(57)【要約】  修正されたケーシング結合部分は、対向する端部開口を有する貫通孔を有する圧力逃がし弁本体を収容する。貫通孔は、その一方の端部開口において修正されたケーシング結合部分の内部と連通し、その反対の端部開口において、修正されたケーシング結合部分を取り囲む領域と連通する。貫通孔は、密閉ボールを受け入れる、その一方の端部に隣接するボールシートを含む。ボールは、張力要素によってボールシートの方向に付勢される。ボールは、坑井穿孔内に位置する井戸ケーシングの連続した複数の範囲の間に閉じ込められているアニュラー圧力に晒される。張力要素によってボールに対して及ぼされる張力の量は、所定のアニュラス圧力に達すると、ボールがボールシートから離れて動き、選択されたケーシングストリング間に閉じ込められているアニュラー圧力を開放することを可能にするように選択される。【特許請求の範囲】
【請求項１】
海中導管によって浮遊ワークステーションに接続されている海底坑口に係る組み合わせであって、前記海底坑口は、前記海底坑口の下の穿孔内に配置されている複数のケーシングストリングに接続されており、それらの間に少なくとも１つのケーシングアニュラスを画定するものであり、
圧力逃がし弁を収容するための修正されたケーシング結合部分ハウジングをさらに備え、
前記修正されたケーシング結合部分は、前記海底坑口の下の前記穿孔内に配置されている前記複数のケーシングストリングのうちの少なくとも１つの中に配置されており、
前記修正されたケーシング結合部分は、前記結合部分の内部及び外部を画定する側壁を有し、前記結合部分は、対向する端部開口を有する貫通孔を有する弁本体を含み、前記弁本体の前記貫通孔は、その一方の端部開口において前記修正されたケーシング結合部分の前記内部と連通しており、その反対の端部開口において前記修正されたケーシング結合部分を取り囲む領域と連通しているものであって、
前記弁本体の前記貫通孔は、密閉ボールを受け入れる、その一方の端部開口に隣接するボールシートを含み、前記ボールは、前記ボールに対して所与の量の張力を及ぼす、前記貫通孔内に配置されている張力要素によって前記ボールシートの方向に付勢され、
前記ボールは、前記坑井穿孔内に位置する井戸ケーシングの連続した複数の範囲の間に閉じ込められているアニュラー圧力に晒され、前記張力要素によって前記ボールに対して及ぼされる前記張力が所定のアニュラス圧力に達すると、前記ボールが前記ボールシートから離れて動き、それによって、選択されたケーシングストリング間に閉じ込められているアニュラー圧力を開放することを可能にするように選択される、組み合わせ。
【請求項２】
前記張力要素は、コイルバネ、ワッシャ、ベルヴィルバネワッシャ及びそれらの組み合わせから成る群から選択される、請求項１に記載の組み合わせ。
【請求項３】
前記修正されたケーシング結合部分は、一方はケーシング内部の圧力に作用され、他方はケーシング外部の圧力に作用される、２つの異なるスタイルを有する弁本体のいずれも受け入れることができるネジ開口を有する、請求項２に記載の組み合わせ。
【請求項４】
前記貫通孔は、前記修正されたケーシング結合部分の側壁に設けられる出入口によって前記修正されたケーシング結合部分の前記内部と連通する、請求項１に記載の組み合わせ。
【請求項５】
井戸ケーシングの連続した複数の範囲の間に閉じ込められているアニュラー圧力に起因する海底油井及びガス井における損傷を防止するための方法であって、前記方法は、
圧力逃がし弁本体を収容する修正されたケーシング結合部分を提供するステップであって、前記修正されたケーシング結合部分は、前記結合部分の内部及び外部を画定する側壁を有し、前記弁本体は、対向する端部開口を有する貫通孔を含み、
前記弁本体の前記貫通孔は、その一方の端部開口において前記修正されたケーシング結合部分の前記内部と連通しており、その反対の端部開口において前記修正されたケーシング結合部分を取り囲む領域と連通しており、
前記弁本体の前記貫通孔は、密閉ボールを受け入れる、その一方の端部開口に隣接するボールシートを設けられ、前記ボールは、前記ボールに対して所与の量の張力を及ぼす、前記貫通孔内に配置されている張力要素によって前記ボールシートの方向に付勢されるものであり、
