NO346578B1

NO346578B1 - System og framgangsmåte for å samle opp borehullfluid

Info

Publication number: NO346578B1
Application number: NO20130785A
Authority: NO
Inventors: Aaron R Swanson; James P Dwyer; Todd J Talbot
Original assignee: Baker Hughes Holdings Llc
Priority date: 2010-11-15
Filing date: 2011-09-09
Publication date: 2022-10-17
Also published as: GB2499743B; WO2012067704A1; GB201307957D0; US8746344B2; US20120118580A1; BR112013011945A2; GB2499743A; NO20130785A1; BR112013011945B1; US20130140043A1; US8434558B2

Description

BAKGRUNN FOR OPPFINNELSEN

Utblåsingssikring er et viktig hensyn i leting etter og produksjon av hydrokarboner. Utblåsinger henviser generelt til ukontrollert fluid- eller gasstrømning fra en jordformasjon inn i et borehull, som potensielt kan strømme til overflaten. Komponentfeil og/eller plutselig strømning av formasjonsfluid, som vann, olje og/eller gass, inn i borehullet (dvs. et «kick») kan føre til at store mengder fluid og andre materialer strømmer fra et borehull og uhindret ut i miljøet. Den uhindrede strømningen kan ha betydelig innvirkning på helse, miljø og sikkerhet, samt forårsake inntektstap, enten direkte eller på grunn av redusert eller forsinket produksjon.

Patentpublikasjon US4382716 A beskriver en anordning for å fange opp effluent som slippes ut fra en skadet eller ikke operativ undervannsoljebrønn for å tillate gjenvinning av effluenten for etterfølgende prosessering for å minimere miljøforurensning og medfølgende skader som følge av dette.

KORT BESKRIVELSE AV OPPFINNELSEN

Den foreliggende oppfinnelsen tilveiebringer en anordning for å fange opp fluidstrømning fra et borehull som angitt i det selvstendige krav 1. Den foreliggende oppfinnelsen tilveiebringer også en fremgangsmåte for å fange opp fluidstrømning fra et borehull som angitt i det selvstendige krav 10.

En anordning for å fange opp fluidstrømning fra et borehull omfatter: en oppfangingssammenstilling inkludert et legeme med et hulrom som er konfigurert til å motta en lekkende del av en borehullavslutningsstruktur som strekker seg fra borehullet, og til å omgi den lekkende delen, der hulrommet er konfigurert til å tilpasses slik at det i det minste delvis stemmer overens med en form av minst én av den lekkende delen og borehullavslutningsstrukturen; og en strømningsstyringssammenstilling som er konfigurert til å forbinde en fluidledning i fluidkommunikasjon med oppfangingssammenstillingen og dirigere borehullsfluid inn i fluidledningen.

En framgangsmåte for å fange opp fluidstrømning fra et borehull omfatter: å anbringe en fluidoppfangingsanordning nede i borehullet tilstøtende en borehullavslutningsstruktur hvorfra det lekker borehullsfluid inn i et omkringliggende miljø; å senke oppfangingsanordningen slik at en oppfangingssammenstilling mottar minst en lekkende del av borehullavslutningsstrukturen, der oppfangingssammenstillingen omfatter et legeme med et hulrom som er konfigurert til å omgi den lekkende delen når den mottar den lekkende delen; å tilpasse hulrommet slik at det i det minste delvis stemmer overens med en

form av minst én av den lekkende delen og borehullavslutningsstrukturen; å dirigere borehullsfluid fra den lekkende delen gjennom det hule legemet til minst én strømningsport i fluidkommunikasjon med det omkringliggende miljøet; og å dirigere borehullsfluidet til en fluidledning ved å sette fluidledningen i fluidkommunikasjon med oppfangingssammenstillingen og lukke den minst ene strømningsporten.

KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE

De følgende beskrivelsene må ikke oppfattes som begrensende på noen måte.

Ved henvisning til de medfølgende tegningene har like elementer like henvisningstall:

Fig. 1 er et tverrsnittriss fra siden av en utførelsesform av en borehullanordning for fluidoppfanging-/styring;

Fig. 2 er et tverrsnittriss fra siden av en utførelsesform av en borehullanordning for fluidoppfanging-/styring i en utilkoplet posisjon;

Fig. 3 er et tverrsnittriss fra siden av borehullanordningen for fluidoppfanging- /styring fra fig.2 i en tilkoplet posisjon;

Fig. 4 er et aksialt tverrsnittriss av en utførelsesform av en borehullanordning for fluidoppfanging-/styring;

Fig. 5 er et tverrsnittriss fra siden av en utførelsesform av en borehullanordning for fluidoppfanging-/styring i en utilkoplet posisjon;

Fig. 6 er et tverrsnittriss fra siden av borehullanordningen for fluidoppfanging- /styring fra fig.5 i en tilkoplet posisjon; og

Fig. 7 er et flytskjema som tilveiebringer en eksemplarisk framgangsmåte for å styre fluidstrømning fra et borehull.

