NO165506B - Anordning for paa dypt vann aa koble et samleroerhode som danner et fluidinnloep, til et broennhode som dannner et fluidutloep. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en anordning for tilkobling av et samlerørhode som danner et fluidinnløp til et brønnhode som danner et fluidutløp ved hjelp av en fjernstyrt, bevegelig koblingsinnretning som er forbundet med samlerørhodet ved hjelp av en fleksibel rørsløyfe.

Ved arbeide på dypt vann er tilnærmingen til tilkob-lingssokkelen for et brønnhode en vanskelig operasjon. Den utføres vanligvis ved hjelp av en koblingsmodul (PJU) som tjener til å tilveiebringe oljeforbindelsen mellom brønn-hodet og samlerørhodet. Rørene som skal forbindes er flere, så som produksjonsrøret, røret for kontroll av ringrommet mellom produksjonsrøret og brønnfåringen og røret for injisering av behandlingsprodukter.

Koblingsmodulen (PJU) har en konstruksjon som gjør den egnet for håndtering, styring på styresøyler og absorbering av støt. På dens øvre del tjener en massiv plate som en fallskjerm i tilfellet av fritt fall på dypt vann. Den omfatter også tapper for å understøtte støtdempere for posisjonering av de øvre moduler, så som håndteringsmodulen (COM) og den perifere styremodul (CJU).

Oventil er det også anordnet en elektrohydraulisk multi-kobling for styring av modulen under posisjonering ved hjelp av COM eller CJU. Koblingen og dens bevegelsesinnret-ninger bæres av PJU-modulen. Posisjoneringsfeil langs translasjonsaksene x, y, z er av størrelsesordenen 12 cm, og rotasjonsfeilen om disse akser (0X, Oy, 0Z) er av størrel-sesordenen 1,5°.

Tatt i betraktning at koblingsinnretningen før sin forbindelse med brønnhodet er forbundet med samlerørhodet ved hjelp av rør av relativt stor diameter, f.eks. av størrelsesordenen 127 mm, vil dreiemomenter skape høye spenninger, f.eks. av størrelsesordenen 20 kp/mm<2> for en aksial rotasjon på 1,5 . For å redusere denne spenning har det vært foreslått å gi røret en sløyfefasong, f.eks. en dobbelt vertikal eller hellende sløyfe, eller en enkelt horisontal sløyfe, men slike løsninger har vist seg å være utilstrekkelige. Formålet med foreliggende oppfinnelse er å redusere spenningene i rørene på grunn av koblingsinnret-ningens dreiebevegelse under dennes posisjonering og å innrette den bevegelige koblingsinnretning riktig i forhold til brønnhodespindelen. Dette formål oppnås ifølge oppfinnelsen ved en spesiell form av sløyfen og ved hjelp av en ledeanordning som på enkel og pålitelig måte utøver innrettende krefter Fx, Fy, Fz og momenter Cx, Cy, Cz på koblingsinnretningen.

