NO327932B1 - Teleskopskjot - Google Patents

Abstract

Den foreliggende oppfinnelse angår en teleskopskjøt (1) for benyttelse i et stigerør (2) som strekker seg mellom en flytende struktur (3) og en undersjøisk installasjon (4) omfattende et ytre element (100) og et indre element (101) glidbart anordnet innenfor det ytre element (100), slik at det dannes en innvendig passasje (102) for brønnfluider, det indre og ytre element har tetningselementer (135, 138) mellom dem slik at det defineres ringformede kammer (123, 124, 125) separert fra brønnfluidet ved tetningselementene (135, 138) og tilpasset for et barrierefluid, hvor teleskopskjøten omfatter anordninger for å introdusere et barrierefluid inn i nevnte kammer (123) slik at brønnfluider forhindres fra å komme inn i kamrene (123).The present invention relates to a telescopic joint (1) for use in a riser (2) extending between a floating structure (3) and a subsea installation (4) comprising an outer member (100) and an inner member (101) slidably arranged within the outer member (100) so as to form an internal passage (102) for well fluids, the inner and outer members having sealing members (135, 138) between them to define annular chambers (123, 124, 125) separated from the well fluid at the sealing elements (135, 138) and adapted for a barrier fluid, the telescopic joint including means for introducing a barrier fluid into said chamber (123) so that well fluids are prevented from entering the chambers (123).

Description

Den foreliggende oppfinnelse angår en teleskopskjøt for benyttelse i et stigerør mellom en flytende struktur og en undervannsinstallasjon, hvor teleskopskjøten vil kompensere for vertikal bevegelse mellom den flytende strukturen og undervannsinstallasjonen. The present invention relates to a telescopic joint for use in a riser between a floating structure and an underwater installation, where the telescopic joint will compensate for vertical movement between the floating structure and the underwater installation.

Et marint stigerør forbinder en undervanns installasjon, som feks. et brønnhode, hvilken har en fast posisjon relativt til sjøbunnen, med en bevegelig flytende struktur. Den flytende strukturen vil som en konsekvens av værforholdene og hvordan disse påvirker den flytende strukturen, beveges relativt i forhold til sjøbunnen. På grunn av dette er det et behov for et strekksystem om bord på den flytende strukturen forbundet mellom den flytende strukturen og stigerøret, hvilket system reguleres for å holde et fast strekk i stigerøret uavhengig av bevegelsene til den flytende strukturen. Med et hovedsakelig vertikalt stigerør er det også et behov for å holde et gitt strekk i stigerøret for å forhindre at stigerøret kollapser og/eller bukler. A marine riser connects an underwater installation, such as a wellhead, which has a fixed position relative to the seabed, with a movable floating structure. As a consequence of the weather conditions and how these affect the floating structure, the floating structure will move relative to the seabed. Because of this, there is a need for a tension system on board the floating structure connected between the floating structure and the riser, which system is regulated to maintain a fixed tension in the riser regardless of the movements of the floating structure. With a predominantly vertical riser, there is also a need to maintain a given tension in the riser to prevent the riser from collapsing and/or buckling.

Det marine stigerøret fungerer som en føring mellom overflaten og brønnhodet. Når det benyttes for boreaktiviteter er det kalt et borestigerør. Når man utfører overhalingsoperasjoner eller intervensjonsarbeid på en brønn har det vært vanlig å benytte et arbeidsstigerør som er innført i det marine stigerøret. Grunnen for dette er at det marine stigerøret ikke er designet for å motstå høye trykk som man kan oppleve når man arbeider på en "levende" brønn. I overhalingssituasjoner er det noen ganger et behov for å føre utstyr inn i arbeidsstigerøret. Siden den øvre enden av stigerøret holdes i relativ posisjon i forhold til sjøbunnen og den flytende strukturen beveger seg er det en sikkerhetsrisiko for personalet som utfører arbeidet, og et begrenset værvindu hvor man kan utføre arbeidet. En løsning for et slikt system er å tilveiebringe en teleskopskjøt i stigerøret. Med en slik løsning kan den nedre delen av stigerøret holdes ved et konstant strekk mens den øvre delen av stigerøret kan reguleres for å følge bevegelsen av den flytende strukturen og derved gi et sikrere arbeidsmiljø for personalet. Det er kjent flere The marine riser acts as a guide between the surface and the wellhead. When used for drilling activities it is called a drill riser. When carrying out overhaul operations or intervention work on a well, it has been common to use a working riser that is inserted into the marine riser. The reason for this is that the marine riser is not designed to withstand the high pressures that can be experienced when working on a "live" well. In overhaul situations, there is sometimes a need to bring equipment into the work riser. Since the upper end of the riser is held in a relative position to the seabed and the floating structure moves, there is a safety risk for the staff carrying out the work, and a limited weather window in which to carry out the work. One solution for such a system is to provide a telescopic joint in the riser. With such a solution, the lower part of the riser can be kept at a constant tension while the upper part of the riser can be regulated to follow the movement of the floating structure and thereby provide a safer working environment for the staff. More are known

teleskopskjøtkonfigurasjoner for benyttelse i et stigerør. telescoping joint configurations for use in a riser.

I NO 169027 og NO 322172 er det beskrevet en volum- og trykk/aksial kraftkompensert teleskopskjøt. Disse teleskopskjøtene er tilpasset slik at de kan opereres med et innvendig trykk i stigerøret. Det dynamiske tetningssystemet i disse publikasjonene må kunne operere med et partikkelforurenset fluid og et borefluid i et ringformet kammer dannet mellom de to delene av teleskopskjøten. Det er en potensiell risiko for slitasje av tetningene og tetningsoverflatene når disse utsettes for operasjon i et partikkelforurenset miljø, og den økte lengden forårsaket av den volumkompenserte seksjonen kan også være en ulempe. Det siste angår spesielt borerigger hvor plass for håndtering og krankapasiteter er begrensende faktorer. In NO 169027 and NO 322172 a volume and pressure/axial force compensated telescopic joint is described. These telescopic joints are adapted so that they can be operated with an internal pressure in the riser. The dynamic sealing system in these publications must be able to operate with a particulate contaminated fluid and a drilling fluid in an annular chamber formed between the two parts of the telescopic joint. There is a potential risk of wear of the seals and sealing surfaces when subjected to operation in a particulate contaminated environment, and the increased length caused by the volume compensated section can also be a disadvantage. The latter particularly concerns drilling rigs where space for handling and crane capacities are limiting factors.

I patent NO 315807 Bl er det beskrevet benyttelse av en teleskopskjøt i et arbeidsstigerør, hvor teleskopskjøten teleskoperer og regulerer en øvre ende av stigerøret sammen med en arbeidsplattform, når det ikke er trykk inne i stigerøret, men hvor teleskopskjøten vil være fullt utstrukket når det er trykk inne i stigerøret. I NO 317295 Bl er det beskrevet en annen teleskopskjøt for et stigerør, hvor teleskopskjøten er låst i en fullt sammenslått posisjon for å håndtere høytrykk inne i stigerøret. In patent NO 315807 Bl, the use of a telescopic joint in a working riser is described, where the telescopic joint telescopes and regulates an upper end of the riser together with a working platform, when there is no pressure inside the riser, but where the telescopic joint will be fully extended when there is pressure inside the riser. NO 317295 Bl describes another telescopic joint for a riser, where the telescopic joint is locked in a fully folded position to handle high pressure inside the riser.

IWO 90/05236 er det beskrevet en riser med et volum- og trykkbalansert teleskop for bevegelseskompensering mellom en flytende struktur og havbunnen. IWO 90/05236 describes a riser with a volume and pressure balanced telescope for movement compensation between a floating structure and the seabed.

