NORGE. Patentstyret (12) SØKNAD (19) NO (21) (13) A1. (51) Int Cl.

Transkript

1 (12) SØKNAD (19) NO (21) (13) A1 NORGE (1) Int Cl. E21B 33/03 ( ) E21B 33/08 ( ) F16J 1/32 ( ) Patentstyret (21) Søknadsnr (86) Int.inng.dag og søknadsnr (22) Inng.dag (8) Videreføringsdag (24) Løpedag (30) Prioritet , NO, (41) Alm.tilgj (71) Innehaver ELECTRICAL SUBSEA & DRILLING AS, Postboks 419, 343 STRAUME, Norge (72) Oppfinner Egil Eriksen, 6847 VASSENDEN, Norge (74) Fullmektig Håmsø Patentbyrå ANS, Postboks 171, 4301 SANDNES, Norge (4) Benevnelse Pakkboks og fremgangsmåte ved installasjon eller trekking av et pakningselement i, henholdsvis fra en pakkboks for anvendelse ved petroleumsboring (7) Sammendrag Det beskrives en pakkboks (1) hvor et roterbart pakningselement (4) anordnet sentrisk i en pakningsholder (3) som er orienterbar og låsbar i en tettende posisjon i et hus (2) i pakkboksen (1), er innrettet til å tette mot en passerende borestreng (), hvor pakningselementet (4) omfatter en oppspenningsanordning (4E) forsynt med pakningsglideringer (4J, 4K) i oppspenningsanordningens (4E) ender og er i tettende anlegg mot glideringer (12B, 12D) anordnet innvendig i pakningsholderen (3), og en innvendig, fleksibel pakningshylse (4A) som er innrettet til å ligge tettende an mot borestrengen () med et utvendig trykk fra et fluid i et volumkompensert ringrom (1) i pakningsholderen (3), hvor oppspenningsanordningen (4E) omfatter flere kanaler (4G) som perforerer oppspenningsanordningen (4E), og klemanordninger (4C, 4D) for feste av pakningshylsen (4A) til oppspenningsanordningens (4E) endepartier. Det beskrives også en fremgangsmåte ved installasjon eller trekking av et pakningselement (4) i, henholdsvis fra en pakkboks (1).

2 1 PAKKBOKS OG FREMGANGSMÅTE VED INSTALLASJON ELLER TREKKING AV ET PAKNINGSELEMENT I, HENHOLDSVIS FRA EN PAKKBOKS FOR ANVENDELSE VED PETROLEUMSBORING Oppfinnelsen angår en pakkboks for anvendelse ved petroleumsboring, hvor et roterbart pakningselement anordnet sentrisk i en pakningsholder som er orienterbar og låsbar i en tettende posisjon i et hus i pakkboksen, er innrettet til å tette og ta opp geometriforskjeller mellom passerende borerør og skjøtekoplinger i en borestreng samt tette statisk og ved rotasjon av borestrengen, hvor pakningselementet omfatter en perforert oppspenningsanordning forsynt med pakningsglideringer i oppspenningsrørets ender og er i tettende anlegg mot glideflater på glideringer innvendig i pakningsholderen, og en innvendig, fleksibel pakningshylse som er innrettet til å ligge tettende an mot borestrengen med et utvendig trykk fra et fluid i et volumkompensert ringrom i pakningsholderen. Oppfinnelsen omfatter også en fremgangsmåte for installasjon eller trekking av et tetningselement i, henholdsvis fra en pakkboks for anvendelse ved petroleumsboring Anordninger med tetningselement som tar opp geometriforskjeller mellom passerende, roterende borerør og rørkoplinger benyttes ved boring i petroleumsnæringen, blant annet ved trykkstyrt boring (Managed Pressure Drilling (MPD) og Dual Gradient Drilling (DGD). Utstyret kan være montert på overflaten, være integrert i stigerør mellom fartøy og en utblåsingssikring på et brønnhode, eller være montert på utblåsingssikringen. Anordningen skal tette mot en borestreng under boring og sementering og dirigere returnert borevæske fra brønnen til et sideutløp under pakningselementet, der den er koplet til en pumpe og et ventilarrangement som kan arrangeres på forskjellige måter, avhengig av hvilken boreteknikk som benyttes. Ved MPD fra borerigg vil pakkboksen, pumpen og ventilarrangementet typisk være montert meter under boredekket dersom den aktuelle havdybden er stor nok. Pumpen benyttes til å regulere trykket under pakkboksen, og brønnvæsken pumpes typisk videre til overflaten fra undersiden av pakkboksen via et omløpsarrangement og videre i stigerøret på oversiden av pakkboksen, eventuelt gjennom en separat ledningsforbindelse til overflaten. Sentrifugalpumper er en aktuell pumpetype ved MPD-boring. 30 Det er ønskelig med en åpning på minimum 18 ¾ diameter gjennom pakkboksens hus, slik at større komponenter kan føres gjennom pakkboksen når pakningselementet ikke er installert. For stigerørsanvendelser begrenses den utvendige diameteren av åpningen i rotasjonsbordet på boredekket, eksempelvis 49 ½. P2796NO01 beskrivelse og krav, prioritetsdokument

