Способ ликвидации открытых фонтанов на морских скважинах при подводном расположении их устья Российский патент 2020 года по МПК E21B35/00 E21B33/35 E21B41/04 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей и геологоразведочной отраслям промышленности и предназначено для ликвидации открытых нефтяных и газовых фонтанов на морских объектах.

Известен способ наведения противовыбросового оборудования на устье фонтанирующей скважины, расположенной на морской стационарной платформе и имеющей необходимые горизонтальные площади для монтажа канатной оснастки, при котором крановым судном подают противовыбросовое оборудование в струю фонтанирующей скважины и опускают его на устье (1).

В известном способе самопроизвольные вертикальные перемещения противовыбросового оборудования вместе с судном под действием волн компенсируются применением, в качестве тягового механизма, свободно висящего груза. При этом последовательность работ следующая:

- наводимое противовыбросовое оборудование приподнимают и отводят в сторону от фонтанирующей струи с помощью основного кранового судна;

- свободно висящий груз приподнимают вспомогательным судном;

- осуществляют обвязку элементов схемы канатной оснасткой;

- вспомогательным судном опускают свободно висящий груз;

основным крановым судном подают противовыбросовое оборудование в струю фонтанирующей скважин и опускают его на устье.

Однако известный способ наведения противовыбросового оборудования на устье фонтанирующей скважины обладает рядом недостатков:

- способ предназначен для наведения противовыбросового оборудования на надводное устье скважин с морских стационарных платформ;

- схема для наведения противовыбросового оборудования не предназначена для наведения на морских объектах с подводным расположение устья скважины;

- в случае возгорания выбрасываемого скважинного флюида при наведении противовыбросового оборудования отсутствует возможность отхода кранового судна от устья фонтанирующей скважины на безопасное расстояние;

- при возникновении грифонообразований вокруг устья фонтанирующей скважины существует опасность снижения плотности воды из-за ее разрежения в районе расположения судов и, как следствие, их потери (могут затонуть) при наведении противовыбросового оборудования на устье фонтанирующей скважины;

- вероятность возникновения высокой концентрация взрывоопасных газов и последующего их возгорания в районе расположения кранового судна.

Известен способ наведения противовыбросового оборудования при ликвидации открытых фонтанов на морских объектах, включающий обвязку компоновки и подвешивание ее над устьем с помощью плавучего крана (2).

Однако известный способ наведения обладает следующими недостатками:

- способ предназначен для наведения противовыбросового оборудования на надводное устье скважин с морских стационарных платформ;

- существует опасность возникновения искры и последующего возгорания загазованной около устьевой зоны скважины с находящимися в этой зоне крановыми судами;

- схема для наведения противовыбросового оборудования не предназначена для наведения на морских объектах с подводным расположение устья скважины;

Целью изобретения является проведение операции по наведению подводной запорной устьевой сборки (далее по тексту ПЗУС) на устье фонтанирующей скважины при подводном ее расположении комплексом исполнительного технологического оборудования, размещаемого согласно оперативному плану выполнения аварийных спасательных работ на безопасных расстояниях от устья фонтанирующей скважины в морских условиях, обеспечивающих сохранность плавучести морских судов, а так же повышение эффективности технологии процесса наведения.

