| WO/2000/011307 | METHOD OF FORMING CONDUCTOR CASINGS |
| JP2548858 | EXCAVATION BUCKET |
| SU1209765A1 | 1986-02-07 | |||
| RU2063497C1 | 1996-07-10 | |||
| RU43907U1 | 2005-02-10 |
| O 2014/142774 *™.„„* .м^тгтг. имп PCT/UA2013/000102 ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1 . Технология подводной добычи углеводородов, включающая бурение сскважины и дальнейшие добычные работы, выполняемые с надводной платформы, ограждение водного пространства над скважиной до поверхности моря оболочкой и всплывание нефти внутри оболочки, отличающаяся тем, что оболочка выполнена из отдельных секций и монтируется наплаву. 2. Технология по п.1 , отличающаяся тем, что в нижней секции выполнено герметичное бетонное днище, причём после касания оболочкой дна она временно фиксируется в вертикальном положении, после чего сквозь указанное бетонное днище и далее в морском дне вплоть до внедрения в коренные горные породы бурят выработку, которая вместе с придонной частью оболочки заполняются бетоном, после твердения которого в морском дне образуется свая, которая обеспечивает дальнейшую фиксацию оболочки. 3. Технология по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что устье указанной скважины, включая верхнюю обсадную трубу, образуется в указанной бетонной свае. 4. Устройство устья скважины по технологии п. 3, отличающееся тем, что верхняя обсадная труба снабжается ниппельной муфтой, сквозь которую скважина сообщается с оболочкой. 5. Технология по п.1 и устройство по п.4, отличающиеся тем, что для исключения или регулирования поступления углеводорода из скважины применяется спускаемая с платформы грузовая пробка с ниппелем и уплотнениями, соответствующими указанной ниппельной муфте. 6. Технология по п. 1 , отличающиеся тем, что указанная оболочка применяется в качестве подводного резервуара для накопления и хранения добываемого углеводорода. 7. Технология по п.1 и устройства по пп.1 и 4, отличающиеся тем, что в целях повышения добычи углеводорода через ниппельную муфту в скважину проводят и, при необходимости, уплотняют известное оборудование для бурения ответвлений от скважины или введения в продуктивный пласт активизирующих химических реагентов. 8. Технология по п. 2, отличающаяся тем, что буровая мелочь, поступающая из скважины в донную область оболочки, выдаётся на поверхность посредством эрлифта. 9. Устройство согласно технологии по п.1 , отличающееся тем, что указанная платформа располагается на верхней секции указанной оболочки. |
ТЕХНОЛОГИЯ И УСТРОЙСТВА ДЛЯ ПОДВОДНОЙ ДОБЫЧИ УГЛЕВОДОРОДОВ
Область техники
Изобретение относится к буровой технологии и техническим средствам бурения.
Более конкретно изобретения относится к способам и техническим средствам для добычи углеводородов из-под дна водоёмов.
Предшествующий уровень техники
Известна нашедшая широкое промышленное применение технология подводной добычи углеводородов, в соответствии с которой углеводород от устья скважины, пробуренной в дне моря, поступает на платформу, расположенную на поверхности моря, по бурильным трубам, причём оборудование для регулирования поступления углеводорода из скважины, выполнения и управления технологическими процессами в скважине в целях поддержания или развития её продуктивности, а также аппаратура для непосредственного управления указанным оборудованием, располагаются на дне моря вблизи от устья скважины.
К недостаткам такой технологии относятся:
1 ) возможность утечек нефти в акваторию в следствие разгерметизации устья скважины или затронутой бурением площади дна моря вблизи устья,
2) необходимость участия водолазов в обеспечении работоспособности, регулировании подводного оборудования и аппаратуры и в ликвидации возможных утечек углеводородов в акваторию,
3) ограничение глубины устьев скважин по причине гидростатического давления, запредельного для водолазных скафандров, следовательно - ограничение пределов освоения площадей шельфа, потенциально продуктивных по углеводородам.
Известна также технология подводной добычи нефти, отличающаяся от предыдущего аналога тем, что перед добычей с плавучей платформы до дна водоёма монтируется оболочка, изолирующая водное пространство внутри оболочки от окружающей акватории (патент US 4059148А). Это позволяет, в принципе, исключить вытекание нефти в акваторию через указанную оболочку. Однако не исключается возможность вытекания нефти на итыке оболочки с дном моря, что является недостатком этой технологии.