DETALJERT BESKRIVELSE AV OPPFINNELSEN

Det tilveiebringes anordninger, systemer og framgangsmåter for å fange opp og/eller styre fluidstrømning fra et borehull. Slike anordninger og systemer brukes i én utførelsesform som respons-/serviceverktøy for å fange opp et borehull og stanse eller styre fluidstrømning fra borehullet etter uønsket fluidstrømning som er en følge av for eksempel en utblåsing, brønnhodefeil og/eller feil på utblåsingssikring (BOP). En framgangsmåte omfatter å posisjonere en oppfangingsanordning for en lekkende brønn på et skadet brønnhode eller annen borehullavslutningsstruktur og igangsette anordningen slik at den i det minste delvis forsegler den lekkende delen og styrer strømningen av fluid derfra. I én utførelsesform omfatter anordningen en oppfangingssammenstillingen med et hulrom som er konfigurert til å motta minst en lekkende del av brønnhodet og dirigere borehullsfluid til en ledning. I én utførelsesform er hulrommet konfigurert til å tilpasses slik at det i det minste delvis stemmer overens med en form og eventuelt også størrelse av den lekkende delen og/eller brønnhodet. For eksempel kan oppfangingssammenstillingen igangsettes til å kople seg til brønnhodet og endre hulrommets form slik at det i det minste delvis stemmer overens med den lekkende delen og/eller brønnhodet. En strømningsstyresammenstilling konfigureres til å forbinde fluidledningen til hulrommet, og kan omfatte fluidporter som er konfigurert til å la fluid slippe ut i det omkringliggende miljøet når oppfangingssammenstillingen koples til borehullet. I én utførelsesform er fluidportene konfigurert til å lukkes for å dirigere borehullsfluid til ledningen etter at oppfangingssammenstillingen er tilkoplet.

Anordningene og systemene som beskrives her, kan brukes som et serviceverktøy for nødrespons for å fange opp en strømmende brønn etter en utblåsing eller skade på en utblåsingssikring, brønnhodekomponent eller annen borehullkomponent som får borehullsfluid til å lekke fra borehullet ut i det omkringliggende miljøet. Anordningene kan brukes til å danne en forsegling rundt toppen av et skadet brønnhode og fange opp fluid som strømmer derfra. Fluidet kan deretter for eksempel midlertidig samles opp til det kan anvendes en mer permanent løsning og/eller det kan dirigeres til andre oppfangingsbeholdere.

Med henvisning til fig.1 omfatter en eksemplarisk utførelsesform av et bore-, lete-, evaluerings- og/eller produksjonssystem 10 et borehull 12 som penetrerer en jordformasjon 14. Borehullet 12 kan være et åpent hull eller et kledd hull som omfatter et brønnrør 16. Borehullet 12 kan omfatte en borehullstreng 18 som en borestreng eller produksjonsstreng som omfatter ulike borehullverktøy eller andre komponenter. En borehullavslutningsstruktur som et brønnhode 20 posisjoneres på overflaten av borehullet 12 og omfatter ulike komponenter som en utblåsingssikring (BOP), ulike ventiler, produksjonsfluidledninger og ledninger for å føre inn borehullkomponenter. Brønnhodet 20 kan være en undersjøisk eller overflatestruktur. Eksempler på borehullkomponenter omfatter borehullstrengen 12, borehullverktøy som sensorverktøy og produksjonsverktøy, en bunnhullsammenstilling (BHA) og en borsammenstilling.

Fig. 1 illustrerer også en fluidoppfangings-/styreanordning 22, her også henvist til som en brønnhetteanordning 22, som er konfigurert til å senkes eller på annen måte anbringes på i det minste en del av et skadet brønnhode 20 og fange opp borehullsfluid som strømmer ut av borehullet 12. Brønnhetteanordningen 22 er konfigurert til å posisjoneres på eller rundt en skadet eller lekkende del for å innkapsle, fange opp eller på annen måte styre fluidstrømning fra borehullet 12. En skadet eller lekkende del kan omfatte en hvilken som helst tilstand som gjør at borehullsfluid 23 kan slippe ut fra borehullet 12 og ut i det omkringliggende overflatemiljøet. Eksempler på skadede eller lekkende deler omfatter brudd eller åpninger i en rørstruktur, utblåsingssikring (BOP), et brønnhode eller annen borehullkomponent som skapes av en utblåsing, et brønnhodebrudd, BOP-feil eller annen uønsket fluidforbindelse mellom borehullet 12 og det omkringliggende miljøet. Brønnhetteanordningen 22 kan brukes som en del av et nødresponssystem og/eller -service for å fange opp en strømmende brønn etter en utblåsing eller skade på brønnhodet 20.