前記修正されたケーシング結合部分を、前記海底坑口の下の前記穿孔内に配置されている複数のケーシングストリングのうちの少なくとも１つの中に設置するステップとを含み、
前記ボールは、前記坑井穿孔内に位置する井戸ケーシングの連続した複数の範囲の間に閉じ込められているアニュラー圧力に晒され、前記張力要素によって前記ボールに対して及ぼされる前記張力が所定のアニュラス圧力に達すると、前記ボールが前記ボールシートから離れて動き、それによって、選択されたケーシングストリング間に閉じ込められているアニュラー圧力を開放することを可能にするように選択される、方法。
【請求項６】
前記張力要素は、コイルバネ、ワッシャ、ベルヴィルバネワッシャ及びそれらの組み合わせから成る群から選択される、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記貫通孔は、前記修正されたケーシング結合部分の側壁に設けられる出入口によって前記修正されたケーシング結合部分の前記内部と連通するものである、請求項１に記載の組み合わせ。
【請求項８】
前記張力要素の前記張力が克服され、前記ボールが前記ボールシートから動くことを可能にされる、前記選択される圧力は、温度に対して補償されるものである、請求項５に記載の方法。
【請求項９】
前記修正されたケーシング結合部分は、前記ケーシングストリングから取り外し、修復して、その後ケーシングストリング内に再設置することができるものである、請求項５に記載の方法。
【請求項１０】
前記修正されたケーシング結合部分は、井戸の現場で補修することができるものである、請求項５に記載の方法。
【請求項１１】
前記修正されたケーシング結合部分は、井戸の現場で圧力調整することができるものである、請求項５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して油井及びガス井に対する損傷、より詳細には、深刻なアニュラー圧力上昇からの井戸ケーシングに対する損傷を防止するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
最初のマルチストリングが完成して以来、アニュラー圧力上昇（ＡＰＢ）の物理的現象、ならびに、それに関連する井戸のケーシングストリング及びチュービングストリング上に及ぼされる負荷が経験されてきた。近年、掘削及び仕上げの技術者によってＡＰＢに焦点が当てられてきている。最新の坑井仕上げにおいて、ＡＰＢに寄与する要因の全ての激しさが度を増してきており、それは特に、深海の井戸で顕著である。
【０００３】
ＡＰＢは、海底坑口装置に関連して理解するのが最も分かりやすい。油井及びガス井において、地層の一部が井戸の残り部分から分離される必要があるのは珍しくない。これは、一般的には、後続のストリングからセメントコラムの上部を先行するケーシングシューより上で、環状の空間（アニュラス）の内側に持ち上げることによって達成される。これによって、地層が分離されると同時に、セメントがケーシングシューの内側に持ち上げられることによって、自然フラクチャ傾斜により提供される安全弁が効果的にブロックされる。シューにおける漏洩の代わりに、その面からの放出が不可能である場合には、ケーシング上に何らかの上昇圧力が及ぼされる。ほとんどの陸上の井戸、及び多くの海洋プラットフォーム井戸は、全てのケーシングアニュラスへのアクセスを提供し、圧力増加が測定されると迅速に放出を行い得る坑口装置を備えている。残念ながら、ほとんどの海底坑口装置は、各ケーシングアニュラスへのアクセスを有しておらず、密封されたアニュラスが生成されてしまうことが多い。アニュラスが密封されているため、裸孔温度の上昇に応答して内部圧力が大幅に増大してしまう可能性がある。
【０００４】
