NO339578B1 - Fremgangsmåte og system for å føre borevæske ved bruk av en konstruksjon som flyter i en overflate av et hav - Google Patents

Description

FREMGANGSMÅTE OG SYSTEM FOR Å FØRE BOREVÆSKE VED BRUK AV EN KONSTRUKSJON SOM FLYTER I EN OVERFLATE AV ET HAV

Denne oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for boring med trykksatt slamplugg og reversert sirkulasjon fra en flytende konstruksjon idet det brukes et avtettet marint stigerør under boring. Den foreliggende oppfinnelse vedrører særlig en fremgangsmåte for boring med trykksatt slamplugg og reversert sirkulasjon fra en flytende konstruksjon under boring i bunnen av et hav ved bruk av et roterende samlerør med kontrollenhet.

Marine stigerør som strekker seg fra et brønnhode fastgjort til bunnen av et hav, er blitt brukt for å sirkulere borevæske tilbake til en flytende konstruksjon eller rigg. Stigerøret må være stort nok i innvendig diameter til å gi plass til den største borekrone og rør som vil bli brukt ved boring av et borehull i havets bunn. Tradisjonelle stigerør har nå innvendige diametre på omtrent 20" (50,8 cm), selv om andre diametre blir og kan bli brukt.

Et eksempel på et marint stigerør og noen av de tilknyttede borekomponenter, slik som vist på fig. 1, er foreslått i amerikansk patent nr. 4,626,135 som ifølge forsiden er tildelt Hydril Company. Siden stigerøret R er fast forbundet mellom den flytende konstruksjon eller rigg S og brønnhodet W, blir det, som foreslått i '135-patentet, benyttet en tradisjonell glidende eller teleskopisk skjøt SJ, omfattende en ytre sylinder OB og en indre sylinder IB med en trykktetning mellom disse, for å kompensere for den innbyrdes vertikale bevegelse eller hiv mellom den flytende rigg og det faste stigerør. Det er koplet til avledere D mellom den øvre, indre sylinder IB i glideskjøten SJ og den flytende konstruksjon eller rigg S for å hindre gassansamlinger i det marine stigerør R eller lav-trykksformasjonsgass i å slippe ut til riggdekket F.

Ett avledersystem som er foreslått, er avledersystemet av typen KFDS, som tidligere ble levert av Hughes Offshore, en avdeling av Hughes Tool Company, til bruk sammen med en flytende rigg. KFDS-systemets støttehus SH, vist på fig. 1 A, foreslås å være permanent festet på de vertikale, dreibare bjelker B mellom to plan på riggen, og å ha en full åpning mot rotasjonsboret RT på planet ovenfor støttehuset SH. Et tradisjonelt rotasjonsbord på en flytende borerigg er omtrent 49<1>/4"

(125,7 cm) i diameter. Hele stigerøret, innbefattende en integrert strupeledning CL og drepeledning KL, foreslås ført gjennom KFDS-støttehuset. Støttehuset SH blir foreslått å tilveiebringe et an-leggssete og låseinnretning for en avleder D, slik som en REGAN-avleder, også levert av Hughes Offshore. Avlederen D innbefatter en stiv avlederledning DL som strekker seg radialt utover fra

siden på avlederhuset for å overføre borevæske eller slam fra stigerøret R til en strupemanifold CM, vibrasjonssikt SS eller annen borevæskemottaksanordning. Ovenfor avlederen D finnes det stive strømningsrør RF, på fig. 1 vist utformet til å stå i forbindelse med slamtanken MP, hvilket stive strømningsrør RF er utformet til å ha utløp i vibrasjonssiktene SS eller andre ønskede væskemottaksanordninger. Dersom borevæsken er åpen overfor atmosfærisk trykk ved slamreturnip-pelen i riggdekket F, må den ønskede borevæskemottaksanordning være begrenset av en lik høy-de eller et nivå på konstruksjonen S eller, om ønskelig, pumpes med en pumpe til et høyere nivå. Selv om strupemanifolden CM, separatoren MB, vibrasjonssikten SS og slamtankene MP er vist skjematisk på fig. 1, kan disse væskemottaksanordninger, dersom det finnes en slamreturnippel på boredekkets F nivå og slamretursystemet befinner seg under minimumsdriftstrykk, måtte plasseres på et nivå nedenfor riggdekket F for å fungere ordentlig. Hughes Offshore har også tilveiebrakt et kuleledd BJ mellom avlederen D og stigerøret R for å kompensere for annen innbyrdes bevegelse (horisontalt og i rotasjonsretningen) eller krengning og rulling i den flytende konstruksjon S og det faste stigerør R.

Fordi både glideskjøten og kuleleddet krever bruk av glidende trykktetninger, må disse sammen-føyninger overvåkes med hensyn til korrekt tetningstrykk og slitasje. Dersom disse forbindelser trenger å skiftes ut, kan det gjøres regning med betydelig stillstandstid for riggen. Dessuten kan tetningstrykkspesifikasjonene for disse sammenføyninger bli overskredet ved kommende og eksisterende boreteknikker som krever overflatetrykk i stigerørslamretursystemet, slik som i underbalansene operasjoner omfattende boring, kompletteringer og overhalinger, gass-væske-slamsystemer og håndteringssystemer for trykksatt slam. Både den åpne slamreturnippel og tetninger i glide- og kuleleddene skaper miljømessige problemer med potensielle fluid lekkasjer.

Det vises igjen til fig. 1 hvor den tradisjonelle fleksible strupeledning CL er blitt utformet til å stå i forbindelse med en strupemanifold CM. Borevæsken kan da strømme fra manifolden CM til en slamgassfraskiller eller separator MB og en fakkelledning (ikke vist). Borevæsken kan deretter tømmes over i en vibrasjonssikt SS, til slamtanker og pumper MP. I tillegg til en strupeledning CL og drepeledning KL, kan det brukes en trykkøkningsledning BL. Et eksempel på noen av de fleksible ledninger som nå brukes sammen med flytende rigger, er sementledninger, vibratorledninger, strupe- og drepeledninger, testledninger, rotasjonsledninger og syreledninger.

