ПОДВОДНОЕ УСТЬЕВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ КУСТА СКВАЖИН Российский патент 1994 года по МПК E21B33/35 E21C51/00 

Изобретение относится к подводным средствам по добыче нефти или газа на различных глубинах шельфовой зоны, а также в акваториях со сложной ледовой обстановкой.

Известна эксплуатационная система закрытого типа фирмы "Камерон", ФРГ, позволяющая производить разработку и обслуживание скважин на морских глубинах. Одним из основных элементов данной системы является рабочая камера, установленная на устье пробуренной в морском дне скважины, которая заранее оборудована устьевой фонтанной арматурой. Камера укреплена на подводном устье скважины стандартным гидравлическим соединением. В камере атмосферное давление, поэтому операторы могут работать без водолазного снаряжения. Доставляются операторы к месту работы подводными аппаратами, имеющими систему стыковки с рабочей камерой. Камеры формируются в модульные конструкции (модульную систему), позволяющие обслуживать несколько скважин. Для эксплуатации куста скважин используются модульные системы фирмы "Камерон", собранные из стандартных элементов (рабочих камер). Перед монтажом камер на морское дно устанавливается кондуктор, конфигурация и расположение которого обеспечивают бурение и эксплуатацию требуемого количества скважин. Рабочая камера укрепляется на подводном устье каждой оборудованной скважины стандартным гидравлическим соединителем. После этого в камеру спускается экипаж специалистов для ввода ее в эксплуатацию.

Для обеспечения работы эксплуатационной модульной системы фирмы "Камерон" бурение скважин и установку устьевой фонтанной арматуры необходимо производить заранее до установки рабочих камер, что связано с большим одновременным сосредоточением технических средств (буровая платформа, транспортные суда, суда и средства, предназначенные для производства подводных работ). Это усложняет работы в тяжелых морских условиях, увеличивает их стоимость, снижает надежность. Доступ в рабочую камеру для осмотра, наладки и ремонта устьевой фонтанной арматуры осуществляется только подводными средствами (аппаратами, колоколом, водолазами) в каждую камеру отдельно.

Целью изобретения является снижение затрат на создание и эксплуатацию подводного модуля и повышение его надежности при универсальных возможностях его работы.

Цель достигается тем, что подводный модуль для эксплуатации куста скважин выполнен с единым центральным блоком для размещения управления и обслуживающего персонала и соединен переходами с радиальном и периферийно расположенными по отношению к центральному блоку самостоятельными, отдельно стоящими рабочими камерами, каждая из которых вместе с устьевой фонтанной арматурой имеет выдвижной водоотделяющий трубчатый элемент (адаптер) с пробкой, установленный на устье скважины с возможностью подъема и герметизации по окончании буровых работ для установки на это же устье скважины устьевой фонтанной арматуры.

Существенность отличия заявляемого решения состоит в том, что вся конструкция подводного модуля для эксплуатации куста скважин собирается на берегу, после чего транспортируется к месту добычи в собранном (рабочем) состоянии и устанавливается на морском дне без предварительной подготовки скважин.

Радиальное расположение периферийных (буровых) рабочих камер по отношению к центральному блоку обеспечивает компактность всей конструкции, а также значительно облегчает работы, связанные с установкой буровой платформы при бурении скважины, так как каждая скважина уже имеет свою координату. Модуль обеспечивает одновременно производство буровых и эксплуатационных работ через периферийно расположенные рабочие камеры, что позволяет вести бурение скважины, установку, наладку, осмотр и ремонт устьевой фонтанной арматуры, получение продукта добычи соответственно в каждой рабочей камере независимо от другой, без нарушения общего технологического цикла всего модуля, что подтверждает универсальность решения. Единое управление и возможность нахождения обслуживающего персонала в центральном блоке, возможность сообщения по переходам с каждой рабочей камерой при атмосферном давлении без применения подводных технических средств обеспечивают повышение надежности и снижение эксплуатационных затрат модуля.

Доставка обслуживающего персонала для проведения работ на модуле может быть осуществлена подводным аппаратом с буровой платформы или транспортного судна, либо туннелем с берега (при расстоянии до него не более 10 км) в его центральный блок (способ доставки зависит от района добычи), что расширяет универсальность решения.

На фиг. 1 показан модуль вид сверху; на фиг..2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг. 3 - показана периферийная рабочая камера при бурении скважины; на фиг.4 - она же при эксплуатации устьевой фонтанной арматуры.

