eller ved brønnhodet for å styre aktuatoren; og

- en kommunikasjonsinnretning for å kommunisere mellom styringssystemet og kontrollmodulen via rørstrengen,

hvor fremgangsmåten videre omfatter trinnene:

- å sende et signal til aktuatoren ved hjelp av kommunikasjonsinnretningen for å aktivere aktuatoren; og derigjennom

- å aktuere den hydraulisk opererte anordningen.

Fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsens første aspekt kan være fordelaktig sammenlignet med kjent teknikk eksempelvis i det at man ved bruk av fremgangsmåten kan unngå bruk av navlestreng i forbindelse med operering av en hydraulisk operert anordning i eller ved et brønnhode til overføring av kommunikasjonssignaler.

Ifølge et andre aspekt av oppfinnelsen, er det tilveiebrakt et apparat for operasjon av en hydraulisk operert anordning i et brønnhode, hvor apparatet omfatter:

- en rørstreng for å knytte en rigg til brønnhodet;

- en aktuator for å aktuere den hydraulisk opererte anordningen;

- et styringssystem på riggen og en kontrollmodul i eller ved brønnhodet for å styre aktuatoren; og

- en kommunikasjonsinnretning for å kommunisere mellom styringssystemet og kontrollmodulen via rørstrengen.

Apparatet kan videre omfatte et hydraulikksystem for å levere et hydraulisk fluid til den hydraulisk opererte anordningen, hvor hydraulikksystemet omfatter:

- en blære i et hulrom i en BOP tilknyttet brønnhodet;

- det hydrauliske fluid;

- ett eller flere rør for å forbinde blæren og den hydraulisk opererte anordningen; og - en linje for fluidkommunikasjon som leder til hulrommet i BOP-en for å justere et trykk i hulrommet for å justere et trykk på blæren.

Fremgangsmåten kan omfatte stegene:

- å lagre det hydrauliske fluid i blæren;

- å trykksette blæren ved å øke trykket i det innelukkede hulrommet, og dermed trykksette det hydrauliske fluidet; og

- å operere en hydraulisk operert anordning ved å lede det trykksatte hydrauliske fluidet fra blæren til den hydraulisk opererte anordningen,

hvor steget «å aktuere den hydraulisk opererte anordningen» omfatter å aktuere én eller flere ventiler for å la det trykksatte hydrauliske fluidet strømme til den hydraulisk opererte anordningen for å operere den hydraulisk opererte anordningen.

Ved bruk av hydraulikksystemet kan det unngås å bruke navlestreng for kommunikasjon av hydraulisk fluid for å operere den hydraulisk opererte anordningen. Oppfinnelsen tilbyr dermed en løsning for operering av en hydraulisk operert anordning som kan utføres uten bruk av navlestreng.

Blæren kan være en første av to blærer som kan inngå i hydraulikksystemet. Blæren kan derfor omtales som «den første blæren». Apparatet kan omfatte en andre blære, lokalisert i et andre hulrom i BOP-en. Hulrommet som den første blæren befinner seg i kan omtales som det første hulrommet. Apparatet kan videre omfatte ett eller flere rør for å forbinde de to blærene og den hydraulisk opererte anordningen.

Ifølge et tredje aspekt av oppfinnelsen, er det tilveiebrakt en fremgangsmåte for operasjon av en hydraulisk operert anordning, hvor fremgangsmåten omfatter trinnet: - å tilveiebringe et apparat som omfatter:

- et hydraulikksystem for å levere et hydraulisk fluid til den hydraulisk opererte anordningen, hvor hydraulikksystemet omfatter:

- en blære i et hulrom i en BOP;

- det hydrauliske fluid; og

- ett eller flere rør for å forbinde blæren og den hydraulisk opererte anordningen,

hvor fremgangsmåten videre omfatter trinnene:

- å lagre det hydrauliske fluid i blæren;

- å trykksette blæren, ved å øke trykket i det første innelukkede hulrommet, og dermed trykksette det hydrauliske fluidet; og

- å operere en hydraulisk operert anordning ved å lede det trykksatte hydrauliske fluidet fra blæren til den hydraulisk opererte anordningen.