Formålet ifølge oppfinnelsen er således å tilveiebringe en anordning for på dypt vann å koble et samlerørhode, som danner et fluidinnløp, til et brønnhode, som danner et fluidutløp, omfattende en nedsenkbar koblingsmodul som innbefatter en fleksibel rørsløyfe, en kobling som forbinder den ene ende av rørsløyfen med samlerørhodet ved hjelp av en fordelingsblokk som er dannet i ett med koblingen, en bevegelig koblingsinnretning ved den andre ende av rør-sløyfen forsynt med trykkruller for kobling av rørsløyfen til brønnhodet, og føringsmidler for å innrette den bevegelige koblingsinnretning med en koblingssokkel forbundet i aksial flukt med brønnhodets spindel, hvilken bevegelige koblingsinnretning hviler på en gaffel dannet i ett med en arm som er hengslet ved hjelp av et svivelledd for å tillate sideveis avbøyning og dreiebevegelser, idet et midlere punkt på armen hviler mot den ene ende av en hydraulsylinder via et svivelledd, mens den andre ende av hydraulsylinderen hviler mot koblingsmodulen, også via et svivelledd, for å tillate høydejustering av gaffelen, hvor det karakteristiske er at rørsløyfen er utformet med to horisontale sløyfepartier som omgir fordelingsblokken på forskjellige nivåer og er innbyrdes forbundet ved hjelp av et rettlinjet, vertikalt rørsløyfeparti for å oppnå tilstrekkelig fleksibilitet av rørsløyfen og bevegelighet av koblingsinnretningen mot koblingssokkelen, og at føringmid-lene utgjøres av ruller som rager radialt ut fra koblingsinnretningen og samvirker med skrå ramper som danner vertikale spor seg imellom i koblingssokkelen, hvilke ruller er gruppert i par av over hverandre anordnede øvre og nedre ruller, idet de nedre ruller har en mindre diameter enn de øvre ruller, idet avstanden mellom rampenes ledeplan er sterre ved inngangen til sporet enn ved bunnen av sporet, hvorved de øvre ruller ved sitt anlegg mot minst to motstående ramper tilveiebringer innretting i et vertikalplan og den påfølgende senkning av gaffelen, som bringer i det minste to av de nedre ruller til kontakt med bunnen av sporene, bevirker dreining og forskyvning til aksial innretting mellom den bevegelige koblingsinnretning og koblingssokkelen.

Således skapes de roterende krefter og momenter av en enkelt drivsylinder, en vektarm og sokkelen forsynt med føringsramper. I realiteten tilveiebringes bevegelsen langs den vertikale akse z direkte av sylinderen og armen. Bevegelsen langs de ortogonale horisontale akser x og y be-virkes av koblingsrullene i den klokkeformede sokkel som omgir brønnhodets spindel. Dreiemomentet for innrettingen om aksen z skapes av virkningen av to motstående ruller som koblingsinnretningen er forsynt med på sin periferi, mens dreiemomentet for opprettingen om aksene x og y skapes ved reaksjon mot de store og små ruller.

Hydraulsylinderen og armen påfører bevegelser uten å hindre opprettingsbevegelsene og dreiemomentene fordi dreieleddene er plassert ved sylinderens begge ender og ved vektarmens hengselledd, og også på grunn av opphengnings-måten for koblingen i gaffelen, nemlig ved hjelp av trykkruller som koblingen er forsynt med og som glir inne i avlange ramper dannet av gaffelen.

Andre trekk ved oppfinnelsen vil fremgå tydeligere av følgende beskrivelse av det utførelseseksempel som er vist på vedføyede tegninger, hvor: Fig. 1 i perspektiv viser koblingsinnretningen forbundet med et rør til samlerørhodet;

fig. 2 viser oppriss av koblingsmodulen og koblingssokkelen på brønnhodet;

fig. 3 er et grunnriss av koblingsinnretningen i

sokkelen;

fig. 4 er et sideriss, delvis i snitt, av koblingsinnretningen i sokkelen;

fig. 5 er et sideriss, delvis i snitt av mekanismen for

bevegelse av koblingsinnretningen;

fig. 6 er et skjematisk sideriss av en førings-mekanisme for koblingen;

fig. 7 er et skjematisk grunnriss av føringsmekanismen på fig. 6, og

fig. 8 er et grunnriss av gjenstanden på fig. 2, med topplaten brutt bort og enkelte rør og anordninger som bæres av koblingsmodulen utelatt for oversiktens skyld.

En anordning 1 for tilkobling til samlerørhodet omfatter en fordelingsblokk 2 som er plasert på en samlerør-kobling 3, over hvilken en håndteringsspindel 4 er montert. Koblingen 5 for brønnhodet er påmontert en omløpsblokk 6 og et aksialt rør 7 som fører til en dyse 8 for styring av brønnens strøm, dannet i ett med omløpsblokken 6 og utløpsrøret 9. Rør, ikke vist, for å styre ringrommet og injeksjon åpner sideveis inn i omløpsblokken.

Produksjonsrøret har etter dysen 8 et lineært parti 9a for å redusere erosjonseffekten i røret ved utløpet av dysens stråler, en første horisontal sløyfe på 3/4 omdreining 9b, et rettlinjet, vertikalt parti 9c, og en andre horisontal sløyfe 9d på 3/4 omdreining før den går over i fordelingsblokken 2.

