ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННОГО МАНИФОЛЬДА Российский патент 2015 года по МПК E21B43/17 

Настоящее изобретение относится к эксплуатационному основанию, выполненному с возможностью последующего разветвленного соединения с эксплуатационным манифольдом для обеспечения возможности подключения к эксплуатационному манифольду по меньшей мере двух эксплуатационных соединительных перемычек от соответствующей подводной устьевой арматуры.

Таким образом, настоящее изобретение относится к подготовке к возможному увеличению количества подводных эксплуатационных скважин, подлежащих подключению через текучую среду к существующему подводному эксплуатационному манифольду, смонтированному в фундаменте манифольда, расположенном на морском дне.

Для обеспечения возможности последующего подключения дополнительного разветвленного соединения к подводному эксплуатационному манифольду может быть использовано эксплуатационное основание (Production Flow Base, PFB) в соответствии с настоящим изобретением. Эксплуатационное основание обеспечивает подключение двух комплектов устьевой арматуры (ХМТ, Xmas Tree) к одному внутреннему патрубку эксплуатационного манифольда, предназначенному для газа и сырой нефти (GHO, Gas And Heavy Oil). Таким образом, эксплуатационное основание можно рассматривать как вспомогательное устройство для эксплуатационного манифольда. Эксплуатационный манифольд такого типа описан в одновременно поданной международной патентной заявке, озаглавленной «Эксплуатационный манифольд, объединенный с многофазным насосом», принадлежащей тому же заявителю, что и настоящая заявка.

Основное преимущество от использования эксплуатационного основания по настоящему изобретению по сравнению с «гирляндным» подключением существующей устьевой арматуры состоит в том, что эксплуатационное основание может быть оставлено на устьевой арматуре без изменений. «Гирляндное» подключение оказывается зависимым от подъема существующего эксплуатационного основания, включая эксплуатационную устьевую арматуру, и поэтому приводит к увеличению времени нахождения буровой установки на скважине.

К оборудованию, необходимому для подключения новой скважины, относится дополнительная устьевая арматура и соответствующая соединительная перемычка. Оборудование также включает электрические соединительные перемычки и многофазный расходомер.

Трубопровод и соединители предложенного эксплуатационного основания обеспечивают подключение к манифольду двух эксплуатационных соединительных перемычек. Трубопровод имеет по существу Y-образную форму, а запорные клапаны отсутствуют.

В соответствии с настоящим изобретением предложено упомянутое выше эксплуатационное основание, отличающееся тем, что оно выполнено в виде модернизированного модуля, выполненного с возможностью подключения к одиночному внутреннему патрубку, уже размещенному в эксплуатационном манифольде, и содержит раму, трубопровод, по меньшей мере один соединитель и направляющие средства, причем указанная рама выполнена с возможностью размещения на опорном устройстве, проходящем от эксплуатационного манифольда, а указанный трубопровод формирует разветвление, оканчивающееся соединителем и по меньшей мере двумя внешними патрубками.

Предпочтительно опорное устройство манифольда выполнено в виде выравнивающей рамы, которая совместно с указанными направляющими средствами обеспечивает возможность совмещения соединителя с внутренним патрубком манифольда при монтаже.

Предпочтительно эксплуатационное основание содержит раздельные выравнивающие средства. Такие выравнивающие средства могут содержать винтовые домкраты, расположенные на эксплуатационном основании и выполненные с возможностью взаимодействия с выравнивающей рамой манифольда, причем выравнивающие средства могут обеспечивать возможность регулировки наклона.

В предпочтительном варианте реализации разветвление трубопровода выполнено в виде Y-образной трубы.

Предпочтительно соединитель обращен к одиночному внутреннему патрубку, а два внешних патрубка обращены наружу от эксплуатационного основания и обеспечивают возможность подключения соответствующих соединительных перемычек.

Направляющие средства могут быть выполнены в виде трубы, оканчивающейся воронкообразным расширением, обращенным вниз для сопряжения с ответным выступом.

Направляющие средства могут содержать направляющие элементы, размещенные на корпусе соединителя и выполненные с возможностью сопряжения с направляющими штырями, выполненными на крепежной плите внутреннего патрубка.

Направляющие средства также могут содержать направляющие, обеспечивающие возможность последующего размещения соединителей соединительных перемычек при соединении с внешними патрубками.