Ifølge et fjerde aspekt av oppfinnelsen, er det tilveiebrakt et apparat for operasjon av en hydraulisk operert anordning, hvor apparatet omfatter:

- en første linje for fluidkommunikasjon som leder til et første hulrom i en BOP for å justere et trykk i hulrommet;

- en andre linje for fluidkommunikasjon som leder til et andre hulrom i BOP-en for å justere et trykk i det andre innelukkede hulrommet; og

- et hydraulikksystem for å levere et hydraulisk fluid til den hydraulisk opererte anordningen og å motta det hydrauliske fluid fra den hydraulisk opererte anordningen, hvor hydraulikksystemet omfatter:

- en første blære i det første hulrommet i BOP-en;

- en andre blære i det andre hulrommet i BOP-en;

- det hydrauliske fluid; og

- ett eller flere rør for å forbinde de to blærene og den hydraulisk opererte anordningen.

Apparatet ifølge oppfinnelsens fjerde aspekt kan videre omfatte:

- en rørstreng for å knytte en rigg til et brønnhode som omfatter BOP-en;

- en aktuator for å aktuere den hydraulisk opererte anordningen;

- et styringssystem på riggen og en kontrollmodul i eller ved brønnhodet for å styre aktuatoren; og

- en kommunikasjonsinnretning for å kommunisere mellom styringssystemet og kontrollmodulen via rørstrengen.

Riggen kan være eksempelvis en rigg på en plattform eller på et fartøy.

Kommunikasjonsinnretningen kan være en kommunikasjonsinnretning for akustisk eller elektromagnetisk signaloverføring, og hvor steget «å sende et signal til aktuatoren» omfatter å sende et akustisk eller et elektromagnetisk styringssignal via rørstrengen. Brønnhodet kan omfatte BOP-en.

Når det nedenfor nevnes egenskaper ved eller bestanddeler av apparatet, kan dette gjelde apparatet i henhold til oppfinnelsens andre aspekt og/eller apparatet i henhold til oppfinnelsens fjerde aspekt. På samme måte, når det nedenfor nevnes trekk ved steg ved fremgangsmåten og/eller tilleggssteg til fremgangsmåten, så kan disse gjelde fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsens første aspekt og/eller fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsens tredje aspekt.

Apparatet som tilveiebringes som et steg i fremgangsmåten ifølge oppfinnelsens første aspekt eller fremgangsmåten ifølge oppfinnelsens tredje aspekt kan være en utførelsesform av apparatet ifølge oppfinnelsens andre aspekt eller en utførelsesform av apparatet ifølge oppfinnelsens fjerde aspekt.

Apparatet kan videre omfatte:

- én eller flere retningsventiler for å lede det hydrauliske fluidet fra den første til den andre blæren eller fra den andre til den første blæren, og/eller for å lede hydraulisk fluid til eller fra den hydraulisk opererte anordningen.

Apparatets rørstreng og kommunikasjonsinnretning kan omfatte en ledning eller kabel for overføring av eksempelvis elektriske eller optiske signaler mellom styringssystemet og kontrollmodulen. Kommunikasjonsinnretningen kan omfatte midler for å overføre elektromagnetiske og/eller akustiske signaler mellom styringssystemet og kontrollmodulen via rørstrengen. Rørstrengen kan være konfigurert for å overføre slike signaler. Rørstrengen kan være en såkalt «wired drillstring».

Apparatet kan videre omfatte:

- en linje for fluidkommunikasjon som leder til det første hulrommet og/eller en linje for fluidkommunikasjon som leder til det andre hulrommet. Linjen for fluidkommunikasjon som leder til det første hulrommet kan kalles «den første linjen». Linjen for fluidkommunikasjon som leder til det andre hulrommet kan kalles «den andre linjen».

Det første hulrommet kan trykksettes eksempelvis ved bruk av den første linjen. Det andre hulrommet kan trykksettes eksempelvis ved bruk av den andre linjen. En av eller begge linjene kan strekke seg fra riggen til BOP-en.

Ved å trykksette et av de to hulrommene i BOP-en kan blæren i hulrommet trykksettes, og dermed også det hydrauliske fluid i blæren trykksettes og presses fra blæren til den hydraulisk opererte anordningen for å operere den hydraulisk opererte anordningen. Det hydrauliske fluidet kan ledes blant annet via én eller flere ventiler, som eksempelvis kan brukes til å bestemme i hvilken retning fluidet tillates å strømme.

Den hydraulisk opererte anordningen kan være et kontrollsystem, et stempel, en ventil, en form for aktuator, eller annet. Fremgangsmåten, ifølge det første eller tredje aspekt ved oppfinnelsen, kan være en fremgangsmåte eksempelvis for å installere et røroppheng ved å operere en hydraulisk operert anordning.

