Langflåtveien STAVANGER. Postboks SANDNES

Transkript

1 OPPFINNELSENS BENEVNELSE: Fremgangsmåte og anordning for å sikre en brønn under innslusing av et brønnverktøy SØKER: Aker Well Service AS Postboks STAVANGER OPPFINNER: Åsmund Solland Langflåtveien STAVANGER FULLMEKTIG: Håmsø Patentbyrå ANS Postboks SANDNES Vår ref: P279NO00

2 1 FREMGANGSMÅTE OG ANORDNING FOR Å SIKRE EN BRØNN UNDER INNSLUSING AV ET BRØNNVERKTØY Denne oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for å sikre en brønn. Nærmere bestemt dreier det seg om en fremgangsmåte for å sikre en brønn under innslusing av et brønnverktøy hvor fremgangsmåten omfatter: - å anordne en landingshylse som er forsynt med en barriereventil i et brønnrør nedstrøms en brønnsikringsventil; og - å forskyve brønnverktøyet inn i brønnrøret inntil en bremsenese som er koplet til brønnverktøyet, er anbrakt i landingshylsen. Oppfinnelsen omfatter også en anordning for utøvelse av fremgangsmåten. 1 Ved innslusing av lange verktøy, typisk en perforeringskanon, i en brønn, strekker verktøyet seg gjerne gjennom brønnhodeventilene mens innslusingsåpningen enda er åpen. Brønnsikringsventilen utgjør under slike operasjoner den eneste barriere mellom brønnen og atmosfæren. Skulle perforeringskanonen mistes under innslusing kan den skade brønnsikringsventilen, hvorved ytterligere en barriere faller bort. Det er kjent å installere en ytterligere brønnsikringsventil i brønnen ovenfor hovedbrønnsikringsventilen. Denne ytterligere ventil utgjør en oppbakkingsventil til hovedbrønnsikringsventilen. En ytterligere brønnsikringsventil er sårbar og kan skades eller åpnes av objekt som faller ned i brønnen med stor hastighet. Norsk patent omhandler en bremseanordning for en verktøystreng hvor en landingshylse er anbrakt i et brønnrør nedstrøms brønnsikringsventilen. Landingshylsen er avtettet og forankret mot brønnrøret. Verktøystrengen er forsynt med et ledede endeparti som låsende er koplet til en bremsenese hvor bremsenesen komplementært passer i landingshylsen. 2 Etter at bremsenesen er avlåst i landingshylsen, kan verktøyet løses ut fra bremse- nesen hvorved verktøyet kan forskyves videre gjennom bremsenesen, brønnsikringsventilen og videre inn i brønnrøret. Landingshylsen ifølge NO kan være forsynt

3 2 med en klaffventil. Denne anordning gir ingen sikkerhet for at det eksisterer to brønnbarrierer under innslusing av verktøystrengen, idet ventilene kan ha blitt åpnet av fallende gjenstander. Patentskrift US viser en barriereventil i et produksjonsrør. Ventilen styres fra overflaten ved hjelp av hydraulikkledninger og lukkes og åpnes hydraulisk. Patentskrift US 4218 viser en permanent kuleventil i et produksjonsrør som åpnes og lukkes ved hjelp av et rør som senkes ned til ventilen fra overflaten. Røret forskyves ikke gjennom ventilen. Oppfinnelsen har til formål å avhjelpe eller redusere i det minste én av ulempene ved kjent teknikk. Formålet oppnås i henhold til oppfinnelsen ved de trekk som er angitt i nedenstående beskrivelse og i de etterfølgende patentkrav. 1 2 Det er tilveiebrakt en fremgangsmåte for å sikre en brønn under innslusing av et brønnverktøy i et brønnrør hvor fremgangsmåten omfatter: - å anordne en landingshylse forsynt med en barriereventil i brønnrøret nedstrøms en brønnsikringsventil hvor landingshylsen er festet til og avtettet mot brønnrøret; og - å forskyve brønnverktøyet inn i brønnrøret inntil en bremsenese som er koplet til brønnverktøyet, er anbrakt i landingshylsen. Fremgangsmåten omfatter videre å låse opp barriereventilen ved aksial forskyving av en nøkkel som befinner seg på verktøyets ledende endeparti. Fremgangsmåten kjennetegnes ved at nøkkelen kommer til anslag mot i det minste én låsehake til i det minste én sperre som er posisjonert i det minste i én aksialt gjennomgående åpning i en aksialforskyvbar aktueringshylse, og nøkkelen forskyver aksialt den minst ene låsehaken og med det aktueringshylsen for å låse opp barriereventilen; aksialt forskyve nøkkelen forbi den minst ene låsehaken ved aksialforskyving av den minst ene låsehaken inn i et ringspor i landingshylsen, hvorved den minst ene låsehaken forskyves radielt utover slik at nøkkelen kan forskyves forbi den minst ene låsehaken; og forskyve brønnverktøyet oppstrøms forbi barriereventilen. Det kan derved sikres at barriereventilen ikke utilsiktet er åpnet for eksempel av et fallende legeme. Den nedenforliggende brønnsikringsventil er følgelig også intakt. De to ventiler, brønnsikringsventilen og barriereventilen, utgjør således to separate barrierer mot overtrykk i en brønn. Innslusing av brønnverktøyet kan derved gjennomføres uten å krenke gjeldende regelverk for sikring av brønner.