Как можно видеть, эксплуатационное основание содержит два основных узла:

1) несущую конструкцию и

2) трубопровод с соединителями.

В настоящем решении необходимый многофазный расходомер оставлен на соединительной перемычке эксплуатационной скважины. Силовая электрическая перемычка и передающая сигналы перемычка непосредственно соединяют эксплуатационную скважинную соединительную перемычку с манифольдом, минуя эксплуатационное основание. Оборудование для соединения труб, используемое для эксплуатационного основания, аналогично обычному оборудованию для соединения труб, используемому для присоединения эксплуатационной скважины к манифольду.

Прочие объекты, признаки и преимущества содержатся в последующем описании предпочтительного варианта реализации изобретения, приведенного в описательных целях совместно с прилагаемыми чертежами, на которых:

на фиг.1 показан изометрический вид спереди эксплуатационного основания в соответствии с настоящим изобретением;

на фиг.2 показан изометрический вид сзади в эксплуатационного основания в соответствии с настоящим изобретением;

на фиг.3 показана часть манифольда, включая опорное устройство эксплуатационного основания и выравнивающую раму;

на фиг.4 показан изометрический вид эксплуатационного основания с фиг.1, размещенного на выравнивающей раме с фиг.3.

Сначала следует обратиться к фиг.1 и 2, на которых в целом показано эксплуатационное основание 1. Как указано ранее, эксплуатационное основание 1 содержит несущий узел 2, на котором установлены трубопровод 3 и соединитель (соединители) 4. Несущий узел 2 эксплуатационного основания, кроме того, обеспечивает защиту трубопровода 3 и соединителей 4 от возможного падения на них предметов.

Для лучшего понимания использования эксплуатационного основания 1 перед подробным описанием фиг.1 и 2 приведено краткое описание фиг.3 и 4. На фиг.3 показан частичный вид угловой части подводного эксплуатационного манифольда 10. По существу, такой манифольд 10 может иметь различные размеры и конструкцию и в данном случае рассматривается как известный специалисту в данной области техники. Как показано, эксплуатационный манифольд 10 содержит несколько внутренних патрубков 11, заранее установленных на нем. В данном случае эксплуатационный манифольд 10 дополнительно содержит опорное устройство 12, проходящие от эксплуатационного манифольда 10 и приваренное к нему с образованием единой рамы. Эта рама образует опорное устройство 12 и действует как выравнивающая рама, когда эксплуатационное основание 1 размещено на ней, как показано на фиг.4.

Возвращаясь к фиг.1 и 2, несущий узел 2 эксплуатационного основания представляет собой раму, выполненную из стальных балок 5 с профилями различного сечения, в основном двутавровых балок, для обеспечения жесткой и стабильной конструкции. Несущий узел 2 эксплуатационного основания содержит основную раму 2а, опирающуюся на выравнивающую раму 12 манифольда 10.

Как указано ранее, на несущем узле 2 эксплуатационного основания установлен трубопровод 3, проходящий между двумя соответствующими внешними патрубками 6 и одиночным соединителем 4. Следует отметить, что трубопровод 3 представляет собой Y-образную трубу, хотя на чертежах в явном виде этого не показано. Две трубы, проходящие от соответствующих внешних патрубков 6, объединяются и ведут к одному соединителю 4. Путь прохождения этих труб по несущему узлу 2 эксплуатационного основания менее важен. Тем не менее, следует понимать, что соединитель 4 обращен к одиночному внутреннему патрубку 11 эксплуатационного манифольда 10, а два внешних патрубка 6 обращены наружу от эксплуатационного основания 1 и обеспечивают возможность последующего подключения соответствующих соединительных перемычек (не показаны).

Как показано на фиг.2, соединитель 4 расположен в корпусе 4а соединителя, который обеспечивает защиту соединителя 4. Показанный соединитель 4 представляет собой обычный зажим, хорошо зарекомендовавший себя для соединения выступающих концов труб. Зажим 4 приводится в действие винтовым механизмом 4b, управляемым сверху с помощью дистанционно управляемого манипулятора (ROV, Remotely Operated Vehicle). Кроме того, следует заметить, что вблизи углов корпуса 4а соединителя расположены позиционирующие отверстия 4 с. Позиционирующие отверстия 4с облегчают операцию совмещения при необходимости сопряжения соединителя 4 с внутренним патрубком 11 эксплуатационного манифольда 10.