Det første og/eller det andre hulrommet kan være konfigurert og avstengt slik at det er mulig å trykksette dem for å påføre trykk på blærene for å bevege det hydrauliske fluidet i hydraulikksystemet for fluidkommunikasjon. Trykksettingen kan skje gjennom bruk av én eller flere linjer/rør som leder gjennom én eller flere barrierer som avgrenser det første og/eller det andre hulrommet.

Den første og/eller den andre linjen kan være en såkalt «choke-and-kill» linje.

I en alternativ utførelsesform kan det første og/eller det andre hulrom være i kommunikasjon med en arbeidsrørstreng for trykksetting av hulrommet/hulrommene.

Hydraulikksystemet for fluidkommunikasjon kan være konfigurert slik at det hydrauliske fluid i det vesentligste blir bevart i systemet, slik at det kan brukes til å operere den hydraulisk opererte anordningen gjentatte ganger.

De to blærene kan være i kommunikasjon med flere hydraulisk opererte anordninger, som for eksempel flere ventiler og/eller aktuatorer. Én eller flere av de hydraulisk opererte anordningene kan opereres ved trykksetting av det hydrauliske fluid i den første og/eller den andre blæren.

Apparatet kan omfatte én eller flere retningsventiler for å lede hydraulisk fluid fra den første til den andre blæren eller fra den andre til den første blæren, og/eller for å lede hydraulisk fluid til aktuatoren og/eller en eller flere hydraulisk opererte anordninger. Hydraulikksystemet og/eller kontrollmodulen kan omfatte én eller flere retningsventiler for å lede hydraulisk fluid fra den første til den andre blæren eller fra den andre til den første blæren, og/eller for å lede hydraulisk fluid til aktuatoren og/eller en eller flere hydraulisk opererte anordninger.

Rørstrengen kan omfatte standard, sammenskrudde borerørslengder som danner en arbeidsrørstreng.

Den hydraulisk opererte anordningen kan være et hydraulisk brønnkompletteringsutstyr, en del av et hydraulisk brønnkompletteringsutstyr, eksempelvis en aktuator i et hydraulisk brønnkompletteringsutstyr.

Kontrollmodulen kan være en elektro-hydraulisk kontrollmodul.

Fremgangsmåten kan videre omfatte steget: å motta det hydrauliske fluid i retur fra den hydraulisk opererte anordningen og lagre det i den andre blæren. Den kan typisk være festet til den nedre delen av arbeidsrørstrengen.

Apparatet kan omfatte et batteri, som eksempelvis kan være tilknyttet kontrollmodulen for å tilføre elektrisk energi til kontrollmodulen.

En fordel ved oppfinnelsen i utførelsesformer hvor den omfatter to blærer, er at en slik utførelsesform kan øke volumet av tilgjengelig hydraulikkvæske sett i forhold til en utførelsesform med én blære.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsens første aspekt eller fremgangsmåten ifølge oppfinnelsens tredje aspekt kan videre omfatte steget: - å trykksette den andre blæren ved å øke trykket i det andre innelukkede hulrommet, og dermed trykksette det hydrauliske fluidet når det befinner seg i den andre blæren.

Videre kan fremgangsmåten omfatte trinnet: - å operere en hydraulisk operert anordning ved å lede det trykksatte hydrauliske fluidet fra den andre blæren til den hydraulisk opererte anordningen.

Videre kan fremgangsmåten omfatte steget: - å motta det hydraulisk fluid i retur fra den hydraulisk opererte anordningen og lagre det i den første blæren. Ved å justere trykket i det første og/eller det andre hulrommet kan det hydrauliske fluidet brukes gjentatte ganger til å operere den hydraulisk opererte anordningen.

Steget «å sende et signal til aktuatoren» kan inkludere å sende et signal mellom styringssystemet og kontrollmodulen, hvor signalet sendes i rørstrengen. Eksempelvis kan signalet sendes i et legeme av metall i rørstrengen, eksempelvis som utgjør selve røret i rørstrengen, og signalet kan være elektromagnetisk eller akustisk.

Fremgangsmåten kan være en fremgangsmåte for operasjon av en hydraulisk operert anordning for å trekke eller installere en undervannskomplettering. Fremgangsmåten kan være en fremgangsmåte for operasjon av en hydraulisk operert anordning for å installere eller trekke et røroppheng i et brønnhode.

