NO159193B - Fremgangsmaate og anordning for befestigelse av en avtagbar styrestolpe. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte og en an-ordning for befestigelse av en avtagbar styrestolpe til en bunnplate for en offshore hydrokarbonbrønninstallasjon på sjøbunnen.

Ved boring av slike brønner kan det være ønskelig å forlate brønnen i kortere eller lengre tid. Dette kan f.eks. være tilfelle for letebrønner og prøvebrønner, men det kan også gjelde produksjonsbrønner som bores ved hjelp av et flytende borefartøy før en mer eller mindre permanent produksjons-plattform kan plasseres på stedet. Under slike omstendig-heter kan det gå måneder eller år fra brønnen er ferdig boret eller prøvet og til den på nytt blir åpnet for ytterligere bruk.

For å beskytte brønnhodene for slike brønner i mellomtiden

kan det være fordelaktig å tildekke disse ved hjelp av en egnet hette eller lignende for å forhindre at de skal skades av fiskeredskaper eller annet utstyr som blir slept langs bunnen. Imidlertid ville en slik beskyttelseshette bli ufor-holdsmessig stor dersom den også skulle kunne dekke styrestolpene på bunnplaten. Det vil derfor være en fordel dersom styrestolpene kunne gjøres avtagbare slik at de kunne tas av etter at beskyttelseshetten er bragt på plass og senere mon-teres igjen når brønnen skal tas i bruk på nytt.

Avtagbare styrestolper er tidligere kjent, f.eks. fra US

patent nr. 4 439 068. Hensikten med disse tidligere kjente stolper har gjerne vært å kunne skifte dem ut dersom de av en eller annen grunn skulle bli skadet under bruk. For dette formål har styrestolpen gjerne et forbindelsessystem med et hunnelement i form av en fatning eller hylse anbragt på bunnplaten og et hannelement eller en tapp på den nedre ende av selve styrestolpen som passer inn i fatningen. For å holde tappen på plass i fatningen, er det gjerne anordnet sperreorga-ner, f.eks. i form av kiler, som er forskyvbare til inngrep i passende spor for å låse styrestolpen fast til bunnplaten.

Slike tidligere kjente systemer er relativt kompliserte og omfatter mange bevegelige deler som er anordnet med relativt liten klaring for å kunne fungere etter sin hensikt. Disse forhold reduserer driftssikkerheten, bl.a. fordi sand og andre fine partikler som vil kunne hvirvles opp fra bunnen kan trenge inn mellom delene og forårsake friksjon eller for-kiling. Videre er disse systemer lite egnet for anvendel-

ser hvor styrestolpene forblir demontert i lengre tid. Under slike forhold vil drivende partikler og marine vekster kunne avsette seg inne i fatningen, og selv ved hjelp av en dykker ville det være vanskelig å få rengjort fatningen i tilstrek-kelig grad til å kunne oppta tappen på styrestolpen. Slik rengjøring ville være temmelig umulig dersom man istedenfor dykkere er nødt til å benytte en fjernstyrt undervannsfarkost fordi dennes utvendige manipulatorer ikke vil kunne komme til i det trange rom som fatningen utgjør.

Et av formålene med foreliggende oppfinnelse er således å tilveiebringe en fremgangsmåte for befestigelse av en avtagbar styrestolpe til en bunnplate som lar seg utføre på en relativt enkel måte, fortrinnsvis uten bruk av dykkere, selv om det er gått lang tid siden styrestolpen ble fjernet.

Dette oppnås ifølge oppfinnelsen ved en fremgangsmåte for befestigelse av en avtagbar styrestolpe til en bunnplate for en offshore hydrokarbonbrønninstallasjon på sjøbunnen, hvor forbindelsen mellom styrestolpen og bunnplaten omfatter i det minste et hannelement som samvirker med et tilsvarende hunnelement og en sperreinnretning som låser elementene sammen, omfattende de trinn å senke styrestolpen ned mens den henger i enden av en styreline fra en overvannskonstruksjon eller et fartøy til nærheten av bunnplaten, forbinde hannelementet og hunnelementet ved å bringe dem i samvirkende forhold, og aktivisere sperreinnretningen, hvor det karakteristiske er,

når elementene forbindes, å bevege styrestolpen stort sett horisontalt mot bunnplaten for å innrette i det minste ett fremspring på bunnplaten med et tilsvarende hulrom i styrestolpen, og å utøve strekk i styrelinen slik at styrestolpen beveges noe oppad i forhold til bunnplaten, hvorved nevnte minst ene fremspring trenger inn i nevnte tilsvarende hulrom.