3 2 Innenfor kjent teknikk er pakkbokser med roterende pakninger og mekaniske lager mest vanlig. Tetningsegenskapene for disse påvirkes negativt av høy rotasjonshastighet. US A beskriver en pakningsboks innrettet til å oppta geometriske forskjeller mellom passerende borerør og rørforbindelser. Et hus rommer et oppspenningsrør for en fleksibel pakningshylse som ved hjelp av et trykksatt fluid i et omsluttende ringrom kan ligge tettende an mot borerøret. GB A beskriver en pakkboks med pakninger som roterer med borestrengen. Det er utviklet løsninger med passive, ikke roterende, pakninger basert på injeksjon av smøremidler. Disse er tolerante for høy rotasjonshastighet, men er arbeidskrevende å operere. NO B1 beskriver en pakkboks bestående av en dynamisk tetning med en tetningsenhet og en mottakerdel. Tetningsenheten består av tre tetninger, og rommene mellom tetningene er fylt med fett for smøring og trykkstøtte til tetningene. 1 De nevnte løsningene har til felles at pakningene er svært utsatt for slitasje, noe som kan føre til avbrudd i operasjoner med kostbar utskifting av pakningselement. En annen ulempe er begrenset toleranse for skjevstilling av borestrengen. 20 NO B1 beskriver en roterende pakkboks med en fleksibel tetningshylse som omslutter en borestreng i et sylindrisk hus. Hylsen er omgitt av et væskefylt, trykksatt ringrom og tetter mot borerøret, mens endene av hylsen tetter henholdsvis mot et øvre og et nedre sett med hydraulisk aktuerte støtteplater. Støtteplatene er forsynt med utsparinger som danner en åpning for borestrengens skjøtekoplinger når platene står i indre posisjon. Platene kan trekkes tilbake ved hjelp av aktuatorer, slik at utstyr med større diameter tillates å passere gjennom pakkboksen. Pakningselementet trekkes ut, eller installeres i pakkboksen med borestrengen. Oppfinnelsen har til formål å avhjelpe eller redusere i det minste én av ulempene ved kjent teknikk, eller i det minste å skaffe tilveie et nyttig alternativ til kjent teknikk. 2 Formålet oppnås i henhold til oppfinnelsen ved de trekk som er angitt i nedenstående beskrivelse og i de etterfølgende patentkrav. 30 Oppfinnelsen skal bidra til vedvarende tetning med høy slitestyrke og lang levetid ved høyt differansetrykk og høy omdreiningshastighet på borestrengen, eksempelvis 200 omdreininger pr. minutt. Pakkboksen skal ta opp skjevstilling, slark og sidekrefter fra borestrengen. Med en fleksibel, trykkassistert hylse som tetter rundt borestrengen kan man ved behov også slippe brønnvæske kontrollert gjennom pakkboksen. Dette skiller seg fra kjent teknikk som er basert på bruk av passive pakninger. Oppfinnelsen skal bidra til at pakkboksen kan bli en slank konstruksjon med stor åpning, når pakningsholderen ikke er installert. Pakningsholderen med pakningselementet håndte- P2796NO01 beskrivelse og krav, prioritetsdokument