Følgende patenter og publiserte patentsøknader, overdratt til det herværende patents søker, Weatherford/Lamb, Inc., foreslår systemer og fremgangsmåter for flytende rigger: US-patent nr. 6,263,982 med tittelen "Method and system for return of drilling fluid from a sealed marine riser to a floating drilling rig while drilling" (Fremgangsmåte og system for returnering av borevæske fra et avtettet marint stigerør til en flytende borerigg under boring); US-patent nr. 6,470,975 med tittelen "Internal riser rotating control head" (Roterende samlerør med kontrollenhet for innvendig stigerør); US-patent nr. 6,138,774 med tittelen "Method and apparatus for drilling a borehole into a subsea abnormal pore pressure environment" (Fremgangsmåte og apparat for boring av et borehull i et undervannsmiljø med unormalt poretrykk); US-patentsøknad, publikasjonsnr. 20030106712, med tittelen "Internal riser rotating control head" (Roterende samlerør med kontrollenhet for innvendig stigerør); og US-patentsøknad, publikasjonsnr. 20010040052, med tittelen "Method and system for return of drilling fluid from a sealed marine riser to a floating drilling rig while drilling" (Fremgangsmåte og apparat for boring av et borehull i et undervannsmiljø med unormalt poretrykk).

'982-patentet foreslår et slamretursystem for flytende rigg, hvilket erstatter bruken av tradisjonelle glideskjøter og kuleledd, avleder og slamreturnippel med en tetning nedenfor riggdekket mellom

stigerøret og det roterende rør. '982-patentet foreslår nærmere bestemt å ha et tetningshus som er uavhengig av den flytende rigg eller konstruksjon, for opptak av det roterende rør, med en fleksibel ledning eller fleksibelt strømningsrør fra tetningshuset til den flytende konstruksjon for å kompensere for resulterende innbyrdes bevegelse mellom konstruksjonen og tetningshuset. '982-patentet

fremsetter dessuten at tetningen mellom stigerøret og det roterende rør vil være tilgjengelig for å lette inspeksjon, vedlikehold og rask utskifting.

I tillegg har det ved boring på land vært kjent å bruke en slamplugg for å øke bunnhullstrykket. En slamplugg som er en søyle av tungt og ofte viskositetsforøkt slam i ringrommet i brønnen, har en søyle som er kortere enn ringrommets totale vertikale dybde (TVD). En slamplugg kan typisk brukes for å regulere bunnhullstrykket under uttrekking/innføring (trip) og for å hindre gass eller væske fra å komme til overflaten i en brønn, hvilket ville resultere i fullstendig sirkulasjonstap. Slamplug-gens størrelse er basert på blant annet hvor lang pluggen må være, pluggens slamvekt og hvor stort ekstratrykk som er nødvendig for å balansere eller kontrollere brønnen.

Når det brukes borevæske for engangsinnføring (single pass drilling fluid), kan slampluggen også hindre fluid og borkaks fra å strømme tilbake nedenfra hullet. Slampluggen i ringrommet styrer i stedet slam og borkaks inn i en høyporøs sone med sirkulasjonstap, av og til kalt "tyvsone" (theft zone). Mens en tyvsone, ved tradisjonell boring, uønsket kan forårsake for mye eller fullstendig sirkulasjonstap, differensialtrykk-fastkiling av rør, og resulterende brønnstyringsproblemer, drar slampluggsboring fordel av nærværet av en tyvsone. Siden tyvsonen har høy porøsitet, er relativt uttappet og befinner seg over produksjonssonen, frembyr tyvsonen et ideelt anbringelsessted for rene, ikke-flyktige fluider og borkaks. Ved én slampluggboringsteknikk, boring med trykksatt slamplugg (pressurized mud cap drilling - PMCD) oppnås borehullstrykkstyring gjennom pumpehastigheter. Ett ytterligere krav til en slamplugg gjelder slammets bestandighet mot forurensning i borehullet, dets viskositet og dets bestandighet mot å bli brutt opp av strømning eller sirkulasjon, hvilke avhenger av formålet med slampluggen, størrelsen på hullet, slammet i hullet samt formasjonsflui-det. Slam fra en slamplugg brukt ved en uttrekking/innføring blir vanligvis lagret og brukt om igjen ved neste uttrekking/innføring.

Figur 13 er et sideriss som viser en brønn 1300 på land ifølge kjent teknikk, hvor det brukes boring med slamplugg. En slamplugg 1330 er anbrakt i ringrommet 1350 som omgir borerøret 1320, hvor den danner lokk på returstrømmen fra borehullet 1360 oppover gjennom ringrommet 1350. Borkaks og produksjonsavfall er vist å strekke seg utover fra borehullet og inn i et sirkulasjonstapsom- råde 1340. Teknikken med boring med slamplugg er velkjent ved brønner på land og faste brønner til havs, men har vært utilgjengelig for flytende rigger til havs på grunn av den manglende evne til å håndtere den flytende riggkonstruksjons vertikale og horisontale bevegelser i forhold til ringrommet samtidig som toppen av stigerøret avtettes.

Selv om PMCD er blitt brukt ved boring på land, har PMCD vært utilgjengelig for bruk til havs på flytende rigger, slik som halvt nedsenkbare rigger. Det ville være ønskelig å kunne bruke PMCD til havs på flytende rigger.