En hensikt med den foreliggende oppfinnelse er å forbedre arbeidsmiljøet for tetningene i en teleskopskjøt i en riser, redusere den totale størrelsen og lengden av en teleskopskjøt mens man samtidig opprettholder funksjonaliteten i operasjon for å være tilpassbar til de forskjellige operasjonsmodus. Det er en annen hensikt å tilveiebringe en teleskopskjøt hvor partikler og aggressive fluider har mindre innflytelse på levetiden for tetningene og tetningsoverflatene i teleskopskjøten. En annen hensikt er å tilveiebringe en teleskopskjøt som på en bedre måte kan håndtere sidelaster og trykkdifferanser over tetningene i skjøten. Det er også en hensikt å tilveiebringe en teleskopskjøt hvor man kan teste tetningsbarrierene for å sikre og verifisere at teleskopskjøten ikke lekker. Det er også en hensikt å tilveiebringe en teleskopskjøt hvor et øvre parti av skjøten kan reguleres i forhold til bevegelsene av den flytende strukturen mens man beholder strekk i den nedre delen av stigerøret. Det er også en hensikt å tilveiebringe en teleskopskjøt som er volumkompensert. A purpose of the present invention is to improve the working environment for the seals in a telescopic joint in a riser, reduce the overall size and length of a telescopic joint while at the same time maintaining the functionality in operation to be adaptable to the different operating modes. It is another purpose to provide a telescoping joint where particles and aggressive fluids have less influence on the lifetime of the seals and sealing surfaces in the telescoping joint. Another purpose is to provide a telescopic joint which can handle lateral loads and pressure differences across the seals in the joint in a better way. It is also intended to provide a telescopic joint where the sealing barriers can be tested to ensure and verify that the telescopic joint does not leak. It is also an aim to provide a telescopic joint where an upper part of the joint can be regulated in relation to the movements of the floating structure while retaining tension in the lower part of the riser. It is also an object to provide a telescoping joint which is volume compensated.

Disse hensikter er oppnådd med en teleskopskjøt i henhold til oppfinnelsen som definert i de etterfølgende krav. These purposes are achieved with a telescopic joint according to the invention as defined in the following claims.

Den foreliggende oppfinnelse angår en teleskopskjøt for benyttelse i et stigerør som strekker seg mellom en flytende struktur og en undersjøisk installasjon, omfattende et ytre element og et indre element som er glidbart anordnet inn i det ytre element hvilke danner en indre strømningspassasje for brønnfluider inne i den og gjennom teleskopskjøten. Et stigerør kan være et langstrakt element med et innvendig kammer som strekker seg i en hovedsakelig vertikal retning mellom den undersjøiske installasjonen og den flytende strukturen. Den undersjøiske installasjonen kan være et brønnhode, en mannifold eller annet utstyr posisjonert på sjøbunnen. Det er også den muligheten at den undersjøiske installasjonen er posisjonert i en avstand fra sjøbunnen, men at den holdes i en fast posisjon relativt sjøbunnen. Den flytende strukturen kan være en hvilken som helst flytende struktur, en halvt nedsenkbar plattform, et produksjons- og/eller lagringsfartøy. Det ytre elementet kan være anordnet i forbindelse med en øvre eller nedre del av stigerøret, dvs. det er sett for seg at teleskopskjøten kan snus rundt. I henhold til oppfinnelsen er det indre og ytre elementet dannet med tetningselementer mellom dem slik at det defineres i det minste et ringformet kammer mellom det indre og det ytre elementet i forskjellige tilstander av teleskopskjøten, som teleskoperende, fullt utstrukket og/eller fullt sammenslått. Det ringformede kammeret er tilpasset for et barrierefluid som har flere funksjoner hvor én av disse er å virke som et barrierefluid for tetningselementene. 1 det minste ett av tetningselementene skiller et brønnfluid inne i den intern strømningspassasjen fra dette ringformede kammeret, og i henhold til oppfinnelsen omfatter skjøten også anordninger for å forhindre brønnfluidene fra å komme inn i barrierefluidet. The present invention relates to a telescopic joint for use in a riser extending between a floating structure and a subsea installation, comprising an outer element and an inner element slidably arranged into the outer element which form an inner flow passage for well fluids inside it and through the telescopic joint. A riser may be an elongate member with an internal chamber extending in a substantially vertical direction between the subsea installation and the floating structure. The subsea installation can be a wellhead, a manifold or other equipment positioned on the seabed. There is also the possibility that the underwater installation is positioned at a distance from the seabed, but that it is held in a fixed position relative to the seabed. The floating structure can be any floating structure, a semi-submersible platform, a production and/or storage vessel. The outer element can be arranged in connection with an upper or lower part of the riser, i.e. it is envisaged that the telescopic joint can be turned around. According to the invention, the inner and outer elements are formed with sealing elements between them so that at least an annular chamber is defined between the inner and outer elements in different states of the telescoping joint, such as telescoping, fully extended and/or fully collapsed. The annular chamber is adapted for a barrier fluid which has several functions, one of which is to act as a barrier fluid for the sealing elements. 1 at least one of the sealing elements separates a well fluid inside the internal flow passage from this annular chamber, and according to the invention the joint also includes devices to prevent the well fluids from entering the barrier fluid.

Partikler og aggressive fluider inne i den innvendige strømningspassasjen av teleskopskjøten kan betydelig redusere levetiden for tetninger og tetningsoverflater i teleskopskjøten. Dette er ytterligere forsterket om trykkforskjellen over tetningene er høy og den aggressive siden har det høyere trykket. I henhold til et aspekt av oppfinnelsen er dette løst ved å ha et arrangement som forhindrer brønnfluider fra å komme inn i barrierefluidet, hvilket arrangement omfatter anordninger for å regulere trykket av barrierefluidet inne i det ringformede kammeret. Ved å ha trykkdifferansen mellom brønnfluidene og barrierefluidet ved en gitt verdi, hvor barrierefluidet holdes ved et høyere trykk enn brønnfluidet vil man oppnå et forbedret arbeidsmiljø for tetningselementene. Når en teleskopskjøt er utsatt for en strøm av brønnfluider, må ikke tetningsslitasje forårsake lekkasjer av brønnfluider til omgivelsene og det må være mulig å teste tetningsbarrierene for å verifisere at teleskopskjøten ikke lekker. Dette er løst i henhold til oppfinnelsen ved trykkdifferansen mellom barrierefluidet og brønnfluidet og man kan overvåke barrierefluidet for å overvåke tilstanden av tetningselementene i teleskopskjøten. Particles and aggressive fluids inside the internal flow passage of the telescoping joint can significantly reduce the life of seals and sealing surfaces in the telescoping joint. This is further reinforced if the pressure difference across the seals is high and the aggressive side has the higher pressure. According to one aspect of the invention, this is solved by having an arrangement that prevents well fluids from entering the barrier fluid, which arrangement includes devices for regulating the pressure of the barrier fluid inside the annular chamber. By having the pressure difference between the well fluids and the barrier fluid at a given value, where the barrier fluid is kept at a higher pressure than the well fluid, an improved working environment for the sealing elements will be achieved. When a telescoping joint is exposed to a flow of well fluids, seal wear must not cause leaks of well fluids to the environment and it must be possible to test the seal barriers to verify that the telescoping joint is not leaking. This is solved according to the invention by the pressure difference between the barrier fluid and the well fluid and the barrier fluid can be monitored to monitor the condition of the sealing elements in the telescopic joint.