На несущем узле 2 эксплуатационного основания также установлены выравнивающие средства. Выравнивающие средства содержат два винтовых домкрата 7, разнесенных на некоторое расстояние. Винтовыми домкратами 7 возможно управлять независимо друг от друга сверху с помощью дистанционно управляемого манипулятора. Винты винтовых домкратов 7 взаимодействуют с выравнивающей рамой 12 манифольда 10. Применение винтовых домкратов 7 обеспечивает регулирование наклона всего эксплуатационного основания 1.

Как указано ранее, эксплуатационное основание 1 содержит направляющие средства. Один из видов направляющих средств представляет собой трубу 8', оканчивающуюся воронкой 8, обращенной вниз. Такая воронка 8 предназначена для сопряжения с ответным выступом (не показан), имеющимся на манифольде 10, для обеспечения должного положения.

Другой вид направляющих средств представляет собой направляющие 9. Эксплуатационное основание 1 содержит такие направляющие 9, которые обеспечивают возможность последующего размещения соединителей (не показаны) соединительных перемычек при последующем соединении соединительной перемычки (не показана) с соответствующим внешним патрубком 6. Основная рама 2а также содержит выступающие стопоры 2b, представляющие собой упор для соединителей соединительных перемычек.

Еще один вид направляющих средств представляет собой направляющие штыри 13 и направляющие отверстия или цилиндры 4с. Как описано выше, эксплуатационное основание 1 содержит такие направляющие отверстия 4с, которые размещены в корпусе 4а соединителя. Направляющие штыри 13 выполнены на крепежной плите 14 внутреннего патрубка 11. В свою очередь, крепежная плита 14 прикреплена к эксплуатационному манифольду 10. Направляющие штыри 13 предназначены для сопряжения с направлением с направляющими цилиндрами 4с корпуса 4а соединителя.

Перед таким сопряжением эксплуатационное основание 1 следует выровнять по отношению к эксплуатационному манифольду 10, точнее, по отношению к опорному устройству, выполненному в виде выравнивающей рамы 12. Такое выравнивание и использование направляющих средств обеспечивают совмещение соединителя 4 и внутреннего патрубка 11 манифольда при монтаже соединителя.

Таким образом, очевидно, что предложенное эксплуатационное основание позволяет осуществлять последующее разветвленное соединение с эксплуатационным манифольдом. Это обеспечивает возможность подключения к эксплуатационному манифольду по меньшей мере двух эксплуатационных соединительных перемычек, проходящих от соответствующей устьевой арматуры подводных скважин. Для обеспечения такой возможности эксплуатационное основание выполнен в виде модернизированного модуля, выполненного с возможностью подключения к одиночному внутреннему патрубку, уже размещенному в эксплуатационном манифольде. Кроме того, эксплуатационное основание содержит раму, трубопровод, по меньшей мере один соединитель и направляющие средства. Рама выполнена с возможностью размещения на опорном устройстве, проходящем от несущей конструкции эксплуатационного манифольда. Трубопровод же формирует разветвление, оканчивающееся соединителем и по меньшей мере двумя внешними патрубками.

Опорное устройство 12 эксплуатационного манифольда обеспечивает эффективную передачу нагрузки от дополнительных соединительных перемычек на фундамент эксплуатационного манифольда 10. Для обеспечения возможности размещения эксплуатационного основания 1 на любом патрубке, в зависимости от необходимости, опорное устройство предусмотрено у ответвлений на всех четырех углах эксплуатационного манифольда 10.

Фундамент эксплуатационного манифольда рассчитан на оказание сопротивления вертикальной нагрузке и прочим силам не более чем от двух эксплуатационных оснований. Несущая способность фундамента предусматривает при необходимости установку эксплуатационного основания на последующей стадии проекта, когда все четыре ответвления находятся в эксплуатации. В этом случае соединительная перемычка в любых местах может быть заменена на эксплуатационное основание для подключения двух соединительных перемычек.

Состав работ этой операции включает следующие шаги в отношении эксплуатационного манифольда и выравнивающей системы:

- подготавливают основание на выравнивающей раме эксплуатационного манифольда у всех четырех ответвлений для установки эксплуатационного основания;

- изготавливают макет эксплуатационного основания для заводских приемосдаточных испытаний;

- при необходимости проводят дополнительные заводские приемосдаточные испытания на различных этапах изготовления для обеспечения должной работы системы.