Det beskrives en fremgangsmåte for boring med trykksatt slamplugg og reversert sirkulasjon til bruk sammen med en flytende rigg eller konstruksjon. Et tetningshus som har en roterbar tetning, er koplet til toppen av et marint stigerør som er fastgjort til havets bunn. Tetningshuset innbefatter en første husåpning som er dimensjonert for pumping av borevæske ned gjennom ringrommet i stigerøret. I utførelsen for boring med slamplugg danner borevæsken en slamplugg på et sted nede i hullet i stigerøret. I utførelsen med reversert sirkulasjon strømmer borevæsken ned gjennom sti-gerøret og strømmer tilbake opp gjennom det roterbare rør til den flytende konstruksjon. Tetningen som roterer sammen med det roterbare rør, tillater stigerøret og tetningshuset å opprettholde et forhåndsbestemt trykk i borevæsken, hvilket trykk er ønskelig i begge disse utførelser av boring. En fleksibel ledning eller slange blir brukt for å kompensere for den innbyrdes bevegelse mellom huset og den flytende konstruksjon siden den flytende konstruksjon beveger seg uavhengig av tetningshuset.

For at oppfinnelsen skal kunne forstås mer fullstendig, vil det nå bli gitt en detaljert beskrivelse av en foretrukket utførelse av oppfinnelsen ved hjelp av eksempel, idet det henvises til de etterfølgen-de tegninger, hvor: Fig. 1 er et sideriss av et slamretursystem for flytende rigg ifølge kjent teknikk, vist i brutt oppriss hvor det nedre parti illustrerer den tradisjonelle havbunnsutblåsningssikrings-stakk (BOP-stakk) montert på et brønnhode, og det øvre parti illustrerer den tradisjonelle flytende rigg, hvor et stigerør er forbundet med den flytende rigg, og det brukes tradisjonelle glide- og kuleledd og avledere; Fig. 1A er et forstørret sideriss av et avlederstøttehus ifølge kjent teknikk til bruk sammen med en flytende rigg; Fig. 2 er et forstørret sideriss av det flytende riggsystem ifølge én utførelse; Fig. 3 er et forstørret oppriss av tetningshuset i den ene utførelse plassert ovenfor stigerø-ret idet den roterbare tetning i tetningshuset er i inngrep med et rote r bart rør; Fig. 4 er et sideriss av en avledersammenstilling som erstatter en lager- og tetningssam-menstilling i tetningshuset i én utførelse for tradisjonell bruk av en avleder og glide-og kuleledd sammen med stigerøret; Fig. 5 er lager- og tetningssammenstillingen ifølge én utførelse, hvor den er tatt ut av tetningshuset; Fig. 6 er et sideriss av et innvendig setteverktøy og stigerørsføring, hvor setteverktøyet er i inngrep med tetningshuset ifølge én utførelse; Fig. 7 er et snittriss tatt langs linjen 7-7 på fig. 6; Fig. 8 er et forstørret sideriss av tetningshuset vist i snittriss for bedre å illustrere plasse-ringspinnene og holdepinnene i forhold til belastningsskiven i én utførelse; Fig. 9 er en graf som illustrerer belastningskurver for holdepinner fabrikkert av bløtt stål; Fig. 10 er en graf som illustrerer belastningskurver for holdepinner fabrikkert av 4140-stål; Fig. 11 er en graf som illustrerer beregnet trykktap i en slange med en diameter på 4" (10 cm); Fig. 12 er en graf som illustrerer beregnet trykktap i en slange med en diameter på 6" (15 cm); Fig. 13 er et sideriss av en brønn på land ifølge kjent teknikk, hvor det benyttes boring med trykksatt slamplugg ("PMCD'); Fig. 14 er et sideriss av et eksempel på en flytende rigg som bedre illustrerer utførelsesfor-men med PMCD eller slampluggboring; og Fig. 15 er et sideriss av et nedihullsparti av stigerøret R i en utførelse med boring med reversert sirkulasjon, hvor den flytende rigg ifølge eksemplet illustrert på fig. 14 blir brukt.

Fig. 14 beskriver den foretrukne utførelse av den herværende oppfinnelse.

Fig. 2 illustrerer et roterende samlerør med kontrollenhet (rotating control head, RCH), angitt gene-relt som 10, ifølge den herværende oppfinnelse. Bortsett fra modifikasjoner forklart nedenfor, ligner RCH 10 den som er beskrevet i US-patent nr. 5,662,181 med tittelen "Rotating Blowout Preventer"

(roterende utblåsningssikring) og overdradd til den herværende oppfinnelses søker,

Weatherford/Lamb, Inc. of Houston, Texas. '181-patentet beskriver et produkt som nå blir levert av søker og har betegnelsen Modell 7100. Det modifiserte RCH 10 kan koples til ovenfor stigerøret R når glideskjøten SJ er låst på plass, slik som vist i utførelsen på fig. 2, slik at det ikke finnes noen innbyrdes vertikal bevegelse mellom den indre sylinder IB og den ytre sylinder OB i glideskjøten SJ. Det er tenkelig at glideskjøten SJ kan fjernes fra stigerøret R og RCH 10 festes direkte på sti-gerøret R. I hver av utførelsene med låst glideskjøt (flg. 2) eller uten glideskjøt (ikke vist), vil det være plassert en adapter eller et overgangselement 12 mellom RCH 10 og glideskjøten SJ henholdsvis direkte på stigerøret R. Som kjent vil det bli benyttet tradisjonelle hivkompensatorer T1 og T2 for å påføre strekk på stigerøret R. Som det kan ses på fig. 2 og 3, er det ført et roterbart rør 14 gjennom rotasjonsbordet RT, gjennom riggdekket F, gjennom RCH 10 og inn i stigerøret R for å bore i havets bunn. I tillegg til å bruke BOP-stakken som et supplement til RCH 10, vil det kunne være plassert en ventil med stor diameter nedenfor RCH 10. Når det ikke befinner seg noe rør inne i stigerøret R, vil denne ventil kunne lukkes, og stigerøret vil kunne sirkuleres med pumpeledningen BL. Dessuten vil en gasshåndteringsanordning, slik som foreslått i Hydril-'135-patentet, kunne brukes som støtte for RCH 10. For eksempel, dersom RCH 10 skulle utvikle en lekkasje mens det står undertrykk, ville gasshåndteringsanordningen kunne stenges og RCH's 10 tetning(er) skiftes ut.