I og med at man stort sett bare behøver å bevege styrestolpen sideveis for å innrette dennes hulrom med fremspringet på bunnplaten, er det ikke nødvendig med store krefter eller avansert utstyr for å gjøre dette. På den annen side er store krefter tilgjengelige når man utøver strekk i styrelinen for å bevirke den endelige sammenkobling mellom elementene. En annen fordel er at man unngår bevegelige deler, i det minste dersom strekket i styrelinen kan opprettholdes til enhver tid. Dersom dette ikke kan garanteres, vil elementene lett kunne låses til hverandre ved at en sperreinnretning innføres fra utsiden gjennom innbyrdes innrettede åpninger i styrestolpen og bunnplaten, hvilke åpninger fortrinnsvis er plassert over nevnte hulrom og fremspring.

Bevegelsen av styrestolpen mot bunnplaten og aktiveringen

av sperreinnretningen kan ifølge oppfinnelsen med fordel ut-føres av en fjernstyrt undervannsfarkost. I og med at styrestolpen beveges mot bunnplaten sideveis fra utsiden, vil undervannsfarkosten ha god plass til den nødvendige manøv-rering, og i og med at fremspringet på bunnplaten nødvendig-vis må vende utad, kan undervannsfarkostens manipulatorer lett komme til for å fjerne marine vekster som måtte ha avsatt seg på dette mens det var ute av bruk.

Oppfinnelsen omfatter også en bunnplate for en offshore hydrokarbonbrønninstallasjon på sjøbunnen, med i det min~

ste en avtagbar styrestolpe som er forbindbar med denne ved hjelp av et forbindelsessystem som omfatter i det minste ett hannelement som samvirker med et tilsvarende hunnelement, og en sperreinnretning som låser elementene sammen, hvor det karakteristiske er at hannelementet er anord-

net på bunnplaten og omfatter et fremspring som fortrinnsvis har en avsmalnende form, at hunnelementet er anordnet på styrestolpen og omfatter et hulrom som har en form som er komplementær til fremspringets form, og at sperreinnretningen er aktiviserbar fra elementenes utside.

Dette gir en meget enkel og driftssikker utførelse sammenlig-net med tidligere kjente systemer.

Ifølge oppfinnelsen anses det fordelaktig at fremspringet er anordnet på en hovedsakelig vertikal flate på bunnplaten, idet fremspringet har en utad og nedad hellende bunnflate. Derved vil styrestolpen trekkes inn mot bunnplaten når det utøves strekk i styrelinen under styrestolpens montering,

og forbindelsen mellom styrestolpe og bunnplate blir fastere jo større belastningen er i styrelinen.

Ifølge oppfinnelsen foreslås det også å utføre fremspringet med en øvre flate som heller nedad i større vinkel enn bunnflaten. Fremspringet får herved en form som gjør at styrestolpen mer eller mindre automatisk frigjør seg fra bunnplaten når strekket i styrelinen opphører. Helningsvinkelen for fremspringets topp- og bunnflater kan med fordel være hhv. minst 30° og 15°.

For at styrestolpen lett skal kunne beveges mot bunnplaten under sammenkoblingen, foreslås det ifølge oppfinnelsen at bunnplaten nær nevnte hovedsakelig vertikale flate forsynes med et festehåndtak for en fjernstyrt undervannsfarkost.

Ved hjelp av dette håndtak kan undervannsfarkosten holde seg fast til bunnplaten med sin ene manipulator mens den med en annen av sine manipulatorer griper styrestolpen og fører denne på plass.