I henhold til oppfinnelsen omfatter teleskopskjøten en kontrollsylinder omfattende et første og andre kammer som hver omfatter ett stempel, hvilke stempler er forbundet av en stempelstang og derved mekanisk forbundet til hverandre. Det første kammeret kan på én side av det første stempelet vendt vekk fra det andre stempelet eller stempelstangen, være i forbindelse med det ringformede kammeret og den andre siden av stempelet er i kontakt med en første fluidkilde. Den første fluidkilden er fortrinnsvis en fluidkilde med et barrierefluid. Det andre kammeret på en side av det andre stempelet som vender vekk fra det første stempelet eller stempelstangen, er i fluidkontakt med den innvendige strømningspassasjen og danner derved en kompensatorfunksjonalitet for brønnfluidet. Den andre siden av det andre stempelet er i kontakt med en andre fluidkilde. Arealene av de to stemplene som vender vekk fra hverandre kan ha forskjellige verdier og derved gi muligheten for å regulere posisjoneringen av den øvre delen av teleskopskjøten relativt i forhold til det flytende fartøyet, som å følge det, ha en gitt bevegelse eller holdes i ro i forhold til sjøbunnen. Hvor man samtidig holder et strekk i den nedre delen av stigerøret. According to the invention, the telescopic joint comprises a control cylinder comprising a first and second chamber, each comprising a piston, which pistons are connected by a piston rod and thereby mechanically connected to each other. The first chamber may, on one side of the first piston facing away from the second piston or piston rod, be in communication with the annular chamber and the other side of the piston is in contact with a first fluid source. The first fluid source is preferably a fluid source with a barrier fluid. The second chamber on a side of the second piston facing away from the first piston or piston rod is in fluid contact with the internal flow passage and thereby forms a compensator functionality for the well fluid. The other side of the second piston is in contact with a second fluid source. The areas of the two pistons facing away from each other can have different values and thereby provide the possibility to regulate the positioning of the upper part of the telescopic joint relative to the floating vessel, such as following it, having a given movement or being kept at rest in relation to the seabed. Where at the same time a stretch is kept in the lower part of the riser.

I henhold til et aspekt gjennomskjærer stempelstangen et mellomliggende kammer anordnet mellom det første og andre kammer og det mellomliggende kammeret er i fluidforbindelse med en tredje fluidkilde, denne tredje fluidkilden kan være barrierefluidet, den samme fluidkilden som den første fluidkilden eller en annen kilde. Dette mellomliggende kammeret kan ha et barrierefluid ved et gitt eller regulert trykk som forhindrer ethvert brønnfluid fra å blande seg med barrierefluidet. According to one aspect, the piston rod traverses an intermediate chamber arranged between the first and second chambers and the intermediate chamber is in fluid communication with a third fluid source, this third fluid source may be the barrier fluid, the same fluid source as the first fluid source or another source. This intermediate chamber may have a barrier fluid at a given or regulated pressure which prevents any well fluid from mixing with the barrier fluid.

I henhold til et annet aspekt av oppfinnelsen er en del av det første kammeret i fluidforbindelse med det ringformede kammeret og er i forbindelse med i det minste én akkumulator som danner en kompensatorfunksjonalitet for barrierefluidet i det ringformede kammeret. Dette kontrollsylinderarrangementet kan være dannet av en separat sylinder eller inkludert i det indre og ytre element eller dannet mellom dem. According to another aspect of the invention, part of the first chamber is in fluid communication with the annular chamber and is in connection with at least one accumulator which forms a compensator functionality for the barrier fluid in the annular chamber. This control cylinder arrangement may be formed by a separate cylinder or included in the inner and outer members or formed between them.

I henhold til et annet aspekt av oppfinnelsen kan arrangementet omfatte en fluidkrets omfattende anordninger for å sirkulere barrierefluidet inne i det ringformede kammeret. Denne sirkulasjonen kan oppnås ved å ha et system med en rørledning og en enveisventil hvor det er teleskopeffekten av teleskopskjøten som gir pumpevirkningen inne i fluidkretsen; en annen mulighet er å ha spesifikke anordninger som en pumpe for å tilveiebringe sirkulasjonen. Man kan også ha et system tilpasset for begge disse løsningene for å tilveiebringe sirkulasjon. I henhold til et annet aspekt kan fluidkretsen omfatte anordninger for å filtrere og/eller kjøle barrierefluidet inne i det ringformede kammeret av teleskopskjøten. Teleskopskjøten vil under dens operasjon oppleve sidelaster og trykkdifferanser over tetningselementene i teleskopskjøten, og disse situasjonene vil forårsake friksjon mellom relativt bevegelige deler som f.eks. tetningselementene og tetningsoverflatene når de utsettes for aksial bevegelse under teleskopbevegelsen. Denne friksjonen genererer varme og avhengig av hastigheten, er det nødvendig med kjølingen og smøringen for å unngå tetningsskader og ødeleggelse, mulig sammenklemming av relativt bevegelige deler i teleskopskjøten, hvilket er løst ved dette aspektet av den foreliggende oppfinnelse som angitt ovenfor. According to another aspect of the invention, the arrangement may comprise a fluid circuit comprising devices for circulating the barrier fluid inside the annular chamber. This circulation can be achieved by having a system with a pipeline and a one-way valve where it is the telescoping effect of the telescoping joint that provides the pumping action inside the fluid circuit; another possibility is to have specific devices such as a pump to provide the circulation. One can also have a system adapted for both of these solutions to provide circulation. According to another aspect, the fluid circuit may comprise devices for filtering and/or cooling the barrier fluid inside the annular chamber of the telescopic joint. During its operation, the telescopic joint will experience side loads and pressure differences across the sealing elements in the telescopic joint, and these situations will cause friction between relatively moving parts such as e.g. the sealing elements and sealing surfaces when subjected to axial movement during the telescoping movement. This friction generates heat and depending on the speed, the cooling and lubrication is necessary to avoid seal damage and destruction, possible jamming of relatively moving parts in the telescopic joint, which is solved by this aspect of the present invention as indicated above.

I henhold til et ytterligere aspekt av oppfinnelsen omfatter teleskopskjøten anordninger for å tilveiebringe muligheten av å regulere den øvre delen av teleskopskjøten i en gitt posisjon relativt det flytende fartøy, og samtidig holde strekk i den nedre delen av stigerøret. Ved dette oppnår man et system hvor personellet som arbeider på fartøyet med utstyr som skal introduseres inn i stigerøret kan arbeide på en plattform som har en fiksert posisjon relativt til fartøyet og den øvre delen av stigerøret. Dette vil redusere risikoen for personskader når man arbeider med utstyret. Det samme systemet kan også benyttes for å opprettholde en relativ posisjon mellom et "nedihulls" verktøy og brønnen, ved å regulere den øvre delen av stigerøret i forhold til de værinduserte bevegelsene av fartøyet. Dette kan man oppnå ved å regulere trykket fra barrierefluidet på overflatene dannet av elementene som danner teleskopskjøten hvor disse overflatene virker sammen med overflatene påvirket av trykket i brønnfluidet. Ved å kontrollere trykket fra barrierefluidet på de forskjellige arealene kan man regulere posisjonen av den øvre delen av teleskopskjøten slik at den følger bevegelsen til fartøyet, beveger den på en annen måte eller holdes i en fiksert posisjon relativt til fartøyet. Overflatene kan være inne i teleskopskjøten og/eller anordnet i deler av teleskopskjøten anordnet utvendig det indre og ytre elementet. According to a further aspect of the invention, the telescopic joint comprises devices for providing the possibility of regulating the upper part of the telescopic joint in a given position relative to the floating vessel, and at the same time maintaining tension in the lower part of the riser. This results in a system where the personnel working on the vessel with equipment to be introduced into the riser can work on a platform that has a fixed position relative to the vessel and the upper part of the riser. This will reduce the risk of personal injury when working with the equipment. The same system can also be used to maintain a relative position between a "downhole" tool and the well, by regulating the upper part of the riser in relation to the weather-induced movements of the vessel. This can be achieved by regulating the pressure from the barrier fluid on the surfaces formed by the elements that form the telescopic joint, where these surfaces work together with the surfaces affected by the pressure in the well fluid. By controlling the pressure from the barrier fluid on the different areas, the position of the upper part of the telescopic joint can be regulated so that it follows the movement of the vessel, moves it in a different way or is held in a fixed position relative to the vessel. The surfaces can be inside the telescopic joint and/or arranged in parts of the telescopic joint arranged outside the inner and outer element.