Brønnhetteanordningen 22 omfatter en tilkoplingssammenstilling 24 som er konfigurert til å anbringes nær brønnhodet 20 og festes fjernbart til brønnhodet, slik at i det minste den skadede eller lekkende delen av brønnhodet 20 omgis av tilkoplingssammenstillingen 24. Brønnhetteanordningen 22 kan også omfatte en strømningsstyresammenstilling 26 som er konfigurert til å igangsettes separat, slik at den i det minste vesentlig avgrenser fluidstrømning til innenfor brønnhetteanordningen 22 og dirigerer fluidstrømning til en oppfangingsanordning eller en ekstern lokalitet.

I én utførelsesform omfatter tilkoplingssammenstillingen 24 et i det minste delvis hult tilkoplingslegeme 28 som omfatter et hulrom 30 konfigurert til å motta minst den skadede eller lekkende delen av brønnhodet 20 i seg. Hulrommet 30 har et tverrsnittsområde med en form og/eller størrelse som er konfigurert til å motta den skadede eller lekkende delen. Tilkoplingssammenstillingen 24 omfatter også et forbindelsesstykke 32 som er konfigurert til å mottas av eller på annen måte operabelt forbindes med strømningsstyresammenstillingen 26.

Forbindelsesstykket 32 kan omfatte en gjenget forbindelse, friksjonspasning, boltkasse eller annen forbindelse for å feste tilkoplingssammenstillingen 24 til strømningsstyresammenstillingen 26 med en i det minste delvis fluidtett forbindelse. Én eller flere forseglingskomponenter 34 som pakninger eller O-ringer kan omfattes med forbindelsesstykket 32 og/eller strømningsstyresammenstillingen 26, for å hjelpe til med å skape den i det minste delvis fluidtette forbindelsen.

I én utførelsesform omfatter strømningsstyresammenstillingen 26 og/eller tilkoplingssammenstillingen 24 én eller flere fluidporter 36 som lar borehullsfluid 23 strømme gjennom hulrommet 30 og/eller strømningsstyresammenstillingen 26 til det omkringliggende miljøet for å unngå å forårsake en trykkoppbygging innenfor brønnhetteanordningen 22 som kan vanskeliggjøre posisjonering og/eller igangsetting av tilkoplingssammenstillingen 24. I én utførelsesform er portene 36 konfigurert til å lukkes etter at brønnhetteanordningen 22 er festet til eller på annen måte koplet til brønnhodet 20, slik at borehullsfluid 23 dirigeres gjennom strømningsstyresammenstillingen til for eksempel en fluidledning 38. Portene kan lukkes ved hjelp av en hvilken som helst egnet mekanisme, for eksempel av én eller flere ventiler 40. Fluidledningen 38 kan anbringes i fluidkommunikasjon med en oppfangingsanordning som en overflatetank, et oppsamlingsskip eller annet havgående fartøy. Når brønnhetteanordningen 22 koples til og portene 36 lukkes, fanges borehullsfluid som har sluppet ut fra borehullet 12 i det minste vesentlig og hindres i ytterligere utslipp til omkringliggende miljø. Selv om portene 36 er vist i fig. 1 som inkorporert med strømningsstyresammenstillingen 26, er de ikke begrenset på denne måten og kan inkorporeres ved ethvert egnet sted, som i tilkoplingssammenstillingen 24 (se for eksempel fig.5–6).

I én utførelsesform omfatter tilkoplingslegemet 28 en forsegling og/eller tilkoplingsmekanisme som er konfigurert til å forsegle, gripe fast eller på annen måte feste brønnhetteanordningen 22 til brønnhodet 20. For eksempel omfatter tilkoplingsmekanismen én eller flere mekaniske forseglinger 42 som O-ringer, pakninger eller andre forseglingsanordninger. Forseglingene 42 kan lages av et deformerbart, utsvellbart og/eller utvidbart materiale som gummi, syntetisk gummi, elastomerer, termoplastiske materialer, skum og formminnematerialer. I én utførelsesform omfatter tilkoplingslegemet 28 én eller flere inngangsporter 44 som er konfigurert til å injisere et strømbart forseglingsmateriale inn i hulrommet 30 etter tilkopling med brønnhodet 20 for å lette tilveiebringelsen av en i detminste delvis fluidtett forsegling mellom brønnhodet 20 og tilkoplingslegemet 28. Egnede strømbare forseglingsmaterialer omfatter et hvilket som helst utsvellbart og/eller strømbart materiale som en skum eller en herdeplast som er konfigurert til å tilveiebringe en forsegling etter injeksjon. Injeksjonsportene 44 kan være i fluidkommunikasjon med en ekstern injeksjonskilde eller omfatte en integrert forsyning av injeksjonsmaterialet.