4 3 res fortrinnsvis med borestrengen, eller den kan alternativt føres langs borestrengen ved hjelp av et dertil egnet verktøy Følgende momenter skal bidra til dette: En sylindrisk pakningsholder er orientert og låst i pakkboksens hus, med tetning mot innsiden av huset. En borestreng passerer gjennom pakkboksens senter via åpninger i pakningsholderen og et innvendig, roterbart pakningselement. Pakningselementet består av en fleksibel pakningshylse som omkranser borestrengen, og en ytre oppspenningsanordning for hylsen. Pakningselementets ender er oppspent mellom støtteringer i pakningsholderens øvre og nedre endestykke. Støtteringene er forsynt med fôringer med åpning for den aktuelle borerørdimensjon, samt innfelte glideringer som fungerer som glidelager og tetter statisk og dynamisk mot motstående glideringer på endene av pakningselementet. Pakningshylsens ytre oppspenningsanordning er forsynt med et antall kanaler for utvendig trykkstøtte til den fleksible pakningshylsen. Når ringrommet i pakningsholderen trykksettes fra utsiden, roterer pakningselementet med borestrengen, idet hylsen klemmes tettende rundt borerøret. Den fleksible pakningshylsen kan være forsynt med innstøpte, industrikeramiske sliteelementer som ligger an mot borestrengen. Pakningshylsen tar opp aksial slitasje fra en passerende borestreng, mens rotasjonsslitasje tas opp av glideringer mellom pakningsholder og pakningselement. Pakningsholderen kan henges på og håndteres med borestrengen ved at en anordning griper løst rundt borerøret, eller den kan heises langs borestrengen med et verktøy som låses til den øvre delen av pakningsholderen. Foreliggende søknad vedrører en pakkboks for en borestreng, hvor pakkboksen omfatter en utskiftbar pakningsholder og et pakningselement som tar opp geometriforskjeller mellom passerende borerør og rørkoplinger Oppfinnelsen vedrører også en fremgangsmåte for å installere eller trekke en pakningsholder med et tetningselement inn eller ut av pakkboksens hus ved at: - En borestreng med en borkrone senkes ned gjennom pakkboksens hus. Pakningsholderen med pakningselementet tres inn på et borerør, og en gripeanordning på pakningsholderen engasjeres, slik at pakningsholderen henger løst på en skjøtekopling. Borerøret med pakningsholder og tetningselement skrus inn på borestrengen og senkes ned til pakkboksens hus og landes i dette. - En orienteringspinne nederst i pakkboksens hus skyves frem, slik at pakningsholderen blir dreid i posisjon av pinnen ved hjelp av en orienteringskrage på undersiden av pakningsholderen, før pakningsholderen landes på orienteringspinnen. Anordningen som griper løst rundt borerøret, P2796NO01 beskrivelse og krav, prioritetsdokument

5 4 frikoples, og låsepinner og koplingsanordninger for hydraulikk skyves frem og inn i pakningsholderen. - Frigjøring og trekking av pakningsholderen med borestrengen skjer ved å reversere trinnene beskrevet for installasjonen, ved at en anordning griper løst rundt borerøret, før de øvre låsepinnene og koplingsanordningene for hydraulikk trekkes tilbake. Når en skjøtekopling treffer anordningen som griper rundt borerøret, løftes pakningsholderen ut av huset og følger borestrengen til overflaten. De nedre låsepinnene trekkes tilbake når pakningsholderen henger på røret. Orienteringspinnen holdes alltid i fremskjøvet stilling når pakningsholderen håndteres. - Pakningsholderen kan alternativt installeres eller trekkes til overflaten med et verktøy. Verktøyet låses til et utvendig låsespor på en øvre entringskon for borestrengens skjøtekoplinger på toppen av pakningsholderen. 1 Fremgangsmåten for landing, låsing, tilkopling av hydraulikk og frigjøring av pakningsholderen tilsvarer det som er beskrevet for håndtering med borestreng, bortsett fra at anordningen som er innrettet for å gripe rundt borerøret hele tiden er trukket tilbake, slik at pakningsholderen kan føres fritt langs borestrengen Ved kortvarig stans i boreoperasjonen, typisk i forbindelse med innsetting av nye borerør i borestrengen, kan det være ønskelig å unngå start og stopp av pumpen, som under boring bidrar til å regulere trykk på undersiden av pakningselementet og pumper borevæsken videre til overflaten. En sentrifugalpumpe, som typisk vil bli benyttet for formålet, kan holdes i gang mens den pumper mot stengt ventil inntil boringen gjenopptas. En begrensning med en slik fremgangsmåte er at pumpen må stoppes før den blir for varm. Med den omsøkte løsningen kan man introdusere en ny fremgangsmåte for å oppnå kjøling av pumpen, ved at trykkstøtten for den fleksible hylsen reduseres, slik at pakkboksen delvis åpnes for gjennomstrømning slik at det dannes en midlertidig sirkulasjonskrets fra undersiden av pakningselementet, gjennom pumpen, inn på oversiden av pakningselementet, ned gjennom pakningselementet og ut igjen til pumpens sugeside. Oppfinnelsen er definert av de selvstendige patentkravene. De uselvstendige kravene definerer fordelaktige utførelser av oppfinnelsen I et første aspekt vedrører oppfinnelsen mer spesifikt en pakkboks for anvendelse ved petroleumsboring, hvor et roterbart pakningselement anordnet sentrisk i en pakningsholder som er orienterbar og låsbar i en tettende posisjon i et hus i pakkboksen, er innrettet til å tette mot og ta opp geometriforskjeller mellom passerende borerør og skjøtekoplinger i en borestreng samt tette statisk og ved rotasjon av borestrengen, hvor pakningselementet omfatter et oppspenningsrør forsynt med pakningsglideringer i oppspenningsrørets ender, idet pakningsglideringene er i tettende anlegg mot glideflater på glideringer anordnet innvendig i pakningsholderen, og en innvendig, fleksibel pakningshylse som er innrettet til å ligge tettende an mot bore- P2796NO01 beskrivelse og krav, prioritetsdokument