4 3 Brønnverktøyet kan med fordel forskyves gjennom barriereventilen etter at bremsenesen er avhengt og låst til landingshylsen. Derved oppnås at bremsenesen ikke utilsiktet forskyver seg ut fra landingshylsen mens brønnverktøyet forløper gjennom bremsenesen. 1 Fremgangsmåten kan utøves ved hjelp av en anordning for å sikre en brønn under innslusing av et brønnverktøy i et brønnrør, hvor anordningen omfatter: - en landingshylse forsynt med en barriereventil og et aktueringsorgan, landingshylsen er festet til og avtettet mot brønnrøret inne i brønnrøret på en nedstrømsside av en brønnsikringsventil, og brønnverktøyets ledende endeparti er forsynt med en nøkkel innrettet til å kunne komme til anslag mot aktueringsorganet, aktueringsorganet omfatter videre: - en aksialforskyvbar aktueringshylse som omfatter i det minste én aksial gjennomgående åpning fordelt om landingshylsens senterakse; - i det minste én aksial forskyvbar sperre huset i den minst ene aksiale åpningen og innrettet til å kunne låse opp barriereventilen ved aksial forskyving, hver aksialt forskyvbare sperre omfatter en låsehake innrettet til å kunne komme til anslag med nøkkelen, og hvor: - landingshylsen omfatter et ringspor innrettet til å kunne motta den minst ene låsehaken til den minst ene sperren og radielt forskyve den minst ene låsehaken utover slik at nøkkelen kan forskyves forbi den minst ene låsehaken idet barriereventilen har blitt låst opp. Låsehakene kan være forsynt med et utstikk som er innrettet til å kunne forhindre låsehakene fra utilsiktet å løse ut. 2 Et forskyvbart låseorgan kan omfatte et låselegeme som ved hjelp av et samvirkende utløserorgan er forskyvbart eller dreibart til utløst posisjon ved hjelp av et trykk eller et dreiemoment som virker mot utløserorganet. Barriereventilen kan omfatte mer enn ett låseorgan for å sikre barrierventilen mot utilsiktet å kunne åpne. Låselegemet kan være sperret av en forskyvbar eller dreibar sperre. Derved unngås at for eksempel fallende gjenstander eller et fluidtrykk som virker på hele barriereventi- len sitt tverrsnittsareal, kan åpne barriereventilen. Et slag eller et trykk mot barriereventilen vil derved ikke kunne bringe barriereventilen til å åpne.

