1 000594 2 Область техники Изобретение относится к

1
Область техники
Изобретение относится к подводной установке для использования при морской добыче
нефти и газа, в частности, на больших глубинах
в океане.
Уровень техники
Бурение нефтяных скважин с плавучих
средств является хорошо разработанной технологией, которая может осуществляться даже на
больших океанских глубинах. Обычно добычу
нефти и газа осуществляют с помощью стационарных установок, опирающихся на морское
дно. Однако строить стационарные установки
на больших глубинах трудно. Поэтому разработана технология сооружения, согласно которой
устье скважины и соответствующие клапанные
устройства устанавливают на дне, а проводящие
трубопроводы транспортируют углеводороды
на поверхность к плавучему средству.
Установленное на морском дне оборудование имеет высокую степень автономности и
приспособлено для использования дистанционно управляемого подвижного аппарата для ремонта и обслуживания. Эта известная технология может использоваться на средних глубинах.
Однако при использовании технических средств
современного уровня большие глубины труднодоступны, и сооружение установки связано с
большими затратами.
Из патентной заявки Норвегии № 924962
известно размещение устьев скважин на погруженном, обладающем плавучестью теле, от которого обсадные колонны проходят вниз к
скважинам на дне. От устья углеводороды отводятся вверх к плавучему средству известным
образом. Таким образом, обладающее плавучестью тело служит в качестве искусственного
дна, а оборудование скважины и процесс добычи осуществляются по известной технологии.
Если искусственное дно имеет достаточную
плавучесть, оно может само нести обычную
стационарную нефтедобывающую установку.
Согласно этой технологии скважины бурят
в два этапа. С помощью плавучей установки
скважину бурят на часть плановой глубины с
установкой обсадной трубы, например, диаметром 340 мм, после чего скважину закрывают
заглушками и оставляют. Затем таким же образом бурят соседние скважины. Последние установленные обсадные трубы оснащены соединительными средствами для их наращивания, например, в виде внутренней или наружной резьбы для свинчивания с другой трубой.
Погруженное, обладающее плавучестью
тело закрепляют на якорях над кустом скважин,
и устанавливают обсадные трубы, проходящие
от плавучего тела вниз к скважинам, где их присоединяют к последним установленным обсадным трубам. Обладающее плавучестью тело
помещают на такой глубине, чтобы влияние
волнения было незначительным, и закрепляют
на дне с помощью оттяжек, в сущности таких
000594
2
же, как в известных плавучих платформах на
опорах с оттяжками.
На верхнем конце обсадной трубы внутри
погруженного плавучего тела известным образом устанавливают выпускной клапан и выводят
наверх к буровому судну эксплуатационные
трубопроводы. Таким образом, бурение скважин
может быть продолжено по известной из уровня
техники технологии, но теперь уже со значительно меньшей глубины, чем на первом этапе
бурения, например, ста пятидесяти метров. Таким образом, второй этап бурения, который начинается с высверливания заглушек, поставленных на первом этапе, может осуществляться с
помощью более простого оборудования, чем на
первом этапе. Полностью пройденные скважины оборудуют и вводят в эксплуатацию известным образом.
Использование погруженного, обладающего плавучестью тела, образующего искусственное морское дно, позволяет производить добычу
нефти и газа с больших океанских глубин.
Однако уровень техники, представленный
упомянутой заявкой Норвегии № 924962, предоставляет решения, требующие неоправданно
высоких затрат на якорное крепление погруженного плавучего тела.
Сущность изобретения
Задачей, на решение которой направлено
изобретение, является улучшение конструкции
и способа якорного крепления погруженного,
обладающего плавучестью тела, служащего несущей базой для устьев скважин на больших
глубинах океана.
Решение задачи достигается за счет признаков, изложенных в формуле изобретения.
Отличительные признаки изобретения заключаются в том, что погруженное плавучее
тело закреплено на дне с помощью обсадных
труб, которые проходят между обсадными трубами скважины и погруженным плавучим телом.
Пример осуществления изобретения схематично представлен на чертеже на виде в перспективе, при этом подводная установка показана в законченном состоянии готовности к эксплуатации.
Сведения, подтверждающие возможность
осуществления изобретения
На морском дне 10 на предварительном
этапе сооружения была установлена подводная
рама 12, образующая якорь для оттяжек 14,
предназначенных для погружения и поперечной
стабилизации положения обладающего плавучестью полого тела 16.
Подводная установка в соответствии с
изобретением пригодна для применения на
больших океанских глубинах, например, 4004000 м, а погруженное обладающее плавучестью тело 16 может быть помещено на глубине,
например, 150 м, где влияние волнения очень
невелико и вызывает умеренные колебания на-
3
грузки на оттяжки, служащие для якорного крепления на дне плавучего тела 16.