Apparatet kan være et apparat for operasjon av en hydraulisk operert anordning for å trekke eller installere en undervannskomplettering. Apparatet kan være et apparat for operasjon av en hydraulisk operert anordning for å installere eller trekke et røroppheng i et brønnhode.

Oppfinnelsen kan muliggjøre operasjon av en hydraulisk operert anordning innvending i en BOP uten inngrep i tredjepartsutstyr og uten bruk av navlestreng eller elektrisk kabel klamret til rørstrengen i en marineriser.

I det etterfølgende beskrives eksempler av apparatet:

Fig.1 illustrerer forenklet og skjematisk et eksempel på apparatet.

Fig.2 illustrerer et eksempel på apparatet i bruk, klargjort for installasjon av røroppheng i et brønnhode; og

Fig.3 illustrerer skjematisk et eksempel på det lukkede hydraulikksystemet i apparatet.

Figurene er forenklede, skjematiske illustrasjoner av eksempler på en eller flere av oppfinnelsene beskrevet i dette dokumentet. De ulike komponenter vist i figurene er ikke nødvendigvis gjengitt i riktig målestokk.

Figur 1 viser skjematisk en variant av apparatet 100 i henhold til det andre aspekt av oppfinnelsen. Figuren viser en BOP 6 med et første hulrom 22 og et andre hulrom 30. En første blære 10 befinner seg i det første innelukkede hulrom 22 og en andre blære 14 i det andre innelukkede hulrom 30. Et hydraulisk fluid 101 er tilveiebragt i den første blæren 10. Et første rør 23 leder gjennom en overgangsrørdel av BOP-en 6 til det første hulrom 22 og kan brukes til å trykksette det første hulrom 22 og den første blæren 10. Et andre rør 29 leder gjennom en overgangsrørdel av BOP-en 6 til det andre hulrom 30 og kan brukes til å trykksette det andre hulrom 30 og den andre blæren 14. Et tredje rør 105 forbinder den første blæren 10, den andre blæren 14, og en hydraulisk operert anordning 200. I utførelsesformer av apparatet 100 vil én eller flere ventiler, eksempelvis i en ventilpakke 109, befinne seg i forbindelsen mellom den første blæren 10, den andre blæren 14 og den hydraulisk opererte anordningen 200, for å regulere en fluidstrøm mellom dem.

Den første blæren 10, den andre blæren 14 og det tredje røret 105 er bestanddeler i et hydraulisk system 150 som kan kobles til en hydraulisk operert anordning 200. Det hydrauliske systemet 150 er konfigurert slik at det hydrauliske fluidet 101 kan flyttes innad i det lukkede hydrauliske systemet 150, men slik at det hydrauliske fluidet 101 i det vesentligste, ved operasjon av det hydrauliske systemet 150, skal være bevart i det hydrauliske systemet 150.

For å drive det hydrauliske fluidet 101 justeres trykket i det første og/eller det andre innelukkede hulrommet 22, 30. Når det hydrauliske fluidet 101 befinner seg i den første blæren 10, som vist på Figur 1, vil typisk trykket økes i det første innelukkede hulrommet 22 ved at det trykksettes via det første røret 23. Når dette skjer vil det hydrauliske fluidet 105 bevege seg fra den første blæren 10, som komprimeres som følge av trykksettingen, til den hydraulisk opererte anordningen 200. Med nok trykk på den første blæren 10 og den andre blæren 14 vil det hydrauliske fluidet 101 nå den hydraulisk opererte anordningen 200 med nok trykk til at det kan operere den hydraulisk opererte anordningen 200, slik at det eksempelvis vil aktuere en aktuator (ikke vist) i den hydraulisk opererte anordningen 200. Trykket i det andre innelukkede hulrommet 30 kan så reduseres ved at trykk bløs av gjennom det andre røret 29, slik at det hydrauliske fluidet 101 vil samle seg opp i den andre blæren 14.

