ГЕРМЕТИЗИРОВАННОЕ СОЕДИНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТРУБ, ПРЕДНАЗНАЧЕННОЕ ДЛЯ УСТАНОВКИ ДЛЯ БУРЕНИЯ, РАСПОЛОЖЕННОЙ НА ДНЕ МОРЯ Российский патент 2011 года по МПК E21B15/02 

Настоящее изобретение относится к сепараторному устройству для отделения материала из соединительного устройства в установке для бурения на дне моря. В частности, изобретение относится к установке для бурения на дне моря, герметично закрытой относительно окружающей среды. Соединительное устройство в буровой установке является замкнутым, имеет уплотнения, герметизирующие это устройство по отношению к трубам, и соединено со сборником жидкости и сепаратором.

Известно, что нефтяные и газовые месторождения разрабатывают бурением скважин для извлечения на поверхность нефти и газа.

Оборудование, используемое для бурения скважин в подземной формации, в основном представляет собой буровую установку, выполненную в виде состоящей из стальных ферм конструкции. Буровая установка имеет тросовые буровые лебедки для подъема и введения в работу бурильных труб. Множество вспомогательного оборудования также используется для действий с бурильными трубами и для введения обсадных труб в ствол скважины.

Плавучие или фиксированные морские платформы, оснащенные нужным буровым оборудованием, используются для добычи нефти и газа с большой глубины. Эти платформы представляют собой крупные и дорогостоящие конструкции, т.к. буровое оборудование является крупным и тяжелым. Помимо самого бурового оборудования также необходимо использовать трубопроводы, связывающие морскую платформу с подводным месторождением для осуществления циркуляции бурового раствора между платформой и подводным месторождением во время бурения. Плавучим платформам также требуется дифферентовка по вертикальной качке для компенсации движения воздействующей на платформу волны по отношению к местоположению над дном.

Вместо бурения с плавучих буровых платформ можно использовать установку для бурения, непосредственно расположенную на дне и тем самым устранив необходимость использования крупных и дорогостоящих платформ.

В настоящее время нефтяная промышленность располагает усовершенствованным оборудованием, разработанным для дистанционно управляемых подводных работ. Это является доступной сегодня технологией, и ее можно использовать в дистанционно управляемых буровых работах, когда буровое оборудование установлено непосредственно на дне.

Помимо этого необходимо соблюдать относительно строгие требования, устанавливаемые властями в отношении загрязнения окружающей среды, и стремиться к минимальному количеству выбросов в окружающую среду.

Известный уровень техники не предоставляет решения этих проблем в отношении буровых установок, работающих на дне моря.

Целью настоящего изобретения является устранение или уменьшение по меньшей мере одного из этих недостатков известной технологии.

Эта цель достигается при помощи настоящего изобретения за счет применения его признаков, излагаемых ниже и в прилагаемой формуле изобретения.

Буровая установка в соответствии с изобретением расположена на дне моря, герметично закрыта относительно окружающей среды и отличается тем, что в буровой установке соединительное устройство для труб является замкнутым, имеет уплотнения, герметизирующие это устройство по отношению к трубам, и соединено со сборником жидкости и сепаратором.

Сепаратор соединен с системой циркуляции для циркуляции жидкости по соединительному устройству. Система циркуляции помимо сепаратора имеет насос и каналы.

Вход системы циркуляции сообщен с одной из верхней или нижней частью буровой установки, и выход системы циркуляции сообщен с другой из верхней или нижней частью буровой установки.

Гидростатическое давление внутри буровой установки предпочтительно ниже этого давления снаружи установки, в результате чего жидкость в буровой установке не может вытекать в среду вокруг буровой установки.

Сепаратор соединен, например, с емкостью для отделенного материала, и эту емкость, когда она заполнится, можно заменить на новую и доставить на поверхность для последующей переработки этого отделенного сепаратором материала. Буровая установка может содержать несколько емкостей для отделенного сепаратором материала.

Емкости, входящие в и выходящие из буровой установки, предпочтительно проходят через средства, выполняющие функцию затвора.