Teleskopbevegelsen av det indre og ytre elementet av teleskopskjøten vil forårsake volumendringer inne i stigerøret. For å forhindre trykkvariasjoner, hvilke kan være ødeleggende for tetninger og reservoaret, er det nødvendig at stigerøret er forbundet til et kompenserende volum. Dette kompenserende volumet kan enten være på linje med riseren som beskrevet i søkerens eget patent NO 322172 eller som i henhold til et annet aspekt av oppfinnelsen forbundet gjennom en åpning i stigerørsveggen og/eller ett av elementene som danner teleskopskjøten, og forbinder den innvendige boringen med en tank eller anordning med en kompensatorfunksjonalitet. The telescoping movement of the inner and outer elements of the telescoping joint will cause volume changes inside the riser. To prevent pressure variations, which can be destructive to seals and the reservoir, it is necessary that the riser is connected to a compensating volume. This compensating volume can either be in line with the riser as described in the applicant's own patent NO 322172 or which, according to another aspect of the invention, is connected through an opening in the riser wall and/or one of the elements forming the telescopic joint, and connects the internal bore with a tank or device with a compensator functionality.

I henhold til et ytterligere aspekt er det indre elementet dannet med en endeseksjon, hvor en del av den ytre veggen av endeseksjonen er i anlegg mot en første indre vegg av det ytre element. Det er anordnet dynamiske tetningselementer i denne forbindelsen mellom det indre og ytre element. Denne endeseksjonen omfatter videre et avtrappet parti. Det avtrappede parti er dannet med en mindre diameter sammenlignet med den ytre veggen av endeseksjonen. En ytre vegg av det avtrappede parti er i anlegg mot en andre vegg i en sammenslått stilling av teleskopskjøten hvor det er anordnet statiske tetningselementer i denne forbindelsen. Avtrappingen er dannet for å forhindre de statiske tetningene fra å være i tettende kontakt når teleskopskjøten er i en normal teleskoperende tilstand. T en sammenslått og/eller fullt ut utstrukket posisjon av teleskopskjøten kan det være dannet et andre ringformet kammer mellom det indre element og det ytre element mellom den første og andre vegg, hvilke i en utførelse er dannet av det ytre element. Dette andre ringformede kammer er tettet i forhold til omgivelsene av dynamiske tetningselementer mellom det indre og ytre element og statiske tetningselementer mellom det indre element og den andre vegg. De dynamiske tetningselementene er tetningselementene som separerer brønnfluidene fra barrierefluidet under teleskoperende bevegelser av forbindelsen og de statiske tetningselementene separerer brønnfluidet fra det andre ringformede kammeret i en sammenslått tilstand av skjøten. Teleskopskjøten omfatter videre anordninger for å tilføre barrierefluid til det andre kammer, fortrinnsvis ved et trykk høyere enn brønnfluidet, som forhindrer brønnfluidene fra å komme inn i det andre kammeret i en sammenslått tilstand av skjøten. According to a further aspect, the inner element is formed with an end section, where part of the outer wall of the end section abuts a first inner wall of the outer element. Dynamic sealing elements are arranged in this connection between the inner and outer element. This end section also includes a stepped section. The stepped portion is formed with a smaller diameter compared to the outer wall of the end section. An outer wall of the stepped part is in abutment against a second wall in a joined position of the telescopic joint where static sealing elements are arranged in this connection. The taper is formed to prevent the static seals from being in sealing contact when the telescoping joint is in a normal telescoping condition. In a collapsed and/or fully extended position of the telescopic joint, a second annular chamber can be formed between the inner element and the outer element between the first and second walls, which in one embodiment are formed by the outer element. This second annular chamber is sealed relative to the surroundings by dynamic sealing elements between the inner and outer element and static sealing elements between the inner element and the second wall. The dynamic sealing elements are the sealing elements that separate the well fluids from the barrier fluid during telescoping movements of the connection and the static sealing elements separate the well fluid from the second annular chamber in a collapsed state of the joint. The telescopic joint further comprises means for supplying barrier fluid to the second chamber, preferably at a pressure higher than the well fluid, which prevents the well fluids from entering the second chamber in a collapsed state of the joint.

I henhold til et annet aspekt kan den andre vegg være formet av et separat hodeelement anordnet bevegelig relativt det ytre element og hvilket danner et tredje ringformet kammer mellom hodeelementet og det ytre element med tetningselementer anordnet rundt dette tredje ringformede kammeret, og det ytre element omfatter anordninger for å tilføre et fluid til det tredje ringformede kammeret. Dette gir muligheten av å holde de statiske tetningselementene mellom det avtrappede partiet av det indre element og den andre vegg, som virkelig statiske tetningselementer, ved å regulere trykket inne i det tredje ringformede kammeret og derved bevege hodeelementet i forhold til eventuelle bevegelser av det indre elementet i en kollapset tilstand av skjøten. Slike bevegelser kan oppstå på grunn av temperaturvariasjoner av elementene i skjøten. According to another aspect, the second wall may be formed by a separate head element arranged movably relative to the outer element and which forms a third annular chamber between the head element and the outer element with sealing elements arranged around this third annular chamber, and the outer element comprises devices to supply a fluid to the third annular chamber. This gives the possibility of keeping the static sealing elements between the stepped part of the inner element and the second wall, as truly static sealing elements, by regulating the pressure inside the third annular chamber and thereby moving the head element in relation to any movements of the inner element in a collapsed state of the joint. Such movements can occur due to temperature variations of the elements in the joint.

I henhold til et ytterligere aspekt av oppfinnelsen kan det ytre element omfatte anordninger for å begrense bevegelsen av hodeelementet relativt det ytre elementet, disse kan f.eks. være skuldre inne i det ytre elementet av teleskopskjøten. According to a further aspect of the invention, the outer element can include devices for limiting the movement of the head element relative to the outer element, these can e.g. be shoulders inside the outer element of the telescopic joint.

I henhold til et ytterligere aspekt av oppfinnelsen kan teleskopskjøten være låst slik at det indre og det ytre element er holdt i en relativ posisjon til hverandre. Dette kan gjøres i henhold til ett aspekt i enhver posisjon mellom en fullt utstrukket og en fullstendig sammentrukket posisjon. Dette kan gjøres ved å låse et innkompressibelt barrierefluid inne i det ringformede kammeret og derved forhindre ytterligere bevegelse mellom det indre og det ytre element av skjøten. I henhold til et annet aspekt kan låsefunksjonen oppnås ved å ha en låsemekanisme ved en ende av teleskopskjøten som forhindrer relativ bevegelse mellom de to delene. According to a further aspect of the invention, the telescopic joint can be locked so that the inner and outer elements are held in a relative position to each other. This can be done according to one aspect in any position between a fully extended and a fully contracted position. This can be done by locking an incompressible barrier fluid inside the annular chamber and thereby preventing further movement between the inner and outer elements of the joint. According to another aspect, the locking function can be achieved by having a locking mechanism at one end of the telescopic joint which prevents relative movement between the two parts.

En teleskopskjøt i henhold til oppfinnelsen kan omfatte noen eller alle de forskjellige aspektene av oppfinnelsen som beskrevet over. A telescopic joint according to the invention may include some or all of the different aspects of the invention as described above.

Oppfinnelsen vil nå forklares med utførelser med referanse til de vedføyde tegningene, hvor: Fig. 1 viser en skjematisk skisse av et stigerør forbundet mellom den undersjøiske installasjonen og det flytende fartøyet, The invention will now be explained with embodiments with reference to the attached drawings, where: Fig. 1 shows a schematic sketch of a riser connected between the underwater installation and the floating vessel,

Fig. 2 viser en utførelse av en teleskopisk skjøt i henhold til oppfinnelsen, Fig. 2 shows an embodiment of a telescopic joint according to the invention,

Fig. 3 viser en andre utførelse som fokuserer på forskjellige elementer av oppfinnelsen, Fig. 3 shows a second embodiment which focuses on different elements of the invention,

Fig. 4A-B viser en detalj i en sammenslått tilstand av skjøten, Fig. 4A-B shows a detail in a joined state of the joint,

Fig. 5 viser en detalj i en utstrakt tilstand av skjøten, og Fig. 5 shows a detail in an extended state of the joint, and

Fig. 6 viser en mulig konfigurasjon for låsing av teleskopskjøten. Fig. 6 shows a possible configuration for locking the telescopic joint.