I én utførelsesform omfatter forseglingsmaterialene formminnematerialer som formminneplast (SMP), som har evnen til å komme tilbake fra en deformert tilstand til den opprinnelige tilstanden før deformeringen (heretter kalt «husket form» eller «aktivert form») som respons på en stimulus som en temperaturendring, et elektrisk eller magnetisk felt, elektromagnetisk stråling og en endring i pH. Ikke-begrensende eksempler på formminnematerialer omfatter formminneplast (SMP), som SMP-er i polyuretan eller epoksy, som har egenskaper som strekker seg fra for eksempel stabil til bionedbrytelig, myk til hard, og elastisk til rigid, avhengig av de strukturelle enhetene som utgjør SMP-en. SMP-er kan også omfatte termoplastiske og herdeplast- (kovalent tverrbundne) polymermaterialer. SMPer kan også være i stand til å lagre flere former i minnet. I én utførelsesform er formminnematerialet konfigurert til å endres fra en deformert eller «utfoldet form» til en form som er konfigurert til å hindre fluidstrømning mellom brønnhodet 20 og tilkoplingslegemet som respons på en utløser, som anvendelse av varme. Utløseren kan for eksempel være en endring i den kjemiske sammensetningen av den omgivende væsken (f.eks. havvann til hydrokarbonfluid fra borehullet), en injisert kjemisk endring, eller anvendelse av et magnetisk eller elektrisk felt i tilkoplingslegemet 28. Slike utløsere kan forårsakes av endringer i fluidet eller endringer i tilkoplingslegemet 28 som aktiveres av en bruker eller en ekstern anordning.

I én utførelsesform er tilkoplingssammenstillingen 24 konfigurert til å kunne tilpasses til den spesifikke typen skade og/eller form den lekkende eller skadede delen av brønnhodet 20 har. For eksempel er tilkoplingssammenstillingen 24 en modulær komponent som kan brukes i forbindelse med brønnhetteanordningen 22. I dette eksempelet er brønnhetteanordningen 22 en del av et brønnhettesystem som omfatter en mengde tilkoplingssammenstillinger 24, der hvert av dem har et tilkoplingslegeme 28 med ulik størrelse, diameter og/eller tverrsnittsform. På denne måten kan systemet brukes til å ta tak i en rekke typer skader og typer brønnhoder 20 ved å bytte ut en tilkoplingssammenstilling 24 med en alternativ sammenstilling 24 som har et tilkoplingslegeme 28 som er mest tilpasset formen til den skadede delen av brønnhodet 20.

Med henvisning til fig.2–4 omfatter tilkoplingssammenstillingen 24 i én utførelsesform ett eller flere bevegelige elementer 46 som er konfigurert til å trekke seg tilbake som respons på kontakt med brønnhodet 20 når brønnhetteanordningen 22 utfoldes rundt brønnhodet 20. Et eksempel er vist i fig.2 og 3, der tilkoplingssammenstillingen 24 er vist i en uutfoldet eller utilkoplet posisjon i fig.2, og en utfoldet eller tilkoplet posisjon i fig.3. I dette eksempelet er de bevegelige elementene 46 konsentriske elementer som er konfigurert til å trekke seg tilbake etter som brønnhetteanordningen 22 utfoldes, slik at bare elementene 46 som har en form som kan omgi den tilkoplede brønnhodedelen, forblir i en senket posisjon. På denne måten kan tilkoplingslegemet 28 tilpasse hulrommet 30 til den spesifikke størrelsen og/eller formen til den tilkoplede brønnhodedelen. I én utførelsesform kan det indre av tilkoplingslegemet 28 og/eller ett eller flere elementer 46 omfatte en forseglingsmekanisme 42 som kan igangsettes for å tilveiebringe en forsegling rundt brønnhodet. Eksempler på slike mekanismer 42 omfatter injeksjonsporter 44 og deformerbare materialer som oppblåsbare, utsvellbare eller utvidbare materialer som beskrevet ovenfor. Selv om tilkoplingslegemet 28 og de bevegelige elementene 46 er vist i fig.2–3 som generelt sylindriske, er de ikke begrenset på denne måten og kan ha en hvilken som helst ønsket tverrsnittsform, som firkantet, rektangulær eller heksagonal.

I et annet eksempel, vist i fig.4, er elementene 46 en mengde aksialtgående tapper eller elementer som er ordnet tverrsnittvis. Hvert element 46 er individuelt bevegelig, slik at hulrommets 30 form og/eller størrelse kan tilpasses slik at det i det minste delvis stemmer overens med størrelsen og/eller formen av den tilkoplede delen av brønnhodet 20.

Fig. 5 og 6 illustrerer et eksempel på brønnhetteanordningen 22.