6 strengen med et utvendig trykk fra et fluid i et volumkompensert ringrom i pakningsholderen, kjennetegnet ved at oppspenningsrøret utgjøres av en perforert midtseksjon, en klemanordning for feste av pakningshylsen og pakningsglideringene på endene av oppspenningsrøret. Pakningselementets ender kan ligge an mot støtteringer anordnet ved et øvre endestykke og et nedre endestykke på pakningsholderen, idet støtteringene er forsynt med fôringer med åpning tilpasset borestrengens dimensjon. Pakningshylsen kan omfatte et innvendig, slitebestandig lag og en ytre kappe. En væskevolumkompensator kan være tilknyttet ringrommet. Pakningsholderen kan omfatte en gripeanordning som omfatter minst én hydraulisk aktuert, fjærbe- lastet låsebolt innrettet til å kunne gå i løsgjørbart inngrep med borerøret ved anlegg mot en skulder på skjøtekoplingen. 1 En øvre entringskon for borerørets skjøtekoplinger anordnet på et øvre endestykke på pakningsholderen, kan være utformet for tilkopling av et verktøy for installasjon eller trekking av pakningsholderen. Pakningshylsen kan være forsynt med minst én slitasjesensor koplet til en elektronisk sender for trådløs signaloverføring til en mottaker tilknyttet et kontrollsystem innrettet til overvåking av i det minste pakningshylsens tilstand. Den elektroniske senderen kan omfatte midler som genererer signal tilveiebrakt av pakningselementets rotasjon. 20 Huset kan være forsynt med en fluidsirkulasjonskrets som omfatter et trykkfluidinnløp for tilførsel av et trykksatt fluid, typisk filtrert sjøvann, til ringrommet for trykkstøtte til pakningselementet, samt eventuelt et trykkfluidutløp for kontrollert utslipp av det trykksatte fluidet fra ringrommet for kjøling av pakkboksen. 2 Huset kan være forsynt med et borefluidutløp anordnet under pakningselementet for retur av borevæske til overflaten, eventuelt via et omløpsarrangement anordnet mellom borefluidutløpet og et borefluidinnløp anordnet i huset over pakningselementet. 30 I et andre aspekt vedrører oppfinnelsen mer spesifikt en fremgangsmåte ved installasjon eller trekking av et pakningselement i, henholdsvis fra en pakkboks for anvendelse ved petroleumsboring, kjennetegnet ved at fremgangsmåten omfatter trekkene: enten 1a) å tre en pakningsholder som beskrevet ovenfor inn på et borerør; 1b) å la en gripeanordning gripe løst rundt borerøret ved at minst én hydraulisk aktuert, fjærbelastet låsebolt anordnet på pakningsholderen føres til anlegg mot en skulder på en skjøtekopling på P2796NO01 beskrivelse og krav, prioritetsdokument

7 6 1 borerøret; 1c) å sammenkople borerøret med en borestreng; 1d) ved hjelp av borestrengen å føre pakningsholderen inn i et hus; 1e) å låse pakningsholderen til huset; og 1f) å frigjøre borestrengen fra pakningsholderen ved å trekke den minst ene låsebolten bort fra skjøtekoplingens skulder; eller 2a) å tre pakningsholderen inn på et borerør; 2b) å la et verktøy gripe tak i en øvre entringskon som beskrevet ovenfor; 2c) å sammenkople borerøret med en borestreng; 2d) ved hjelp av verktøyet å føre pakningsholderen langs borestrengen inn i et hus; 2e) å låse pakningsholderen til huset; og 2f) å frigjøre verktøyet fra pakningsholderen; og - ved trekking av pakningselementet ut av huset å reversere enten trinnene 1a-1f eller trinnene 2a-2f. Fremgangsmåten kan omfatte det ytterligere trinnet: - å orientere pakningsholderen i huset ved å la en skråstilt ledeflate på en orienteringskrage i et nedre endeparti av pakningsholderen gli på en orienteringspinne som rager inn i huset for derved å dreie pakningsholderen. 20 I det etterfølgende beskrives et eksempel på en foretrukket utførelsesform, anskueliggjort på med- følgende tegninger hvor: Fig. 1 viser perspektivisk en pakkboks med en gjennomgående borestreng, hvor huset er forsynt med aktuatorer i henhold til oppfinnelsen; Fig. 2 viser et aksialsnitt gjennom pakkboks og borestreng; 2 Fig. 3 viser i større målestokk et aksialsnitt gjennom et pakningselement; Fig. 4 viser i mindre målestokk en borestreng og en anordning for håndtering av pakningsholderen ved hjelp av borestrengen sammenkoplet med pakningsholderen i pakkboksen; 30 Fig. viser i mindre målestokk tilsvarende figur 4 under hydraulisk aktivering av de øvre og nedre pakningene mellom huset og pakningsholderen; Fig. 6 viser i større målestokk et utsnitt av opplagringen av det roterbare pakningselementet og klemanordningene for oppspenning av det fleksible pakningselementet i fig. 2, P2796NO01 beskrivelse og krav, prioritetsdokument