T-koplinger 16 og 18 strekker seg fortrinnsvis radialt utover fra siden av tetningshuset 20. Som det vises best på fig. 3, omfatter T-koplingene 16,18 henholdsvis T-endepartier 16A og 18A som redu-serer erosjon forårsaket av væske som strømmer ut fra tetningshuset 20. Hver av disse T-koplinger 16,18 innbefatter fortrinnsvis en ledeplate i T-endepartiene 16A og 18A, for å ta imot den trykksatte borevæske som strømmer fra tetningshuset 20 til koplingene 16 og 18. Selv om T-koplinger er vist på flg. 3, kan andre typer erosjonsbestandige koplinger brukes, slik som 90 graders albuer eller rørbeslag med stor radius. I tillegg er det tilveiebrakt en fjernstyrt ventil 22 og en manuell ventil 24 sammen med koplingen 16 for å stenge koplingen 16 for å stenge av væskestrømmen, når dette er ønskelig. Fjernstyrt ventil 26 og manuell ventil 28 er likeledes tilveiebrakt i koplingen 18. Som vist på fig. 2 og 3, er en ledning 30 koplet til koplingen 16 for å overføre borevæsken fra den første husåpning 20A til en væskemottaksanordning på konstruksjonen S. Ledningen 30 fører væske til en strupemanifold CM i utformingen på fig. 2. Likeledes vil ledningen 32 som er koplet til koplingen 18, selv om den er vist som at den munner ut i atmosfæren, kunne munne ut i strupemanifolden CM eller direkte i en separator MB eller vibrasjonssikt SS. Det skal forstås at ledningene 30, 32 kan være en elastomerslange; en stålarmert gummislange; et fleksibelt stålrør slik som fremstilt av Coflexip International of France, under varemerket "COFLEXIP", som f.eks. deres fleksible rør med 5" (12,7 cm) innvendig diameter; eller kortere segmenter av stivt rør sammenkoplet via fleksible forbindelsesstykker og andre fleksible ledninger som er kjent for fagfolk på området.

Det vises nå til fig. 3, hvor RCH 10 er vist mer detaljert og i snittriss for bedre å illustrere lager- og tetningssammenstillingen 10A. Lager- og tetningssammenstillingen 10A omfatter særlig en øvre gummipotte 34 forbundet med lagersammenstillingen 36 som i sin tur er forbundet med den nedre strippegummi 38. Det toppdrevne rotasjonssystem 40 ovenfor den øvre strippegummi 42 er også en komponent i lager- og tetningssammenstillingen 10A. Selv om lager- og tetningssammenstillingen 10A, som vist på fig. 3, benytter strippegummitetninger 38 og 42, kan andre typer tetninger brukes. Strippegummitetninger, som vist på fig. 3, er eksempler på passive tetninger idet de har strekkpasning og konusformede vektorkrefter øker en lukkekraft i tetningen rundt det roterbare rør 14.1 tillegg til passive tetninger kan det brukes aktive tetninger. Aktive tetninger krever typisk en kilde med hydraulisk eller annen energi, plassert fjernt fra verktøyet, for å åpne eller lukke tetningen. En aktiv tetning kan fjerndeaktiveres når dette er ønskelig for å redusere eller eliminere tetningskrefter mot røret 14. Dessuten tillater en aktiv tetning, når den er deaktivert, ringromsfluid-kontinuitet opp til toppen av RCH 10. Ett eksempel på en aktiv tetning er en oppblåsbar tetning. RPM-SYSTEM 3000™ fra TechCorp Industries International Inc. og Seal-Tech Rotating Blowout Preventer fra Seal-Tech er to eksempler som benytter en hydraulisk betjent aktiv tetning. US-patenter nr. 5,022,472, 5,178,215, 5,224,557, 5,277,249 og 5,279,365 beskriver også aktive tetninger. Andre typer aktive tetninger kan også tenkes brukt. En kombinasjon av aktive og passive tetninger kan også brukes.

Det er også tenkelig at en styringsanordning, slik som beskrevet i US-patent nr. 5,178,215 vil kunne tilpasses for bruk med sin roterende pakningssammenstilling roterbart forbundet med og inn-kapslet i det ytre hus.

Dessuten er det tilveiebrakt en hurtigkoplingsklemme 44, som beskrevet i '181-patentet, for via fjernstyringer hydraulisk å spenne fast lager- og tetningssammenstillingen 10A på tetningshuset eller skålen 20. Som forklart mer detaljert i '181-patentet, kan klemmen 44 når det roterbare rør 14 er kjørt ut av RCH 10, raskt frigjøres for å tillate fjerning av lager- og tetningssammenstillingen 10A, slik det vises best på fig. 5. Når lager- og tetningssammenstillingen 10A er fjernet, som vist på fig. 4, er tetningshusets 20 innvendige diameter HID fordelaktig i det vesentlige den samme som stige-rørets R innvendige diameter RID, som angitt på fig. 2, for å tilveiebringe tilgang til stigerøret R i det vesentlige over hele dets boring.

Alternativt, selv om det ikke er vist på fig. 3, kan det brukes en opphengs- eller bærering sammen med RCH 10. Bæreringen kan modifisere tetningshusets 20 innvendige diameter HID for å tilpasse denne til den innvendige diameter RID i stigerøret, hvorved det tillates passasje over hele boringen når den er montert oppå et stigerør med en innvendig diameter RID som er ulik tetningshusets 20 innvendige diameter HID. Bæreringen kan fortrinnsvis forbli festet på lager- og tetningssammenstillingen 10A når denne tas ut for vedlikehold, for å redusere utskiftingstid, eller den kan tas av og settes på igjen når lager- og tetningssammenstillingen 10A byttes ut med en lager- og tetningser-statningssammenstilling 10A.

