Нефтедобывающая установка подводной станции Советский патент 1986 года по МПК E21B33/35 

1 Изобретение относится к нефтедобы вающим установкам, размещенным на подводных станциях на большой глубине. Цель изобретения - упрощение технологического обслуживания, ремонта и монтажа. На чертеже показана нефтедобывающая установка подводной станции с мо дулями и манипулятором их последовательностей установки на основание Установка состоит из основания 1 Его особенность заключается в том, что на каждой малой стороне прямоугольника сгруппировано по два участ ка для головок скважин,в виде приемных отверстий, которые снабжены в виде составных частей направляющим цоколем 2, на четырех углах которого установлены направляющие колонны 3, а на диагональных швеллерах закреплена осевая зажимная муфта 4 головки скважины. На боковых сторонах основа ния с помощью направляющих стоек 5 и 6 крепятся трубопроводы для отвода продукции, головка 7 трубы для продукции или нагнетания и головка 8 для шланга, к которой подходят трубо проводы и кабели контрольно-управляю щего блока на поверхности моря, последний может размещаться в нескольких десятках километров, от станции или от запасного буя, находящегося в нескольких сотнях метров на станции.. Причем трубопроводы и кабели направляются посредством направляющих стоек 9 и 10. Центральнаязона 11 остается свободной и предназначена для установки распределительной рамы 12. С этой целью на продольных балках основания 1 выполнены направляющие стойки 13, на которые устанавливаются втулки 14 распределительной рамы 12. Направляющие стойки 5 и 6, прикрепленные к основанию, служат соответственно для крепления головки 8 для шланга и для направления головки 7 трубопровода для продукции или нагне тания . Участки для головок скважины предназначены для установки на каждом из них эксплуатационной головки 15 в виде корпуса,, в котором размеще на елка 16, а также эксплуатационное предохранительное оборудование между верхней плитой 17, снабженной в центре зажимной муфтой 4, двумя направляющими колоннами 18 с обеих 5 сторон от центра, приемником для внутреннего многоканального разъема 19 и нижней прямоугольной рамкой 20, в центре которой размещен механический разъем 21 для захвата и блокировки зажимной муфты 4 головки скважины на направляющем цоколе основания 1. На других углах рамки размещены направляющие втулки 22, скользящие по направляющим колоннам 3 направляющего цоколя основания. Блок содержит также приемник для наружного многоканального разъема 23, соединенного с контрольным модулем 24 посредством многоканального разъема 25, и выпускное устройство 26 для отходов, соединяемое с соединительным модулем через разъем 27. Распределительная рама 12, состоящая из продольных и поперечных балок и распорок, имеющая размеры, соответствующие зоне I1 основания 1, имеет четыре периферийных участка для соединительных модулей 28 и один центральный участок для центрального управляющего модуля 29. На каждой стороне размещены два направляющих цоколя 30 для соединительных модулей, а в центре - один центральньй направляющий цоколь 31 для центрального управляющего модуля 29, снабженного двумя приемниками 32 для внутренних злектрогидравлических многоканальных разъемов 33. На боковой стороне распределительной рамы 12 закреплено два разъема 34, присоединяемые к цоколю трубопроводов 7 на основании 1. Количество периферийных цоколей соответствует количеству головок скважин. Цоколи 30 и 31 могут быть насажены или могут быть составной частью распределительной рамы 12. Их конструкции идентичны конструкции направляющих известных цоколей. Цри этом квадратная рамка цоколя содержит распорки, расположенные по диагонали, на которых закреплена по оси муфта 4, выполненная для захвата и блокировки разъемом. На четырех углах квадрата установлено четыре направляющие колонны 3 умеренной длины. Цоколь 30 предназначен для установки соединительного модуля 28, выполненного в виде квадратного корпуса, содержащего верхнюю плиту 35, соединенную на четырех углах посредством направляющих втулок 36 с рам3кой швеллеров 37. По оси модулей на верхней части плиты 35 закреплены приемник для внутреннего многоканального разъема 38 и муфта 4, а на нижней части корпуса - механически разъем 21 для захвата и блокировки муфты 4 распредительной рамы. Внут размещен многопроходной гибкий шлейф 39, заканчивающийся, разъемом 25 свя зи с контрольным выходом устройства 26 для отходов елки. На верхней плите 35 с обеих сторон от центра расположено две направляющих колонны 18. Оборудование этого модуля дополни ют система гидравлического привода, обеспечивающая работу механического разъема 21, и