Havbunnsbrønnramme med manifoldmottaksrom Bakgrunn

Transkript

1 - 1 - P347NO00-KM Havbunnsbrønnramme med manifoldmottaksrom Den foreliggende oppfinnelsen vedrører brønnrammer for havbunnsbrønner. Spesielt vedrører oppfinnelsen en konfigurasjon av brønnrammeluker for beskyttelse av ventiltrær og annet innvendig utstyr. Bakgrunn Det er vanlig å anordne havbunnsbrønner i beskyttende havbunnsbrønnrammer med et flertall brønnplasser. For eksempel kan brønnrammen omfatte fire brønnplasser, hvorved to plasser er anordnet på hver sin side av en manifold anbrakt imellom. For å få tilgang til brønnutstyr, så som ventiltrærne, blir det anordnet luker over brønnplassene som kan dreies eller løftes vekk. 1 2 En slik brønnramme er vist i den medfølgende Fig. 1, som illustrerer en brønnramme med fire brønnplasser og dreibare luker som er oppstøttet til et robust rammeverk. Toppen av brønnrammen er i flukt med toppdekselet til en manifold anordnet mellom to par av brønnplasser. For omtalen her og nedenfor sier vi at manifolden har en lengdeakse som er parallell med linjene mellom de to brønnplassene i hvert par av brønnplasser (som er på forskjellige sider av manifolden). De vertikale sidene til brønnrammen er åpen for tilgang til ventiltrærne med en ROV, gjennom åpninger under den øvre rammestangen. Med den viste brønnrammen kan en ROV få tilgang til ventiltreet fra to sider, nemlig fra siden som er motstående av siden som vender mot manifolden og siden som vender i retningene parallelt med lengdeaksen til manifolden. Lukene dreier om en dreieakse som er vinkelrett på lengdeaksen til manifolden. Følgelig, når en luke er i en åpnet stilling vil ROV-en fortrinnsvis ha tilgang et ventiltre fra den siden som er motstående av manifolden for å unngå sammenstøt med luken. Når manifolden blir senket ned inn i brønnrammen vil alle lukene fortrinnsvis være i en åpen stilling for å unngå kollisjon med manifolden. En skal bemerke at

2 - 2 - P347NO00-KM det øvre rammeverket må være dimensjonert til å gi rom for manifolden når den senkes ned eller løftes opp. Patentpublikasjon NO beskriver en annen beskyttelsesstruktur for havbunnsutstyr. Strukturen har et robust rammeverk, på toppen av hvilket det er anordnet et flertall dreibare luker. Publikasjon NO94407 beskriver et beskyttelsesdeksel for undervannsinstallasjoner, hvor dekslet er laget av komposittmateriale. Dekslene er dreibart festet øverst i et rammeverk. GB beskriver en havbunns beskyttelsesstruktur som er beregnet for én enkelt brønnplass. Strukturen kan vippes vekk fra sin beskyttende stilling og således blottlegge brønnplassen. 1 Publikasjon WO073 beskriver likeledes en beskyttelsesstruktur med kun ett deksel som er tiltenkt å beskytte havbunnsutstyr. 2 En annen utførelsesform for en beskyttelsesanordning for havbunnsinstallasjoner er beskrevet i internasjonal patentsøknad WO Denne anordningen har et toppdeksel med et gitter og fire skrå og med gitter forsynte sidedeksler som rager opp til toppen av anordningen fra en nedre stilling. Sidedekslene er hengslet ved den nedre stillingen slik at de kan dreie ut fra anordningen til en åpen stilling. Formålet med den foreliggende oppfinnelsen er å tilveiebringe en havbunnsbrønnramme som kan oppta en manifold og med et flertall brønnrammer, hvilken brønnramme kombinerer effektiv beskyttelse av havbunnsutstyret inni mens det tilveiebringer effektiv operasjonstilgang, så som for en ROV. Oppfinnelsen Den foreliggende oppfinnelsen tilveiebringer en havbunns brønnramme omfattende et flertall brønnplasser anordnet tilstøtende et manifoldmottaksrom, hvorved brønnrammen omfatter et flertall brønnrammeluker for beskyttelse av