ほとんどのケーシングストリング及び置換流体は、ほぼ静温度で設置される。海底での温度は約３４°Ｆである。生産流体が「熱い」地層から引き込まれ、生産流体が表層に向かって引き込まれる際に、生産流体は置換流体を放散及び加熱する。置換流体は加熱されると、膨張し、かなりの圧力増加を生じ得る。この状態は、全ての採収井において共通に存在するが、深海の井戸において最も顕著である。生産中に、製造流体の高温とは対照的に置換流体が低温であるために、深海の井戸は、ＡＰＢに対して脆弱である可能性がある。また、海底坑口装置は、全てのアニュラスへのアクセスを提供しておらず、且つ密封されたアニュラス内のどのような圧力増加も放出が不可能である。場合によっては、この圧力が非常に大きくなって、内側ストリングの崩壊、又は、更には外側ストリングの破裂すら生じて、それによって井戸が破壊されてしまう可能性がある。
【０００５】
ＡＰＢ問題のこれまでの解決方法の１つは、外側ストリングケーシングに接合部を設け、且つ相対的に薄い壁を生成するように一部を圧延することであった。しかしながら、圧延された壁が損傷又は破裂する圧力を決定するのは非常に困難であった。このために、過度に弱体化された壁が、その圧力試験の際に破裂してしまうという状況が生じる可能性があった。他の事例では、圧延された壁が強固過ぎて、外側ストリングの破裂の前に、内側ストリングの崩壊を生じてしまう可能性があった。
【０００６】
本発明の譲受人に譲受される米国特許第６，６７５，８９８号明細書において、モジュール式「バーストディスク」アセンブリを収容するための容器を、少なくとも１つ含むように修正されたケーシング結合部分を備える代替的な設計が示されている。バーストディスクアセンブリは、所定の圧力で破損するように設計されており、温度に対する補償がなされている。このディスクは、閉じ込められたアニュラー圧力によって内側又は外側のいずれかのケーシングの完全性が脅かされた場合に、意図的に破損するように設計されている。この設計によってまた、バーストディスクアセンブリが、所定位置に設置されることも、パイプの出荷前に設置されることも可能にされる。
【０００７】
改善されたバーストディスク設計によってもたらされる利点にもかかわらず、検討されているタイプの自動圧力開放システムにおけるさらなる改善が依然として必要とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許第６，６７５，８９８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
それゆえ、本発明の目的は、ケーシングの圧力試験を可能にするように十分な内部圧力を保持し、且つ圧力が所定レベルに達すると確実に開放がなされる圧力開放機構を有する、修正された（Ｍｏｄｉｆｉｅｄ）ケーシング結合部分を提供することである。
【００１０】
本発明の別の目的は、内側ストリングの崩壊圧力よりも小さく、且つ外側ストリングの破裂圧力よりも小さい圧力で開放がなされる、修正されたケーシング結合部分を提供することである。
【００１１】
本発明の更に別の目的は、相対的に安価に製造され、設置が容易であり、且つ相対的に狭い一定の固定範囲の圧力において信頼性がある、修正されたケーシング結合部分を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的は、海中導管によって浮遊ワークステーションに接続されている海底坑口を有する海底坑井上で使用されるタイプのケーシングストリングに使用することができる、修正されたケーシング結合部分であって、海底坑口が、海底坑口の下の穿孔内に位置し、それらの間に少なくとも１つのケーシングアニュラスを画定する複数のケーシングストリングに接続されている、修正されたケーシング結合部分を生成することによって達成される。
【００１３】
修正されたケーシング結合部分は、所定の圧力上昇条件下で、少なくとも選択されたケーシングストリング間のアニュラー圧力を逃がすための圧力逃がし弁を収容する。修正されたケーシング結合部分は、結合部分の内部及び外部を画定する側壁を有する。この容器ハウジングはまた、対向する端部開口を有する貫通孔をも含み、貫通孔は、その一方の端部開口において修正されたケーシング結合部分の内部と連通し、その反対の端部開口において、修正されたケーシング結合部分を取り囲む領域と連通する。
【００１４】