På fig. 1 er det vist en mulig konfigurasjon av en teleskopskjøt 1 anordnet i et stigerør 2 som strekker seg mellom en flytende struktur 3 og en undersjøisk installasjon 4. Den undersjøiske installasjonen 4 omfatter et undersjøisk tre 7 forbundet til brønnhodet. Stigerøret 2 er forbundet til det undersjøiske treet 7 med en nedre stigerørspakke 8 og en nødssituasjonfrakoblingspakke 9. Det er også anordnet en stresskjøt 10 i denne forbindelsen. Videre oppover i stigerøret 2 er det anordnet et svakt ledd 11 av stigerøret. Nærmere et kjellerdekk 13 av den flytende strukturen 3 er det anordnet en strekkskjøt 12, hvilken også kan tilveiebringe strekk i stigerøret 2. Teleskopskjøten 1 er anordnet nært til et boredekk 14. Over teleskopskjøten er det anordnet en hurtig låsekobling 15, en svivel 16, et adapter 17 under et overflatestrømningstre 18 anordnet i en strekkramme 19. In fig. 1 shows a possible configuration of a telescopic joint 1 arranged in a riser 2 which extends between a floating structure 3 and an underwater installation 4. The underwater installation 4 comprises an underwater tree 7 connected to the wellhead. The riser 2 is connected to the underwater tree 7 with a lower riser package 8 and an emergency disconnection package 9. A stress joint 10 is also provided in this connection. Further up in the riser 2, a weak link 11 of the riser is arranged. Closer to a basement deck 13 of the floating structure 3, a tension joint 12 is arranged, which can also provide tension in the riser 2. The telescopic joint 1 is arranged close to a drilling deck 14. Above the telescopic joint is arranged a quick locking coupling 15, a swivel 16, a adapter 17 under a surface flow tree 18 arranged in a tension frame 19.

På fig. 2 er det vist en utførelse av en teleskopskjøt i henhold til ett aspekt av oppfinnelsen. Teleskopskjøten kan være posisjonert i et arrangement som det vist på fig. 1. Teleskopskjøten omfatter et ytre element 100 og et indre element 101 som definerer en innvendig strømningspassasje 102 i seg. Teleskopskjøten er slik konfigurert at det ytre elementet kan forbindes til den nedre del av stigerøret og det indre elementet kan forbindes til overflatestrømningstreet. Imidlertid kan man ha et motsatt arrangement, dvs. at det indre elementet forbindes til stigerøret og det ytre elementet forbindes til overflatestrømningstreet. In fig. 2 shows an embodiment of a telescopic joint according to one aspect of the invention. The telescopic joint can be positioned in an arrangement as shown in fig. 1. The telescopic joint comprises an outer element 100 and an inner element 101 which defines an inner flow passage 102 in itself. The telescopic joint is configured so that the outer element can be connected to the lower part of the riser and the inner element can be connected to the surface flow tree. However, one can have an opposite arrangement, i.e. the inner element is connected to the riser and the outer element is connected to the surface flow tree.

Det indre elementet 101 omfatter en hovedseksjon 130 med en ytre vegg 131 og en endeseksjon 132 med en større diameter enn hovedseksjonen 130. Overgangen fra hovedseksjonen 130 til endeseksjonen er dannet av en radial endeoverflate 133. Endeseksjonen 132 har en ytre vegg 134 og er formet med en avtrappet seksjon 136 med en ytre vegg 137 som har en mindre diameter enn den ytre veggen 134 av resten av endeseksjonen 132. Det er inne i det indre elementet formet en indre boring 139, hvilket i én ende har et traktformet parti 139b. Det ytre elementet er formet med et sylindrisk hus 140, hvilket har en første indre vegg 141 med en innvendig diameter. En ende av det sylindriske huset 140 er formet med en endeflens 142. Huset 140 er videre formet med en smalere seksjon 144 og en andre indre vegg 145 med en indre diameter mindre enn diameteren av den første indre veggen 141. The inner element 101 comprises a main section 130 with an outer wall 131 and an end section 132 with a larger diameter than the main section 130. The transition from the main section 130 to the end section is formed by a radial end surface 133. The end section 132 has an outer wall 134 and is shaped with a stepped section 136 with an outer wall 137 having a smaller diameter than the outer wall 134 of the rest of the end section 132. An inner bore 139 is formed inside the inner element, which at one end has a funnel-shaped portion 139b. The outer element is formed with a cylindrical housing 140, which has a first inner wall 141 with an inner diameter. One end of the cylindrical housing 140 is formed with an end flange 142. The housing 140 is further formed with a narrower section 144 and a second inner wall 145 with an inner diameter smaller than the diameter of the first inner wall 141.

Det indre elementet 101 er bevegelig anordnet inne i det ytre elementet 100 og vist i en kollapset tilstand på fig. 2. Det er anordnet dynamiske tetningselementer 135 i forbindelsen mellom endeflensen 142 og hovedseksjonen 130, og mellom endeseksjonen 132 og den første indre vegg 141, som danner et indre kammer 123 mellom endeflensen 142, den første indre veggen 141, den radiale endeoverflaten 133 og ytre vegg 131 av hovedseksjonen 130 av det indre element 101. Dette indre ringformede kammer 123 kan fylles med et barrierefluid gjennom en første port 143 forbundet til en kontrollsylinder 103. The inner element 101 is movably arranged inside the outer element 100 and shown in a collapsed state in fig. 2. Dynamic sealing elements 135 are arranged in the connection between the end flange 142 and the main section 130, and between the end section 132 and the first inner wall 141, which form an inner chamber 123 between the end flange 142, the first inner wall 141, the radial end surface 133 and outer wall 131 of the main section 130 of the inner element 101. This inner annular chamber 123 can be filled with a barrier fluid through a first port 143 connected to a control cylinder 103.

Kontrollsylinderen 103 omfatter et første kammer 104, inne i dette kammeret 104 er det anordnet et første stempelhode 105 forbundet til en stempelstang 116. En side av stempelhodet 105, som vender vekk fra stempelstangen 116 er i fluidforbindelse med det ringformede kammer 123 gjennom en første fluidlinje 114 fra det første kammeret gjennom den første porten 143. Den andre siden av stempelhodet 105 er i fluidforbindelse med en første fluidkilde 106. Det er i kontrollsylinderen 103 et andre kammer 118 med et stempelhode 120 forbundet til den samme stempelstangen 116. Den delen av kammeret på siden av stempelhodet 120 som vender vekk fra stempelhodet 120 er i fluidforbindelse med fluidet innenfor den innvendige strømningspassasjen 102 inne i teleskopskjøten gjennom en andre fluidlinje 122 og en tredje port 147 gjennom veggen av sylinderhuset 140 som leder inn i strømningspassasjen 102. Den andre siden av stempelhodet 120, med stempelstangen 116 er i kontakt med en andre fluidkilde 121. Det er i tillegg i denne utførelsen et mellomliggende kammer 115 mellom det første 104 og det andre 118 kammer. Dette mellomliggende kammeret 115 er i kontakt med en tredje fluidkilde 117 og er gjennomskåret av stempelstangen 116. Det er tetningselementer mellom stempelstangen og veggene som danner det mellomliggende kammeret 115 og holder derved barrierefluidet innenfor det første kammeret 104 og brønnfluidet innenfor det andre kammeret 118 fra fluidet i det mellomliggende kammeret 115, og oppnår dermed en separering av barrierefluidet fra brønnfluidet. Det er i tillegg forbundet en akkumulator 107 til det første kammer 104 på siden av stempelhodet 105 som er i fluidforbindelse med det ringformede kammer 123. Stempelhodet 105 og stempelhodet 120 er vist å ha lignende arealer, dette er imidlertid ikke nødvendig og i noen applikasjoner vil det være ønskelig å ha forskjellige arealer av de to sidene av de to stempelhodene som vender vekk fra hverandre. The control cylinder 103 comprises a first chamber 104, inside this chamber 104 there is arranged a first piston head 105 connected to a piston rod 116. One side of the piston head 105, which faces away from the piston rod 116, is in fluid connection with the annular chamber 123 through a first fluid line 114 from the first chamber through the first port 143. The other side of the piston head 105 is in fluid communication with a first fluid source 106. There is in the control cylinder 103 a second chamber 118 with a piston head 120 connected to the same piston rod 116. That part of the chamber on the side of the piston head 120 facing away from the piston head 120 is in fluid communication with the fluid within the internal flow passage 102 inside the telescopic joint through a second fluid line 122 and a third port 147 through the wall of the cylinder housing 140 leading into the flow passage 102. The other side of the piston head 120, with the piston rod 116 is in contact with a second fluid source 121. D in addition, in this embodiment there is an intermediate chamber 115 between the first 104 and the second 118 chamber. This intermediate chamber 115 is in contact with a third fluid source 117 and is cut through by the piston rod 116. There are sealing elements between the piston rod and the walls that form the intermediate chamber 115 and thereby keep the barrier fluid within the first chamber 104 and the well fluid within the second chamber 118 from the fluid in the intermediate chamber 115, thus achieving a separation of the barrier fluid from the well fluid. An accumulator 107 is additionally connected to the first chamber 104 on the side of the piston head 105 which is in fluid communication with the annular chamber 123. The piston head 105 and the piston head 120 are shown to have similar areas, however this is not necessary and in some applications will it may be desirable to have different areas of the two sides of the two piston heads facing away from each other.