Tilkoplingssammenstillingen 24 og strømningsstyresammenstillingen 26 er hver vist i en åpen, utilkoplet posisjon i fig.5, og en lukket, tilkoplet posisjon i fig.6. I dette eksempelet omfatter brønnhetteanordningen 22 et tilkoplingslegeme 28 som er operabelt forbundet med en indre hylse 48 som omfatter en sammenleggbar forseglingsdel 50. I én utførelsesform definerer tilkoplingslegemet 28 en del av både tilkoplingssammenstillingen 24 og strømningsstyresammenstillingen 26. For eksempel har i tilkoplingssammenstillingen 24 en første del av tilkoplingslegemet 28 en indre diameter som er stor nok til å akkomodere den indre hylsen 48, og en andre del av legemet 28 har en indre diameter som definerer en fluidstrømningsledning 51, og kan konfigureres til å generelt tilsvare den indre hylsen 48, brønnhodedelen og/eller andre oppfangingsledninger eller -beholdere som kan være operabelt forbundet med brønnhetteanordningen 22. Selv om den første delen og den andre delen er vist i fig.5 som et enkelt legeme, kan de være flere legemer festet til eller på annen måte i fluidkommunikasjon med hverandre.

Som vist i fig.5 er den indre hylsen 48 i åpen posisjon posisjonert inne i tilkoplingslegemet 28, slik at den sammenleggbare forseglingsdelen 50 generelt definerer et tverrsnittområde som er større enn området eller diameteren til brønnhodedelen, slik at forseglingsdelen 50 kan passes over og rundt brønnhodedelen.

Som vist i fig.6 kan det utøves en kraft på tilkoplingslegemet 28 for å igangsette tilkoplingssammenstillingen 24 og få tilkoplingslegemet 28 til å gå ned rundt og tette den sammenleggbare forseglingsdelen 50 på brønnhodedelen. I én utførelsesform er den sammenleggbare forseglingsdelen 50 en konisk, avskrådd eller på annen måte radialtgående del som kan reduseres i diameter av tilkoplingslegemet 28. For eksempel omfatter delen 50 en «avsmalnet» flens som omfatter en mengde radialt utoverspredte tenner eller elementer som kan lukkes rundt brønnhodedelen. Delen 50 kan omfatte ulike belegg eller bindemidler for å lette fastgripingen og/eller forseglingen av brønnhodedelen.

I én utførelsesform omfatter tilkoplingssammenstillingen 24 en mekanisk utløser som for eksempel minst én sikringsstift 52 som utløsbart fester den indre hylsen 48 til tilkoplingslegemet 28. Sikringsstiften 52 er konfigurert til å brekke ved en valgt skjærkraft. I

én utførelsesform omfattes en forseglingsmekanisme 42 som én eller flere O-ringer eller andre sammenleggbare pakninger mellom tilkoplingslegemet 28 og den indre hylsen 48 for å hindre fluid 23 i å strømme ut av den tiltenkte fluidveien som er definert av hulrommet 30 og strømningsstyresammenstillingen 26 under og etter igangsetting. I én utførelsesform har den indre diameteren av tilkoplingslegemet 28 og den ytre diameteren av den indre hylsen 48 hver et mellomrom som kan fylles med et forseglingsmateriale, for eksempel via en inngangsport 44 for å la den sammenleggbare forseglingsdelen 50 forsegle rundt den tilkoplede brønnhodedelen, noe som kan la den sammenleggbare delen 50 dannes rundt en rørformet brønnhodekomponent eller en brønnhodekomponent som ikke lenger er rund som en følge av f.eks. bøying før den ble avskåret eller brutt.

I én utførelsesform omfatter strømningsstyresammenstillingen 24 en oppfangingshylse 54 som omfatter den minst ene porten 36. En andre forseglingsmekanisme 56 som én eller flere O-ringer eller andre sammentrykkbare pakninger er inkludert mellom legemet 28 og oppfangingshylsen 54 for å hindre fluid 23 i å strømme ut av den tiltenkte fluidveien som er definert av ledningen under og etter igangsetting. I en åpen posisjon, vist i fig.5, er oppfangingshylsen 54 posisjonert relativt til tilkoplingslegemet 28, slik at den minst ene porten 36 er i fluidkommunikasjon med ledningen 51 for å la fluid 23 strømme inn i det omkringliggende miljøet. I en lukket posisjon, vist i fig.6, er oppfangingshylsen 54 posisjonert relativt til legemet 28, slik at den minst ene porten 36 er avlukket fra ledningen 51, slik at fluid er innskrenket til ledningen 51 og kan dirigeres til et eksternt sted. Oppfangingshylsen 54 er ikke innskrenket til utførelsesformene som er beskrevet her. For eksempel kan den minst ene porten 36 settes på tilkoplingslegemet 28, og oppfangingshylsen 54 kan konfigureres til å igangsettes for å dekke eller på annen måte avstenge den minst ene porten 36.