På samlerørhodet er det plasert en koblingsmodul A (fig. 2, 8), som dekkes av en øvre plate 10, som omfatter oppadragende tapper 11 for understøttelse av støtdempere for posisjonering av de øvre moduler, og en elektrohydraulisk multi-kobling 12, angitt med brutt linje. Ved periferien av koblingsmodulen A er det plassert føringsrør 13 for føringsstolper. Brønnhodet omfatter en koblingssokkel 14 som omgir en brønnhodespindel 15. Koblingen 5 er ved sitt nedre parti, forsynt med fire par utadragende radiale ruller, som har parallelle akser innrettet i vertikalplanet som går gjennom koblingens akse, idet de øvre ruller 16a har større diameter enn de nedre ruller 16b. I to av fire par, nærmere bestemt i tilstøtende par (fig. 3), har de nedre ruller 16b større lengde enn de øvrige ruller, slik at de skal kunne

styres uten fare for forkiling i sokkelens 14 hakk 14a for bedre å tilpasse den naturlige bevegelse av sløyfen 9 og

koblingen 5 forbundet med sløyfen under koblingens 5 plassering i forhold til sokkelen 14. Ved den øvre periferi av koblingen 5 er det anordnet diametralt motstående trykkruller 17 for samvirkning med en gaffel 20..

Sokkelen 14 er forsynt med fire hakk 14a som dannes av ramper 18. Rampene i hvert hakk vil, sett fra siden, danne tilnærmingsplan 18a (fig. 4) og deretter ledeplan 18b som, innsnevrer hakket slik at aksen av den store øvre rulle 16a kan innrettes i vertikalplanet med aksen av den mindre rulle 16b når denne befinner seg i bunnen av sporet som dannes av rampene.

Koblingsmodulen A inneholder mekanismen for å bevege koblingen 5. Denne mekanisme omfatter en gaffel 20 i hvis ben 20a det er dannet ramper 21 på hvilke trykkrullene 17 føres. I forlengelsen av gaffelen 2.0 er det dannet en integrerende vektarm 22 hvis ende er montert på et svivelledd 23. Armen 22 er festet ved hjelp av et svivelledd 24 til den ene ende av en hydraulsylinder 25, hvis nedre ende er montert på et svivelledd 26. Kraften av hydraulsylinderen 25 overføres til koblingen 5 ved hjelp av trykkrullene 17 og rampene 21 ved enden av gaffelen 20.

På grunn av svivelleddet 23 kan gaffelen 20 dreies om de tre akser ved hjelp av hydraulsylinderen 25 og under innvirkning av den bevegelse som påtrykkes av den bevegelige kobling hvis ruller 16 møter rampene 18 og skaper den aksiale innretting mellom koblingen og sokkelen. Svivel-leddene 24 og 26 plasert ved endene av hydraulsylinderen 25 er konstruert slik at de ikke hindrer slik dreiebevegelse av gaffelen.

Ved begynnelsen av koblingsoperasjonen senkes koblingsmodulen A ved hjelp av egnede føringsliner slik at førings-rørene 13 glir over føringsstolper på en nedre ramme eller modul (ikke vist) inntil en forutbestemt stilling nås hvor koblingen 5 befinner seg omtrent 10 cm fra brønnhodets spindel 15, og sokkelen. I denne stilling er innrettings-feilen mellom aksene av brønnhodet og koblingen maksimalt lik 1,5° på grunn av den forutgående posisjonering av koblingsmodulen A på føringsstolpene. Formålet med ope-rasjonen er å forbinde tre fluidinnløp, nærmere bestemt produksjonsrøret langs aksen, røret for styring av ringrommet mellom produksjonsrøret og foringen og røret for injisering av behandlingsprodukter ut til siden, og bringe dem til å sammenfalle med de tre tilsvarende åpninger i koblingen 5. Ved'hjelp av hydraulsylinderen 25 senkes armen 20 og gaffelen 22 på koblingsmodulen A slik at koblingen 5 med de nedre ruller 16b møter rampene 18 på sokkelen 14. Ved å bringe rullene til å rulle langs disse ramper oppnås posisjonering i vertikalplanet. De lange ruller 16b vil først hvile mot i det minste to motstående ramper 18, og når koblingen 5 senkes ytterligere, vil alle rullene 16a og 16b komme til å hvile mot alle ramper.