3 - 3 - P347NO00-KM brønnutstyr, deriblant et ventiltre. Lukene omfatter i det minste et toppbeskyttelsesdeksel og et sidebeskyttelsespanel. Videre er lukene innrettet til å dreie mellom en lukket og åpen stilling, om en dreieakse som er anordnet ved en nedre ende av luken. Når lukene er i en åpen stilling fremviser brønnrammen fravær av et rammeverk som rager oppover mot toppen av brønnrammen. Brønnrammen har således ikke noe gjenværende rammeverkstrukturer som rager opp mot toppen av brønnrammen når lukene er i en åpen stilling. 1 Denne konfigurasjonen av lukene resulterer i et flertall fordeler. For eksempel vil én luke tilveiebringe topp- og sidebeskyttelse av havbunnsutstyr, mens den samtidig tilveiebringer tilgang både ovenfra og fra siden når den er i en åpen stilling. Videre, man unngår å ha gjenværende rammeverk i området til havbunnsutstyret når lukene er åpnet. Dette gir mer rom og bevegelsesfrihet for annet operasjonsutstyr, så som en ROV. Denne fordelen gjelder også ved installasjonen av en manifold som skal anbringes mellom brønnplassene, som vil bli klart for en fagmann fra diskusjonen av eksempelbeskrivelsen. Utelatelsen av et rammeverk som omgir havbunnsutstyret når lukene er i den åpne stillingen gjør det mulig å bruke en mindre brønnramme enn ved kjent teknikk. Dette er fordi rammeverkene brukt i de kjente løsningene må være tilstrekkelig store for å tilveiebringe tilgang for en ROV mellom rammeverkelementene. 2 Videre, ved å forsyne lukene med sidebeskyttelsespanel, vil tråldører eller trålskovler ikke bli hektet fast i noen rammeverkstang. I stedet, når de treffer brønnrammen vil de bare gli oppover langs sidebeskyttelsespanelet, helt til de beveger seg fri fra brønnrammen. Ved kjente rammeverkbrønnrammer kan en tråldør hekte seg fast, noe som resulterer i ekstremt store krefter som blir påført for å dreie tråldøren om rammeverkstangen før den løsner. Havbunnsbrønnrammen i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen vil følgelig ikke bli eksponert for slike ekstreme krefter.

4 - 4 - P347NO00-KM På grunn av nødvendigheten av å være overtrålbar bør brønnrammen være forsynt med skrå flater som fører til toppen av brønnrammestrukturen. På grunn av utelatelsen av det oppoverragende rammeverket kan disse flatene starte lengre inn (eller lavere, henholdsvis) på brønnrammen enn hva som ville vært mulig med en rammeverk-brønnramme. Dette trekket bidrar også til å gjøre brønnrammen mindre enn ved de kjente løsningene. Lukene til brønnrammen er fortrinnsvis anordnet for å dreie mellom en lukket og en åpen stilling, om en dreieakse anordnet ved en nedre ende av luken når denne er i lukket stilling. 1 Et manifoldmottaksrom er fordelaktig innrettet for å motta en manifold med en lengderetning, hvorved nevnte luker er innrettet til å dreie mellom en lukket og en åpen stilling om en dreieakse som strekker seg hovedsakelig parallelt med nevnte lengderetning. Ved å dreie lukene i denne retningen vil de bli fjernet fra manifoldsmottaksrommet ved installasjon eller fjerning av manifolden. 2 Dreieaksen er fortrinnsvis anordnet under et ROV-operasjonsrom, hvorved nevnte operasjonsrom er i stand til å romme en ROV som er anordnet for å operere et ROV-grensesnitt til nevnte ventiltre. Når en luke er dreiet til den åpne stillingen kan en ROV følgelig anbringes over sidebeskyttelsespanelet og dreieaksen eller hengslene når den er i en operasjonsstilling. I en slik stilling kan den for eksempel operere et instrumentpanel på et ventiltre anordnet i en brønnplass. Sidebeskyttelsespanelet kan fordelaktig omfatte en primærdør som er hengslet festet til luken. Dette trekket tilveiebringer ROV-tilgang til havbunnsutstyr i brønnrammen selv om luken er i en lukket stilling, for eksempel til et ventiltreinstrumentpanel. Videre, sidebeskyttelsespanelet kan også omfatte en sekundærdør som er hengslet festet til luken. En slik sekundærdør kan etterlate en tilgangsåpning som er tilstøtende en tilstøtende luke når sekundærdøren og nevnte tilstøtende luke begge er i åpen stillinger. Det er fortrinnsvis anordnet én luke for hver