5 4 I beskrivelsens spesielle del er oppfinnelsen sin virkemåte forklart under henvisning til en forenklet dreieventil. Andre ventiler, for eksempel en klaffventil eller andre kjente ventiler er anvendbare. Ifølge oppfinnelsen er ventilene tilpasset slik at de i det minste er utløsbare eller aktiverbare ved hjelp av nøkkelen på brønnverktøyet, men samtidig forhindret fra utilsiktet å kunne åpne. Fremgangsmåten og anordningen ifølge oppfinnelsen tilveiebringer en låsbar barriere oppstrøms brønnsikringsventilen. Langstrakte verktøy kan derved sluses inn i brønner hvor betydelige overtrykk er tilstede. Dette overkommer et lenge følt problem hvor alternativet har vært å tilleggssikre brønnen med et relativt kostbart vektfluid. I det etterfølgende beskrives et eksempel på en foretrukket utførelsesform som er anskueliggjort på medfølgende tegninger, hvor: Fig. 1 viser et brønnverktøy med påmontert bremsenese under forskyvning inn i et brønnrør, idet en landingshylse som er koplet til brønnrøret befinner seg nedstrøms en brønnsikringsventil; 1 Fig. 2 viser brønnverktøyet etter at bremsenesen er anbrakt i landingshylsen; Fig. 3 viser brønnverktøyet etter at det er løst ut fra bremsenesen og er i ferd med å komme til anslag mot en barriereventil sitt aktueringsorgan; Fig. 4 viser i større målestokk en prinsippskisse av barriereventilen, idet brønnverktøyet sin nøkkel har låst opp barriereventilen sitt aktueringsorgan; Fig. viser det samme som i fig. 4, men etter at brønnverktøyet har åpnet barriere- ventilen; og Fig. 6 viser det samme som i fig. 4, men etter at brønnverktøyet er forskjøvet inn i barriereventilen. 2 På tegningene betegner henvisningstallet 1 en barriereventil som er anbrakt i en landingshylse 2 i et brønnrør 4. Landingshylsen 2 er på i og for seg kjent måte festet til brønnrøret 4 ved hjelp av gripere 6 og avtettet mot brønnrøret 4 ved hjelp av en pakning 8. Landingshylsen 2 befinner seg nedstrøms en brønnsikringsventil. Et brønnverktøy 12 er forsynt med en utløsbar bremsenese 14 som komplementært passer i landingshylsen 2. Brønnverktøyets 12 ledende endeparti er utformet med en nøkkel 16 i form av en

6 vulst 18 med en brystning som er anordnet på en bestemt avstand fra vulstens 18 frie endeflate 22, se fig Barriereventilen 1 er forsynt med et tettende element, her i form av en dreieventil 24, se fig. 4. Et aktueringsorgan 26 er anordnet i landingshylsen 2. Aktueringsorganet 26 omfatter en i landingshylsen 2 aksialforskyvbar aktueringshylse 28. Aktueringshylsen 28 er koplet til dreieventilen 24 ved hjelp av en tapp som komplementært passer i et spor 32 i dreieventilen 24. Aktueringshylsen 28 er utformet med et antall aksiale, om landingshylsen 2 sin senterakse 34 jevnt fordelte, gjennomgående åpninger 36. I hver av åpningene 36 er det anordnet en sperre 38, idet hver sperre 38 er begrenset aksialforskyvbar i aktueringshylsen 28. Hver sperre 38 omfatter en første låsehake 40 og en andre låsehake 42 hvor låsehakene 40, 42 er sammenkoplet ved hjelp av en fjær Den første låsehake 40 er innrettet til å kunne forskyves radialt inn i et første ringspor 46 i landingshylsen 2. Likeledes er den andre låsehake 42 innrettet til å kunne forskyves inn i et andre ringspor 48 i landingshylsen 2. Nøkkelen 16 sin vulst 18 kan bare passere låsehakene 40, 42 dersom disse befinner seg i sitt respektive ringspor 46, 48. Låsehakene 40, 42 er utformet med et utstikk 0 som er innrettet til å kunne forsky- ves aksialt inn bak aktueringshylsen 28 når låsehakene 40, 42 befinner seg i sine respektive ringspor 46, Når et brønnverktøy 12 skal sluses inn i brønnrøret 4, sørger den utløsbare bremsenesen 14 for at brønnverktøyet 12, dersom det skulle mistes, ikke faller med for stor hastighet, og avbremses deretter i landingshylsen 2. Det henvises til NO hvor blant annet bremsenesens 14 virkemåte er forklart. Etter et bremsenesen 14 er anbrakt i landingshylsen 2, se fig. 2, forskyves brønnverktøyet 12, som nå er utløst fra bremsenesen 14, videre inntil nøkkelen 16 kommer til anslag mot aktueringsorganet 24, se fig. 4. I fig. 4 har vulsten 18 passert de andre låsehaker 42 som befinner seg i det andre ringspor 48. Vulsten 18 er kommet til anslag mot de første låsehaker 40 og har forskjøvet sperren