貫通孔は、密閉ボールを受け入れる、その一方の端部開口に隣接するボールシートを含み、ボールは、ボールに対して所与の量の張力を及ぼす、貫通孔内に位置する張力要素によってボールシートの方向に付勢される。ボールは、坑井穿孔内に位置する井戸ケーシングの連続した複数の範囲の間に閉じ込められているアニュラー圧力に晒される。貫通孔は、修正されたケーシング結合部分の側壁に設けられる出入口によって修正されたケーシング結合部分の内部と連通するように構成することができる。張力要素によってボールに対して及ぼされる張力の量は、所定のアニュラス圧力に達すると、ボールがボールシートから離れて動き、それによって、選択されたケーシングストリング間に閉じ込められているアニュラー圧力を開放することを可能にするように選択される。
【００１５】
圧力逃がし弁に使用される張力要素は、好都合には、コイルバネ、ワッシャ、ベルヴィルバネワッシャ及びそれらの組み合わせから成る群から選択することができる。ボールシートは、貫通孔のいずれかの端部に設けることができ、それによって、圧力逃がし弁は、いずれのボールシートが密閉ボールを受け入れるかに応じて、２つの方向のうちのいずれかにおいて動作するように構成することができる。言い換えれば、修正されたケーシング容器は、内部圧力型弁本体及び外部圧力型弁本体の両方を受け入れるように構成することができる。
【００１６】
井戸ケーシングの連続した複数の範囲の間に閉じ込められているアニュラー圧力に起因する海底油井及びガス井における損傷を防止するための方法も示されている。前述したような修正されたケーシング結合部分が、少なくとも選択されたケーシングストリング内に設置され、前述した圧力逃がし弁を設けられる。圧力逃がし弁の貫通孔が、その一方の端部開口において修正されたケーシング結合部分の内部と連通し、その反対の端部開口において、修正されたケーシング結合部分を取り囲む領域と連通する。貫通孔には、前述したようなボールシート及び密閉ボールが設けられる。ボールは、坑井穿孔内に位置する井戸ケーシングの連続した複数の範囲の間に閉じ込められているアニュラー圧力に晒される。張力要素が密閉ボールに対して及ぼす張力の量を適切に選択することによって、ボールは、所定のアニュラス圧力に達すると、ボールシートから離れて動き、それによって、選択されたケーシングストリングの間に閉じ込められているアニュラー圧力を開放することを可能にされ得る。圧力逃がし弁が開く圧力はユーザによって指定され、温度に対して補償される。この弁は、閉じ込められたアニュラー圧力によって内側又は外側のいずれかのケーシングの完全性が脅かされた場合に開く。
【００１７】
更なる目的、特性、及び利点は、以下の説明によって明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】内部圧力を開放するように構成されている本発明の自動圧力開放サブの部分概略側面図である。
【図２】図１と同様であるが、外部圧力を開放するように構成されているサブを示す図である。
【図３】本発明の自動圧力開放システムを利用し得るタイプの例示的な坑井構成の簡略図である。
【図４】いくつかの可能性のある自動圧力開放構成の図である。
【図５】海底坑井掘削リグの簡略図である。
【図６】逃がし弁が修正されたケーシング結合部分内に組み込まれている、本発明の好適な圧力逃がし弁の断面図である。
【図６Ａ】図６の弁の上面図である。
【図７】図６と同様であるが、ボール及びボールシートが反転した位置にある図である。
【図７Ａ】図７の弁の上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
まず図３を参照すると、従来の海底坑井掘削リグの簡略図が示されている。デリック３０２が、デッキ３０４の上に立てられている。このデッキ３０４は、浮遊ワークステーション３０６によって支持されている。一般的に、デッキ３０４上には、ポンプ３０８、及び、デリック３０２の下に配置された巻き上げ装置３１０がある。ケーシング３１２が、デッキ３０４から吊り下げられ、海中導管３１４、海底坑口装置３１６、及び穿孔３１８の中へと通されている。この海底坑口装置３１６は、海底３２０に基礎がおかれる。
【００２０】