8 7 Fig. 7 viser i mindre målestokk pakkboksen montert i et borestigerør med et utvendig omløpsarrangement, samt utløp og innløp for borevæske under og over pakningselementet; og Fig. 8 viser i større målestokk et radialsnitt gjennom pakkboksen og skjematisk fremstilling av arrangement for trykksetting av den fleksible pakningshylsen med innløp og utløp. På tegningene betegner henvisningstallet 1 en rørformet pakkboks for tettende gjennomføring av en borestreng ved petroleumsboring. Pakkboksen 1 omfatter et hus 2 med et borefluidutløp 2A for tilkopling av en pumpe og et ventilarrangement for trykkstyrt boring, (MPD) og et borefluidinnløp 2B for boreslam. Huset 2 kan ha overganger til et stigerør (ikke vist) i øvre og nedre enden, eller være tilpasset for sammenkopling med andre ikke viste elementer. Ved utstrakt håndtering av pakkboksen 1 er det aktuelt å montere et deksel (ikke vist) rundt huset 2 for å beskytte utvendig utstyr og tilkoplinger. 1 Det vises så til figurene 2 og 3. I huset 2 er det anbrakt en sylindrisk pakningsholder 3 med et roterbart pakningselement 4. Pakningsholderen 3 omfatter et øvre og et nedre endestykke 3A, 3B samt en sylindrisk midtseksjon 3C. En borestreng som omfatter et antall borerør A med skjøtekoplinger B, kan passere aksialt gjennom åpninger i et øvre endestykke 3A og et nedre endestykke 3B i pakningsholderen 3 og gjennom pakningselementet 4. Skjøtekoplingene B er forsynt med skuldre C Pakningselementet 4 omfatter en fleksibel pakningshylse 4A som er forsynt med innstøpte, industrikeramiske sliteelementer 4B, og som i hver ende er utformet med en forsterket innfestingskrage 4Aa som klemmes fast med henholdsvis en øvre og en nedre klemanordning 4C, 4D i endene av en ytre oppspenningsanordning 4E på pakningselementet 4. Pakningshylsen 4A, vist trykkløs, kan være støpt i ett stykke, eller bestå av et indre lag 4Ab med sliteelementer 4B og en ytre kappe 4Ac som er støpt eller limt sammen med det indre laget. Pakningshylsen 4A dimensjoneres i forhold til borestrengens dimensjon. Pakningselementet 4 roterer med borestrengen idet pakningshylsen 4A klemmes tettende rundt borestrengen ved utvendig trykkstøtte med et fluid i pakningselementet Mediet for trykkstøtte er typisk filtrert sjøvann som pumpes inn gjennom en koplingsanordning 4F, videre gjennom en horisontal boring 3D i en midtseksjon 3C på pakningsholderen 3 og inn til pakningshylsen 4A via et antall kanaler 4G gjennom pakningshylsens 4A ytre oppspenningsanordning 4E. En væskevolumkompensator 4H kompenserer for volumendring i pakningsholderen 3 ved passasje av skjøtekoplinger B gjennom pakningshylsen 4A og er fortrinnsvis koplet til en tilførselsledning 4I for trykksettingsvæske på utsiden av pakkboksen 1. Kjøling innvendig i pakkboksen 1 kan eventuelt tilveiebringes ved at trykksettingsvæsken pumpes inn i og slippes kontrollert ut av P2796NO01 beskrivelse og krav, prioritetsdokument