For at også sperreinnretningen skal ha en enkel og funksjons-sikker utformning, foreslås det ifølge oppfinnelsen at denne omfatter innbyrdes innrettede boringer i elementene, gjennom hvilke det fra utsiden kan innføres et låseorgan av form tilnærmet som en nøkkel, hvilken nøkkel ved sin indre ende har en hake som ved dreining av nøkkelen kan inngripe bak en indre vegg i bunnplaten for å forhindre utilsiktet fjerning av nøkkelen, idet en eksentrisk vekt på den ytre ende av nøk-kelen motvirker dreining av nøkkelen til ikke-inngripende stilling av haken.

Ifølge et ytterligere fordelaktig trekk ved oppfinnelsen er hunnelementet anordnet i et hovedsakelig flatt, nedre parti av styrestolpen, og hannelementet er anordnet på et overgangsstykke som er boltet til bunnplaten. Ved denne utformning av hunnelementet kan man med enkle midler oppnå en relativt stor og nøyaktig anleggsflate mot bunnplaten, og ved å an-ordne hannelementet på et overgangsstykke kan den avtagbare styrestolpe ifølge oppfinnelsen også benyttes for allerede eksisterende bunnplater konstruert for permanente styrestolper.

Til bedre forståelse av oppfinnelsen skal den beskrives nærmere under henvisning til det utførelseseksempel som er vist på vedføyede tegninger. Fig. 1 viser et perspektivisk sprengbilde ay en bunnplate med et overgangsstykke og en styrestolpe ifølge oppfinnelsen. Fig. 2 viser overgangsstykket på fig. 1 i noe større målestokk . Fig. 3 viser overgangsstykket på fig. 2 sett i oppriss i noe større målestokk.

Fig. 4 viser et snitt langs linjen IV-IV på fig. 3.

Fig. 5 viser et snitt langs linjen V-V på fig. 3.

Fig. 6 viser i. perspektiv styrestolpen på fig. 1 i noe større målestokk. Fig. 7 viser et snitt i. større målestokk, langs linjen VIJ-VII på fig. 6.

Fig. 8 yiser et snitt langs linjen VIII-VIII på fig. 7.

Fig. 9-12 illustrerer forskjellige faser av sammenkoblingen av styrestolpen og bunnplaten vist på de foregående figurer.

På fig. 1 er det vist en ordinær bunnplate for en underyanns-brønn. Bunnplaten er generelt betegnet med 1 og er av hovedsakelig kvadratisk fasong. I bunnplatens hjørner er det anbragt en vertikal plate 2 med fire hull for bolter som benyttes for befestigelse av en vanlig, permanent styrestolpe. I foreliggende tilfelle er det til platen 2 ikke fastboltet noen styrestolpe, men istedet et overgangsstykke 3.

(Boltene ikke vist). En avtagbar styrestolpe 4 er i sin tur festet til overgangsstykket 3 og låst fast til dette ved hjelp av et sperreorgan 5. Til styrestolpen 4 er det festet en styreline 6.

Nærmere detaljer ved overgangsstykket 3 er vist på fig. 2 — 5. Herav vil det ses at overgangsstykket er sveiset sammen av plater. Rørstykker 7 danner føringer for festeboltene,

og i overgangsstykkets ytre plate 8 er det anordnet forsenk-ninger 9 for festeboltenes hoder slik at disse ikke rager ut over den ytre plates ytterflate.

Til den ytre plate 8 er det fastsveiset et hannelement 10 i form av et neselignende fremspring. Dette smalner av i ret-ning utad både i horisontalplanet og vertikalplanet. Både den øvre flate 11 og den nedre flate 12 på nesen IQ heller nedad, den øvre mer enn den nedre. Disse helningsvinkler bør minst være hhv. 30° og 15°, og aller helst større enn frik-sjonsvinkelen mellom materialet i nesen 10 og materialet i den sammenpassende del av styrestolpen 4.

Den ytre plate 8 er over nesen IQ forsynt med en gjennomgå-ende boring 13 for gjennomføring av sperreorganet 5. På den ene side er overgangsstykket 3 forsynt med et håndtak 14, som danner et gripepunkt for en fjernstyrt undervannsfarkost,

en såkalt ROV.

Fig. 6-8 viser detaljer ved selve styrestolpen 4. Denne har et langstrakt skaft 15, som er hult og inneholder midler for befestigelse av en styreline 6. Skaftet er nedentil for-bundet med et hovedsakelig flatt parti 16, som aller nederst er forsynt med et håndtak 17, likeledes beregnet som gripepunkt for en ROV.