当業者には公知であるように、回転ドリルが一般的に使用されて、地面の地下層を通して掘削されて、穿孔３１８が形成される。回転ドリルが地面を通って掘削するとき、「泥水」として業界で公知である掘削流動体が穿孔３１８を通して循環される。この泥水は、一般的に、ドリルパイプの内部を通して表層からポンピングされる。ドリルパイプを通して掘削流動体を連続的にポンピングすることによって、この掘削流動体は、ドリルパイプの底部から外に循環され、且つ穿孔３１８の壁とドリルパイプとの間の環状の間隙を通して、井戸の面へのバックアップをし得る。この泥水は、潤滑の支援、ドリルビットの冷却、及び穿孔３１８が掘削される際に生じる堀りくずの除去の促進に使用される。また、孔の中の泥水コラムにより生じる静水圧によって、それがなければ、坑井内に発生した高圧に起因して生じてしまう噴出が防止される。高圧によって生じる噴出を防止するために、掘削の際に想定されるあらゆる圧力よりも大きい静水圧を有するように、この泥水には重い重量がかけられる。
【００２１】
穿孔３１８がより深くなるにつれて、圧力がより高くなるので、異なる深さでは異なる種類の泥水が使用される必要がある。例えば、２，５００フィートでの圧力は、１，０００フィートでの圧力よりもはるかに高い。１，０００フィートで用いられる泥水は、２，５００フィートの深さで用いるための重量としては不十分であり、噴出が生じる可能性がある。海中の井戸では、深海での圧力がとてつもなく大きい。したがって、極度に深いところでは、穿孔３１８内の高圧に対抗するように、泥水の重量がとりわけ重くなっている必要がある。非常に重いこの泥水を使用することによる問題点は、泥水の静水圧が非常に重圧である場合に、泥水が地層の中に侵入又は漏洩しはじめ、泥水の循環に損失を生じさせてしまうことである。このために、２，５００フィートで使用されるものと同じ重量の泥水を１，０００フィートで使用するのは不可能である。この理由により、一般的に、単一のケーシングストリングを、穿孔３１８の所望される最終的な深さまでずっと下側に持っていくことは不可能である。非常に深い場所に到達させるために必要な泥水の重量は、非常に重くなってしまう。
【００２２】
異なる複数の種類の泥水の使用を可能にするために、穿孔３１８内にできる広範な圧力勾配を除去するように種々のケーシングストリングが使用される。最初に、より重い泥水が必要とされる深さ、例えば、１０００フィートあたりに穿孔３１８が掘削される。これが行われると、ケーシングストリングが穿孔３１８の中に挿入される。セメントスラリーがケーシングの中にポンピングされ、掘削の泥又は水のような流動体のプラグがセメントスラリーの後にポンピングされて、それにより、セメントがケーシング外部と穿孔３１８との間のアニュラスの中に強制的に押し上げられる。一般的に、水硬性セメント、特に、ポルトランドセメントが、穿孔３１８内の井戸ケーシングをセメントで固めるのに使用される。セメントスラリーは、ケーシングが所定位置に保持されるように、固化及び硬化され得る。このセメントはまた、地下の地層を帯状に分離することを可能にし、穿孔３１８の腐食又は侵食を防止するのに役立つ。
【００２３】
第１のケーシングの固化後、穿孔３１８により重い泥水が必要とされ、必要とされるより重い泥水が、地層中への侵入及び漏洩しはじめる深さに再度到達するまで掘削が続けられる。同様に、ケーシングストリングが穿孔３１８の中に、例えば約２，５００フィートまで挿入されて、セメントスラリーが、地下の地層を帯状に分離することを可能にするだけでなく、所定位置にケーシングを保持するように、固化及び硬化が可能であり、これにより穿孔３１８の腐食又は浸食の防止に役立つ。
【００２４】
複数のケーシングストリングが穿孔内に使用され得る別の理由は、地層の一部を井戸の残りの部分から分離するためである。これを達成するために、穿孔３１８は、分離される必要のある地層又は地層の一部を貫通して掘削され、後のストリングからセメントコラムの最上部を先行するケーシングシューより上で、アニュラスの内側に持ち上げることによってケーシングストリングが設けられて、それにより、その地層が分離される。これは、分離される必要のある地層の数に応じて、複数回行われる必要があり得る。セメントを、前のケーシングシューより上でアニュラスの内側に持ち上げることによって、シューの断裂傾斜が防止される。ケーシングシューがブロックされるため、シューからの圧力の漏洩が防止されて、任意の圧力上昇がケーシングに対して作用することになる。場合によっては、この過剰な圧力上昇が面から開放され得るか、又はアニュラスに噴出防止装置（ＢＯＰ）が取り付けられてもよい。