Устройство согласно изобретению обеспечивает решение для обработки, например, бурового раствора, вытекающего при разъединении труб, при этом жидкость в соединительном устройстве циркулирует через сепаратор.

Ниже приводится описание не ограничивающего примера предпочтительного осуществления со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображено следующее:

Фиг. 1 схематически изображает буровую установку, связанную с надводным судном;

Фиг. 2 схематически изображает автоматизированный пол буровой установки, содержащей закрытое соединительное устройство для соединения и разъединения свечей бурильных труб;

Фиг. 3 показывает закрытое соединительное устройство для свечей бурильных труб;

Фиг. 4 схематически изображает систему циркуляции для очистки соединительного устройства, заполненного жидкостью.

Буровая установка 1 герметично закрыта от окружающей среды и предназначена для ее размещения на дне 11 моря. Буровая установка имеет верхнюю часть 12, нижнюю часть 13 и несущую часть 14, в основном расположенную в нижней части 13.

Управление работой буровой установки 1 осуществляется с надводного судна 2 на поверхности 5 моря. Соединение 3 насосно-компрессорных труб и тросов проходит между буровой установкой 1 и надводным судном 2, от кабельного барабана 4 и вниз к буровой установке 1.

Буровая установка 1 имеет самозасасывающиеся башмаки 8, обеспечивающие ее закрепление на дне 11 моря. Башмаки 8 соединены с несущей частью 14 посредством секций 20. Буровая установка 1 сверху имеет запорную крышку 10 для бурового агрегата (не показано) и запорные крышки 9 для кассет 7 бурильных труб. Кассеты 7 бурильных труб вставлены в закрытые бункеры 21.

Верхняя часть 12 содержит буровой агрегат (не показан) с соответствующим оборудованием для смены бурильных труб (не показано) и с несколькими кассетами 7 бурильных труб.

Система циркуляции (не показана) для жидкости в буровой установке 1 расположена в одной из секций 20.

Нижняя часть 13 содержит дистанционно управляемые и по меньшей мере частично автоматические системы для смены инструментов, включая соединительное устройство 24 для соединения и разъединения труб 23. Трубы 23 могут быть, например, бурильными или обсадными трубами.

Вся буровая установка 1 заполняется водой с давлением, несколько меньшим, чем давление окружающей среды.

Соединительное устройство 24, имеющее соответственно внизу и вверху вход 31 и выход 26 для жидкости, содержит герметизирующие элементы 25, расположенные вокруг трубы 23 и раздвигаемые под действием гидростатического давления, и тем самым осуществляющие герметизацию по отношению к трубе 23.

Соединительное устройство 24 также имеет соответствующие привинчивающие средства, содержащие действующие от гидроцилиндров захваты 29 и 30. Захваты 29 выполнены с возможностью поворота вокруг центральной оси трубы 23 при помощи гидравлических роторных двигателей 27 посредством зубчатого венца 28.

Материалы в соединительном устройстве 24 циркулируют через сепаратор насосом 32 по трубе 35, соединенной со входом 31, и по трубе 36, соединенной с выходом 26.

Отделенные сепаратором 33 материалы удаляются из него регулируемым образом.

Изобретение относится к области бурения, а именно к установке для бурения на дне моря, герметично закрытой относительно окружающей среды. Соединительное устройство для труб буровой установки, расположенной на дне моря и герметично закрытой от окружающей среды, является замкнутым, имеет уплотнения, герметизирующие это устройство по отношению к трубам, и соединено со сборником жидкости и сепаратором. Обеспечивает уменьшение выбросов в окружающую среду. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Буровая установка (1), расположенная на дне (11) моря и герметично закрытая от окружающей среды, отличающаяся тем, что соединительное устройство (24) для труб (23) буровой установки (1) является замкнутым, имеет уплотнения (25), герметизирующие это устройство по отношению к трубам (23), и соединено со сборником жидкости и сепаратором (33).

2. Буровая установка по п.1, отличающаяся тем, что сепаратор (33) соединен с системой циркуляции для циркуляции жидкости по соединительному устройству (24).

3. Буровая установка по п.1, отличающаяся тем, что система циркуляции в дополнение к сепаратору (33) содержит насос (32) и каналы (35, 36).