5 - - P347NO00-KM brønnplass. Som vil fremgå av eksempelbeskrivelsen nedenfor, gjør denne sekundærdøren det mulig for en ROV å få tilgang til rommet mellom to tilstøtende ventiltrær selv når luken omfattende nevnte sekundærdør er lukket. 1 2 I samsvar med en ytterligere utførelsesform omfatter brønnrammen en vaierdeflektor anordnet i spalten mellom tilstøtende anordnete luker. Deflektoren vil forhindre vaiere, så som trålvaiere, fra å entre spalten. Slik entring ville kunne føre til at trålutstyr setter seg fast i brønnrammen, noe som kan forårsake store krefter fra kabelen når trålemannskapet forsøker å løsne den. I utførelsesformen omfattende en vaierdeflektor blir vaierdeflektoren fortrinnsvis festet til en første av nevnte tilstøtende luker og den andre luken omfatter et deflektorføringselement. Føringselementet er innrettet til å løfte vekk nevnte deflektor når den andre luken blir beveget fra en åpen stilling til en lukket stilling. Således blir deflektoren beveget ut av bevegelsesbanen til den andre luken når denne blir lukket. Deflektoren blir på denne måten ført inn i en stilling i hvilken den delvis overlapper begge av de nevnte tilstøtende lukene. Som vil fremgå av tegningene henvist til i eksempelbeskrivelsen nedenfor er deflektoren fordelaktig anordnet i tilknytning til kanter til nevnte luker som ligger i flukt. Brønnrammen har fortrinnsvis et flertall ventiltrær anordnet i nevnte brønnplasser, hvorved i det minste ett av nevnte ventiltrær har et ventiltretilkoblingsgrensesnitt som vender mot et tilstøtende ventiltre, hvorved nevnte ventiltretilkobling utgjør en fluidforbindelse til manifoldtilkoblingsrør. Det vil si, i denne utførelsesformen er ventiltretilkoblingsgrensesnittet anordnet mellom to tilstøtende ventiltrær. Nevnte manifoldtilkoblingsgrensesnitt kan følgelig opereres av en ROV som er anordnet i det minste delvis i rommet mellom nevnte ene ventiltre og nevnte tilstøtende ventiltre. ROV-en kan fortrinnsvis ha tilgang til nevnte rom både når bare én av de tilstøtende lukene er i en åpen posisjon og når begge av de tilstøtende lukene er i en åpen posisjon, i det første tilfellet delvis gjennom nevnte sekundærdør. Med en slik løsning, selv med en brønnramme med fler enn fire brønnplasser, for eksempel seks eller åtte, kan alle ventiltretilkoblingene til manifolden