9 8 pakningsholderen 3 til omgivelsene gjennom boringer i pakningsholderen 3 og korresponderende koplinger 4F, 4L i huset 2 og en tilknyttet fluidsirkulasjonskrets 4M, slik det er vist på figur 8. Det vises så til figur 4. En gripeanordning 6 for håndtering av pakningsholderen 3 og pakningselementet 4 ved hjelp av borestrengen, er integrert i pakningsholderens 3 øvre endestykke 3A. Et antall fjærbelastede låsebolter 6A er ved å ligge an mot en skjøtekoplings B skulder C, innrettet til å gripe løst rundt borerøret A når pakningsholderen 3 skal føres inni huset 2, eventuelt når pakningsholderen 3 skal trekkes ut av huset 2 og opp til overflaten. Låseboltene 6A skyves inn mot borerøret A av en skråflate i øvre enden av et antall hydrauliske aktuatorer 6B, tilegnet de respektive låseboltene 6A, og er anbrakt i vertikalt orienterte boringer som omkranser senteråpningen i det øvre endestykket 3A. I øvre endeposisjon befinner skråflaten på toppen av aktuatorene 6B seg på oversiden av aktueringsenden til boltene 6A, og fjærretur av boltene 6A hindres. 1 I nedre ende av de hydrauliske aktuatorene 6B er det anordnet et stempelhode for hydraulisk aktuering av aktuatorene 6B, og dette trykksettes fra en koplingsanordning 6C via boringer 6D i pakningsholderens 3 midtseksjon 3C. Boringene 6D munner ut henholdsvis over og under stempelhodene til de hydrauliske aktuatorene 6B. Fjærbelastede holdeanordninger 6E er anordnet i pakningsholdens 3 øvre endestykke 3A for hver aktuator 6B, slik at de holdes låst i øvre posisjon når det hydrauliske trykket er ventilert. Mekanisk låsing av aktuatorene 6B overvinnes ved at aktuatorene 6B returneres til nedre posisjon med hydraulisk trykk på oversiden av stempelhodene. 20 Når pakningsholderen 3 er installert i huset 2, passerer det hydrauliske trykket gjennom koplingsanordningen 6C på utsiden av huset 2. I tilfelle pakningsholderen 3 befinner seg på overflaten, kan hydrauliske slanger koples direkte til boringene 6D i midtseksjonen 3C av pakningsholderen 3 for frigjøring av aktuatorene 6B. 2 Når boltene 6A er skjøvet inn mot borerøret A og pakningsholderen 3 er frigjort fra huset 2, henger pakningsholderen 3 med pakningselementet 4 på skulderen C til en av skjøtekoplingene B i borestrengen og håndteres med denne. Brytepinner 6F er inkludert i boltene 6A som en sikkerhetsanordning i tilfelle pakningsholderen 3 setter seg fast i stigerøret. 30 Det vises nå til figur. Pakningsholderen 3 dreies om sin senterakse mens den senkes ned i huset 2 under installasjon for å passe overens med korresponderende elementer i huset 2, ved at en orienteringskrage 7 på undersiden av pakningsholderen 3 treffer en orienteringspinne 7A og pakningsholderen 3 dreies til riktig orientering i huset 2, idet kanten på orienteringskragen 7 glir ned langs orienteringspinnen 7A. Øverst på orienteringskragen 7 bunner orienteringspinnen 7A i en vertikal slisse 7B når pakningsholderen 3 landes i huset 2. P2796NO01 beskrivelse og krav, prioritetsdokument