Det vises igjen til fig. 3, hvor huset eller skålen 20, mens RCH 10 ifølge den herværende oppfinnelse ligner RCH beskrevet i '181-patentet, innbefatter første og andre husåpning 20A, 20B som munner ut i hver sin kopling 16,18. Huset 20 innbefatter videre fire huller, hvorav to 46, 48 er vist på fig. 3 og 4, for mottak av holdepinner og plasseringspinner, slik det vil bli gjort rede for mer inn-gående nedenfor. I den andre tilleggsåpning 20B er en bruddskive 50 fortrinnsvis konstruert for å briste ved et forhåndsbestemt trykk som er mindre enn det maksimalt tillatte trykk for det marine stigerør R. I én utførelse brister bruddskiven 50 ved omtrent 500 psi (34,5 bar). I en annen utførel- se er stigerørets R maksimumstrykk-kapasitet 500 psi (34,5 bar), og bruddskiven 50 er utformet til å briste ved 400 psi (27,6 bar). Dersom brukeren ønsker det, kan de to åpninger 20A og 20B i tetningshuset 20 brukes som middel for å føre borevæske under vanlig drift av anordningen uten bruddskive 50. Dersom disse åpninger 20A og 20B blir brukt på denne måte, er det ønskelig at koplingen 18 omfatter en bruddskive utformet til å briste ved det forhåndsbestemte trykk som er lavere enn det maksimalt tillatte trykk for det marine stigerør R. Tetningshuset 20 er fortrinnsvis festet til en adapter eller et overgangsstykke 12 som kan leveres av ABB Vetco Gray. Adapteren 12 er koplet mellom en tetningshusflens 20C og toppen av den indre sylinder IB. Når RCH 10 blir brukt, som vist på fig. 3, er den indre sylinder IB i glideskjøten SJ låst med hensyn til bevegelse mot den ytre sylinder OB, og en indre sylinderflens IBF er koplet til adapterens nedre flens 12A. Med andre ord forblir den ytre sylinders hode HOB, hvilket inneholder tetningen mellom den indre sylinder IB og den ytre sylinder OB, fiksert i forhold til adapteren 12.

Det vises nå til fig. 4, hvor det er vist en utførelse hvor adapteren 12 er koplet mellom tetningshuset 20 og en driftsklar eller ulåst indre sylinder IB i glideskjøten SJ. I denne utførelse blir lager- og tetningssammenstillingen 10A, slik som den vist på fig. 5, tatt ut etter at hurtigkoplingsklemmen 44 er brukt. Om ønskelig kan koplingene 16,18, henholdsvis ledningene 30, 32, forbli tilkoplet til huset 20, eller operatøren kan velge å bruke en blindflens 56, som vist på fig. 4, for å dekke den første husåpning 20A og/eller en blindflens 58 for å dekke den andre husåpning 20B. Dersom koplingene 16,18, henholdsvis ledningene 30, 32, ikke blir fjernet, lukkes ventilene 22 og 24 på koplingen 16 og, selv om bruddskiven 50 er på plass, ventilene 26 og 28 på koplingen 18. En annen modifisering av tetningshuset 20 i forhold til huset vist i '181-patentet er bruken av adapterflenser med tapper i stedet for en flens som tar imot pinnebolter, siden flenser med tapper krever mindre klaring for nedføring av huset gjennom rotasjonsbordet RT.

Det vises fortsatt til fig. 4, hvor en adapter 52 som har en ytre krage 52A lignende den ytre sylin-derkrage 36A på den ytre sylinder 36 i lager- og tetningssammenstillingen 10A, som vist på fig. 5, er koplet til tetningshuset 20 med klemmen 44. En avledersammenstilling DA som omfatter avleder D, kuleledd BJ, overgangselement 54 og adapter 52, er festet til tetningshuset 20 med hurtigkoplingsklemmen 44. Som forklart i detalj nedenfor, kan avledersammenstillingen DA, tetningshuset 20, adapteren 12 og den indre sylinder IB løftes slik at avlederen er direkte koplet til den flytende konstruksjon S, lignende avlederen D vist på fig. 1A, men uten støttehuset SH.

Som det nå kan forstås, vil tetningshuset 20 i utførelsen på fig. 4 befinne seg på et høyere nivå enn tetningshuset 20 i utførelsen på fig. 2 siden den indre sylinder IB er blitt skjøvet ut oppover fra den ytre sylinder OB. I utførelsen på fig. 4 ville tetningshuset 20 derfor ikke bevege seg uavhengig av konstruksjonen S, men ville, som i det tradisjonelle slamretursystem, bevege seg sammen med konstruksjonen S idet den innbyrdes bevegelse ville bli kompensert av glide- og kuleleddene.

Det vises nå til fig. 6, hvor et innvendig setteverktøy 60 innbefatter tre sentreringsplater 60A, 60B, 60C plassert med lik innbyrdes avstand på 120 grader. Verktøyet 60 har fortrinnsvis en utvendig diameter på 19,5" (49,5 cm) og en 4,5" (11,4 cm) gjenget muffekopling 60D i toppen. En belast-ningsskive eller -ring 62 er tilveiebrakt på verktøyet 60. Som det vises best på fig. 6 og 7, innbefatter holdepinner 64A, 64B og plasseringspinner 66A, 66B fortrinnsvis uttrekkingsgjenger T skåret inn i pinnene for å tilveiebringe et middel for uttrekking av pinnene med en 1 1/8" (2,86 cm) ham-mernøkkel i tilfelle pinnene er blitt bøyd på grunn av operatørfeil. Holdepinnene 64A, 64B kan være fabrikkert av bløtt stål, slik som vist på fig. 9, eller 4140-stål, slik som vist på fig. 10. Det blir fortrinnsvis brukt en avtakbar stigerørsføring 68 sammen med verktøyet 60 for koplingsinnretting under installering på feltet, som forklart nedenfor.