6 - 6 - P347NO00-KM betjenes med en ROV. Det er følgelig ikke nødvendig med et eget verktøy for en slik operasjon. Toppbeskyttelsesdekslet og et sidebeskyttelsespanel har fortrinnsvis en hovedsakelig horisontal og vertikal utstrekning, henholdsvis. Utførelseseksempel Idet vesentlige trekk ved den foreliggende oppfinnelsen er blitt beskrevet ovenfor, blir et mer detaljert utførelseseksempel gitt i det følgende med henvisning til de medfølgende tegningene, i hvilke 1 2 Fig. 1 er et perspektivriss av en havbunnsbrønnramme i samsvar med kjent teknikk; Fig. 2 er et perspektivriss av en havbunnsbrønnramme i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen, med alle lukene i en lukket stilling; Fig. 3 er et perspektivriss av brønnrammen i Fig. 2, med alle lukene i en åpen stilling og fire ventiltrær installert; Fig. 4 er et toppriss av brønnrammen i Fig. 3, med kun tre ventiltrær; Fig. er et forstørret perspektivriss av en del av brønnrammen og en ROV i en operasjonsstilling; Fig. 6 er et forstørret perspektivriss av en del av brønnrammen og en ROV i en ytterligere operasjonsstilling; Fig. 7 er et forstørret toppriss av en del av brønnrammen, med en ROV i enda en operasjonsstilling; Fig. 8 er et forstørret perspektivriss av en spalte mellom to tilstøtende brønnrammeluker; Fig. 9 er det samme risset som i Fig. 8, med én av lukene i en delvis dreiet stilling; Fig. er et forstørret perspektivriss av en tilkoblingsanordning for å tilveiebringe fluidforbindelse mellom et ventiltre og manifolden. Fig. 1 viser en havbunnsbrønnramme i samsvar med kjent teknikk, med fire brønnplasser, av hvilke to plasser er anordnet på hver side av en manifold med en lengdeakse og lengdesider. Brønnrammen har et robust rammeverk med

7 - 7 - P347NO00-KM beskyttelsesluker anordnet på toppen. Beskyttelseslukene ligger i flukt med toppbeskyttelsesdekslet til manifolden, og former således en hovedsakelig plan, øvre flate. Fig. 2 og Fig. 3 viser en havbunnsbrønnramme 1 i samsvar med oppfinnelsen. Brønnrammen 1 er ankret til sjøbunnen (ikke vist) med fire sugeankre 3. Den har fire brønnplasser, av hvilke hver har et installert ventiltre (Fig. 3). Mellom de to parene av brønnplasser med ventiltrær er det anordnet en manifold 7 med en lengdeakse og lengdesider. De to lengdesidene vender hver mot ett par ventiltrær. Ved hver ende av manifolden 7 er det anordnet et beskyttelsesdeksel 11 for en undervannsledning. 1 For hver brønnplass omfatter brønnrammen 1 én luke 9. Den viste brønnrammen 1 har følgelig fire luker 9. Lukene 9 kan dreie om en dreieakse, mellom en lukket og åpen stilling. Dreieaksen er definert av hengsler 13 til hvilke lukene 9 er festet. Lukene 9 kan åpnes ved å trekke tilkoblete vaiere eller ved å betjene en hydraulisk sylinder (ikke vist). 2 Den lukkete stillingen er vist i Fig. 2, hvorved den åpne stillingen er vist i Fig. 3. Når lukene 9 er i den åpne stillingen har de dreiet i en retning vekk fra den sentralt anordnete manifolden 7, slik at de åpenbarer ventiltrærne i brønnplassene. Man bør bemerke at i den åpne stillingen er det ikke noe gjenværende rammeverk over brønnplassene eller i området til manifolden 7 (bortsett fra eventuelt rammeverk til manifolden selv). Manifolden 7 kan følgelig senkes eller heves opp inn i eller ut av posisjon mellom ventiltrærne, selv når beskyttelsesdekselet for undervannsledning er festet til den, uten risiko for kollisjon med brønnrammen 1. Lukene 9 har et toppbeskyttelsesdeksel 9a, et første sidebeskyttelsespanel 9b og et andre sidebeskyttelsespanel 9c. Toppbeskyttelsesdekslet 9a er hovedsakelig horisontalt i den lukkete stillingen, hvorved det første og andre sidebeskyttelsespanelet 9b, 9c er hovedsakelig vertikale. Man kan imidlertid også