Недостатком этого аналога является также то, что для монтажа оболочки необходимо оборудование морской платформы специальными монтажными средствами высокой грузоподъёмности.
Известна также технология, отличающаяся тем, что транспортирование нефти на платформу предусматривается за счёт её всплывания в воде внутри оболочки (патент SU 12097665А).
Недостатком этого аналога является неуправляемость процесса поступления углеводорода из скважины на поверхность.
Суть изобретения
В основу изобретения поставлены следующие задачи усовершенствования технологии подводной добычи углеводородов с применением изолирующей от акватории оболочки:
1) обеспечения монтажа оболочки с исключением необходимости применения тяжёлого плавучего и грузоподъёмного оборудования,
2) исключения необходимости выполнения подводных операций с участием водолазов,
3) использования оболочки в качестве подводного резервуара углеводородов,
4) устройства устья скважины, которое обеспечивает регулирование поступления углеводорода из скважины, а также проведение через это устройство и герметизацию в нём известного оборудования и реагентов для интенсификации извлечения углеводородов из скважины, причём с управлением соответствующими операциями с надводной платформы и без участия водолазов,
5) исключения вытекания нефти из оболочки на месте её посадки на морское дно,
6) обеспечение подводной добычи углеводородов на глубинах, которые запредельны для работы водолазов по гидростатическому давлению на скафандр, и расширение таким путём областей освоения шельфа.
Другие задачи и преимущества изобретения будут раскрыты в дальнейшем описании и чертежах. Для достижения поставленных задач известная технология подводной добычи углеводородов, включающая бурение сскважины и дальнейшие добычные работы, выполняемые с надводной платформы, ограждение водного пространства над скважиной до поверхности моря оболочкой и всплывание нефти внутри оболочки, согласно заявленного изобретения, оболочка выполнена из отдельных секций и монтируется наплаву.
Также, согласно предложенного изобретения, в нижней секции выполнено герметичное бетонное днище, причём после касания оболочкой дна она временно фиксируется в вертикальном положении, после чего сквозь указанное бетонное днище и далее в морском дне вплоть до внедрения в коренные горные породы бурят выработку, которая вместе с придонной частью оболочки заполняются бетоном, после твердения которого в морском дне образуется свая, которая обеспечивает дальнейшую фиксацию оболочки.
Также, согласно предложенного изобретения, устье указанной скважины, включая верхнюю обсадную трубу, образуется в указанной бетонной свае.
Также, согласно заявленного изобретения, верхняя обсадная труба снабжается ниппельной муфтой, сквозь которую скважина сообщается с оболочкой.
Также, согласно предложенного изобретения, для исключения или регулирования поступления углеводорода из скважины применяется спускаемая с платформы грузовая пробка с ниппелем и уплотнениями, соответствующими указанной ниппельной муфте.
Также, согласно предложенного изобретения, указанная оболочка применяется в качестве подводного резервуара для накопления и хранения добываемого углеводорода.
Также, согласно предложенного изобретения, через ниппельную муфту в скважину проводят и, при необходимости, уплотняют известное оборудование для бурения ответвлений от скважины или введения в продуктивный пласт активизирующих химических реагентов.
Также, согласно предложенного изобретения, буровая мелочь, поступающая из скважины в донную область оболочки, выдаётся на поверхность посредством эрлифта.
Также, согласно предложенного изобретения, указанная платформа располагается на верхней секции указанной оболочки. з Краткое описание чертежей
На чертежах отображается суть предлагаемой технологии и конструктивные элементы её осуществления.
Фиг.1 - схема подводного устройства в начале строительного этапа технологии.
Фиг.2 - схема подводного устройства в конце строительного этапа. Фиг. 3 - схема устройства и оборудования устья скважины.
Варианты реализации изобретения
На первом этапе предлагаемой технологии, строительном, в нижней секции (анкерной) 1 будущей оболочки (фиг.1 ) предварительно (в заводских условиях) выполняется бетонное днище 2, чем в дальнейшем обеспечивается монтаж остальных секций оболочки наплаву, постепенно присоединяя очередную секцию к уже собранным и доливая в сборку воду. По окончании сборки оболочки воду из неё частично откачивают, и оболочка садится на дно водоёма.