Эксплуатационное основание и оборудование для соединения труб поставляются по отдельности, если это необходимо.

В описанном решении предполагается, что в случае применения эксплуатационного основания оба соединения задействованы для подключения соединительных перемычек. Если подключена только одна соединительная перемычка, то на втором соединительном патрубке необходима заглушка высокого давления.

Предложено эксплуатационное основание (1), выполненное с возможностью подключения разветвленного соединения к эксплуатационному манифольду (10) для обеспечения возможности подключения к эксплуатационному манифольду (10) по меньшей мере двух эксплуатационных соединительных перемычек от соответствующей подводной устьевой арматуры. Эксплуатационное основание выполнено в виде модернизированного модуля, выполненного с возможностью подключения к одиночному внутреннему патрубку (11), размещенному в эксплуатационном манифольде (10). Эксплуатационное основание содержит раму (2), трубопровод (3) по меньшей мере один соединитель (4) и направляющие средства (9). Рама (2) выполнена с возможностью размещения на опорном устройстве (12). Опорное устройство (12) проходит от эксплуатационного манифольда (10). Трубопровод (3) формирует разветвление, оканчивающееся соединителем (4) и по меньшей мере двумя внешними патрубками (6). Изобретение обеспечивает подключение к манифольду двух эксплуатационных перемычек, и уменьшает время нахождения буровой установки на скважине. 8 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Эксплуатационное основание (1), выполненное с возможностью последующего подключения разветвленного соединения к эксплуатационному манифольду (10) для обеспечения возможности подключения к эксплуатационному манифольду (10) по меньшей мере двух эксплуатационных соединительных перемычек, проходящих от соответствующей подводной устьевой арматуры,
отличающееся тем, что оно
выполнено в виде модернизированного модуля, выполненного с возможностью подключения к одиночному внутреннему патрубку (11), ранее размещенному в эксплуатационном манифольде (10), и
содержит раму (2), трубопровод (3), по меньшей мере один соединитель (4) и направляющие средства (9), причем
рама (2) выполнена с возможностью размещения на опорном устройстве (12), проходящем от эксплуатационного манифольда (10), а трубопровод (3) формирует разветвление, оканчивающееся соединителем (4) и по меньшей мере двумя внешними патрубками (6).

2. Эксплуатационное основание по п.1, отличающееся тем, что опорное устройство (12) манифольда выполнено в виде выравнивающей рамы, которая совместно с указанными направляющими средствами обеспечивает возможность совмещения соединителя (4) с внутренним патрубком (11) манифольда при монтаже.

3. Эксплуатационное основание по п.1, отличающееся тем, что оно содержит выравнивающие средства.

4. Эксплуатационное основание по п.3, отличающееся тем, что выравнивающие средства содержат винтовые домкраты (7), расположенные на эксплуатационном основании (1) и выполненные с возможностью воздействия на выравнивающую раму (12) манифольда (10), при этом выравнивающие средства обеспечивают возможность регулировок наклона.

5. Эксплуатационное основание по п.1, отличающееся тем, что указанное разветвление трубопровода выполнено в виде Y-образной трубы.

6. Эксплуатационное основание по п.1, отличающееся тем, что соединитель (4) обращен к указанному одиночному внутреннему патрубку (11), а два внешних патрубка (6) обращены наружу от эксплуатационного основания (1) и обеспечивают возможность подключения соответствующих соединительных перемычек.

7. Эксплуатационное основание по п.1, отличающееся тем, что направляющие средства выполнены в виде трубы (8′), оканчивающейся воронкой (8), обращенной вниз для сопряжения с ответным выступом.

8. Эксплуатационное основание по п.1, отличающееся тем, что направляющие средства содержат направляющие элементы (4c), размещенные на корпусе (4) соединителя, и направляющие штыри (13) на крепежной плите (14) для внутреннего патрубка (11).

9. Эксплуатационное основание по любому из пп.1-8, отличающееся тем, что направляющие средства содержат направляющие (9), обеспечивающие возможность последующего размещения соединителей соединительных перемычек при соединении с внешними патрубками (6).