Ledningene 30, 32 blir fortrinnsvis styrt ved bruk av stoppvaier- og kjettingforbindelser (ikke vist), hvor ledningen 30, 32 via kjettinger langs ønskede lengder av ledningen er forbundet med tilstø-tende flater på konstruksjonen S. Siden tetningshuset 20 vil befinne seg på et høyere nivå ved en tradisjonell glideskjøt/avleder-utforming, slik som vist på fig. 4, kreves det selvsagt en mye lengre slange dersom en ledning forblir tilkoplet til huset 20. Mens en 6" (15 cm) ledning eller slange er å foretrekke, vil slanger i annen størrelse, slik som en 4" (10 cm) slange kunne brukes, slik som forklart på fig. 11 og 12.

Etter at stigerøret R er fastgjort til brønnhodet W, utblåsningssikringsstakken BOP (fig. 1) er plassert, den fleksible strupeledning CL og drepeledning KL er koplet til, blir stigerørsstrekkmaskinene T1, T2 koplet til den ytre sylinder OB i glideskjøten SJ slik det er kjent for fagfolk på området; den indre sylinder IB i glideskjøten SJ blir trukket oppover gjennom et tradisjonelt rotasjonsbord RT ved bruk av setteverktøyet 60 som er uttakbart plassert og festet i huset 20 ved bruk av holde- og plas-seringspinnene, som vist på fig. 6 og 7. Tetningshuset 20 festet til overgangselementet eller adapteren 12, som vist på fig. 6 og 7, blir deretter festet til toppen av den indre sylinder IB. Klemmen 44 blir deretter tatt av huset 20. Det tilkoplede hus 20 og overgangselementet 12 blir deretter ført ned gjennom rotasjonsbordet RT ved bruk av setteverktøyet 60. Stigerørsføringen 68 som er uttakbar sammen med verktøyet 60, er fabrikkert til å forbedre forbindelsesinnretting under installering på feltet. Den avtakbare stigerørsføring 68 kan også brukes for å utplassere huset 20 uten å føre dette gjennom rotasjonsbordet RT. Lager- og tetningssammenstillingen 10A blir deretter installert i huset 20, og det roterbare rør 14 installeres.

Dersom utformingen i utførelsen på fig. 4 ønskes, kan setteverktøyet 60 etter at røret 14 er blitt kjørt og lager- og tetningssammenstillingen er fjernet, brukes til å forrigle tetningshuset 20 og deretter strekke ut den ulåste glideskjøt SJ. Avledersammenstillingen DA, som vist på fig. 4, kan deretter opptas i tetningshuset 20 og avledersammenstillingsadapteren 52 låses med hurtigkoplingsklemmen 44. Avlederen D blir deretter hevet og festet i riggdekket F. Alternativt kan den indre sylinder IB i glideskjøten SJ frigjøres og tetningshuset 20 løftes til avledersammenstillingen DA, som er festet via avlederen D til riggdekket F, med det innvendige setteverktøy. Med holde- og plasse-ringspinnene montert, retter det innvendige setteverktøy tetningshuset 20 og avledersammenstillingen DA inn på linje. Tetningshuset 20 blir deretter spent fast til avledersammenstillingen DA med hurtigkoplingsklemmen 44, og holdepinnene fjernes. I utførelsen på fig. 4 fungerer tetningshuset 20 som en passiv del av det tradisjonelle glideskjøt/avleder-system.

Alternativt behøver tetningshuset 20 ikke bli installert gjennom rotasjonsbordet RT, men kan installeres ved bruk av en heisekabel ført gjennom rotasjonsbordet RT. Heisekabelen vil være festet til det innvendige setteverktøy 60 plassert i huset 20 og, som vist på fig. 6, stigerørsføringen 68 som strekker seg fra overgangselementet 12. Etter anbringelse av overgangsstykket 12 på den indre sylinder IB, trekkes holdepinnene 64A, 64B ut, og setteverktøyet 60 frigjøres. Lager- og tetningssammenstillingen 10A blir deretter ført inn i huset 20 etter at glideskjøten SJ er låst og tetningene i glideskjøten er fullstendig trykksatt. Koplingen 16,18 og ledningene 30, 32 blir deretter koplet til tetningshuset 20.

Som det nå kan forstås, tetter de roterbare tetninger 38, 42 i sammenstillingene 10A det roterende rør 14 og tetningshuset 20 og tilveiebringer, i kombinasjon med de fleksible ledninger 30, 32 koplet til en strupemanifold CM, et styrt, trykksatt slamsystem, hvor innbyrdes, vertikal bevegelse mellom tetningene 38, 42 og røret 14 er redusert, hvilket er ønskelig med eksisterende og kommende tek-nologi for retur av trykksatt slam. Særlig er dette mekanisk styrte trykksatte system nyttig ikke bare i tidligere tilgjengelige, underbalansene operasjoner omfattende boring, kompletteringer og overhalinger, gass/væske-systemer og håndteringssystemer for trykksatt slam, men også i system med PMCD og reversert sirkulasjon.