【００２５】
しかしながら、一般的に、海底坑口は、海底に固定されている外側ハウジングと、外側坑口ハウジング内に受け入れられている内側坑口ハウジングとを備えている。海底坑井を完成させている間、ケーシング及びチュービングのハンガは、ハウジングの上に取り付けられているＢＯＰスタックを通して坑口ハウジング内の支持位置に下げられる。井戸の完成後、このＢＯＰスタックは、井戸の流体の製造を制御するのに適切な弁を有するクリスマスツリーに置き換えられる。ケーシングハンガが、ハウジングの孔に対して密封され、且つチュービング・ハンガがケーシングハンガ又はハウジングの孔に対して密封され、それにより、ケーシングストリングとチュービングストリングとの間のアニュラス、及び、チュービングハンガの上のハウジングの孔との中に流体の防壁が効果的に形成される。ケーシングハンガが配置及び密封された後、圧力制御のためにケーシングアニュラスシールが取り付けられる。シールが坑口の面上にある場合には、このシールは、多くの場合ケーシングアニュラスと連通する出入口を有し得る。しかしながら、海底坑口ハウジングには、直径の大きい低圧ハウジング、及び、直径のより小さい高圧ハウジングが存在する。高圧であるため、安全のために高圧ハウジングには出入口が一切ない必要がある。一度、高圧ハウジングが密封されてしまうと、噴出防止装置を目的として、ケーシングハンガの下に孔を備える方法は存在しない。過剰な圧力上昇を開放する手段を有していない中実の環状構成要素のみが存在する。
【００２６】
本発明は、ＡＰＢによって引き起こされる上述した問題を回避するのに使用されるタイプのＡＰＲＳシステムにおける改善を対象とする。ＡＰＲＳを使用したＡＰＢ軽減は、井戸特有の設計作業である。例示的な井戸構成が図３に示されており、検討されている特定の井戸の様々な設計パラメータを示すのに使用される。ケーシングレーティングが表１に与えられる。井戸は海底仕上げであり、この坑口構成は、チュービング×ケーシング（「Ａ」）アニュラスのみに対するアクセスを可能にする（図３参照）。１３−３／８インチ及び９−７／８インチのセメントトップ（ＴＯＣ）が先行するケーシングシューの下に示されているが、計画されているＴＯＣの上でのセメントチャネリングに起因して、又は、バライト遷移及びプラグ形成に起因して、これらのシューが密封され得る可能性がある。
【００２７】
表１−例示的な井戸のケーシングレーティング
【表１】
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【００２８】
１３−３／８インチ×２０インチ即ちＣアニュラスにおけるＡＰＢが、主に１３−３／８インチケーシングに対する高い崩壊負荷に起因して懸案事項であると判定される場合、２０インチストリング若しくは１６インチストリングのいずれかにおける、外部に放出するＡＰＲＳ、又は、１３−３／８インチケーシングにおける、内部に作用するＡＰＲＳを使用することによって、圧力を逃がすことができる（図４参照）。
【００２９】
外部に作用するＡＰＲＳは、過剰な圧力を「バースト」方向に放出することによって、１３−３／８インチケーシングを保護する。したがって、ＡＰＲＳデバイスは、内側ストリング崩壊耐性を超える前に、圧力を逃がすように規定されるべきである。理想的には、ＡＰＲＳデバイスの圧力レーティングは、外側ケーシングの最小内部降伏圧力（ＭＩＹＰ）を超えるように規定され、そのため、通常のケーシング設計工程と干渉しないが、また、パイプの機械的破壊レーティングよりも低い。
【００３０】
１３−３／８インチケーシングを機械的破壊から保護するための第２の方法は、１３−３／８インチストリング内に、内部に作用するＡＰＲＳを含めることである。１３−３／８インチケーシングが崩壊すると、製品ケーシングに対して不均一な衝撃負荷がかかるおそれがあり、これによって故障が内側ストリングに伝播する可能性がある。この壊滅的な故障のシナリオの危険を冒すことなく、内部に作用するＡＰＲＳデバイスは、機械的崩壊閾値に達する前に、１３−３／８インチにわたる差動崩壊圧力を均等化させる手段を提供することができる。