Автономный подводный эксплуатационно-буровой модуль (фиг.1 и 2) состоит из центрального блока 1 и отдельных самостоятельных периферийных рабочих камер 2, соединенных между собой трубчатыми переходами 3 для прохода обслуживающего персонала модуля, а также для прокладки эксплуатационных трубопроводов, кабеля и других коммуникаций. В центpальном блоке 1 располагаются жилой комплекс, центральный пост управления, системы жизнеобеспечения (на фигурах не показаны). Центральный блок 1 разделен палубами на несколько ярусов, а сверху снабжен люком с комингс-площадкой 4 для посадки подводного аппарата с обслуживающим персоналом модуля. Каждая периферийная рабочая камера 2 является изолированной, герметичной и расположена радиально относительно центрального блока. Через рабочую камеру обеспечивается бурение скважины с морской буровой платформы. (Морская буровая платформа в процессе ее совместной эксплуатации с подводным модулем имеет возможность перемещаться вне его габаритов по периметру, что делает возможным осуществлять бурение через каждую рабочую камеру 2).

Герметичность корпуса каждой рабочей камеры 2 обеспечивается выдвижным водоотделяющим трубчатым элементом (адаптером) 5. Выдвижной водоотделяющий адаптер 5 представляет собой трубу, на концах которой выполнена трапецеидальная резьба для соединения сверху с колонной 6 водоотделяющих труб, а снизу внутри рабочей камеры с устьем скважины донной подвеской 7. Адаптер 5 при входе в корпус герметичной рабочей камеры 2 уплотнен сальниковым устройством, расположенным в опорной тумбе с направляющими втулками 8, которая воспринимает боковые нагрузки, передаваемые адаптеру 5 от водоотделяющей колонны при бурении (силы течения, волнения и т.п.). В рабочей камере 2 размещается подъемное устройство 9, обеспечивающее подъем, перемещение и установку устьевой фонтанной арматуры 10, которая при бурении скважины закреплена на отдельном стеллаже внутри каждой рабочей камеры 2.

Работает модуль в следующим режимах.

Бурение, которое ведется с морской буровой платформы буровой установкой, соединенной колонной 6 водоотделяющих труб с адаптером 5, который закреплен на устье скважины внутри рабочей камеры 2.

Подготовка к эксплуатации скважины производится по окончании процесса бурения (фиг.4); адаптер 5 отсоединяют от устья скважины и поднимают вместе с колонной 6 водоотделяющих труб, при помощи морской буровой платформы устанавливается герметичная пробка 11, обеспечивающая герметичность корпуса рабочей камеры 2, при последующем отсоединении колонны 6 водоотделяющих труб от адаптера 5. После этого подъемным устройством 9 производят установку устьевой фонтанной арматуры 10 на устье скважины и трубопроводом к ней от общего эксплуатационного трубопровода модуля (на фигурах не показан).

Эксплуатация скважины происходит через устьевую фонтанную арматуру 10, управление которой осуществляется из центрального блока 1. Продукт добычи от каждой скважины поступает в общий эксплутационный трубопровод модуля с последующей подачей по магистральному подводному трубопроводу на берег (в зависимости от продукта добычи - нефть, газ - могут быть различные варианты технологии его сбора и транспортировки).

Использование изобретения позволит расширить возможность добычи нефти и газа при освоении новых морских месторождений, в том числе и на шельфе замерзающих морей, с меньшими затратами и большей мобильностью их эксплуатации независимо от метеорологических факторов и состояния моря и существенно увеличить запасы этого сырья для народного хозяйства, что показывают проработки по освоению шельфа морей Дальневосточного региона.

Использование: герметизация устьев подводных нефтяных и газовых скважин в процессе их бурения и эксплуатации. Сущность изобретения: оборудование выполнено с единым центральным блоком управления и обслуживания, соединенным трубчатыми переходами для обслуживающего персонала и прокладки коммуникаций с радиально расположенными периферийными самостоятельными блоками, каждый из которых снабжен выдвижным водоотделяющим адаптером, установленным на устье скважины с возможностью подъема и герметизации по окончании буровых работ на устье скважины эксплуатационного оборудования. Центральный блок имеет помещения жилого комплекса и снабжен люком с комингс-площадкой для посадки подводного аппарата. 4 ил.

ПОДВОДНОЕ УСТЬЕВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ КУСТА СКВАЖИН, содержащее герметичные рабочие камеры, установленные на устье каждой из подводных скважин, оборудованных колонной труб, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности в работе оборудования при одновременном расширении его функций и упрощении обслуживания, оно снабжено центральным блоком управления, имеющим переходы для связи с герметичными камерами, расположенными радиально и периферийно относительно центрального блока, причем каждая из камер выполнена с выдвижным водоотделяющим трубчатым элементом с пробкой, связанным с колонной труб, при этом последний установлен с возможностью герметизации камеры при его выдвижении.