En fordel med RCH 10 beskrevet ovenfor er at RCH 10 tillater bruk av en teknikk som tidligere var utilgjengelig til havs, slik som ved operasjoner med en flytende rigg, halvt nedsenkbar rigg eller boreskip. RCH 10 tillater bruk av teknikker for PMCD og reversert sirkulasjon som tidligere ble brukt på land eller på bunnfaste rigger, fordi RCH 10 tillater føring av trykksatt borevæske til et avtettet stigerør mens det kompenserer for innbyrdes bevegelse mellom den flytende konstruksjon og huset under boring. Fig. 13 er et sideriss som viser en landbrønn 1300, ifølge kjent teknikk, under bakkenivå 1310, hvor det brukes slampluggsboring. En slamplugg 1330 er plassert i ringrommet 1350 som omgir borerø-ret 1320, og avsperrer returstrømning fra borehullet 1360 oppover gjennom ringrommet 1350. Borkaks og produksjonsavfall er vist som at det strekker seg utover fra borehullet og inn i en sirkula-sjonstaps- eller tyvsone 1340. Denne teknikk for boring med slamplugg er velkjent for brønner på land og faste brønner til havs, men har vært utilgjengelig for flytende rigger til havs på grunn av den manglende evne til å håndtere den flytende riggkonstruksjons vertikale og horisontale bevegelser i forhold til ringrommet samtidig som toppen av stigerøret avtettes. Fig. 14 er et forenklet sideriss av et eksempel på en flytende riggs PMCD-system ifølge én utførel-se. Et RCH 10 lignende ett som er illustrert på fig. 2-12, kan brukes til utforming av en slamplugg i ringrommet i brønnen, slik det vil bli beskrevet nedenfor, hvorved det tilveiebringes et ringromsre-tursystem som er lukket og kan trykksettes, som beskrevet ovenfor. Til forskjell fra boring uten PMCD, hvor slamretursystemet tillater slam å strømme opp gjennom ringrommet og ut gjennom de fleksible ledninger 30 og 32 på fig. 6 for å tilveiebringe et styrt, trykksatt slamretursystem, vil slampluggen i en PMCD-utforming bli ført inn i ringrommet gjennom de trykksatte ledninger, som beskrevet detaljert nedenfor. Noen av trekkene ved systemet illustrert på fig. 2 er blitt utelatt for tyde-lighetens skyld i fig. 14.

Som illustrert på fig. 14, forblir ledningene 30 og 32 tilkoplet til RCH 10 ved tetningshuset 20, akku-rat som på fig. 2.1 stedet for at ledningen 30 fører borevæske fra tetningshuset 20 til en fluidmot-taksanordning, fører ledningen 30 nå imidlertid slampluggsfluid fra slampumpen MP og inn i tetningshuset, og en trykksatt slamplugg 1330 blir satt inn i ringrommet i stigerøret R ovenfor en tyvsone 1340. Som ved tradisjonell slampluggsboring på land vil slampluggsfluidet strømme til området nede i hullet for å danne slampluggen 1330 ovenfor borehullet 1360, hvorved det tillater produksjonsavfall og borkaks å strømme inn i tyvsonen 1340 i stedet for å bli sirkulert opp gjennom ringrommet som ved et slamretursystem uten PMCD. Ringrommet i stigerøret R som omgir det roterbare rør ovenfor slampluggen 1330, kan trykksettes med tilleggsborevæsker ført inn via ledningen 30. Som på fig. 2 kan ledningen 32 munne ut i atmosfæren eller munne ut i en strupemanifold CM eller direkte i en separator MB eller vibrasjonssikt SS. Ledningen 32 kan også føre slampluggsfluid fra en slampumpe og inn i tetningshuset. Som med systemet illustrert på fig. 2, tillater den fleksible ledning 30 systemet å kompensere for vertikal og horisontal bevegelse av den flytende konstruksjon S i forhold til RCH 10 og stigerøret R, hvorved det tillater bruk av teknikker for PMCD og reversert sirkulasjon, hvilke tidligere var tilgjengelige bare for ikke-flytende konstruksjo-ner. Ved PMCD oppnås borehullstrykkstyring typisk gjennom pumpehastigheter, med borevæske pumpet inn i borestrengen så vel som slamplugg pumpet ned gjennom ringrommet via den fleksible ledning 30. Andre borehullstrykkstyringsteknikker kan imidlertid brukes.

Selv om RCH 10 som vist på fig. 14 ville kunne sammenføyes med en utblåsningssikringsstakk (BOP-stakk) i toppen av stigerøret R, vil en fagmann på området erkjenne at BOP-stakken kan plasseres i området ved underdekksåpningen på riggen over vannets overflate, f.eks. dypvannsboring med smalt rør med en overflate-BOP, eller under vann, f.eks. dypvannsboring med et tradisjonelt stigerør og havbunns-BOP.

Den samme utforming som illustrert på fig. 14 tillater også bruk av teknikker for reversert sirkulasjon, hvilke også bare var tilgjengelige for borere på land tidligere. Ved reversert sirkulasjon blir borevæske pumpet via ledningen 30 ned gjennom ringrommet i stigerøret R i stedet for ned gjennom borestrengen. Reversert sirkulasjon blir brukt for å løse opp visse situasjoner med fastsittende rør eller for å bringe inn større hydrostatisk trykkhøyde i det åpne hull nedenfor foringsrøret, typisk for å stabilisere borehullet, hvilket hindrer borehullet fra å falle sammen. Selv om borehullsustabili-tet er vanlig i marine omgivelser, har reversert sirkulasjon ikke vært mulig på flytende marine kon-struksjoner, igjen på grunn av den innbyrdes bevegelse mellom den flytende konstruksjon og stige-røret.

Fig. 15 er et detaljsideriss av et nedihullsparti av stigerøret R på fig. 14 når det flytende riggsystem ifølge eksemplet på fig. 14 blir brukt for boring med reversert sirkulasjon i stedet for PMCD. Borevæske kan pumpes ned gjennom ringrommet 1510 i stigerøret R i stedet for ned gjennom borestrengen 1520, eller med et høyere trykk enn borevæske som blir pumpet ned gjennom borestrengen 1520. Et parti av borevæsken strømmer deretter tilbake opp gjennom borestrengen 1520 og returnerer til den flytende konstruksjon S. I noen omgivelser, slik som der hvor det finnes en tyvsone 1530, kan noe av den borevæske som pumpes i ringrommet, strømme inn i tyvsonen 1530 i stedet for å strømme opp gjennom borestrengen 1520.