8 - 8 - P347NO00-KM se for seg at de har en annen vinkel, såfremt toppbeskyttelsesdekslet 9a har en utstrekning med en horisontal komponent og sidebeskyttelsespanelene 9b, 9c har utstrekninger med vertikale komponenter. I den viste utførelsesformen har lukene også skrå overgangsflater 9d som strekker seg mellom toppbeskyttelsesdekslet 9a og de to sidebeskyttelsespanelene 9b, 9c, henholdsvis. Det skal bemerkes at med en brønnramme i samsvar med oppfinnelsen med fler enn fire brønnplasser, for eksempel seks eller åtte, kan det være anordnet luker over de mellomliggende brønnplassene uten noen andre sidebeskyttelsespaneler. 1 Fig. 4 viser et toppriss av brønnrammen 1 i Fig. 1 og Fig. 2, med alle lukene 9 i den åpne stillingen, men med kun tre ventiltrær. Lukene 9 er dreiet omtrent 90 grader ut fra ventiltrærne, og etterlater et ROV-operasjonsrom over luken 9, eller det første sidebeskyttelsespanelet 9b, og dreieaksen (henglser 13). Dette rommet er i stand til å romme en ROV 1 som er anordnet for å betjene et ROV-grensesnitt (ikke vist) til ventiltreet. I figurene er ROV-en 1 kun skjematisk vist. Den stiplete sirkelen med henvisningsnummer 6 indikerer et fritt rom for ytterlig- ere utstyr, så som en utblåsningssikring (BOP), når lukene 9 er i den åpne stillingen. 2 I Fig. 4 er det også vist manifoldtilkoblingsrør 17 for fluidforbindelse mellom ventiltrærne og manifolden 7. Som det fremgår av Fig. 4 er alle ventiltrærne i denne utførelsesformen tilkoblet manifolden 7 med ventiltretilkoblingsgrensesnitt 19 som er tilkoblet manifoldtilkoblingsrørene 17. Videre, alle ventiltretilkoblingsgrensesnittene 19 er anordnet på den samme siden av ventiltreet i forhold til manifolden 7. Denne stillingen er en stilling dreiet i forhold til ventiltreet omtrent 90 grader med urviseren ut fra manifolden 7. Dette betyr at fra perspektivet til ROV-en 1 som nærmer seg hvilket som helst ventiltre fra siden motsatt av manifolden 76, vil hvert ventiltre ha den samme konfigurasjonen av ventiltretilkoblingsgrensesnittet 19. Et ventiltretilkoblingsgrensesnitt 19 kunne også blitt anordnet på den motsatte siden av ventiltreet. De bør

9 - 9 - P347NO00-KM imidlertid fortrinnsvis bli anordnet på den samme siden av ventiltreet i forhold til tilgangsretningen til ROV-en 1. Det skal imidlertid bemerkes at for ventiltrærne anordnet i stillingen til det ved det nedre, høyre hjørnet i Fig. 4, vil ROV-en 1 fortrinnsvis bruke tilgang til ventiltretilkoblingsgrensesnittet 19 fra den høyre siden, det vil si tilgang i en retning parallelt med lengdeaksen til manifolden 7. Dette er illustrert i Fig. 7. Det samme gjelder for et ventiltre anordnet i den motsatte øvre, venstre brønnplassen til brønnrammen 1 i Fig Det henvises nå til Fig., hvor ROV-en 1 er vist i en stilling for betjening av ventiltretilkoblingsgrensesnittet 19 (ikke vist i Fig. pga. ROV-en foran det). ROV-en 1 har beveget seg delvis inn i rommet mellom det venstre og høyre (knapt synlig) viste ventiltreet. Til forskjell fra Fig. 4 er brønnrammen 1 i Fig. vist med luken 9 dekkende ventiltreet på den høyre siden i den lukkete stillingen. Luken 9 på den venstre siden er i den åpne stillingen. For å tilveiebringe et tilstrekkelig stort tilgangsrom for ROV-en 1 er det første sidebeskyttelsespanelet 9b til den høyre luken 9 i Fig. forsynt med en sekundærdør 21b. Når sekundærdøren 21b er i den åpne stillingen, vil en del av det første sidebeskyttelsespanelet 9b til luken 9 på den høyre siden bli dreiet vekk og etterlate en åpning for ROV-en 1. Merk at dersom lukene 9 som dekker både det høyre og venstre ventiltreet, eller brønnplasser, henholdsvis, er i den åpne stillingen (som i Fig. 3 og Fig. 4), vil ROV-en 1 også være i stand til å posisjonere seg i operasjonsstillingen vist i Fig.. Det er imidlertid vanligvis krevet at de tilstøtende brønnplassene eller ventiltrærne er beskyttet under operasjon over et ventiltre. Alle lukene vil følgelig vanligvis kun være åpne samtidig under installasjon av manifolden 7. Det henvises til Fig. 6, hvor alle lukene 9 er i den lukkete stillingen. I denne figuren er ROV-en 1 vist i en operasjonsposisjon i hvilken den kan betjene et ROV-grensesnitt til ventiltreet, så som et instrumentpanel (ikke vist). For å få tilgang er en primærdør 21a til det første sidebeskyttelsespanelet 9b åpnet. Følgelig kan ventiltreet betjenes med ROV-en uten behov for å åpne lukene 9.