På figur 2 vises apparatet 100 for operasjon av en hydraulisk operert anordning, i det apparatet er i bruk for å installere røroppheng. Her vises en arbeidsrørstreng 1 i en marineriser 2 som i nedre ende er koplet til en forenklet landestreng 3, som er forsynt med en første overgangsrørdel 4. Overgangsrørdelen 4 er utvendig dimensjonert for at en piperam 5 i en BOP 6 skal kunne klemme tettende rundt utsiden av den, og den er forsynt med innvendige, vertikale boringer for hydraulikk. Overgangsrørdelen 4 er, via en rørovergang, skrudd fast i en øvre ende av et setteverktøy for et røroppheng 7, som igjen er hydraulisk koplet til et røroppheng 8, som er låst fast i et undervanns brønnhode 9. Rørovergangen mellom overgangsrørdelen 4 og setteverktøyet 7 er omsluttet av en nedre modul med den første blæren 10 i det første innelukkede hulrommet 22. Den første blæren 10 er fylt med det hydraulisk fluidet (ikke vist) for tilførsel til en hydraulisk operert anordning i form av en undervanns kontrollmodul 11 som omslutter arbeidsrørstrengen 1. Hydrauliske linjer på undersiden av kontrollmodulen 11 er koplet via en andre overgangsrørdel 12 med innvendige, vertikale boringer for hydraulikk. Den andre overgangsrørdelen 12 er plassert slik at den er omsluttet av en fleksibel brønnbarriere 13 (eng. Annular Preventer) som klemmer tettende rundt utsiden. På undersiden av den fleksible brønnbarieren 13 er den forenklede landestrengen 3 omsluttet av en øvre modul med den andre blæren 14 i det andre innelukkede hulrommet 30.

På overflaten, i øvre ende av arbeidsrørstrengen 1 er det montert en spesialtilpasset, kort rørlengde (eng. Pup Joint) med en første telemetrisender og -mottaker 15 for elektromagnetisk eller akustisk signalkommunikasjon gjennom metallet i arbeidsrørstrengen 1. Telemetri-enheten 15 er via en kabelforbindelse 16 forbundet med et kontrollsystem 17 på fartøyet 18. Telemetrienheten 15 kommuniserer med en andre, batteridrevet undervanns telemetrienhet 19, som er integrert i en nedre kort rørlengde i arbeidsrørstrengen 1. Eventuelt går kommunikasjonen via telemetriforsterkere 20 i arbeidsrørstrengen 1, avhengig av avstand, typisk over 600-800 meter, avhengig av hvilken leverandør og teknikk som benyttes. Undervannstelemetrienheten 19 er, via en kabelforbindelse 21, koplet til kontrollmodulen 11.

Det vises til figur 2 og 3. Nedre modul med den første blæren 10 er plassert i det første, innelukkede hulrom 22, mellom røropphenget 8 og piperamen 5. Den første blæren 10 er fylt med hydraulikkvæske og blir trykksatt via det første røret 23 som strekker seg fra overflaten, gjennom en overgangsrørdel av BOP-en 6, til det første innelukkede hulrommet 22. Trykksatt hydraulikkvæske fra den komprimerte første blæren 10 går gjennom en åpen 2/2 ventil 24 i kontrollmodulen 11, frem til innløpsportene til et antall 3/2 retningsventiler 25, 26 som er forsynt med fjærretur, som lukkes ved bortfall av strøm til magnetspolen (såkalt «fail safe to close»). Ventilene åpnes når magnetspoler på ventilene blir spenningssatt fra elektronikken i kontrollmodulen 11 for hydraulisk operasjon av et stempel 27 på et verktøy 7, eksempelvis et setteverktøy for et røroppheng, hvor stempelet 27 har dobbeltvirkende stempelfunksjon. Et slikt stempel 27 er et eksempel på en hydraulisk operert anordning.

Når stempelet 27 aktueres, via en første retningsventil 25, evakueres et hulrom på en side av stempelet 27 til retur via en andre retningsventil 26. I første omgang ledes returnert hydraulikkvæske videre gjennom en 2/2 ventil, 28, til den øvre modul med den andre blæren 14, som er plassert over den stengte piperam 5. Den fleksible brønnbarrieren 13 er da enten åpen eller stengt. Om den er stengt så er et andre rør 29 på utsiden av BOP-en 6 som er forbundet med et andre hulrom 30 åpent til overflaten, slik at den andre blæren 14, som er plassert i det andre hulrommet 30, kan utvide seg mens den tar imot returnert hydraulikkvæske.