10 9 Pakningsholderen 3 låses til pakkboksens 1 hus 2 med et øvre og nedre sett låsepinner 8A, 8B som er innrettet til å kunne gå i inngrep i utsparinger i for pakningsholderen 3 for å feste pakningsholderen 3 til huset 2. En hydraulisk koplingsanordning 9A er anordnet på huset 2 for aktivering av en øvre og nedre pakning 9B, 9D mellom huset 2 og pakningsholderen 3 ved hjelp av hydrauliske aktueringsanordninger 9C, 9E med stempler som trykksettes via boringer 9F i pakningsholderens 3 midtseksjon 3C og i henholdsvis øvre og nedre endestykke 3A, 3B av pakningsholderen 3. Pakningsholderens øvre og nedre endestykke 3A, henholdsvis 3B er forsynt med hver sin entringskon, henholdsvis 11 for skjøtekoplingene B. En øvre entringskon er på figur 2 vist med et utvendig låsespor A for tilkopling av et verktøy (ikke vist) for installasjon eller trekking av pakningsholderen 3. I tilfelle brytepinnene 6F brekker, vil pakningsholderen 3 gli ned langs borestrengen før den lander på orienteringspinnen 7A i huset 2. Ved kontrollert bryting av pinnene 6F kan et håndteringsverktøy først koples til låsesporet A. 1 En fleksibel mansjett (ikke vist) kan anbringes på entringskonen og tette rundt borestrengen Det vises nå til figur 6. Innvendig i pakningsholderen 3 er det på undersiden av det øvre endestykket 3A og oversiden av det nedre endestykket 3B montert støtteringer 12 (se figur 3) med en innfelt fôring 12A for senteråpningen gjennom pakningsholderen 3, tilpasset den aktuelle dimensjonen på borestrengen. Flytende glideringer 12B med anti-rotasjons innfesting er innfelt i støtteringene 12 og fungerer som glidelager og dynamiske pakningsringer. Pakningselementet 4 er oppspent mellom glideringene 12B i henholdsvis øvre og nedre støttering 12 i pakningsholderen 3 ved at glideringene 12B ligger an mot et fjærende element 12C i støtteringene 12 og er i aksialt, tettende inngrep med glideflater på pakningsglideringene 4J som er festet til klemanordningene 4C, 4D på pakningshylsens 4A oppspenningsanordning 4E. Støtteringene 12 er også forsynt med radielle glideringer 12D som ligger an mot pakningsglideringene 4K som er festet til klemanordningene 4C, 4D. Glideringene 12B, 12D, 4J, 4K er typisk fremstilt av industrikeramisk materiale. 30 Det vises til figur 2 og 3. Pakningshylsen 4A kan være forsynt med minst én slitasjesensor 13A i form av innstøpte elektroder som kommer i kontakt med borestrengen når pakningshylsen 4A slites ned til kritisk nivå. Slitasjesensoren 13A er via fleksible ledninger 13B koplet til en kombinert rotasjonssignalgiver og elektronisk sender 13C i pakningselementets 4 ytre oppspenningsanordning 4E. En elektronisk mottaker 13D i pakningsholderen 3 registrerer signal fra slitasjesensoren 13A og omdreininger av pakningselementet 4, for eksempel ved at senderen 13C omfatter midler, typisk en magnet (ikke vist), som induserer et signal i mottakeren 13D hver gang den passerer P2796NO01 beskrivelse og krav, prioritetsdokument

11 mottakeren 13D. Signalene overføres til et kontrollsystem 13E fra en elektrisk konnektor 13F som står i induktiv forbindelse med mottakeren 13D og er anordnet i huset 2. På figur 7 er pakkboksen 1 vist skjematisk montert i et stigerør med et utvendig omløpsarrangement 16 samt utløp 2A og innløp 2B for borevæske under, henholdsvis over pakningselementet 4. Det bør bemerkes at alle de ovennevnte utførelsesformer illustrerer oppfinnelsen, men begrenser den ikke, og fagpersoner på området vil kunne utforme mange alternative utførelsesformer uten å avvike fra omfanget av de vedlagte kravene. I kravene skal referansenumre i parentes ikke sees som begrensende. Bruken av verbet "å omfatte" og dets ulike former, ekskluderer ikke tilstedeværelsen av elementer eller trinn som ikke er nevnt i kravene. De ubestemte artiklene "en", "ei" eller "et" foran et element ekskluderer ikke tilstedeværelsen av flere slike elementer. Det faktum at enkelte trekk er anført i innbyrdes forskjellige avhengige krav, indikerer ikke at en kombinasjon av disse trekk ikke med fordel kan brukes. P2796NO01 beskrivelse og krav, prioritetsdokument