Teleskopskjøten er på fig. 2 vist i en sammenslått posisjon. I denne posisjonen er det formet et andre annulært kammer 124 mellom det indre og ytre elementet, begrenset av de dynamiske tetningselementene 135 mellom den første indre veggen 141 og den ytre veggen 134 av endeseksjonen 132 og statiske tetningselementer 138 mellom den ytre veggen 137 av det avtrappede partiet 136 og den andre indre veggen 145 av den smalere seksjonen 144 av sylinderhuset 140. Dette andre ringformede kammer 124 er i kontakt med en kilde av barrierefluid gjennom en andre port 146 i det sylindriske huset 140. The telescopic joint is in fig. 2 shown in a collapsed position. In this position, a second annular chamber 124 is formed between the inner and outer element, limited by the dynamic sealing elements 135 between the first inner wall 141 and the outer wall 134 of the end section 132 and static sealing elements 138 between the outer wall 137 of the stepped portion 136 and the second inner wall 145 of the narrower section 144 of the cylindrical housing 140. This second annular chamber 124 is in contact with a source of barrier fluid through a second port 146 in the cylindrical housing 140.

På fig. 3 er det vist andre aspekter av oppfinnelsen. Lignende elementer er gitt samme referansenummer og bare forskjellene vil forklares. Det ringformede kammeret 123 er gjennom i det minste to porter 143a, 143b forbundet til en fluidkrets 119 for barrierefluidet innenfor det ringformede kammer 123. Denne fluidkretsen 119 omfatter pumpeanordninger 110 for mulig tvunget sirkulasjon av barrierefluidet, enveisventiler 112, 113 som forhindrer fluid fra å strømme i feil retning gjennom fluidkretsen 119 og en kjøler 109 og filteranordninger 108. Det er også forbundet en kontrollenhet 111 til kretsen for å regulere strømningen. Fluidkretsen 119 kan forbindes til den første fluidkilden 106 for tilførsel av fluid inn i kretsen. Det er også andre ventilarrangementer for å regulere strømningen operert av kontrollenheten 111. In fig. 3, other aspects of the invention are shown. Similar items are given the same reference number and only the differences will be explained. The annular chamber 123 is connected through at least two ports 143a, 143b to a fluid circuit 119 for the barrier fluid within the annular chamber 123. This fluid circuit 119 comprises pump devices 110 for possible forced circulation of the barrier fluid, one-way valves 112, 113 which prevent fluid from flowing in the wrong direction through the fluid circuit 119 and a cooler 109 and filter devices 108. A control unit 111 is also connected to the circuit to regulate the flow. The fluid circuit 119 can be connected to the first fluid source 106 for supplying fluid into the circuit. There are also other valve arrangements to regulate the flow operated by the control unit 111.

På fig. 4A og 4B er det vist en detalj av et annet aspekt av oppfinnelsen. I denne utførelsen er teleskopskjøten vist i en fullstendig kollapset posisjon og man har statiske tetningselementer 138 i en forbindelse mellom en ytre vegg 137 av den avtrappede seksjonen 136 av det indre elementet 101. Den andre indre veggen 145' i denne utførelsen er for anlegg mot disse statiske tetningselementene 138 dannet av et hodeelement 150 anordnet bevegelig innenfor det ytre elementet 100. Hodeelementet 150 er formet av et hovedsakelig sylindrisk første parti 151, et radialt overgangsparti 152 og et hovedsakelig sylindrisk andre parti 153. Disse partiene har hovedsakelig den samme veggtykkelsen, og det første partiet 151 er dannet med en hoveddiameter som er større enn en hoveddiameter av det andre partiet 153. Det er anordnet dynamiske tetningselementer 135' mellom en ytre overflate av det første parti 151 og det ytre elementet 100 og dynamiske tetningselementer 135" mellom et parti forbundet til det ytre elementet 100 og det andre partiet 153 av hodeelementet 150. Det er mellom en overflate av overgangsparti et, en seksjon av det andre parti 153 og det ytre element 100 dannet et tredje ringformet kammer 125. Dette tredje ringformede kammeret 125 er i fluidkontakt med en fluidkilde gjennom en tredje fluidport 126. Et barrierefluid er tilført til dette tredje ringformede kammeret 125 med et trykk, og dette trykket er regulert slik at hodeelementet 150 beveges relativt det ytre elementet 100 men holdes i en relativ posisjon i forhold til det indre elementet 101, slik at man dermed får virkelige statiske forhold for de statiske tetningselementene 138. Hodeelementet 150 er relativt bevegelig i forhold til det ytre elementet 100 men begrenset i sin bevegelse i én retning av den første stoppeskulder 127 formet i forbindelse med det andre ringformede kammeret 124. Hodeelementet 150 er begrenset i sin bevegelse i motsatt retning av en andre stoppeskulder 128 dannet av en overflate av det tredje ringformede kammeret 125. In fig. 4A and 4B, a detail of another aspect of the invention is shown. In this embodiment, the telescopic joint is shown in a fully collapsed position and one has static sealing elements 138 in a connection between an outer wall 137 of the stepped section 136 of the inner element 101. The second inner wall 145' in this embodiment is for abutment against these the static sealing elements 138 formed by a head element 150 arranged movably within the outer element 100. The head element 150 is formed by a mainly cylindrical first part 151, a radial transition part 152 and a mainly cylindrical second part 153. These parts have mainly the same wall thickness, and the first part 151 is formed with a main diameter that is larger than a main diameter of the second part 153. There are arranged dynamic sealing elements 135' between an outer surface of the first part 151 and the outer element 100 and dynamic sealing elements 135" between a part connected to the outer element 100 and the second part 153 of the head element 150. It is between a surface of transition part et, a section of the second part 153 and the outer element 100 formed a third annular chamber 125. This third annular chamber 125 is in fluid contact with a fluid source through a third fluid port 126. A barrier fluid is supplied to this third annular chamber 125 with a pressure, and this pressure is regulated so that the head element 150 is moved relative to the outer element 100 but is held in a relative position in relation to the inner element 101, so that real static conditions are obtained for the static sealing elements 138. The head element 150 is relatively movable in relation to the outer element 100 but limited in its movement in one direction by the first stop shoulder 127 formed in connection with the second annular chamber 124. The head element 150 is limited in its movement in the opposite direction by a second stop shoulder 128 formed by a surface of the third annular chamber 125.