Det lukkede hydraulikksystemet er innrettet slik at om den første blæren 10 blir tømt for hydraulikkvæske, så vil hydraulikkvæsken samles opp i den andre blæren 14 for gjenbruk. Da skal piperam 5 og den fleksible brønnbarrieren 13 holdes stengt, og det andre hulrommet 30 trykksettes fra overflaten via det utvendige røret 29. To ventiler 24, 28 holdes da stengt, og en annen 2/2 ventil 31 åpnes, slik at trykksatt hydraulikkvæske fra den komprimerte, andre blæren 14 føres frem til innløpsportene til retningsventilene 25, 26. Når stempelet 27 aktueres, evakueres volumet på andre siden av stempelet 27 til retur, via en av retningsventilene 25, 26 som beskrevet ovenfor og dumpes nå enten gjennom en åpen 2/2 ventil 32 ut i marineriseren 2, på oversiden av kontrollmodulen 11, eller så kan hydraulikkvæsken ledes tilbake til den første blæren 10 for lagring og mulig gjenbruk i form av en ny syklus. Retur til den første blæren 10 forutsetter at det innelukkede volumet 22 nå er åpent til overflaten via røret 23, slik at den første blæren 10 kan utvide seg, mens den tar imot returnert hydraulikkvæske.

Claims

Patentkrav

1. En fremgangsmåte for operasjon av en hydraulisk operert anordning i eller ved et brønnhode, hvor fremgangsmåten omfatter trinnet:

- å tilveiebringe et apparat for å operere den hydraulisk opererte anordningen, hvor apparatet omfatter:

- en rørstreng som leder fra en rigg til brønnhodet;

- en aktuator for å aktuere den hydraulisk opererte anordningen;

- et styringssystem på riggen og en kontrollmodul i eller ved brønnhodet for å styre aktuatoren; og

- en kommunikasjonsinnretning for å kommunisere mellom styringssystemet og kontrollmodulen via rørstrengen,

hvor fremgangsmåten videre omfatter trinnene:

- å sende et signal til aktuatoren ved hjelp av kommunikasjonsinnretningen for å aktivere aktuatoren; og derigjennom

- å aktuere den hydraulisk opererte anordningen.

2. Fremgangsmåten i henhold til krav 1, hvor kommunikasjonsinnretningen er en kommunikasjonsinnretning for akustisk eller elektromagnetisk signaloverføring, og hvor steget «å sende et signal til aktuatoren» omfatter å sende et akustisk eller et elektromagnetisk styringssignal via rørstrengen.

3. Fremgangsmåten i henhold til krav 1 eller 2, hvor apparatet videre omfatter:

- et hydraulikksystem for å levere et hydraulisk fluid til den hydraulisk opererte anordningen, hvor hydraulikksystemet omfatter:

- en blære i et hulrom i en BOP tilknyttet brønnhodet;

- det hydrauliske fluid; og

- ett eller flere rør for å forbinde blæren og den hydraulisk opererte anordningen,

og hvor fremgangsmåten videre omfatter stegene:

- å lagre det hydrauliske fluid i blæren;

- å trykksette blæren ved å øke trykket i det innelukkede hulrommet, og dermed trykksette det hydrauliske fluidet; og

- å operere en hydraulisk operert anordning ved å lede det trykksatte hydrauliske fluidet fra blæren til den hydraulisk opererte anordningen,

4. Fremgangsmåten i henhold til krav 3, hvor apparatet i tillegg til blæren i hulrommet omfatter:

- en andre blære i et andre hulrom i BOP-en; og

- ett eller flere rør for å forbinde de to blærene og den hydraulisk opererte anordningen;

hvor fremgangsmåten videre omfatter steget:

- å motta det hydrauliske fluid i retur fra den hydraulisk opererte anordningen og lagre det i den andre blæren.

5. Fremgangsmåten i henhold til krav 4, hvor fremgangsmåten videre omfatter trinnet:

- å trykksette den andre blæren ved å øke trykket i det andre innelukkede hulrommet, og dermed trykksette det hydrauliske fluidet når det befinner seg i den andre blæren.

6. Fremgangsmåten i henhold til krav 5, hvor fremgangsmåten videre omfatter trinnet:

- å operere en hydraulisk operert anordning ved å lede det trykksatte hydrauliske fluidet fra den andre blæren til den hydraulisk opererte anordningen.

7. Fremgangsmåten i henhold til krav 5 eller krav 6, hvor fremgangsmåten videre omfatter trinnet:

- å motta det hydraulisk fluid i retur fra den hydraulisk opererte anordningen og lagre det i blæren.

8. Fremgangsmåten i henhold til et hvilket som helst av de foregående krav, hvor «å sende et signal til aktuatoren» inkluderer å sende et signal mellom styringssystemet og kontrollmodulen, hvor signalet sendes innvendig i rørstrengen.

