Havbunnsinstallasjonen
Hovedforskjellen mellom overflatekompletterte brønner og havbunnskompletterte brønner er at ventiltreet plasseres på havbunnen, og produsert gass eller væske går fra brønnene til en havbunnsmontert manifold.
Ventiltreet som brukes, er tilpasset et vått miljø og trykket fra sjøvann på utsiden. Ventiltreet er også utstyrt med flere ventiler enn et tørt tre. Ventilene styres normalt med hydraulisk trykk og har lydsignal (acoustic) som kan operere ventilene dersom hydraulikken svikter (contingency).
Komplettering med bunnramme på havbunnen
Når det skal bores brønner som skal knyttes til en templateløsning, settes bunnrammen på havbunnen først. Det vanligste er at bunnrammen har plass til fire brønner, men det finnes rammer med plass til 10 brønner.
Bunnrammen kan forankres til havbunnen ved hjelp av påler som sementeres ned i havbunnen, eller ved hjelp av sugeanker dersom det er et tykt sedimentlag på havbunnen.
Bunnrammen har en Permanent Guide Base (PGB) for hver brønn. En PGB har stolper som stikker opp i hvert hjørne (guide post). Fra riggen føres en guide-vaier ned og festes i guidepostene i hvert hjørne. Utstyr som skal føres fra riggen ned til rammen, ledes til riktig plass ved hjelp av guide-vaieren.
Dersom området skal bygges ut med klyngeløsning, trenger man ikke bunnramme. Da settes en TGB (Temporary Guide Base) på havbunnen. TGB brukes for BOP under boring, og som base for Permanent Guide Base (PGB) i kompletteringsfasen.
I dokumentet « Subsea drilling» beskrives en enkel oversikt over prosessen fra boring til komplettering av en havbunnsbrønn.
Boring og installasjon av conductor
I senter av guidebase er det en åpning mot havbunnen. Der bores den første seksjonen med et 42 tommers drillbit. Deretter settes røret som heter conductor. Det er 36 tommer og skal støtte omgivelsene rundt brønnåpningen, den skal ikke holde høye trykk. Dersom det er en myk havbunn med sedimenter i stedet for steingrunn, kan conductoren hamres eller spyles (jet flush) ned i havbunnen uten at det bores. Det er også mulig å starte med et 36 tommers hull og en 30 tommers conductor.
På toppen av conductoren er brønnhodehuset som brønnhodet skal forankres i.
Installasjon av 20” surface casing med brønnhode
På toppen av surface casing er brønnhodet. Brønnhodet er vanligvis 18 ¾ tommer og designet for trykk opp til 15 000 psi. Utvendig på brønnhodet er det en låseprofil som brukes for ventiltre og BOP. Dette er en standard H4 koblingsprofil som brukes på de fleste brønnhoder. Den er laget slik at utstyr som skal lande på brønnhodet, kan bruke samme type låseklemme og dimensjon.
Brønnhodekoblingen (wellhead connector) som er i bunnen av BOP og ventiltre, opereres hydraulisk med ca. 690 bar/10000 psi og låses til profilen på brønnhodet.
H4-profilen brukes også på toppen av ventiltre og på toppen av BOP, slik at samme type kobling (connector) passer i ulike operasjoner.
Når surface casing med brønnhode er installert, kan BOP settes på brønnhodet for brønnkontroll. Fra denne fasen i brønnboringen sirkuleres borevæske gjennom brønnen til overflatesystemene.
Montering av casing hanger i brønnhodet
Det neste rørene som installeres i brønnen, er fôringsrør (casing). På toppen av hver casing er det en casing hanger (fôringsrørhenger). Den brukes til å lande og feste casingen i brønnhodeprofilen. Den største casinghangeren installeres først. Den landes på en landeskulder innvendig i brønnhodet, de andre casinghangerne landes oppå den foregående.
For å isolere ringrommene mellom brønnhodet og fôringsrør og mellom fôringsrørene brukes en metallpakning som installeres mellom casing hanger og brønnhodet. Det brukes en metallpakning for hver hanger.
Installasjon av produksjonsrøret i brønnhodet
Produksjonsrøret (production tubing), som går fra reservoaret til toppen av brønnen, henges av i brønnhodet eller i ventiltreet. Forskjellen ligger i om det skal monteres et vertikalt ventiltre eller et horisontalt ventiltre på brønnen.
Dersom brønnen skal ha vertikalt ventiltre (VXT), installeres produksjonsrøret (tubing) med tubing hanger (TH) øverst i brønnhodet før ventiltreet installeres.
Produksjonsrøret henges av med tubing hanger øverst i brønnen. I tubinghangeren er koblingspunktet mellom kontrollrommet på overflaten og instrumenteringen nede i brønnen. Produksjonsrøret består av rør, sikkerhetsventil (DHSV og ASV) og annet utstyr som skal ha kommunikasjon gjennom kontrollinjer til overflaten. Sammenskruing av produksjonsrøret med production packer, DHSV og tubing hanger er en tidkrevende og komplisert oppgave. Særlig montering og testing av kontrollinjene som skal ligge på utsiden av produksjonsrøret, er en kritisk fase.
Når alt er skrudd sammen og testet, kjøres det inn i brønnen gjennom BOP. Kjørestrengen er et borerør med et landeverktøy for tubing hanger. Landeverktøyet består av orienteringprofil og setteverktøy (tubing hanger rotation orientation tool, THROT). TH landes innvendig i brønnhodet over den siste casinghangeren som ble kjørt i brønnen. Tubinghangeren er begrenset til innvendig diameter på 5 tommer (12,7 cm), og høyden i brønnhodet er mindre enn 1 meter.
På undersiden av tubinghangeren er det flere koblingspunkt for kontrollinjene som kommer på utsiden av produksjonsrøret. Gjennom godset i tubinghangeren går det vertikale kanaler som brukes til å føre signalene forbi TH til koblingspunktet i ventiltreet. Ved installasjon må tubinghangeren orienteres slik at koblingspunktene stemmer overens med inngangene til ventiltreet når det skal monteres.
Orienteringen skjer når TH senkes ned i brønnhodet gjennom BOP, ved hjelp av en kile (alignment key) på utsiden av landestrengen som passer i et spiralformet spor (helix) i BOP. Når tubinghangeren senkes ned i brønnhodet, må den roteres til riktig posisjon.
Montering av tubing hanger i horisontalt ventiltre
Dersom brønnen skal kompletteres med horisontalt ventiltre (HXT), skal tubinghangeren monteres innvendig i treet. Ventiltreet monteres først på brønnhodet, og deretter kjøres og landes BOP oppå ventiltreet.
Produksjonsrøret med DHSV, packer og annet utstyr, og tubing hanger kjøres på borestreng og landes innvendig i treet. Denne TH-en har en indre diameter på 7 tommer (17,78 cm) og er over 2 meter lang. I det horisontale ventiltreet går utløpet for produksjonen ut i siden til hovedventilene. I tubinghangeren er det et tilsvarende hull i siden som må plasseres rett ovenfor utgangen i ventitreet.
Denne animasjonen viser hvordan tubing hanger installeres og orienteres i brønnhodet.
Tips: skru av lyden. Installasjon av tubing hanger i HXT
Orienteringen skjer når TH senkes ned i ventiltreet, ved hjelp av en kile på utsiden av hangeren som passer til et spiralformet spor i ventiltreet. Når tubinghangeren senkes ned i ventiltreet, roteres den til riktig posisjon innvendig i treet.
Til slutt kobles alle kontrollinjepunktene sammen slik at det dannes kommunikasjon mellom utstyret i brønnen og kontrollrommet på overflaten.