Поставленная цель достигается способом ликвидации открытых фонтанов на морских скважинах при подводном расположении их устья с применением морских судов, имеющих в оснащении тросовые оснастки и располагаемых на необходимом безопасном расстоянии от устья фонтанирующей скважины, а так же с использованием компенсатора волновой качки, отличающийся тем, что наведение подводной запорной устьевой сборки (ПЗУС) осуществляют дистанционно, путем размещения на некотором расстоянии, кормами друг от друга, двух морских крановых судов, из-за отсутствия возможности их размещения непосредственно над осью аварийного устья, с целью обеспечения вертикального доступа к устью скважины, по причине, возникающей, при фонтанировании скважины, высокой разреженности морской воды от поступающего газового флюида, вызывающей опасный риск потери плавучести судов и возможного их затопления, при этом ПЗУС, помещают в металлический каркас с установленной в нем гидравлической станцией, приводящей в действие дистанционно управляемые гидролебедки, состыкованный с комплектом герметичных понтонов, обеспечивающих изменение веса наводимой ПЗУС в зависимости от степени разреженности толщи воды над скважиной за счет наполнения их, или вытеснения, водой, используемой в качестве балласта, а на конечном этапе процесса наведения, производимого синхронизированными действиями тросовых систем морских крановых судов, осуществляют сцепление наводимой ПЗУС с противовыбросовым оборудованием фонтанирующей скважины с помощью телеуправляемого необитаемого подводного аппарата (ТНПА), посредством выполнения команд, посылаемых с борта плавучего крана.

На фиг. 1 показана схема расположение и комплектность технологического оборудования для безопасного проведения операции наведения ПЗУС на устье фонтанирующей скважины; на фиг. 2 - ПЗУС, собранная в комплекте с понтонами и оборудованная крюками захвата за сборку ПВО фонтанирующей скважины

В компоновку техники и оборудования входят ТНПА 1, два плавучих крановых судна 2, снабженные собственной талевой системой, включающие каретку 3 с полиспастной системой 4, гидроуправляемыми лебедками 5 перемещения каретки и компенсатора волновой качки 6 запорной устьевой сборки 7. В состав полиспастной системы 4 входят три талевых блока 8, два из которых закреплены на каретке, обвязанные стальным тросом 9 через блок компенсатора волновой качки 6. Запорная устьевая сборка 7 закреплена в металлический каркас 10 (фиг. 2), оборудованный четырьмя вертикально расположенными понтонами перемещения 11 с возможностью забора морской воды в качестве балласта при погружении и откачки в случае подъема наводимой компоновки, гидроуправляемую лебедку 12 с двумя подвесными свободно висящими крюками 13 для центрирования и наведения запорной устьевой сборки на захватное устройство 14 фонтанирующего устья, а также гидростанцией 15 с возможностью управления запорными органами как с судна, так и от ТНПА.

Работы по ликвидации фонтана, обусловленного необходимостью наведения запорной устьевой сборки с использованием крановых судов, осуществляют в следующем порядке.

С подветренной стороны два плавучих крановых судна 2 кормами относительно друг к другу располагаются на безопасном расстоянии от взрывогазобезопасной зоны, возникающей от фонтанирующего устья скважины. На смонтированную каретку 3 перемещения с установленными талевыми блоками 8 через полиспастную систему 4 производят обвязку стальных тросов 9 с гидроуправляемыми лебедками 5. С помощью кранового механизма (на схеме не показан) на поверхность воды опускают ПЗУС 7, соединенную с компенсатором волновой качки 6 и подвешивают ее на блок полиспастной системы 4 каретки перемещения 3. Все талевые блоки 8 оснащены предохранительными устройствами (на схеме не показаны) от возможного самопроизвольного выпадения стального троса 9 из канавки блока.

Плавучие крановые суда 2 расходятся на безопасное расстояние L от зоны воздействия газовой струи, компоновка ПЗУС 7 опускается посредством отматывания стального троса 9 с гидроуправляемой лебедки 5 через полиспастную систему 4 на определенную глубину L2, необходимую для обеспечения ее устойчивости и компенсации волновой качки. Плавучие крановые суда смещаются относительно оси фонтанирующего, позиционируя ПЗУС относительно устья на расстоянии L1. ТНПА 1 активируется и, выполняя команды с борта плавучего судна, включает в работу станцию управления 15, гидроуправляемую лебедку 12, производит зацеп подвесных свободно висящих крюков 13 за корпус ПВО, после чего тянущие лебедки натаскивают ПЗУС на захватное устройство устья скважины с последующим его закрытием. Затем ТНПА, при помощи гидравлической станции, открывает боковые отводы ПЗУС и закрывает стволовой, после чего поочередно закрывает боковые отводы, прекращая свободное истечение скважинного флюида из ее устья.