Slik det best fremgår av fig. 7 og 8, er det flate parti 16 av styrestolpen forsynt med et hulrom 18 som har samme form som det neselignende fremspring 10 på overgangsstykket 3.

Når styrestolpen føres sammen med overgangsstykket vil således nesen 10 fylle hulrommet 18, og bl.a. på grunn av hel-ningen av den nedre flate 12 på nesen 10 vil det oppstå en formlåsende effekt mellom disse elementer når det utøves et strekk i styrelinen 6.

Også det flate parti 16 av styrestolpen har en boring 19 for sperreorganet 5. Av fig. 1 vil det ses at sperreorganet ved sin indre ende er forsynt.med en hake 20 og i sin andre ende har et håndtak 21 som samtidig danner en eksentrisk vekt.

På midten av sperreorganet er det anbragt en krave 22. Når sperreorganet føres inn gjennom boringene 19 og 13, vil kra-ven 22 komme til anlegg mot utsiden av det flate parti 16

på styrestolpen. Samtidig vil haken 20 befinne seg såvidt innenfor boringen 13 i den ytre plate 8 av overgangsstykket 3. Ved dreining av håndtaket 21 fra horisontal til nedad-hengende vertikal stilling vil haken 20 gripe inn bak platen 8 og forhindre uttrekking av sperreorganet 5. Overgangsstykket 3 og det flate parti 16 på styrestolpen vil derved være låst til hverandre.

Fig. 9-12 illustrerer de forskjellige trinn ved styrestolpens tilkobling til bunnplaten. Således viser fig. 9 styrestolpen 4 hengende i styrelinen 6 i en mindre avstand fra overgangsstykket 3 på bunnplaten 1. F.eks. ved hjelp av en ROV (ikke vist) beveges så styrestolpen slik at nesen 10 på overgangsstykket innrettes med og trenger i det minste delvis inn i hulrommet 18 i styrestolpen. Deretter utøves et strekk i styrelinen 6, som antydet ved pilen F på fig. 10. Herunder vil det flate parti 16 av styrestolpen bli trukket inn til fast anlegg mot den ytre plate 8 på overgangsstykket 3 på grunn av den spesielle utformning av nesen 10 og det tilsvarende hulrom 18. Mens elementene befinner seg i denne stil-, ling, innføres låseorganet 5 i hullene 19 og 13 og dreies deretter slik at elémentene låses sammen, slik det er antydet på fig. 11 og 12.

Når det er behov for å fjerne styrestolpen 4, utføres oven-nevnte operasjoner i omvendt rekkefølge. Først fjernes sperreorganet 5 ved at det dreies 90° og trekkes ut. Deretter slakkes styrelinen 6, hvorved det flate parti 16 på styrestolpen og overgangsstykket 3 vil gli fra hverandre på grunn av nesens hellende toppflate 11. Skulle det ha oppstått adhesjon mellom delene, f.eks. på grunn av rustdannelse eller større mengder marine vekster, vil en lateral utadret-tet kraft mot styrestolpen, f.eks. utøvet av en ROV, lett kunne frigjøre styrestolpen fra overgangsstykket.

Selv om oppfinnelsen er beskrevet i det foregående i forbind-else med et foretrukket utførelseseksempel, vil det for-stås at oppfinnelsen kan varieres og modifiseres på en rekke måter av fagmannen innenfor rammen av de påfølgende krav. Således vil f.eks. formen på de samvirkende hann- og hunn-elementer varieres. Dette kan skje ved at hannelementet gis en i et horisontalt snitt utad divergerende form, mens hunnelementet utføres som et vertikalt svalehalespor på inn-siden av det nedre parti av styrestolpen, hvilket svalehalespor er åpent oventil og lukket nedentil. Likeledes kan sperreinnretningen innta mange forskjellige former, f.eks. utføres som en hake som festes dreibart til overgangsstykket og svinges til å gripe låsende inn bak et parti på styrestolpen.