[0029] I én utførelsesform omfatter strømningsstyresammenstillingen 26 en mekanisk utløser som for eksempel minst én sikringsstift 58 som utløsbart fester oppfangingshylsen 54 til legemet 28 i åpen posisjon. Sikringsstiften 58 er konfigurert til å brekke ved en valgt skjærkraft, slik at oppfangingshylsen 54 kan beveges aksialt til lukket posisjon, og forseglingsmekanismen 56 er anbrakt mellom den minst ene porten 36 og ledningen 51. I én utførelsesform er sikringsstiften 58 konfigurert til å brekke ved en større kraft enn tilkoplingssammenstillingens sikringsstift 52, slik at tilkoplingssammenstillingen 24 kan igangsettes separat av strømningsstyresammenstillingen 26.

Selv om legemet 28 og hylsene 48 og 54 er beskrevet i utførelsesformene ovenfor som generelt sylindriske, er de ikke begrenset på den måten. Verktøyet 30 og komponentene i det kan danne en hvilken som helst egnet tverrsnittform, for eksempel for å akkomodere formen av borehullåpninger på grunn av deformeringer skapt av en utblåsing eller annet brudd.

De spesifikke formene og diameterne av brønnhetteanordningens 22 komponenter kan produseres slik at de akkomoderer en lang rekke brønnhodekomponenter, BOP-er og andre borehullkomponenter som kan oppleve brudd som forårsaker en fluidlekkasje. I tillegg til å være spesifikt produsert for spesifikke situasjoner kan komponentene lagres i ulike størrelser og former for å muliggjøre rask sammenstilling og ibruktaking. For eksempel kan indre hylser 48 ha ulike diametere og/eller former/størrelser av forseglingsdelene 50 for å akkomodere flere lekkasjesituasjoner. Dessuten kan komponentene

som beskrives her, som strømningsstyresammenstillingen 26, tilkoplingslegemet 28, forbindelsesstykket 32 og bevegelige elementer, lages av et hvilket som helst egnet materiale, som stål, rustfritt stål, aluminium og ulike metallegeringer. I én utførelsesform omfatter materialene materialer som kan motstå krefter og trykk som for eksempel utøves av borehullsfluid og/eller undersjøisk trykk.

Igjen med henvisning til fig.1 kan brønnhetteanordningen 22 omfatte eller settes i forbindelse med ulike verktøy som brukes til å måle forhold i eller rundt brønnhetteanordningen 22, som fluidtrykk og strømningshastigheter. Slike målinger kan være nyttige for å koordinere igangsetting av tilkoplingssammenstillingen 24 og strømningsstyresammenstillingen 26 og å vurdere hvor vellykket bruken av brønnhetteanordningen 22 er. Eksempler på slike sensorer omfatter trykksensorer, vibrasjonssensorer, temperatursensorer, strømningshastighetssensorer, gassinnhold- og/eller slamsammensetningssensorer og andre. I tillegg kan brønnhetteanordningen 22 omfatte en prosesseringsenhet eller utstyres med senderutstyr for i siste rekke å kommunisere til en ekstern prosesseringsenhet (f.eks. en havoverflateenhet i tilfellet med et undersjøisk borehull). Slikt senderutstyr kan ta en hvilken som helst ønsket form, og ulike sendemedia og forbindelser kan brukes. Eksempler på forbindelser omfatter trådrør, fiberoptiske og trådløse forbindelser.

I én utførelsesform omfatter den eksterne prosesseringsenheten og/eller brønnhetteanordningen 22 komponenter som trengs for å lagre og/eller prosessere data som er samlet fra brønnhetteanordningen 22. Eksemplariske komponenter omfatter, uten begrensning, minst én prosessor, lagring, minne, inngangsanordninger, utgangsanordninger og liknende. Den eksterne prosesseringsenheten er valgfritt konfigurert til å styre igangsetting av brønnhetteanordningen 22.

Fig. 7 illustrerer en framgangsmåte for å fange opp fluidstrømning fra et borehull. Framgangsmåten omfatter ett eller flere av trinnene 61–64 som beskrives her. Framgangsmåten kan utføres manuelt eller av én eller flere prosessorer eller andre anordninger som er i stand til å motta og prosessere måledata, som en ekstern prosesseringsenhet. I én utførelsesform omfatter framgangsmåten utførelse av alle trinnene 61–64 i rekkefølgen som er beskrevet. Visse av trinnene 61–64 kan likevel utelates, trinn kan legges til, eller rekkefølgen på trinnene kan endres.