9. En fremgangsmåte for operasjon av en hydraulisk operert anordning, hvor fremgangsmåten omfatter trinnet:

- å tilveiebringe et apparat som omfatter:

- et hydraulikksystem for å levere et hydraulisk fluid til den hydraulisk opererte anordningen, hvor hydraulikksystemet omfatter:

- en blære i et hulrom i en BOP;

- det hydrauliske fluid; og

- ett eller flere rør for å forbinde blæren og den hydraulisk opererte anordningen,

hvor fremgangsmåten videre omfatter trinnene:

- å lagre det hydrauliske fluid i blæren;

- å trykksette blæren, ved å øke trykket i hulrommet, og dermed trykksette det hydrauliske fluidet; og

- å operere en hydraulisk operert anordning ved å lede det trykksatte hydrauliske fluidet fra blæren til den hydraulisk opererte anordningen.

10. Fremgangsmåten i henhold til krav 9, hvor fremgangsmåten videre omfatter trinnet:

- å motta det hydraulisk fluid i retur fra den hydraulisk opererte anordningen og lagre det i blæren.

11. Fremgangsmåten i henhold til krav 9 eller krav 10, hvor apparatet i tillegg til blæren i hulrommet omfatter:

- en andre blære i et andre hulrom i BOP-en; og

- ett eller flere rør for å forbinde de to blærene og den hydraulisk opererte anordningen, og

hvor fremgangsmåten videre omfatter steget:

- å motta det hydrauliske fluid i retur fra den hydraulisk opererte anordningen og lagre det i den andre blæren.

12. Fremgangsmåten i henhold til krav 11, hvor fremgangsmåten videre omfatter trinnet:

- å trykksette den andre blæren ved å øke trykket i det andre innelukkede

hulrommet, og dermed trykksette det hydrauliske fluidet når det befinner seg i den andre blæren.

13. Fremgangsmåten i henhold til krav 12, hvor fremgangsmåten videre omfatter trinnet:

- å operere en hydraulisk operert anordning ved å lede det trykksatte hydrauliske fluidet fra den andre blæren til den hydraulisk opererte anordningen.

14. Fremgangsmåten i henhold til krav 12 eller krav 13, hvor fremgangsmåten videre omfatter trinnet:

- å motta det hydraulisk fluid i retur fra den hydraulisk opererte anordningen og lagre det i blæren.

15. Fremgangsmåten i henhold til et hvilket som helst av kravene 9-14, hvor apparatet videre omfatter:

- en rørstreng som leder fra en rigg til et brønnhode som omfatter BOP-en;

- en aktuator for å aktuere den hydraulisk opererte anordningen;

- et styringssystem på riggen og en kontrollmodul i eller ved brønnhodet for å styre aktuatoren; og

- en kommunikasjonsinnretning for å kommunisere mellom styringssystemet og kontrollmodulen via rørstrengen,

hvor fremgangsmåten videre omfatter trinnene:

- å sende et signal til aktuatoren ved hjelp av kommunikasjonsinnretningen for å aktivere aktuatoren; og derigjennom

- å aktuere den hydraulisk opererte anordningen.

16. Fremgangsmåten i henhold til krav 15, hvor kommunikasjonsinnretningen er en kommunikasjonsinnretning for akustisk eller elektromagnetisk signaloverføring, og hvor steget «å sende et signal til aktuatoren» omfatter å sende et akustisk eller et elektromagnetisk styringssignal via rørstrengen

17. Fremgangsmåten i henhold til krav 15 eller 16, hvor «å sende et signal til aktuatoren» inkluderer å sende et signal mellom styringssystemet og

kontrollmodulen, hvor signalet sendes innvendig i rørstrengen.

18. Fremgangsmåten i henhold til et hvilket som helst av kravene 9-17 hvor aktuatoren er en aktuator for å åpne eller lukke en ventil for å åpne eller stenge en strømningskanal for det hydrauliske fluid.

19. Et apparat for operasjon av en hydraulisk operert anordning i et brønnhode, hvor apparatet omfatter:

- en rørstreng for å knytte en rigg til brønnhodet;

- en aktuator for å aktuere den hydraulisk opererte anordningen;

- et styringssystem på riggen og en kontrollmodul i eller ved brønnhodet for å styre aktuatoren; og

- en kommunikasjonsinnretning for å kommunisere mellom styringssystemet og kontrollmodulen via rørstrengen.