10 - - P347NO00-KM Som kort nevnt ovenfor, ved betjening av ventiltretilkoblingsgrensesnittet 19 til ventiltreet i den nedre, høyre posisjonen i Fig. 4, vil ROV-en 1 ha tilgang i en retning parallelt med lengdeaksen til manifolden 7, som vist i Fig. 7. I Fig. 7 er den nedre, høyre luken 9 i den åpne stillingen, og gir ROV-tilgangsrom på den høyre siden av ventiltreet i den viste tegningen. 1 2 Det henvises nå til Fig. 8 og Fig. 9, hvor det er vist en vaierdeflektor 23 anordnet i spalten mellom to tilstøtende luker 9. En slik spalte kan for eksempel være 0, cm. Deflektoren 23 er fortrinnsvis anordnet på en slik måte at den delvis overlapper to tilstøtende luker 9, i posisjonen til kanten som forløper mellom toppbeskyttelsesdekslet 9a og de skrå overgangsflatene 9d. Deflektorene 23 er fortrinnsvis anordnet mellom hver tilstøtende luke og tjener til å hindre vaiere, så som trålvaiere (ikke vist), fra å penetrere inn i spaltene mellom tilstøtende luker 9. I en særlig fordelaktig utførelsesform er deflektoren 23 festet til en første luke 9, hvorved et deflektorføringselement 2 er festet til den motstående tilstøtende luken 9. Dette er vist i Fig. 9. Når luken 9 på den høyre siden i Fig. 9 blir dreiet inn i den åpne stillingen, vil deflektoren 23 bevege seg med luken 9 selv. Imidlertid, når luken 9 på den venstre siden i Fig. 9 blir dreiet ut fra den lukkete stillingen vil deflektoren 23 bli løftet av en kantdel 27 til den venstre luken 9, til den glir av kantdelen 27. Når den venstre luken 9 blir dreiet tilbake inn i den lukkete stillingen vil deflektorføringselementet 2 gå i inngrep med deflektoren 23 og løfte den tilstrekkelig til å la den gli på overflaten til kantdelen 27. På denne måten er vaierdeflektoren 23 innrettet til å overlappe begge lukene 9 og samtidig gjøre det mulig for begge de tilstøtende lukene 9 å bevege seg inn og ut av den lukkete stillingen. I Fig. er det vist en tilkoblingsanordning for å tilveiebringe fluidforbindelse mellom et ventiltre og manifolden 7. Tilkoblingsanordningen omfatter et ROVbetjenbart hydraulisk stempel 29 som blir anvendt av ROV-en 1 for å trekke de motstående sidene til tilkoblingsanordningen sammen til en sikker fluidforbindelse. Tilkoblingsanordningen kobler til ventiltretilkoblingsgrensesnittet 19 (Fig. 4). Anordningen kan opereres med en ROV 1 i posisjonen antydet i Fig..

11 P347NO00-KM I én utførelsesform kan lukene 9 være enkelt løsbare og festbare til resten av brønnrammen 1. Ved senking eller heving av brønnrammen 1 blir dens vekt følgelig redusert tilsvarende. I tilegg blir tileggsmassen som resulterer fra lukene når de beveges i vann redusert, slik at kravene til installasjonsutstyrsdimensjonene blir redusert.