Предлагаемый способ ликвидации открытых фонтанов на морских объектах с подводным расположением устья скважины был смоделирован и успешно опробован в условиях, максимально приближенных к реальным, на Учебно-тренировочном полигоне в г. Астрахань.

Источники информации

1. Патент на изобретение №2161691 «Способ наведения противовыбросового оборудования и устройство для его осуществления», г. Москва, 10.01.2001 г.

2. Патент на изобретение №2149978 «Способ наведения противовыбросового оборудования в морских условиях», г. Москва, 27.05.2000 г.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей и геологоразведочной отраслям промышленности и предназначено для ликвидации открытых фонтанов газонефтяных скважин морского базирования при подводном расположении их устья. Целью изобретения является проведение операции по наведению подводной запорной устьевой сборки (далее по тексту ПЗУС) на устье фонтанирующей скважины при подводном ее расположении комплексом исполнительного технологического оборудования, размещаемого согласно оперативному плану выполнения аварийных спасательных работ на безопасных расстояниях от устья фонтанирующей скважины в морских условиях, обеспечивающих сохранность плавучести морских судов, а также повышение эффективности технологии процесса наведения. Поставленная цель достигается способом ликвидации открытых фонтанов на морских скважинах при подводном расположении их устья с применением морских судов, имеющих в оснащении тросовые оснастки и располагаемых на необходимом безопасном расстоянии от устья фонтанирующей скважины, а также с использованием компенсатора волновой качки. При этом наведение подводной запорной устьевой сборки (ПЗУС) осуществляют дистанционно, путем размещения на некотором расстоянии, кормами друг от друга, двух морских крановых судов. ПЗУС помещают в металлический каркас с установленной в нем гидравлической станцией, приводящей в действие дистанционно управляемые гидролебедки, состыкованный с комплектом герметичных понтонов, обеспечивающих изменение веса наводимой ПЗУС в зависимости от степени разреженности толщи воды над скважиной за счет наполнения их, или вытеснения, водой, используемой в качестве балласта. На конечном этапе процесса наведения, производимого синхронизированными действиями тросовых систем морских крановых судов, осуществляют сцепление наводимой ПЗУС с противовыбросовым оборудованием фонтанирующей скважины с помощью телеуправляемого необитаемого подводного аппарата (ТНПА) посредством выполнения команд, посылаемых с борта плавучего крана. 2 ил.

Способ ликвидации открытых фонтанов на морских скважинах при подводном расположении их устья с применением морских судов, имеющих в оснащении тросовые оснастки и располагаемых на необходимом безопасном расстоянии от устья фонтанирующей скважины, а также с использованием компенсатора волновой качки, отличающийся тем, что наведение подводной запорной устьевой сборки (ПЗУС) осуществляют дистанционно, путем размещения на некотором расстоянии, кормами друг от друга, двух морских крановых судов, из-за отсутствия возможности их размещения непосредственно над осью аварийного устья, с целью обеспечения вертикального доступа к устью скважины, по причине, возникающей, при фонтанировании скважины, высокой разреженности морской воды от поступающего газового флюида, вызывающей опасный риск потери плавучести судов и возможного их затопления, при этом ПЗУС помещают в металлический каркас с установленной в нем гидравлической станцией, приводящей в действие дистанционно управляемые гидролебедки, состыкованный с комплектом герметичных понтонов, обеспечивающих изменение веса наводимой ПЗУС в зависимости от степени разреженности толщи воды над скважиной за счет наполнения их, или вытеснения, водой, используемой в качестве балласта, а на конечном этапе процесса наведения, производимого синхронизированными действиями тросовых систем морских крановых судов, осуществляют сцепление наводимой ПЗУС с противовыбросовым оборудованием фонтанирующей скважины с помощью телеуправляемого необитаемого подводного аппарата (ТНПА) посредством выполнения команд, посылаемых с борта плавучего крана.