006004 - 1 - Область техники, к которой относится изобретение

006004
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к способу содействия эксплуатации скважины, осуществляемого
с судна, в частности операциям, связанным с завершением скважины и вмешательством в ее работу, в
котором используют стояк для ремонта, предпочтительно снабженный поверхностными клапанами, в
особенности применительно к скважинам для добычи нефти. Изобретение относится также к системе для
осуществления способа.
Предшествующий уровень техники
Обычный способ завершения скважины базируется на использовании судна, которое оснащено
оборудованием для выполнения соответствующих рабочих операций и размещается над скважиной после того, как скважина пробурена, укреплена обсадными трубами и закрыта. После размещения судна
над скважиной ее открывают, а оборудование устья скважины, содержащее клапаны и соединительные
трубы, опускают на дно и соединяют с обсадной колонной. К устью скважины подсоединяют водоотделяющую колонну, выступающую вверх над уровнем воды и проходящую до судна, где она подвешена к
устройству для компенсации вертикальной качки, предназначенному для поддержания натяжения водоотделяющей колонны во время вертикальной качки судна. Телескопическая секция водоотделяющей колонны может быть прикреплена к судну.
Эксплуатационную насосно-компрессорную колонну опускают в скважину и подвешивают в ее
устье, после чего стояк для ремонта вводят в водоотделяющую колонну и соединяют с эксплуатационной
колонной с обеспечением сообщения между ними. Стояк снабжен поверхностными клапанами и подвешен через натяжное устройство к крановому оборудованию судна. Поверхностные клапаны содержат
соединения для различных текучих сред и промывочные камеры для рабочих органов.
Область вокруг поверхностного клапана является рабочей площадкой для персонала во время завершения скважины и осуществления вмешательства в ее работу. Стояк для ремонта и поверхностные
клапаны связаны с морским дном и зафиксированы, в то время как судно подвергается вертикальной
качке. Таким образом, между поверхностным клапаном и судном создается определенное относительное
движение. Поэтому обычно персонал в процессе работы использует систему ремней, обеспечивающую
следование за относительным перемещением поверхностного клапана. Вследствие существующей опасности для персонала, выполняющего такие работы, действующие нормы и правила не допускают проведение работ около поверхностного клапана, когда относительное перемещение превышает 1,5 м. Понятно, что
эксплуатация часто прерывается зимой (в ветреные периоды) из-за слишком сильной вертикальной качки.
В патенте Норвегии № 310986 описана буровая площадка буровой установки, имеющая проем для
рабочей палубы плавучего основания, которая может перемещаться в вертикальном направлении относительно буровой площадки. Очевидно, что стоимость реализации такой системы достаточно высокая.
В патенте США № 6148922 раскрыто подвижное соединение, часто используемое на плавучих буровых суднах.
Сущность изобретения
Задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, заключается в устранении недостатков, известных из уровня техники решений.
В соответствии с изобретением решение поставленной задачи достигается за счет способа и системы, описанных ниже и охарактеризованных в формуле изобретения.
За счет обеспечения фиксированного положения поверхностного клапана относительно судна,
предпочтительно непосредственно над рабочей палубой, операции, связанные с завершением скважины
и вмешательством в ее работу, а также до некоторой степени сама эксплуатация скважины, могут выполняться намного более простым и безопасным образом, так как персонал работает на неподвижной площадке и использует обычные средства безопасности. Создается также возможность работы при более
сильной качке, так что перерывы в работе требуются только тогда, когда движение качки превышает
уровень, допустимый для другого оборудования, используемого в процессе работы. Так, максимальная
качка для работы с гибкими насосно-компрессорными трубами составляет примерно 4 м. Если вертикальная качка превышает 4 или 5 м, стояк для ремонта должен быть отсоединен от устья, чтобы обеспечить возможность отсоединения водоотделяющей колонны от устья в случае дальнейшего увеличения
качки.
Для того, чтобы обеспечить возможность размещения поверхностных клапанов на рабочей палубе
при проведении работ, стояк для ремонта снабжен телескопическим напорным скользящим соединением.
Скользящее соединение расположено на стояке для ремонта между устьем и талевым блоком судна и
выполнено с возможностью раздвижения и складывания относительно своего осевого центрального положения, когда поверхностные клапаны находятся непосредственно над рабочей палубой. Когда в стояк
для ремонта должно быть подано давление, телескопическое скользящее соединение полностью раздвигают.
Скользящее соединение в таком раздвинутом положении способно выдерживать растягивающие
усилия, возникающие в стояке описанного типа.