Claims (18)

1. Fremgangsmåte for å føre borevæske ved bruk av en konstruksjon (S) som flyter i en overflate av et hav, hvor fremgangsmåten omfatter: å kople sammen den flytende konstruksjon (S) og et stigerør (R) med en fleksibel ledning (30); karakterisert vedat fremgangsmåten videre omfatter å føre borevæske fra den flytende konstruksjon (S) via den fleksible ledning (30) til et ringrom (1350; 1510) i stigerøret (R) som omgir et rør (1320; 1520); og å føre en porsjon av borevæsken ned gjennom ringrommet (1350; 1510).

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor fremgangsmåten videre omfatter å bore fra nevnte konstruksjon (S).

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, hvor røret (1320; 1520) er roterbart.

4. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av kravene 1 til 3, hvor fremgangsmåten videre omfatter å føre nevnte porsjon av borevæsken som er blitt ført ned gjennom ringrommet (1350; 1510), opp gjennom røret (1320; 1520), og at å føre nevnte porsjon fortrinnsvis omfatter å sirkulere nevnte porsjon av borevæsken ned gjennom ringrommet (1350; 1510) og opp gjennom røret (1320; 1520).

5. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av kravene 1 til 4, hvor fremgangsmåten videre omfatter: å trykksette borevæsken til et forhåndsbestemt trykk idet borevæsken strømmer inn i ringrommet (1350; 1510).

6. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av kravene 1 til 5, hvor det å føre en borevæske fra den flytende konstruksjon (S) omfatter: å pumpe borevæsken gjennom den fleksible ledning (30); og å styre et trykk i borevæsken i ringrommet (1350; 1510) ved å regulere en pum-pehastighet for borevæsken.

7. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av kravene 1 til 6, hvor fremgangsmåten videre omfatter: å avtette røret overfor stigerøret (R) med en roterbar tetning, idet den roterbare tetning er innrettet til å rotere sammen med røret.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 7, hvor fremgangsmåten videre omfatter: å opprettholde et forhåndsbestemt trykk i borevæsken med den roterende tetning.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 7 eller 8, hvor den fleksible ledning (30) er innrettet til å føre borevæsken til ringrommet (1350; 1510) via den roterbare tetning.

10. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av kravene 1 til 9, hvor fremgangsmåten videre omfatter: å føre borevæsken fra den flytende konstruksjon (S) til røret (1320; 1520); og å trykksette borevæsken i ringrommet (1350; 1510) med høyere trykk enn borevæsken i røret (1320; 1520).

11. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av de foregående krav, hvor fremgangsmåten videre omfatter trinnene: å plassere i det minste et parti av et hus (20) over havets overflate; å tillate den flytende konstruksjon (S) å bevege seg uavhengig av huset (20); og å kompensere for innbyrdes bevegelse mellom konstruksjonen (S) og huset (20) omfattende: å kople den fleksible ledning (30) mellom huset (20) og den flytende konstruksjon (S); idet det å føre borevæsken fra den flytende konstruksjonen (S) til ringrommet (1350; 1510) omfatter: å føre borevæsken gjennom den fleksible ledning (30) til huset (20); og å føre borevæsken gjennom huset (20) og inn i ringrommet (1350; 1510).

12. Fremgangsmåte ifølge krav 11, hvor trinnet å plassere i det minste et parti av et hus (20) over havets overflate omfatter trinnet: å føre ned huset (20) gjennom et dekk på konstruksjonen (S).

13. Fremgangsmåte ifølge krav 11 eller 12, hvor fremgangsmåten videre omfatter trinnet: å tildanne en slamplugg (1330) på et nedihullssted.

14. System tilpasset for bruk sammen med en konstruksjon (S) for boring i en bunn av et hav ved bruk av et roterbart rør og borevæske når konstruksjonen (S) flyter i en overflate av havet, hvor systemet omfatter: et hus (20) tilpasset for å plasseres ovenfor et parti av et stigerør (R), hvilket hus (20) har en første husåpning (20A) for å ta imot borevæsken fra konstruksjonen (S);karakterisert vedat systemet videre omfatter: en fleksibel ledning (30) som skal føre borevæske fra konstruksjonen (S) til den første husåpningen (20A); en sammenstilling plassert inne i huset (20), hvilken sammenstilling har ettet-ningselement som roterer i forhold til huset (20) og avtetter røret når røret roterer; hvor den første husåpning (20A) står i fluidforbindelse med et ringrom (1350; 1510) i sti-gerøret (R) som omgir det roterbare rør, og hvor den flytende konstruksjon (S) beveger seg uavhengig av sammenstillingen når røret roterer.

15. System ifølge krav 14, hvor den fleksible ledning (30) har en første ende og en andre en-de, hvor den første ende er koplet til den første husåpning (20A), og den andre ende står i fluidforbindelse med en anordning som skal pumpe borevæsken inn i huset (20).

16. System ifølge krav 14, hvor i det minste et parti av huset (20) strekker seg over havets overflate.

17. System ifølge hvilket som helst av kravene 14 til 16, hvor borevæsken tildanner en slamplugg (1330) på et nedihullssted inne i ringrommet (1350; 1510).

18. System ifølge hvilket som helst av kravene 14 til 16, hvor borevæsken strømmer ned gjennom ringrommet (1350; 1510) til et nedihullssted, og at en porsjon av borevæsken strømmer tilbake fra nedihullsstedet opp gjennom det roterbare rør.