другие гидравлические системы, подключаемые к разъему эксплуатационной головки, в частности обеспечивающие связь соединительного модуля с выходной муфтой головки скважины, Направляющие колонны 1В предназна чены для углового позиционирования контрольного модуля 24 с помощью вту лок 40, размещенных в модуле, которы выполнен в виде корпуса, закрытого плитой 41. На последней закреплены, как и в модуле 28, две колонны 18 и муфта 4, а также охватывающая часть 42 внутреннего многоканального разъе ма. По-бокам модуля размещены наружньш многоканальный разъем 25 для связи с елкой 16 и приемник для на ружного многоканального разъема для связи с центральным управляющим моду лем 29 (многоканальный разъем 43). Оборудование модуля дополняют электронные и электрогидравлические контейнеры 44. На нижней рамке, к которой посред ством металлических листов и швеллеров прикреплена верхняя плита 41, установлены на четырех углах направляющие воронки 45, участвующие в направлении модуля с помощью линейных направляющих, прикрепленных к колоннам 3 направляющего цоколя. На верхней части мoдyл f установлены также механический разъем 21, предназначь ный для связи с соединительным модулем 28, и охватываемая-часть многоканального разъема, 46 позволяющего осуществлять функциональный контроль электрических и гидравлических систем модуля 28, а именно датчиков давления, регулировочное сопло регу65лирования расхода и контрольное устройство, указатель наличия песка, гидравлические клапаны и др. Центральньй направляющий цоколь 31 распределительной рамы 12 предназначен для установки на нем центрального управляющего блока 29, корпус которого образован верхний плитой 46. На четырех углах плиты 46 закреплены нaпpaвляюш e втулки 47, предназначенные для скольжения по колоннам 3 распределительной рамы. Кроме того, на модуле установлено четыре наружных электрогидравлических многоканальных разъема 43 для соединения с приемником контрольного модуля 24, один или два внутренних электрогидравлич еских многоканальных разъема 48, соединяющих этот блок с охватьшающей частьро многоканальных разъемов 33 на распределительной раме 1 2 и другие наружные и подвижные охватываемые многоканальные разъемы 49, соединяющие модуль с каждым контрольным модулем 24, а также наружные многоканальные разъемы 50. Внутри модуля размещены контейнеры 51 для гидравлических, электронных и электрогидравлических систем. Каждый участок, на котором ож1одается установка модуля, и каждый модуль , остающийся временно или постоянно без модуля, после окончательной его установки защищен щитом -52 модульной конструкции, т.е. плитой 53, амортизирующей энергию удара, которая соединена с юбкой 54, служащей газовой ловущкой. На ней установлены две направляющие трубы 55 с внутренним диаметром, позволяющим входить направляющим колоннам 18, а по оси - муфта 56 для прохождения гидравлической жидкости на верхней плите 53 и механический разъем 21 На нижней части. Щит 52 предназначен для установки на центральный управляющий блок 29, но такой же конструкции и, следовательно, взаимозаменяемые, могут предохранять модуль 15, являющийся головкой скважины, а также соединительный модуль 28 и контрольньй модуль 24 или даже неиспользуемый участок распределительной рамы 12. Операциипо установке модулей. производятся манипулятором 57 уклади и соединения. Он вьшолнен в виде мачты крана 58, установленной аксиально на плите или основании 59, снабженном двумя направляющими трубами 60 для направления колонн 18, размещенными с обеих сторон от центpa плиты, и четырьмя направляющими воронками 61, установленными на углах плиты для опускания скольжением по линейным направляющим, закрепленным на направляющих колоннах 3 основания. Соединительный элемент 62 на вершине мачты для группы штанг позволяет производить его спускс плаву чего средства. Внутренний многока-г нальный разъем 63 служит для передачи электрических и гидравлических ко манд по-связке кабелей и трубопроводов с поверхности на модуль, установ ленный на манипуляторе. На верхней части плиты аксиально установлен механических разъем 21, предназначенный для захвата муфты 4 унифицирован ной конструкции, которая имеется в любом модуле. На-мачте шарнирно уста новлена телескопическая крановая стрела 64 с манипуляционным колпаком воздействующим на многоканальные разъемы, в виде манипуляционного органа 65, снабженного средствами 66 визуальной индикации. Манипуляционны орган снабжен электрогидравлическими приводами для перемещения, блокировки и деблокировки наружных многоканальных разъемов на операционных модулях,, Установка подводной станции осуще ствляется следующим образом. С помощью спускающего оборудования на дно моря укладьгоают основание 1, снабженное направляющими цоколями и вьфавнивают его по уровню с помощью соответствующих механизмов. После бурения четырех скважин устанавли вают головки 1.5 скважин и щиты, ана.