Hensikten med hodeelementet 150 er å sikre at de statiske tetningselementene 138 mot det teleskoperende indre elementet 101 forblir statiske. Det teleskopiske indre element 101 og det teleskopiske ytre element 100 vil være utsatt for små relative bevegelser forårsaket av forskjeller i lengde på grunn av temperatur, aksialkrefter og bøyemomenter. Denne størrelsen av relativ bevegelse kan være i størrelsen av flere millimeter avhengig av de påførte lastene og termiske transienter. Hodeelementet 150 er slik designet at påførsel av trykket til det tredje kammeret 125 aktuerer hodeelementet 150 mens bevegelsen er begrenset til betydelig mindre enn bevegelsen som behøves for å eksponere de dynamiske tetningene 135', 135". Dette sikrer effektivt at de statiske tetningselementene 138 forblir virkelig statiske mens de dynamiske tetningselementene 135', 135" alltid vil befinne seg i et ikke-eksponert tetningsområde. The purpose of the head element 150 is to ensure that the static sealing elements 138 against the telescoping inner element 101 remain static. The telescopic inner member 101 and the telescopic outer member 100 will be subject to small relative movements caused by differences in length due to temperature, axial forces and bending moments. This magnitude of relative movement can be on the order of several millimeters depending on the applied loads and thermal transients. The head member 150 is designed such that application of the pressure to the third chamber 125 actuates the head member 150 while movement is limited to significantly less than the movement required to expose the dynamic seals 135', 135". This effectively ensures that the static seal members 138 remain true static while the dynamic sealing elements 135', 135" will always be in a non-exposed sealing area.

En fullt utstrukket posisjon er vist på fig. 5.1 denne utførelsen kan man se at det er en mulighet å forme det indre elementet med en avtrappet seksjon 136' ved den motsatte enden av det indre elementet 101 sammenlignet med endeseksjonen. Denne avtrappede seksjonen 136' har en noe mindre ytre diameter sammenlignet med hovedseksjonen av det indre elementet 101. Den avtrappede seksjonen 136' er formet med en ytre vegg 137' hvor det anvendes statiske tetningselementer 138' mellom den ytre veggen 137' og en andre indre vegg 145'. Bevegelsen av det indre element i én retning langs lengdeaksen er forhindret av en stoppeoverflate 127' dannet av en skulder av et parti som danner en del av det ytre elementet 100. A fully extended position is shown in fig. 5.1 this embodiment it can be seen that there is a possibility to form the inner element with a stepped section 136' at the opposite end of the inner element 101 compared to the end section. This stepped section 136' has a somewhat smaller outer diameter compared to the main section of the inner element 101. The stepped section 136' is formed with an outer wall 137' where static sealing elements 138' are used between the outer wall 137' and a second inner wall 145'. The movement of the inner element in one direction along the longitudinal axis is prevented by a stop surface 127' formed by a shoulder of a part forming part of the outer element 100.

De forskjellige aspekter av oppfinnelsen har nå blitt forklart med referanse til flere tegninger. En teleskopskjøt kan omfatte én, noen eller alle de forskjellige aspektene. Med en teleskopskjøt i henhold til oppfinnelsen kan man oppnå at det hydrauliske systemet for barrierefluidet opprettholder hydraulisk trykk over brønntrykket for å forhindre at partikler og brønnfluider trenger inn i barrierefluidet. I tillegg vil teleskopbevegelsen tilveiebringe en pumpeaksjon i forhold til barrierefluidet slik at det sirkulerer gjennom en kjøler uten benyttelse av en pumpe i smøresystemet. Kjølingen av barrierefluidet er fordelaktig siden høye aksiale hastigheter i kombinasjon med høye bøyekrefter forårsaker varmedannelse på grunn av friksjon. The various aspects of the invention have now been explained with reference to several drawings. A telescoping joint can include one, some or all of the different aspects. With a telescopic joint according to the invention, it can be achieved that the hydraulic system for the barrier fluid maintains hydraulic pressure above the well pressure to prevent particles and well fluids from penetrating into the barrier fluid. In addition, the telescoping movement will provide a pumping action in relation to the barrier fluid so that it circulates through a cooler without the use of a pump in the lubrication system. The cooling of the barrier fluid is advantageous since high axial velocities in combination with high bending forces cause heat generation due to friction.

Det hydrauliske systemet kan som sagt være forbundet til en ekstern høytrykksenhet (HPU) hvilket muliggjør inline strekking av teleskopskjøten og som hjelper til å tilveiebringe en lukkekraft når man beveger teleskopskjøten til kollapset (lukket) posisjon. Med dette må man relatere de forskjellige overflatene eksponert til de forskjellige fluidene i forhold til hverandre for å oppnå den spesielle effekten. Passiv kompensasjon kan være tilveiebrakt ved å lade hydraulikksystemet med trykk. En akkumulator vil tillate for volumendringer i hydraulikksystemet under teleskopbevegelsen. Hydraulikksystemet kan kontrolleres av et ledende/regulerende system eller kontrolleres i sekvens for dermed å tilveiebringe muligheten av å tilveiebringe aktiv (tvunget) kompenseringsbevegelse. Dette kan derved enten benyttes i forbindelse med wire-line verktøy/boreutstyr og kveilrør for å opprettholde en fiksert posisjon (relativt i forhold til brønnen) nede i brønnen for "verktøyene" ved å kompensere for riggbevegelsen. Den aktive kompenseringsmodusen kan automatisk snus til passiv tilstand i tilfelle det er en feilfunksjon i reguleringssystemet. As mentioned, the hydraulic system can be connected to an external high pressure unit (HPU) which enables inline stretching of the telescoping joint and which helps to provide a closing force when moving the telescoping joint to the collapsed (closed) position. With this, one must relate the different surfaces exposed to the different fluids in relation to each other in order to achieve the special effect. Passive compensation can be provided by charging the hydraulic system with pressure. An accumulator will allow for volume changes in the hydraulic system during the telescopic movement. The hydraulic system can be controlled by a leading/regulating system or controlled in sequence to thereby provide the possibility of providing active (forced) compensating movement. This can therefore either be used in connection with wire-line tools/drilling equipment and coiled tubing to maintain a fixed position (relative to the well) down in the well for the "tools" by compensating for the rig movement. The active compensation mode can be automatically switched to passive mode in the event of a malfunction in the control system.

Det hydrauliske systemet kan være utstyrt med et partikkelfilter integrert i fluidkammeret og en kjøler som kan befinne seg innvendig i The hydraulic system can be equipped with a particle filter integrated in the fluid chamber and a cooler that can be located inside the

teleksopskjøtsammenstillingen. Akkumulatoren vil dempe en tilbakeslagsbevegelse i stigerøret. the telex joint assembly. The accumulator will dampen a recoil movement in the riser.

Når man opererer i ekstremt aggressive miljøer (høyt partikkelinnhold eller utsettes for substanser med alvorlig nedbrytning av tetningsmaterialer, f.eks. kjemikalier) kan det være en ulempe om volumkompensasjonen befinner seg i stigerøret. Ved å tillate volumkompensasjon på utsiden av teleskopskjøten, er tetningene mer lett tilgjengelig og designet av volumkompensatoren kan fasilitere for spyling av avfall, et flertall kamre for beskyttelse av hydraulikksmøringen og tetningene. Ved å eliminere volumkompensatoren som et kammer i linje, hvilket befinner seg i teleskopskjøten vil også lengden av teleskopskjøten betydelig reduseres. Dette er fordelaktig på rigger/fartøyer hvor rom og krankapasitet for håndtering er begrensende faktorer. Spesielt i forhold til tilpasning av eksisterende systemer kan dette ha betydning. When operating in extremely aggressive environments (high particle content or exposed to substances with serious degradation of sealing materials, e.g. chemicals) it can be a disadvantage if the volume compensation is located in the riser. By allowing volume compensation on the outside of the telescopic joint, the seals are more easily accessible and the design of the volume compensator can facilitate the flushing of waste, a plurality of chambers for the protection of the hydraulic lubrication and the seals. By eliminating the volume compensator as a chamber in line, which is located in the telescopic joint, the length of the telescopic joint will also be significantly reduced. This is advantageous on rigs/vessels where space and crane capacity for handling are limiting factors. Especially in relation to the adaptation of existing systems, this can be significant.

Teleskopskjøten i henhold til oppfinnelsen kan være låst i enhver posisjon, enten ved å lukke inne barrierefluidet i det første kammeret eller ved å ha en ekstern låsemekanisme. The telescopic joint according to the invention can be locked in any position, either by closing in the barrier fluid in the first chamber or by having an external locking mechanism.