12 11 P a t e n t k r a v 1 1. Pakkboks (1) for anvendelse ved petroleumsboring, hvor et roterbart pakningselement (4) anordnet sentrisk i en pakningsholder (3) som er orienterbar og låsbar i en tettende posisjon i et hus (2) i pakkboksen (1), er innrettet til å tette mot og ta opp geometriforskjeller mellom passerende borerør (A) og skjøtekoplinger (B) i en borestreng () samt tette ved rotasjon og aksiell forskyvning av borestrengen (), hvor pakningselementet (4) omfatter en oppspenningsanordning (4E) forsynt med pakningsglideringer (4J, 4K) i oppspenningsanordningens (4E) ender idet pakningsglideringene (4J, 4K) er i tettende anlegg mot glideflater på glideringer (12B, 12D) anordnet innvendig i pakningsholderen (3), og en innvendig, fleksibel pakningshylse (4A) som er innrettet til å ligge tettende an mot borestrengen () med et utvendig trykk fra et fluid i et volumkompensert ringrom (1) i pakningsholderen (3), k a r a k t e r i s e r t v e d at oppspenningsanordningen (4E) omfatter flere kanaler (4G) som perforerer oppspenningsanordningen (4E), og klemanordninger (4C, 4D) for feste av pakningshylsen (4A) til oppspenningsanordningens (4E) endepartier Pakkboks (1) i henhold til krav 1, hvor pakningselementets (4) ender ligger an mot støtteringer (12) anordnet ved et øvre endestykke (3A) og et nedre endestykke (3B) på pakningsholderen (3); idet støtteringene (12) er forsynt med fôringer (12A) med åpning tilpasset borestrengens () dimensjon Pakkboks (1) i henhold til krav 1, hvor pakningshylsen (4A) omfatter et innvendig, slitebestandig lag (4Ab) og en ytre kappe (4Ac). 4. Pakkboks (1) i henhold til krav 1, hvor en væskevolumkompensator (4H) er tilknyttet ringrommet (1). 30. Pakkboks (1) i henhold til krav 1, hvor pakningsholderen (3) omfatter en gripeanordning (6) som omfatter minst én hydraulisk aktuert, fjærbelastet låsebolt (6A) innrettet til å kunne gå i løsgjørbart inngrep med borerøret (A) ved anlegg mot en skulder (C) på skjøtekoplingen (B). 6. Pakkboks (1) i henhold til krav 1, hvor en øvre entringskon () for borerørets () skjøtekoplinger (B) anordnet på et øvre endestykke (3B) på pakningsholderen (3), er utformet for tilkopling av et verktøy for installasjon eller trekking av pakningsholderen (3). P2796NO01 beskrivelse og krav, prioritetsdokument

13 12 7. Pakkboks (1) ifølge krav 1, hvor pakningshylsen (4A) er forsynt med minst én slitasjesensor (13A) koplet til en elektronisk sender (13C) for trådløs signaloverføring til en mottaker (13D) tilknyttet et kontrollsystem (13E) som er innrettet til i det minste å overvåke pakningshylsens (4A) tilstand. 8. Pakkboks (1) ifølge krav 7, hvor den elektroniske senderen (13C) omfatter midler som genererer signal tilveiebrakt av pakningselementets (4) rotasjon. 9. Pakkboks (1) ifølge krav 1, hvor huset (2) er forsynt med en fluidsirkulasjonskrets (4M) som omfatter et trykkfluidinnløp (4F) for tilførsel av et trykksatt fluid, typisk filtrert sjøvann, til ringrommet (1) for trykkstøtte til pakningselementet (4A), samt eventuelt et trykkfluidutløp (4L) for kontrollert utslipp av det trykksatte fluidet fra ringrommet (1) for kjøling av pakkboksen (1). 1. Pakkboks (1) ifølge krav 1, hvor huset (2) er forsynt med et borefluidutløp (2A) anordnet under pakningselementet (4) for retur av borevæske til overflaten, eventuelt via et omløpsarrangement (16) anordnet mellom borefluidutløpet (2A) og et borefluidinnløp (2B) anordnet i huset (2) over pakningselementet (4) Fremgangsmåte ved installasjon eller trekking av et pakningselement (4) i, henholdsvis fra en pakkboks (1) for anvendelse ved petroleumsboring, k a r a k t e r i - s e r t v e d at fremgangsmåten omfatter trekkene: enten 1a) å tre en pakningsholder (3) i henhold til krav 1 inn på et borerør (A); 1b) å la en gripeanordning (6) gripe løst rundt borerøret (A) ved at minst én hydraulisk aktuert, fjærbelastet låsebolt (6A) anordnet på pakningsholderen (3) føres til anlegg mot en skulder (C) på en skjøtekopling (B) på borerøret (A); 1c) å sammenkople borerøret (A) med en borestreng (); 1d) ved hjelp av borestrengen () å føre pakningsholderen (3) inn i et hus (2); 1e) å låse pakningsholderen (3) til huset (2); og 1f) å frigjøre borestrengen (A) fra pakningsholderen (3) ved å trekke den minst ene låsebolten (6A) bort fra skjøtekoplingens (B) skulder (C); eller 2a) å tre pakningsholderen (3) inn på et borerør (A); 2b) å la et verktøy gripe tak i en øvre entringskon () i henhold til krav 6; 2c) å sammenkople borerøret (A) med en borestreng (); 2d) ved hjelp av verktøyet å føre pakningsholderen (3) langs borestrengen () inn i et hus (2); 2e) å låse pakningsholderen (3) til huset (2); og 2f) å frigjøre verktøyet fra pakningsholderen (3); og P2796NO01 beskrivelse og krav, prioritetsdokument

14 13 - ved trekking av pakningselementet (4) ut av huset (2) å reversere enten trinnene 1a-1f eller trinnene 2a-2f. P2796NO01 beskrivelse og krav, prioritetsdokument

15

16

17

18

19

20

21

22