логичные щиту 52, опускают и устанав ливают распределительную раму 12 в зоне, предусмотренной в центральной части плиты основания, используя направляющие стойки 13, на которые насаживаются направляющие втулки 14. Спуск модуля, являющегося эксплуа тационным блоком, может осуществлять ся с помощью манипулятора 57. Заблокированный с помощью разъема 21 на муфте 4 модуля и позиционированньш в угловом положении с помощью колонн 18, входящих в направляющие трубы ма нипулятора, модуль .спускают с судна с помощью группы штанг вдоль линейных направляющих, прикрепленных к колоннам 3. Благодаря средствам 66 визуальной индикации, установленным на манипуляторе, модуль, спущенный вблизи выбранного места для основания , позиционируют в угловом положении так, чтобы четыре направляющие втулки 22 модуля были насажены на четыре колонны 3 направляющего цоколя. После установки модуль блокируют на направляющем цоколе с помощью манипуляционного органа 65, который обеспечивает блокировку механического разъема 21 модуля на муфте 4 цоколя и функциональные операции модуля. После установки модуля разъединяют механические связи между манипулятором и модулем с помощью органа 65, и манипулятор снова освобождается для выполнения других операций. Поколь, к которому сходятся все электрогидравлические соединения шланга, спускают и блокируют на участке, образованном на боковой стороне распределительной рамы с помощью двух муфт и направляющих стоек 10 основания, взаимодействующих с направляющими трубками цоколя. Затем шланг укладывают на дно моря до управляющего блока на поверхности, которьй может находиться в нескольких десят.ках километров от станции, и/или до буя, поставленного на якоре в нескольких сотнях метров от станции. Четыре соединительных модуля 28 опускают и крепят на направляющих цоколях таким же способом. Затем на верхней части каждого модуля 28 устанавливают контрольный модуль 24. Направление в непосредственной близости осуществляется с помощью колонн 18, которые должны войти во втулки, размещенные внутри модулей 24. Во время этой операции охватываемый многоканальный разъем 46 соединяют с охватывающим многоканальным разъемом 38 соединительного модуля 28. Затем таким же способом на распределительную раму опускают центральный блок 29. Манипулятор 57 производит электрические и гидравлические соединения между различными модулями. Так, он приводит в действие многоканальные ,разъемы и обеспечивает соединения между центральным управляющим модулем 29 и шлангом 8 (разъем 50 на муф-ту 4), центральным управляющим моду лем 29 и контрольным модулем 24, сое динительным модулем 28 и блоком головки 15 скважины; контрольным модулем 24 и блоком головки 15 скважины (разъем 25 и разъем 23), трубопро водами распределительной рамы и эксплуатационными трубопроводами (разъем 34 на цоколь 2). Соединения между модулями распределителя и модулями на основании осу ществляются посредством связей, позволяющих относительное отклонение позиционирования. Что касается внутренних соединений модулей на распределителе, сближение соединяемых частей таково, что можно использовать для соединений менее гибкие материалы с небольшим с/тклон-ением, например между центральным управляющим модулем 24 и приводами внутренних клапанов распределителя. Преимущества такой модульной конструкции подводной станции значитель ны. Над блоком головки 15 скважины не установлено никакого контрольного оборудования. Наоборот, такое оборудование частично установлено на соединительном модуле 28 (износорегулируемое сопло) и частично на контроль ном модуле (электрогидравлический распределитель к соединительному модулю 28 и модуль головки 15 скважины после дешифровки команд). Таким образом, все менее надежные модули размещены сверху так,, что облегчен доступ к ним -и манипуляции с ними и вне головки 15 эксплуатационной скважины. Каждый менее надежный модуль можно поднять непосредственно с помощью манипулятора 57, который расцепляет автономно все взаимные соединения благодаря органу 65. Операции подъема и спуска, осуществляемые с помощью манипулятора, вьшолняются с осевым приложением снл на каж дый модуль благодаря системе муфта 4 - разъем 21, установленной по оси на каждом модуле. Формула изобретения 1. Нефтедобывающая установка подводной станции, содержащая основание , снабженное по меньшей мере в одной прилегающей к его боковым сторонам зоне по крайней мере одним 65В участком, имеющим