Перечень фигур чертежей
Далее со ссылками на прилагаемые чертежи будет подробно описан пример осуществления изобретения, не вносящий каких-либо ограничений. На чертежах
-1-
006004
фиг. 1 схематично изображает стояк для ремонта, снабженный телескопическим скользящим соединением, которое показано в полностью раздвинутом положении,
фиг. 2 схематично изображает скользящее соединение с поверхностным клапаном в процессе опускания на рабочую палубу судна,
фиг. 3 схематично изображает скользящее соединение в положении, когда поверхностный клапан
расположен на рабочей палубе, а гибкие насосно-компрессорные трубы опущены в скважину,
фиг. 4 изображает скользящее соединение по фиг. 1 в увеличенном виде.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения
На чертежах показано телескопическое уплотнительное скользящее соединение 1, прикрепленное
поверх стояка 4 для ремонта, которым снабжено судно 2. Устье 6 скважины расположено на морском дне
8 и соединено с обсадной колонной 12 скважины 10. Водоотделяющая колонна 14 соединена с устьем 6
скважины и выходит над уровнем 16 воды до места соединения с судном 2, осуществляемого посредством устройства 18 для компенсации вертикальной качки. Телескопическая труба 20 прикреплена к судну
2 с возможностью смещения внутри водоотделяющей колонны 14.
Эксплуатационная насосно-компрессорная колонна 22 расположена в скважине 10 и подвешена в
устье 6 скважины. Стояк 4 для ремонта проходит от судна вниз к устью 6 скважины, где он соединен с
эксплуатационной колонной 22 с возможностью сообщения с ней.
Телескопическое скользящее соединение 1 содержит нижнюю внутреннюю телескопическую трубу
24, жестко прикрепленную к стояку 4 для ремонта, и верхнюю наружную телескопическую трубу 26,
прикрепленную к поверхностному клапану 28. Поверхностный клапан 28 расположен над рабочей палубой 30 судна 2 и подвешен к натяжному устройству (талевому блоку) 32.
Нижняя телескопическая труба 24 имеет гладкую наружную цилиндрическую поверхность, а ее
верхний конец снабжен выступающим наружу окружным фланцем 34.
Верхняя телескопическая труба 26 снабжена на своем нижнем конце втулкой 36, содержащей уплотнительное устройство (не показано), которое известно само по себе и предназначено для обеспечения
скользящего уплотнения между верхней телескопической трубой и наружной цилиндрической поверхностью нижней телескопической трубы 24.
Когда в стояк 4 должно быть подано давление, телескопическое скользящее соединение 1 раздвигают, пока фланец 34 не упрется в концевую втулку 36 в положении по фиг. 1. В этом положении можно
передавать возникающую растягивающую нагрузку, в том числе требуемое усилие предварительного
натяжения, через натяжное устройство 32, что обеспечивает возможность нормальной работы скважины.
Когда требуется произвести работы на скважине, такие как промывка бурового комплекта, например, с помощью гибких насосно-компрессорных труб 38 или тросового оборудования, давление в стояке
4 для ремонта сбрасывают, после чего поверхностный клапан 28 опускают на рабочую палубу 30, при
этом верхняя труба 26 телескопического соединения опускается по нижней трубе 24, фиг. 2. Вес стояка 4
и нижней телескопической трубы 24 воспринимается устьем 6 скважины. Монтажные работы, а также до
определенной степени осуществление завершения скважины и вмешательство в ее работу, могут производиться в удобном для оператора положении поверхностного клапана, фиг. 3. Когда поверхностный
клапан 28 опущен на рабочую палубу 30, движение вертикальной качки судна поглощается скользящим
соединением 1.
В том случае, когда осуществляемые операции требуют подачу давления в стояк 4 для ремонта, телескопическое скользящее соединение 1 раздвигают и обеспечивают его предварительное натяжение
известным образом с помощью натяжного устройства (талевого блока) 32.
Составной шланг (не показан), используемый для сообщения с устьем 6 скважины, может быть натянут с помощью автоматической лебедки (не показана).
Система в соответствии с настоящим изобретением позволяет также исправлять неполадки, которые могут возникнуть в натяжном устройстве 32 или другом подъемном или компенсационном оборудовании.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Способ завершения скважины и осуществления вмешательства в ее работу, в котором используют стояк (4) для ремонта, проходящий вверх от устья (6) скважины до судна (2), отличающийся тем, что
верхняя часть стояка (4) для ремонта выполнена с возможностью смещения из верхнего положения в
нижнее положение, способствующее проведению работ на скважине, в котором обеспечивают следование, по меньшей мере, указанной верхней смещаемой части стояка (4) для ремонта, по существу, за движением вертикальной качки судна (2), а затем верхнюю смещаемую часть стояка (4) для ремонта снова
поднимают в верхнее положение.
2. Система для завершения скважины и осуществления вмешательства в ее работу, использующая
стояк (4) для ремонта, проходящий вверх от устья (6) скважины до судна (2), отличающаяся тем, что стояк (4) для ремонта оснащен телескопическим соединением (1).
3. Система по п.2, отличающаяся тем, что телескопическое соединение (1) выполнено напорным.
-2-
006004
Фиг. 1
Фиг. 2
-3-
006004
Фиг. 3
Фиг. 4
Евразийская патентная организация, ЕАПВ
Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2/6
-4-