I og med at rullene danner par hvorav én rulle har liten diameter og en annen har stor diameter, oppnås sammenfall mellom aksene når rulleparet bunner i rampen fordi de to ruller i samme par har akser som ligger i et plan gjennom koblingens akse og fordi rampens akse er parallell med aksen av brønnhodets spindel. Når sammenfall mellom koblingens og sokkelens akser er oppnådd, skjer låsing auto-matisk ved hjelp av i og for seg kjente låseanordninger som koblingen og sokkelen er forsynt med. Koblingsanordningen ifølge oppfinnelsen, dg nærmere bestemt den automatiske anordning som bringer sammen og innretter aksene av de deler som skal forbindes, kan varieres på mange måter av fagman-nen, spesielt når det gjelder ekvivalente midler, uten å avvike fra rammen av de påfølgende krav.

Claims (2)

1. Anordning for på dypt vann å koble et samlerørhode, som danner et fluidinnløp, til et brønnhode, som danner et fluidutløp, omfattende en nedsenkbar koblingsmodul (A) som innbefatter en fleksibel r,ørsløyfe (9) , en kobling (3) som forbinder den ene ende av rørsløyfen med samlerørhodet ved hjelp av en fordelingsblokk (2) som er dannet i ett med koblingen, en bevegelig koblingsinnretning (5) ved den andre ende av rørsløyfen forsynt med trykkruller (17) for kobling av rørsløyfen til brønnhodet og føringsmidler (16, 18) for å innrette den bevegelige koblingsinnretning (5) med en koblingssokkel (14) forbundet i aksial flukt med brønnhodets spindel (15), hvilken bevegelige koblingsinnretning (5) hviler på en gaffel (20) dannet i ett med en arm (22) som er hengslet ved hjelp av et svivelledd (23) for å tillate sideveis avbøyning og dreiebevegelser, idet et midlere punkt på armen hviler mot den ene ende av en hydraulsylinder (25) via et svivelledd (24), mens den andre ende av hydraulsylinderen hviler mot koblingsmodulen (A), også via et svivelledd (26) for å tillate høydejustering av gaffelen, karakterisert ved at rørsløyfen (9) er utformet med to horisontale sløyfepartier (9b, 9d) som omgir fordelingsblokken (2) på forskjellige nivåer og er innbyrdes forbundet ved hjelp av ét rettlinjet, vertikalt rørsløyfe-parti (9c) for å oppnå tilstrekkelig fleksibilitet av rørsløyfen (9) og bevegelighet av koblingsinnretningen (5) mot koblingssokkelen (14), og at føringsmidlene (16, 18) utgjøres av ruller (16a, 16b) som rager radialt ut fra koblingsinnretningen (5) og samvirker med skrå ramper (18) som danner vertikale spor seg imellom i koblingssokkelen (14), hvilke ruller er gruppert i par av over hverandre anordnede øvre og nedre ruller, idet de nedre ruller (16b) har en mindre diameter enn de øvre ruller (16a), idet avstanden mellom rampenes ledeplan (18b) er større ved inngangen til sporet enn ved bunnen av sporet, hvorved de øvre ruller (16a) ved sitt anlegg mot minst to motstående ramper tilveiebringer innretting i et vertikalplan og den påfølgende senkning av gaffelen (20), som bringer i det minste to av de nedre ruller (16b) til kontakt med bunnen av sporene, bevirker dreining og forskyvning til aksial innretting mellom den bevegelige koblingsinnretning (5) og koblingssokkelen (14).

2. Anordning ifølge krav l, karakterisert ved at nevnte trykkruller (17) er anordnet på utsiden av den bevegelige koblingsinnretning (5) for samvirkning med glideramper (21) anordnet på benene (20a) av gaffelen (20).