закрепленный на основании направляющий цоколь по его краям с выполненными в виде колонн направляющими органами, установленный на цоколе эксплуатационньй модуль головки с елкой, и снабженное ограниченным участком с направляющими колоннами для размещения соединительного, управляющего и контрольного модулей, каждьй из которых имеет направляющие органы в виде направляющих колонн и втулок, геометрия которых соответствует геометрии направляющих органов,размещенных на основании или цоколе, трубопроводы отвода продукции, головку для трубопроводов и манипулятор укладки модулей, отличающая ся, тем, что, с целью упрощения технологического обслуживания, ремонта и монтажа, она снабжена установленной на ограниченном центральном участке основания распределительной рамой с центральным и периферийными направляющими цоколями, на которых размещены соответственно центральный управляющий модуль и функциональный модульный блок, состоящий из установленных один на другом соединительного и контрольного модулей. 2.Установка по п. 1, о т л н чающаяся тем, что направляю- щие основания размещены на четырех углах его направляющего цоколя, а каждый модуль содержит две установленные на его верхней части с ббеих сторон от центра верхние направляющие колонны, расстояние между которыми одинаково для всех модулей, при этом модули, непосредственно не связанные с направляющим цоколем основания и распределительной рамы, снабжены направляющими втулками, взаимодействующими с верхними направляющими колоннами нижнего модуля. 3.Установка по п. 1, о т л и чающаяся тем, что каждьпЧ модуль снабжен установленными в центральной нижней части механическим разъемом, а в верхней части - соединительной муфтой под разъем верхнего модуля для захвата одним манипулятором укладки модулей. Установка по п. 1 , о т л и чающаяся тем, что в верхней части калсдого модуля установлен приемник внутреннего многоканального разъема для управления блокировкой его разъема, а направляющие цоколи основания и распределительной рамы снабжены унифицированными муфтами. 5,Установка по п, I, о т л и чающаяся тем, что модуль эксплуатационной головки с елкой снабжен приемником многоканального разъема для подсоединения к контрол ному модулю и разъемом вьтуска отхо дов эксплуатационной головки для подсоединения к соединительному модулю. 6,Установка.по пп. 1 и 5, о т личающаяся тем, что соеди нительный модуль снабжен шлейфом с разъемом под разъём выпуска отходов эксплуатационной головки. 7.Установка по п. 1, о т л и чающаяся тем, что количеств направляющих цоколей основания соот ветствует количеству головок скважи ны. , 8.Установка по п. 1, о т л и чающаяся тем,что контрольны модуль снабжен внутренним многока- 6510 нальным разъемом для подсоединения к приемнику многоканального разъема соединительного модуля, приемником наруясного многоканального разъема для подсоединения к центральному управляющему модулю и наружным многоканальньм разъемом для подсоединения к модулю головки, а управляющий модуль снабжен по меньшей мере одним многоканальным разъемом для подсоединения к распределительной раме, четырьмя наружными многоканальными разъемами для подсоединения к контрольному модулю и двумя наружными многоканальными разъемами для подсоединения основного и вспомогательных аварийных шлангов. 9. Установка по п. 8, отличающаяся тем, что трубопроводы отвода продукции и головка под трубопроводы рАзмещень на основании. 10. Установка по п. I, отличающаяся тем, что она снабжена установленными на контролирующем и управляющем модулях индивидуальными щитами.

Изобретение относится к нефтедобывающим установкам, размещенным на подводных станциях. Цель изобретения - упрощение технологического обслуживания, ремонта и монтажа за счет обеспечения разделения зоны головок скважины и зоны функциональных модулей и укладки модулей один на другой в порядке уменьшения надежности. Для этого установка в разграниченной зоне имеет распределительную раму. На раме имеется четыре направляющих цоколя для пары установленных один на другой соединительного и контрольного модулей. Для центрального управляющего модуля име,ется центральньм направляющий цокоЛь. ;Каждый модуль снабжен направляющи ш втулками, геометрия которых соответствует геометрии направляющих приспособлений, размещенных l-ia направляющих цоколях основания и распределительной рамы или на нижних модулях. § :На нижней части каждого модуля имеется разъем, взаимодействующий с муфСО той, размещенной на верхней части С нижнего модуля. Управление блокировкой разъема осуществляется посредством приемника внутреннего многоканального разъема, установленного на каждом модуле. 9 з.п. ф-лы, 1 ил.