Claims (10)

1. Fremgangsmåte for befestigelse av en avtagbar styrestolpe til en bunnplate for en offshore hydrokarbon-brønn-installasjon på sjøbunnen, hvor forbindelsen mellom styrestolpen (4) og bunnplaten (1) omfatter i det minste et hannelement som samvirker med et tilsvarende hunnelement og en sperreinnretning som låser elementene sammen, omfattende de trinn å - senke ned styrestolpen (4) hengende i enden av en styreline (6) fra en overflatekonstruksjon eller et fartøy til nærheten av bunnplaten (1), - forbinde hannelementet og hunnelementet ved å bringe dem i samvirkende forhold, og - aktivisere sperreinnretningen, karakterisert ved at under forbindelsen av nevnte elementer beveges styrestolpen (4) stort sett horisontalt mot bunnplaten (1) for å innrette i det minste et fremspring (10) på bunnplaten (1) med et tilsvarende hulrom (18) i styrestolpen, hvoretter det utøves strekk i styrelinen (6) slik at styrestolpen (4) beveges noe oppad i forhold til bunnplaten (1), hvorved nevnte minst ene fremspring (10) trenger inn i nevnte tilsvarende hulrom (18).

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at under aktiviseringen innføres sperreinnretningen (5) utenifra inn i innrettede åpninger (19, 13) i styrestolpen (4) og bunnplaten (1), hvilke åpninger fortrinnsvis er plassert over nevnte hulrom (18) og fremspring (10).

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at nevnte bevegelse av styrestolpen (4) mot bunnplaten (1) og aktiviseringen av sperreinnretningen (5) utføres ved bruk av en fjernstyrt undervannsfarkost.

4. Bunnplate for en offshore hydrokarbon-brønninstalla-sjon på sjøbunnen, med i det minste én avtagbar styrestolpe (4) som er forbindbar med denne ved hjelp av et forbindelsessystem som omfatter i det minste ett hannelement som samvirker med et tilsvarende hunnelement, samt en sperreinnretning for å låse elementene sammen, karakterisert ved at hannelementet er anordnet på bunnplaten (I) og omfatter et fremspring (10) som fortrinnsvis har avsmalnende form, at hunnelementet er anordnet på styrestolpen (4) og omfatter et hulrom (18) som har en form som er komplementær til formen av fremspringet (10) , og at sperreinnretningen (5) er aktiviserbar fra utsiden av nevnte elementer.

5. Bunnplate ifølge krav 4, karakterisert ved at fremspringet (10) er anordnet på en hovedsakelig vertikal flate (8) på bunnplaten (1), hvilket fremspring (10) har en utad og nedad hellende bunnflate (12).

6. Bunnplate ifølge krav 5, karakterisert ved at fremspringet (10) har en øvre flate (11) som heller nedad med større vinkel enn bunnflaten (12).

7. Bunnplate ifølge krav 6, karakterisert ved at helningsvinklene for fremspringets (10) toppflate (II) og bunnflate (12) er i det minste hhv. 30° og 15°.

8. Bunnplate ifølge et hvilket som helst av kravene 4-7, karakterisert ved at bunnplaten (1) nær nevnte hovedsakelig vertikale flate (8) er forsynt med et gripehåndtak (14) for en fjernstyrt undervannsfarkost.

9. Bunnplate ifølge et hvilket som helst av kravene 4-8, karakterisert ved at sperreinnretningen omfatter innrettede hull (19, 13) i nevnte elementer, inn i hvilke et låseorgan (5) av form tilnærmet som en nøk-kel er ihnførbar fra utsiden, hvilket låseorgan (5) ved sin indre ende har en hake (20), som ved dreining av låseorganet kan gripe inn bak en indre vegg i bunnplaten for å forhindre utilsiktet fjerning av låseorganet, idet en eksentrisk vekt (21) på den ytre ende av låseorganet motvirker dreining av låseorganet til ikke-inngripende stilling av haken.

10. Bunnplate ifølge et hvilket som helst av kravene 4-9, karakterisert ved at hunnelementet (18) er anordnet i en hovedsakelig flat nedre del (16) av styrestolpen (4), og at hannelementet (10) er anordnet på et overgangsstykke (3) som er fastboltet til bunnplaten (1).