После того, как будут пробурены например, восемь скважин под обсадные трубы диаметром 340 мм, обсадные колонны-хвостовики
18а, 18b, 18с, 18d, 18e, 18f, 18g, 18h опускают с
плавучей платформы (не показана) для свинчивания с верхними резьбовыми концами последних обсадных труб; при этом обсадные колонны-хвостовики 18а - 18h проходят сквозь вертикальные каналы в обладающем плавучестью
теле 16 (не показаны). На стадии эксплуатации
обладающее плавучестью тело 16 закрыто сверху за исключением центрального отверстия для
гибкого трубопровода 20 для перекачивания
продукта. После свинчивания с верхними концами последних обсадных труб обсадные колонны-хвостовики 18а - 18h, число которых соответствует числу скважин, соединяют с обладающим плавучестью телом 16 на верхнем конце. Во время этого соединения временные якорные оттяжки 14 могут быть натянуты, а впоследствии их ослабляют, перенося натяжение на
функциональные "связи натяжения" 18а - 18h,
которые в соответствии с изобретением находятся в натянутом напряженном состоянии.
Временные якорные оттяжки 14 могут
быть сняты после подготовки подводной установки к эксплуатации.
Как уже упоминалось, одна или больше
обсадных колонн-хвостовиков 18а - 18h выполняют двойную функцию, а именно служат обсадными трубами и связями натяжения. В показанном примере осуществления скважины в готовом виде могут рассматриваться как непрерывные от месторождения до пустотелого, обладающего плавучестью погруженного тела,
закрепленного с помощью опор/связей натяжения и помещенного на глубине другого порядка
по сравнению с глубиной дна. Изобретение предоставляет возможности значительного упрощения в сравнении с уровнем известной и традиционной техники и создает возможность использования уже установившейся технологии,
такой как связанные с бурением технологические процессы, на очень больших океанских
глубинах, а также осуществления добычи с плавучих средств.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Подводная установка для использования
в морском бурении и добычи из соответственно
нефтяных и/или газовых скважин на больших и
средних глубинах, включающая промежуточную станцию в виде обладающего плавучестью
полого тела (16), заякоренного связями натяжения/опорами на морском дне (10) и помещенного на глубине значительно ближе к поверхности
моря, чем морское дно (10), и, по меньшей мере,
один транспортирующий углеводороды трубопровод, проходящий между полым телом (16) и
000594
4
морским дном для подачи углеводородов от
месторождения к полому телу (16), отличающаяся тем, что якорная связь натяжения/опоры
для обладающего плавучестью тела (16) образована, по меньшей мере, одним продолжением
(хвостовиком) колонны обсадных труб (18а18h).
2. Способ сооружения подводной установки, включающей погруженную, обладающую
плавучестью заякоренную связями натяжения/опорами промежуточную станцию в виде
обладающего плавучестью полого тела (16), к
которому подсоединен проводящий углеводороды, проходящий вниз трубопровод для передачи углеводородов от месторождения к обладающему плавучестью полому телу (16), которое оснащено гибким трубопроводом (20) или
подобным транспортирующим углеводороды
трубопроводом, проходящим вверх в положении эксплуатации, и в котором на первом этапе
с установленной на дне рамы (12) предварительно бурят одну или больше скважин и затем
их временно закрывают заглушками, а указанное обладающее плавучестью полое тело (16)
погружают и позиционируют предпочтительно
путем оснащения оперативными вспомогательными средствами временной плавучести или,
соответственно, с помощью балласта, причем
погружение и позиционирование по отношению
к скважине или, соответственно, установленной
на дне раме, охватывающей несколько скважин,
производят с помощью оттяжек (14), присоединенных к установленной на дне раме (12) или
другому якорю на морском дне (10), отличающийся тем, что
a) обеспечивают наличие на верхнем конце
последней установленной обсадной трубы у
морского дна (10) соединительных средств, например, в виде внутренней/наружной резьбы с
возможностью его соединения с соответствующей трубой (18а-18h);
b) устанавливают соединение трубопровода в виде продолжения (хвостовика) одной колонны обсадных труб для каждой расположенной ниже скважины между обладающим плавучестью полым телом (16) и упомянутым оснащенным соединительными средствами верхним
концом последней обсадной трубы на уровне
морского дна (10), причем указанное продолжение колонны обсадных труб (18а-18h) оснащено
соединительным устройством для взаимодействия с соединительными средствами на указанной последней установленной обсадной трубе,
например, в виде взаимодействующей внутренней и наружной резьбы;
c) затем завершают бурение и дальнейшие
обсадные трубы устанавливают с последовательным уменьшением размеров с плавучей буровой вышки, при этом каждую скважину оснащают противовыбросовым превентором на
обладающем плавучестью полом теле (16);
5
000594
d) затем верхний конец продолжения колонны обсадных труб (18а-18h) монтируют путем крепления верхнего конца продолжения
колонны (18а-18h) внутри обладающего плавучестью полого тела (16), после чего продолжение колонны обсадных труб (18а-18h) действует
в качестве связи натяжения/опоры для обладающего плавучестью тела 16.
6
3. Способ по п.2, отличающийся тем, что
на время прикрепления продолжения колонны
обсадных труб (18а-18h) внутри обладающего
плавучестью тела (16) оттяжки (14) натягивают,
а затем оттяжки (14) ослабляют или снимают
для того, чтобы подвергнуть продолжения колонны обсадных труб (18а-18h) растягивающему усилию.
Евразийская патентная организация, ЕАПВ
Россия, Москва, ГСП 103621, М. Черкасский пер., 2/6