KONGSBERG: Det er et stort behov for å øke utvinningsgraden fra felter i drift i Nordsjøen. Økt brønnvedligehold gjennom flere og lengre boreoperasjoner er en viktig metode for å produsere mer av ressursene i reservoarene. For å møte denne utfordringen har FMC Kongsberg Subsea, som er en av de største leverandørene av undervannsbrønner på norsk sokkel og på verdensbasis, utviklet et system for å redusere faren for at brønnhodene blir skadet på grunn av belastningene fra marine stigerør.
Ideen er patentert av FMC og oppfinnerne er Tor-Øystein Carlsen, Hans-Paul Carlsen og Olav Inderberg.
Store sideveis forskyvinger
Belastningene sideveis på brønnhodene kan bli store når det gjennomføres brønnarbeider i felt med undervannsbrønner. For å få tilgang til brønnen fra en borerigg, så monteres et marint stigerør som gir adgang til brønnen bra en boreiggen. Det festes i en hivkompensator på boreriggen, som kompenserer for de vertikale bølgebevegelsene, men i liten grad kompensere for boreriggens horisontale bevegelser.
Det betyr i klartekst at brønnhodet må kunne ta opp kreftene som kommer som et resultat av et bøyemoment fra en kanskje flere hundre meter lang vektarm. Dette har i enkelte tilfeller medført at brønnhodene er skadet og operatørene av sikkerhetsmessige hensyn har stengt ned brønner på grunn av mulig utmatting i stålet.
Samarbeid med Statoil
– Vi har fått bevilget midler til å gjennomføre fullskala forsøk med den nye koblingen i kombinasjon med dagens flexjoint, den fleksible koblingen mellom stigerør og brønnhodet. Prosjektet er et samarbeid mellom FMC og Statoil.. Målet er å få fram et utstyr som sikrer full teknisk integritet i brønnhodet, forteller senioringeniør Hans Paul Carlsen.
Hittil har prosjektet arbeidet med brønnhoder og 7" stigerør, men det skal utvikles slik at det passer til alle typer brønnhoder, uavhengig av leverandør. – Systemet utarbeides etter Norsoks retningslinjer og ISO 13628 standard, som fastsetter regler for utmatting og strukturelle integritet, forklarer Carlsen.
– Uansett så ønsker operatøren, i dette tilfelle Statoil, å ha så lav belastning som overhodet mulig på brønnhodet.
Vektorregning
Løsningen som er prøvd ut i liten skala er forholdsvis enkel. – Det hele er basert på enkel vektorregning. Når stigerøret dras ut opprettes en kraft som igjen kan dekomponeres i en horisontal og en vertikal komponent, hvor det er horisontale komponenten som påfører brønnhodet skader og utmatting, forteller systemingeniør Tor-Øystein Carlsen.
– Vår løsning består i å opprette en motkraft til den horisontale komponenten, slik at belastningen på brønnhodet blir tilnærmet lik null, sier han.
Hydraulisk motkraft
Rent mekanisk består løsningen av en standard flexjoint som monteres over brønnhodet. På denne fleksible koblingen monteres fire hydrauliske sylindre som får sin kraft fra akkumulatorer. Sylinderne står montert som eiker, 90 grader på hverandre i det samme planet.
Når stigerøret trekkes i en retning vil de hydrauliske sylindrene opprette en motkraft som nærmest nøytraliserer belastningen på brønnhodet. Rent fysisk ses dette direkte på stigerøret, som ved en belastning vil bøye seg som en gren mot den retningen boreriggen beveger seg. Når dette kompenseres med de hydrauliske sylindrene, bli bøyningen annerledes, nærmest motsatt.
– Våre målinger bekrefter at dette virker, belastningene blir nesten null, sier Tor-Øystein Carlsen.