20. Apparatet i henhold til krav 19, hvor apparatets rørstreng omfatter en ledning eller kabel for overføring av signaler mellom styringssystemet og kontrollmodulen, og/eller hvor kommunikasjonsinnretningen omfatter midler og apparatets rørstreng er konfigurert for å overføre elektromagnetiske og/eller akustiske signaler mellom styringssystemet og kontrollmodulen.

21. Apparatet i henhold til krav 19 eller 20, hvor apparatet videre omfatter:

- et hydraulikksystem for å levere et hydraulisk fluid til den hydraulisk opererte anordningen, hvor hydraulikksystemet omfatter:

- en blære i et hulrom i en BOP tilknyttet brønnhodet;

- det hydrauliske fluid;

- ett eller flere rør for å forbinde blæren og den hydraulisk opererte anordningen; og

- en linje for fluidkommunikasjon som leder til hulrommet i BOP-en for å justere et trykk i hulrommet for å justere et trykk på blæren.

22. Apparatet i henhold til krav 21, hvor apparatet i tillegg til blæren i hulrommet og linjen videre omfatter:

- en andre blære i et andre hulrom i BOP-en;

- ett eller flere rør for å forbinde de to blærene og den hydraulisk opererte anordningen; og

- en andre linje for fluidkommunikasjon som leder til det andre hulrommet i BOP-en for å justere et trykk i det andre hulrommet for å justere et trykk på den andre blæren.

23. Apparatet i henhold til krav 22, hvor apparatet videre omfatter én eller flere retningsventiler for å lede det hydrauliske fluidet fra blæren til den andre blæren eller fra den andre blæren til blæren, og/eller for å lede hydraulisk fluid til eller fra en hydraulisk opererte anordning.

24. Apparatet i henhold til et hvilket som helst av kravene 19-23, hvor rørstrengen omfatter standard, sammenskrudde borerørslengder som danner en arbeidsrørstreng.

25. Et apparat for operasjon av en hydraulisk operert anordning, hvor apparatet omfatter:

- en første linje for fluidkommunikasjon som leder til et første hulrom i en BOP for å justere et trykk i hulrommet;

- en andre linje for fluidkommunikasjon som leder til et andre hulrom i BOP-en for å justere et trykk i det andre hulrommet; og

- en første blære i hulrommet i BOP-en;

- en andre blære i det andre hulrommet i BOP-en;

- det hydrauliske fluid; og

- ett eller flere rør for å forbinde de to blærene og den hydraulisk opererte anordningen.

26. Apparatet i henhold til krav 25, hvor apparatet videre omfatter:

- en rørstreng for å knytte en rigg til et brønnhode som omfatter BOP-en;

- en aktuator for å aktuere den hydraulisk opererte anordningen;

- et styringssystem på riggen og en kontrollmodul i eller ved brønnhodet for å styre aktuatoren; og

- en kommunikasjonsinnretning for å kommunisere mellom styringssystemet og kontrollmodulen via rørstrengen.

Drawings

Priority

20.07.2018 NO 20181010

Patent classes

IPC classes

E21B 33/035

E21B 33/043

CPC classes

E21B 33/0355

E21B 33/043

Citations

GB 2554497 A ( A)

US 2005/0217845 A1 ( A1)

US 2013/0175045 A1 (A1)

Applicants, owners and inventors

Applicants

CCB SUBSEA AS

Postboks 91

5346 ÅGOTNES

NO (ØYGARDEN Municipality, Vestland county)

Org. number: 914061512

Inventors

Georg Larsen

Spjeldsfjellet 22

5363 ÅGOTNES

NO (ØYGARDEN Municipality, Vestland county)

Agent

HÅMSØ PATENTBYRÅ AS

Postboks 9

4068 STAVANGER

NO (STAVANGER Municipality, Rogaland county)

Org. number: 918752900

Reference: P28963NO01

Status history

Payment history

Oppositions and appeals

No oppositions or appeals

Administrative limitation

No administrative limitation

Liens and licences

No liens or licenses registered

Gazette entries

No Gazette entries found

Only events from 2024.03.04 and onwards are shown.

Apparat og fremgangsmåte for operasjon av en hydraulisk operert anordning i et brønnhode

Key information

Abstract and drawing

Publications

Documents

Description, claims and drawings

Priority

Patent classes

Citations

Applicants, owners and inventors

Agent

Status history

Payment history

Oppositions and appeals

Administrative limitation

Liens and licences

Gazette entries