【００３１】
ここで図１及び図２を参照すると、本発明の改善されたＡＰＲＳシステムの簡略化された部分的な拡大概略図が示されている。システムは、図１において全体的に１００と指定されている修正されたケーシング結合部分を含む。ケーシング結合部分は、海底坑口の下の穿孔内に配置されるケーシングストリング内で使用されるように設計される。図３に関連して説明したように、海底坑口は、海中導管によって浮遊ワークステーションに接続されている。海底坑口は、一般的に、海底坑口の下で穿孔内に配置されている複数のケーシングストリングに接続されており、それらの間に少なくとも１つのケーシングアニュラスを画定する。
【００３２】
図１に示すように、修正されたケーシング結合部分１００は、圧力逃がし弁のような圧力開放機構を収容するための少なくとも１つの容器ハウジング１０２を有する。修正されたケーシング結合部分１００は、結合部分の内部１０６及び外部１０８並びに対向する端部開口１１０、１１２を画定する側壁１０４を有する。修正された結合部分の対向する両端部は、修正されたケーシング結合部分が井戸ケーシングストリング内に一体化されることを可能にするように適切にネジを切られる。
【００３３】
図１に見てとれるように、容器ハウジング１０２は、対向する端部開口１１６、１１８を有する貫通孔１１４を含む。容器ハウジングの貫通孔１１４は、その一方の端部開口１１６において修正されたケーシング結合部分の内部１０６と連通し、その反対の端部開口１１８において、修正されたケーシング結合部分を取り囲む領域と連通する。図示されている例において、貫通孔１１４は、修正されたケーシング結合部分の側壁１０４内に設けられている出入口１２０によってケーシング結合部分内部と連通する。
【００３４】
図１及び図２に示すＡＰＲＳデバイスの一部を構成する特定の圧力逃がし弁は、コイルバネ１２２及び密閉ボール１２４から構成される。容器ハウジング１０２の貫通孔１１４は、図１に示す位置にあるときに流体密シールを確立するために、密閉ボール１２４を受け入れる、その一方の端部開口に隣接するボールシート１２６を含む。コイルバネ１２２は、密閉ボール１２４をボールシート１２６の方向に付勢するための張力要素として作用する。バネに対する、ひいては密閉ボール１２４に対する張力の量を調整するための調整ナット１２８が、コイルバネ１２２の下に配置される。張力調整は、コイルバネ１２２の下に１つ又は複数のワッシャ、ベルヴィルバネなどを設置することなどの、他の方法においても達成され得る。
【００３５】
使用時、密閉ボール１２４は、坑井穿孔内に位置する井戸ケーシングの連続した複数の範囲の間に閉じ込められているアニュラー圧力に晒される。張力要素（コイルバネ１２２）によってボールに対して及ぼされる張力の量は、所定のアニュラス圧力に達すると、ボールがボールシートから離れて動き、それによって、選択されたケーシングストリング間に閉じ込められているアニュラー圧力を開放することを可能にするように選択される。
【００３６】
図２に示すように、貫通孔１１４は、端部開口１１８に隣接する、反対側に配置されたボールシート１３０を有することができ、それによって、圧力逃がし弁は、いずれのボールシートが密閉ボールを受け入れるかに応じて、２つの方向のうちのいずれかにおいて動作するように構成することができる。図１は、ケーシングストリング内の内部圧力に作用されるように構成されている圧力逃がし弁を示す。図２は、圧力逃がし弁が外部圧力に作用される反対の構成を示す。圧力逃がし弁が反転可能であることによって、在庫費用が節約され、組み立て及び修復が単純化される。
【００３７】
図６は、本発明のアニュラー圧力逃がし弁の特に好適なバージョンを示す。この事例において、圧力逃がし弁（全体的に１３５と指定されている）は、修正されたケーシング結合部分１３６の側壁１３４内に収容されており、それによって、ケーシングストリングの外径に隆起は生成されない。図６に示すように、修正されたケーシング結合部分１３６は内部側壁１３８及び外部側壁１４０を有し、内部側壁１３８がケーシングストリングの内部を画定する。その結合自体が対向するネジ端部を有しており、修正されたケーシング結合部分が井戸ケーシングストリング内に一体化されることを可能にする。