7 6 38 noe relativt aktueringshylsen 28 slik at utstikket 0 på de andre låsehaker 42 er frilagt. De andre låsehaker 42 er derved frie til å forskyves radialt inn bak brystningen på nøkkelen 16. Under videre forskyvning av brønnverktøyet 12 i retning mot dreieventilen 24 forskyves aktueringshylsen 28 sammen med sperrene 38 aksialt i landingshylsen 2 samtidig som dreieventilen 24 åpnes, se fig.. Når dreieventilen 24 er åpen, korresponderer de første låsehaker 40 med det første ringspor 46. De første låsehaker 40 forskyves radialt inn i det første ringspor 46 og ytterligere noe i aksial retning relativt aktueringshylsen 28 slik at utstikkene 0 på de første låsehaker 40 kommer i inngrep bak aktueringshylsen 28. De første låsehaker 40 er derved forhindret fra å kunne forskyves radialt ut fra det første ringspor 46. Vulsten 18 kan nå forskyves forbi de andre låsehaker 40 og videre gjennom dreieventilen 24, se fig Når brønnverktøyet skal trekkes ut, foregår utløsning, lukking og låsing av barriereventilen 1 på samme måte som beskrevet overfor, men i motsatt rekkefølge. Det presiseres at tegningene er prinsippskisser og at for eksempel nødvendige festeelementer og forspenningsfjærer som vil være velkjent for en fagmann ikke er vist.

8 7 P a t e n t k r a v 1 1. Fremgangsmåte for å sikre en brønn under innslusing av et brønnverktøy (12) i et brønnrør (4) hvor fremgangsmåten omfatter: - å anordne en landingshylse (2) forsynt med en barriereventil (1) i brønnrøret (4) nedstrøms en brønnsikringsventil () hvor landingshylsen (2) er festet til og avtettet mot brønnrøret (4); - å forskyve brønnverktøyet (12) inn i brønnrøret (4) inntil en bremsenese (14) som er koplet til brønnverktøyet (12), er anbrakt i landingshylsen (2), fremgangsmåten omfatter videre: å låse opp barriereventilen (1) ved aksial forskyving av en nøkkel (16) som befinner seg på brønnverktøyet (12) sitt ledende endeparti, k a r a k t e - r i s e r t v e d at nøkkelen (16) kommer til anslag mot i det minste én låsehake (40, 42) til i det minste én sperre (38) som er posisjonert i det minste i én aksialt gjennomgående åpning (36) i en aksialforskyvbar aktueringshylse (28), og nøkkelen (16) forskyver aksialt den minst ene låsehaken (40, 42) og med det aktueringshylsen (28) for å låse opp barriereventilen (1); aksialt forskyve nøkkelen (16) forbi den minst ene låsehaken (40, 42) ved aksialforskyving av den minst ene låsehaken (40, 42) inn i et ringspor (46, 48) i landingshylsen (2), hvorved den minst ene låsehaken (40, 42) forskyves radielt utover slik at nøkkelen (16) kan forskyves forbi den minst ene låsehaken (40, 42); og forskyve brønnverktøyet (2) oppstrøms forbi barriereventilen (1) Anordning for å sikre en brønn under innslusing av et brønnverktøy (12) i et brønnrør (4), hvor anordningen omfatter: - en landingshylse (2) forsynt med en barriereventil (1) og et aktueringsorgan (26), landingshylsen (2) er festet til og avtettet mot brønnrøret (4) inne i brønnrøret (4) på en nedstrømsside av en brønnsikringsventil (),, k a - r a k t e r i s e r t v e d at brønnverktøyets (12) ledende endeparti er forsynt med en nøkkel (16) innrettet til å kunne komme til anslag mot aktueringsorganet (26), aktueringsorganet (26) omfatter videre: - en aksialforskyvbar aktueringshylse (28) som omfatter i det minste én aksial gjennomgående åpning (36) fordelt om landingshylsens (2) senterakse (34); - i det minste én aksial forskyvbar sperre (38) huset i den minst ene aksiale åpningen (36) og innrettet til å kunne låse opp barriereventilen (1) ved aksial forskyving, hver aksialt forskyvbare sperre (38) omfatter en låsehake (40, 42)

9 8 innrettet til å kunne komme til anslag med nøkkelen (16), og hvor: - landingshylsen (2) omfatter et ringspor (46) innrettet til å kunne motta den minst ene låsehaken (40, 42) til den minst ene sperren (38) og radielt forskyve den minst ene låsehaken (40, 42) utover slik at nøkkelen (16) kan forskyves forbi den minst ene låsehaken (40, 42) idet barriereventilen (1) har blitt låst opp. 3. Anordning i henhold til krav 2, k a r a k t e r i s e r t v e d at låsehakene (40, 42) er forsynt med et utstikk (0).