I det første trinnet 61 posisjoneres brønnhetteanordningen 22 på brønnhodet. I én utførelsesform posisjoneres verktøyet 22 slik at tilkoplingssammenstillingen 24 lokaliseres nær brønnhodet og/eller den lekkende delen av brønnhodet 20.

I det andre trinnet 62 igangsettes tilkoplingssammenstillingen 24 ved for eksempel å senke brønnhetteanordningen 22 slik at minst en del av tilkoplingslegemet 28 omgir minst den lekkende delen av brønnhodet 20. I én utførelsesform omfatter det å senke brønnhetteanordningen 22 å komme i kontakt med ett eller flere av de bevegelige elementene 46 og trekke tilbake de kontaktede bevegelige elementene 46 slik at hulrommet 30 i det minste delvis stemmer overens med størrelsen og/eller formen av den lekkende delen og/eller brønnhodet 20.

I én utførelsesform omfatter igangsetting å senke brønnhetteanordningen 22 slik at minst en del av den sammenleggbare delen 50 av oppfangingshylsen 48 omgir den lekkende delen, og utøver vertikalt trykk på brønnhetteanordningen 22. Det vertikale trykket er tilstrekkelig til å brekke sikringsstiftene 52 eller på annen måte igangsette tilkoplingssammenstillingen 24 slik at den får tilkoplingslegemet 28 til å gli over den sammenleggbare delen 50 og danne en friksjonspasning mellom den lekkende delen og tilkoplingssammenstillingen 24 som er i det minste delvis eller vesentlig fluidtett. I én utførelsesform er strømningsstyresammenstillingen 26 på dette trinnet i åpen posisjon og tillater strømning av fluid fra den minst ene porten 36 for å tilveiebringe en strømningsvei for fluid når tilkoplingssammenstillingen 24 posisjoneres og igangsettes.

I det tredje trinnet 63 igangsettes strømningsstyresammenstillingen 24 slik at den danner en fluidstrømningsvei mellom hulrommet 30 og ledningen 38, slik at borehullsfluid 23 kan dirigeres bort fra den lekkende delen og i det minste delvis elimineres fra det omkringliggende miljøet. I én utførelsesform lukkes fluidportene 36 via for eksempel ventilene 40 eller sikringsstiftene 58 for å hindre fluid i å strømme ut i miljøet og for å dirigere fluidstrømning til ledningen 38.

I det fjerde trinnet 64 dirigeres borehullsfluid fra brønnhetteanordningen 22 gjennom ledningen 38 til et eksternt sted. For eksempel kan brønnhetteanordningen 22 forbindes i fluidkommunikasjon via strømningsstyresammenstillingen 26 til en oppsamlingsenhet som en tank eller et tankskip.

Trinnene ovenfor kan utføres av en operatør, posisjoneres manuelt, og/eller posisjoneres og igangsettes på avstand via en prosesserings-/styreenhet (som overflateenheten) på overflaten av bakken eller over vann. I én utførelsesform kan en robotenhet eller et fjernstyrt kjøretøy (ROV) brukes til å utføre trinnene i et undersjøisk miljø.

Anordningene, systemene og framgangsmåtene som er beskrevet her, tilveiebringer ulike fordeler framfor kjent teknikk. Utførelsesformene som er beskrevet her, gir mulighet til å raskt og effektivt respondere på utblåsinger eller andre feil for å fange opp fluidstrømning, for å redusere eller minimere mengden fluid som slipper ut av et borehull. Anordningene, systemene og framgangsmåtene har verdi ved at de stanser tap av olje, produksjonsfluider og andre materialer ut i miljøet, stanser tap fra en brønn og tillater styring av en kill-prosedyre, avlastningsbrønn eller andre tiltak.

Claims

Patentkrav

1. Anordning (22) for å fange opp fluidstrømning fra et borehull (12), som omfatter:

en tilkoplingssammenstilling (24) som omfatter et legeme (28) med et hulrom (30) som er konfigurert til å motta en lekkende del av en borehullavslutningsstruktur som strekker seg fra borehullet, og til å omgi den lekkende delen, der hulrommet (30) er konfigurert til å tilpasses slik at det i det minste delvis stemmer overens med en form av minst én av den lekkende delen og borehullavslutningsstrukturen; og

en strømningsstyresammenstilling (26) som er konfigurert til å forbinde en fluidledning (38) i fluidkommunikasjon med tilkoplingssammenstillingen (24) og dirigere borehullfluid inn i fluidledningen, der anordningen (22) videre omfatter en mengde aksialtgående bevegelige elementer (46) som er konfigurert til å trekke seg tilbake som respons på at tilkoplingssammenstillingen (24) kopler seg til den lekkende delen, og i det minste delvis få en tverrsnittsform av hulrommet (30) til å stemme overens med formen til minst én av den lekkende delen og borehullavslutningsstrukturen.