【００３８】
図６に見てとれるように、圧力逃がし弁はここでも、対向する端部開口１４４、１４６を有する貫通孔１４２を有する。弁の貫通孔１４６は、その一方の端部開口において修正されたケーシング結合部分の内部と連通し、その反対の端部開口において、修正されたケーシング結合部分を取り囲む領域と連通する。
【００３９】
図６及び図７に示すＡＰＲＳデバイスの一部を構成する特定の圧力逃がし弁は、ボール１５０に対して張力を及ぼすベルヴィルバネワッシャから構成される。弁の貫通孔１４２は、図６に示す位置にあるときに流体密シールを確立するために、密閉ボール１５０を受け入れる、その一方の端部開口に隣接するボールシート１５２を含む。ベルヴィルバネワッシャ１４８は、バネキャリア１４９の周囲に受け入れられる。ベルヴィルバネワッシャ１４８は、密閉ボール１５０をボールシート１４６の方向に付勢するための張力要素として作用する。バネワッシャに対する、ひいては密閉ボール１５０に対する張力の量を調整するための調整ナット１５４が設けられる。図６Ａは、図６の圧力逃がし弁の上面図である。
【００４０】
図７は、ボールシート、ボール及び張力バネが、ケーシングストリングの外部の圧力がボールに作用して弁を退かせるように反対に配置されていることを除いて、図６と同様の図である。したがって、図６及び図７は、それぞれ図１及び図２に関連して提示及び説明した概略図に対応する。図７及び図７Ａにおける構成部品は、対応する部品を示すためにプライムを付けた参照符号を付されている。図７Ａは、図７の弁の上面図である。
【００４１】
修正されたケーシング結合部分１３６、１３６’は、それぞれの弁本体を、修正されたケーシング結合部分に設けられている、係合するネジ開口内にねじ込むだけで、２つのそれぞれの弁本体のいずれか及び弁本体構成要素を収容することができる。この機構が、異なるタイプのケーシング結合部分の在庫を提供する必要なしに、「双方向」オプションを提供する。
【００４２】
いくつかの利点を有する本発明を説明した。修正されたケーシング結合部分の圧力開放機能は、ケーシングの圧力試験を可能にするように十分な内部圧力を保持し、且つ圧力が所定レベルに達すると確実に開放がなされるようにする。この所定のレベルは、内側ストリングの崩壊圧力よりも小さく、且つ外側ストリングの破裂圧力よりも小さい。本発明の修正されたケーシング結合部分は、相対的に安価に製造され、動作に信頼性がある。修正されたケーシング結合部分に使用される圧力逃がし弁には、そのいずれかの端部開口に隣接するボールシートを設けることができ、それによって、圧力逃がし弁は、いずれのボールシートが密閉ボールを受け入れるかに応じて、２つの方向のうちのいずれかにおいて動作することができる。密閉ボールが開放する圧力は、温度に対して補償され得る。修正されたケーシング結合部分は、ケーシングストリングから取り外し、修復して、その後ケーシングストリング内に再設置することができる。ケーシング結合部分は、好都合には、井戸の現場で補修され、井戸の現場で圧力調整することができる。
【００４３】
本発明はその形態のうちの２つのみにおいて示されているが、本発明はそのように限定されるものではなく、その精神から逸脱することなく様々な変更及び修正を受けることができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図６Ａ】
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【図７】
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【図７Ａ】
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【国際調査報告】
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