Oppfinnelsen er nå forklart med utførelser, men en fagperson vil forstå at man kan utføre endringer eller modifikasjoner til systemet som er innenfor rammen av oppfinnelsen som definert i de etterfølgende krav. The invention has now been explained with embodiments, but a person skilled in the art will understand that changes or modifications can be made to the system that are within the scope of the invention as defined in the subsequent claims.

Claims (10)

1. Teleskopskjøt (1) for benyttelse i et stigerør (2) som strekker seg mellom en flytende struktur (3) og en undersjøisk installasjon (4), omfattende et ytre element (100) og et indre element (101) glidbart anordnet innenfor det ytre elementet (100), slik at det dannes en innvendig strømningspassasje (102) for brønnfluider, det indre og ytre element har tetningselementer (135, 138) mellom dem som definerer et ringformet kammer (123, 124, 125) separert fra brønnfluidene av tetningselementene (135, 138), og tilpasset for et barrierefluid, hvor den omfatter arrangementer for å introdusere et barrierefluid inn i nevnte kammer (123, 124, 125) slik at brønnfluider er forhindret fra å trenge inn i kammeret (123, 124, 125), karakterisert ved at teleskopskjøten videre omfatter en kontrollsylinder (103) omfattende et første (104) og andre (118) kammer hver omfattende et stempelhode (105, 120), hvilke stempelhoder (105, 120) er forbundet av en stempelstang (116), hvor det første kammer (104) på en side av det første stempelhodet (105) vendt vekk fra det andre stempelhodet (120) er i forbindelse med det ringformede kammer (123) og den andre side av stempelhodet er i forbindelse med en første fluidkilde (106), det andre kammer (118) på en side av stempelhodet (120) som vender vekk fra det første stempelhodet (105) er i fluidkontakt med den indre strømningspassasjen (102) og den andre siden av det andre stempelhodet (120) med en andre fluidkilde (121).1. Telescopic joint (1) for use in a riser (2) extending between a floating structure (3) and a subsea installation (4), comprising an outer element (100) and an inner element (101) slidably arranged within the the outer member (100), so as to form an internal flow passage (102) for well fluids, the inner and outer members having sealing members (135, 138) between them defining an annular chamber (123, 124, 125) separated from the well fluids by the sealing members (135, 138), and adapted for a barrier fluid, where it comprises arrangements for introducing a barrier fluid into said chamber (123, 124, 125) so that well fluids are prevented from entering the chamber (123, 124, 125), characterized in that the telescopic joint further comprises a control cylinder (103) comprising a first (104) and second (118) chamber each comprising a piston head (105, 120), which piston heads (105, 120) are connected by a piston rod (116), where the first chamber (104) on one side of the the first piston head (105) facing away from the second piston head (120) is in communication with the annular chamber (123) and the other side of the piston head is in communication with a first fluid source (106), the second chamber (118) on one side of the piston head (120) facing away from the first piston head (105) is in fluid contact with the internal flow passage (102) and the other side of the second piston head (120) with a second fluid source (121). 2. Teleskopskjøt i henhold til krav 1, karakterisert ved at arrangementet omfatter anordninger for å regulere trykket i barrierefluidet for å forhindre brønnfluider fra å trenge inn i det ringformede kammeret (123).2. Telescopic joint according to claim 1, characterized in that the arrangement comprises devices for regulating the pressure in the barrier fluid to prevent well fluids from penetrating the annular chamber (123). 3. Teleskopskjøt i henhold til krav 1, karakterisert ved at stempelstangen (116) skjærer gjennom et mellomliggende kammer (115) anordnet mellom det første (104) og andre (118) kammer og det mellomliggende kammer (115) er i fluidforbindelse med en tredje fluidkilde (117).3. Telescopic joint according to claim 1, characterized in that the piston rod (116) cuts through an intermediate chamber (115) arranged between the first (104) and second (118) chambers and the intermediate chamber (115) is in fluid connection with a third fluid source (117). 4. Teleskopskjøt i henhold til krav 1, karakterisert ved at en del av det første kammer (104) i fluidkontakt med det ringformede kammer (123) er forbundet til i det minste én akkumulator (117).4. Telescopic joint according to claim 1, characterized in that a part of the first chamber (104) in fluid contact with the annular chamber (123) is connected to at least one accumulator (117). 5. Teleskopskjøt i henhold til et av de foregående krav, karakterisert ved at det ringformede kammer (123) er forbundet til en fluidkrets omfattende anordninger (110, 111, 112, 113) for å sirkulere et fluid innenfor det ringformede kammer (123).5. Telescopic joint according to one of the preceding requirements, characterized in that the annular chamber (123) is connected to a fluid circuit comprising devices (110, 111, 112, 113) for circulating a fluid within the annular chamber (123). 6. Teleskopskjøt i henhold til krav 5, karakterisert ved at fluidkretsen omfatter anordninger for filtrering (108) og/eller kjøling (109) av et fluid innenfor det ringformede kammeret (123).6. Telescopic joint according to claim 5, characterized in that the fluid circuit comprises devices for filtering (108) and/or cooling (109) of a fluid within the annular chamber (123). 7. Teleskopskjøt i henhold til et av de foregående krav, karakterisert ved at det indre element (101) er dannet med en endeseksjon (132), hvor en del av den ytre vegg (134) av endeseksjonen (132) er i anlegg mot en første indre vegg (141) av det ytre element (100), med dynamiske tetningselementer (135) i denne forbindelsen, endeseksjonen (132) omfatter videre et avtrappet parti (136) med en ytre vegg (138) av det avtrappede partiet (136) i anlegg mot en andre vegg (145) i en kollapset tilstand av teleskopskjøten hvor det er anordnet statiske tetningselementer (138) i denne forbindelsen.7. Telescopic joint according to one of the preceding requirements, characterized in that the inner element (101) is formed with an end section (132), where part of the outer wall (134) of the end section (132) is in contact with a first inner wall (141) of the outer element (100) ), with dynamic sealing elements (135) in this connection, the end section (132) further comprises a stepped portion (136) with an outer wall (138) of the stepped portion (136) in contact with a second wall (145) in a collapsed condition of the telescopic joint where static sealing elements (138) are arranged in this connection. 8. Teleskopskjøt i henhold til krav 7, karakterisert ved at skjøten i en sammenkollapset tilstand danner et andre ringformet kammer (124) mellom det indre element (101) og det ytre element (100) mellom den første (141) og andre (145) vegg av det ytre element (100) og at den videre omfatter anordninger (146) for tilførsel av fluid til dette andre ringformede kammeret (124).8. Telescopic joint according to claim 7, characterized in that the joint in a collapsed state forms a second annular chamber (124) between the inner element (101) and the outer element (100) between the first (141) and second (145) walls of the outer element (100) and that it further comprises devices (146) for supplying fluid to this second annular chamber (124). 9. Teleskopskjøt i henhold til krav 7, karakterisert ved at den andre vegg (145) er dannet av et separat hodeelement (150) anordnet bevegelig relativt det ytre element (100) og hvilket danner et tredje ringformet kammer (125) mellom hodeelementet (150) og det ytre element (100) med tetningselementer rundt dette tredje ringformede kammeret (125) og det ytre element (100) omfatter anordninger (149) for å tilføre fluid til dette tredje ringformede kammer (125).9. Telescopic joint according to claim 7, characterized in that the second wall (145) is formed by a separate head element (150) arranged to move relative to the outer element (100) and which forms a third annular chamber (125) between the head element (150) and the outer element (100) with sealing elements around this third annular chamber (125) and the outer element (100) comprise means (149) for supplying fluid to this third annular chamber (125). 10. Teleskopskjøt i henhold til krav 9, karakterisert ved at det ytre element (100) omfatter anordninger (142) for å begrense bevegelsen av hodeelementet (150) relativt i forhold til det ytre element (100).10. Telescopic joint according to claim 9, characterized in that the outer element (100) comprises devices (142) to limit the movement of the head element (150) relative to the outer element (100).