2. Anordning i henhold til krav 1, der mengden aksialtgående bevegelige elementer (46) omfatter en mengde konsentriske aksialtgående elementer.

3. Anordning i henhold til krav 1, som ytterligere omfatter en tilkoplingsmekanisme som er konfigurert til å igangsettes slik at den fester tilkoplingssammenstillingen til borehullavslutningsstrukturen.

4. Anordning i henhold til krav 3, der tilkoplingsmekanismen omfatter et deformerbart materiale som er anbrakt på legemet og konfigurert til å danne en i det minste delvis fluidtett forsegling mellom legemet og borehullavslutningsstrukturen.

5. Anordning i henhold til krav 4, der det deformerbare materialet omfatter minst én av et utvidbart materiale, et oppblåsbart materiale, et skummateriale og et formminnemateriale.

6. Anordning i henhold til krav 1, som ytterligere omfatter en inngangsport (44) som er konfigurert til å injisere et strømbart forseglingsmateriale inn i hulrommet slik at det danner en i det minste delvis fluidtett forsegling mellom legemet og borehullavslutningsstrukturen.

7. Anordning i henhold til krav 1, som ytterligere omfatter minst én fluidport (36) som er konfigurert til å dirigere borehullfluidet fra hulrommet til det omkringliggende miljøet, og konfigurert til å lukkes etter at tilkoplingsmekanismen er igangsatt til å dirigere borehullfluidet inn i fluidledningen.

8. Anordning i henhold til krav 1, der tilkoplingsmekanismen omfatter en sammenleggbar forseglingsdel (50) som er konfigurert til å igangsettes til å legges sammen rundt minst den lekkende delen og dirigere borehullfluid til hulrommet.

9. Anordning i henhold til krav 1, der borehullavslutningsstrukturen omfatter minst én av et brønnhode (20) og en utblåsingssikring.

10. Fremgangsmåte for å fange opp fluidstrømning fra et borehull, der fremgangsmåten omfatter:

å anbringe en fluidoppfangingsanordning (22) nede i borehullet tilstøtende en borehullavslutningsstruktur hvorfra det lekker borehullfluid inn i et omkringliggende miljø;

å senke oppfangingsanordningen (22) slik at en tilkoplingssammenstilling (24) mottar minst en lekkende del av borehullavslutningsstrukturen, der tilkoplingssammenstillingen (24) omfatter et legeme (28) med et hulrom (30) som er konfigurert til å omgi den lekkende delen når den mottar den lekkende delen; å tilpasse hulrommet slik at det i det minste delvis stemmer overens med en form av minst én av den lekkende delen og borehullavslutningsstrukturen, der tilpassing av hulrommet omfatter å trekke tilbake minst ett aksialt bevegelig element (46) som respons på at tilkoplingssammenstillingen (24) kopler seg til den lekkende delen, og i det minste delvis få en tverrsnittsform av hulrommet til å stemme overens med formen av minst én av den lekkende delen og borehullavslutningsstrukturen, der det minst ene aksialt bevegelige elementet omfatter en mengde aksialtgående bevegelige elementer (46);

å dirigere borehullfluid fra den lekkende delen gjennom det hule legemet til minst én fluidport (36) i fluidkommunikasjon med det omkringliggende miljøet; og å dirigere borehullfluidet til en fluidledning (38) ved å sette fluidledningen i fluidkommunikasjon med tilkoplingssammenstillingen (24) og lukke den minst ene fluidporten (36).

.

11. Fremgangsmåte i henhold til krav 10, der det minst ene aksialt bevegelige elementet(46) omfatter en mengde konsentriske aksialtgående elementer.

12. Fremgangsmåte i henhold til krav 10, som ytterligere omfatter å igangsette en tilkoplingsmekanisme til å feste oppfangingssammenstillingen til borehullavslutningsstrukturen.

13. Fremgangsmåte i henhold til krav 12, der igangsetting av tilkoplingsmekanismen omfatter å sette et deformerbart materiale som er anbrakt på legemet, i kontakt med borehullavslutningsstrukturen, slik at det dannes en i det minste delvis fluidtett forsegling mellom legemet og borehullavslutningsstrukturen.

14. Fremgangsmåte i henhold til krav 13, der det deformerbare materialet omfatter minst én av et utvidbart materiale, et oppblåsbart materiale, et skummateriale og et formminnemateriale.

15. Fremgangsmåte i henhold til krav 10, der igangsetting av tilkoplingsmekanismen omfatter å igangsette en sammenleggbar forseglingsdel (50) til å legges sammen rundt minst den lekkende delen og dirigere borehullfluid til hulrommet.

16. Fremgangsmåte i henhold til krav 10, der borehullavslutningsstrukturen omfatter minst én av et brønnhode (20) og en utblåsingssikring.