Если дно водоёма имеет некоторый наклон и оболочка отклоняется от вертикали, то проводятся операции по обеспечению вертикальности, например, посредством опорных винтов 3, которые предварительно ввинчены в нижний фланец 4 анкерной секции 1 , или путём временного заякоривания оболочки в вертикальном положении.
В дальнейшем на верхней секции наполненной водой оболочки монтируется платформа 5 (фиг. 2), соответствующая размещению на ней бурового оборудования, а в последующем - оборудования для обеспечения добычи углеводородов. (Размещаемое на платформе оборудование на чертежах не изображено, как общеизвестное).
С использованием указанного оборудования, в первую очередь, долотом максимального диаметра сквозь бетонное днище 2 и далее в твёрдых горных породах дна моря бурят неглубокую выработку. Затем эту выработку и нижнюю часть анкерной секции заполняют бетоном 6.
По мере дальнейшего твердения бетона образуется мощная свая, которая связывает оболочку с материковыми горными породами и обеспечивает жёсткое стабильное положение оболочки в водоёме, включая штормовые ситуации, а также совершенную изоляцию полости оболочки от акватории в области посадки оболочки на морское дно. По завершении строительного этапа технологии сквиоь ис ι "п™! , далее обычными способами бурится, закрепляется обсадными трубами 7 и тампонируется верхняя часть скважины, причём верх обсадной трубы 7, расположенный в бетоне (см. фиг. 3), снабжается воронкой 8 с ниппельной муфтой 9.
Промышленная применимость изобретения
Бурение скважины вплоть до вскрытия продуктивного пласта выполняется по обычной технологии.
Оседающая в донной области оболочки выбуренная порода выдаётся на платформу посредством эрлифта.
После вскрытия продуктивного пласта поступление углеводорода в оболочку временно прекращается с использованием ниппельной муфты 9, в которую под весом грузовой пробки 10 вводится ниппель 11 с уплотнениями 12, причём грузовая пробка посредством лебёдки опускается на тросе 13 с поверхности.
Далее буровое оборудование с платформы убирается и заменяется на добычное.
Поступление углеводорода в оболочку открывается и регулируется управляемым с поверхности вертикальным положением грузовой пробки, ниппель которой 1 1 имеет продолжение в виде стержня переменных диаметров D1 , D2, за счёт чего обеспечивается изменение поперечной площади канала истечения из скважины.
Нефть лёгкого типа всплывает над поверхностью воды в оболочке, причём место для её накопления обеспечивается откачкой воды из нижней части оболочки.
При добыче нефти тяжёлого типа вода над её поверхностью сливается в море - естественно или же посредством насоса.
Для условий добычи газа, когда оболочка испытывает существенное избыточное давление снаружи, толщина стенки оболочки увеличивается на стадии изготовления секций соответственно глубине погружения.
Утечки нефти через фланцевые соединения секций оболочки исключены, поскольку внешнее гидростатическое давление на любом уровне оболочки превышает внутреннее (за счёт разности в плотности). ьсли естественное поступление углеводорода м ы^ лется недостаточным, то возможно повышение производительности скважины известными способами, как принудительная насосная откачка нефти из скважины погружным насосом, бурение ответвлений от основной скважины в продуктивный пласт, физико-химическая активизация пласта и т. п., что обеспечивается введением в ниппельную муфту 9 соответствующих известных технических средств и, при необходимости, герметизации их в ниппельной муфте (подобно грузовой пробке).
К преимуществам рассматриваемой технологии относится также первичная естественная сепарация твёрдых и жидких примесей в объёме оболочки.
Указанная оболочка в период добычи и в дальнейшем используется в качестве подводного резервуара для накопления и хранения добываемого углеводорода, причём отпадает необходимость в специальных надводных резервуарах - громоздких, дорогостоящих и стесняющих поверхность акватории (в особенности - в курортных зонах побережья).
При исчерпании добычных возможностей скважины её устье окончательно закрывается указанной грузовой пробкой. Добычное оборудование вместе с платформой демонтируется. Оболочка - резервуар в дальнейшем может быть использована в качестве подводного хранилища углеводородов, поступающих из соседних добычных скважин, или же демонтирована.
Технический результат
Слагаемыми технического результата являются следующие.
1 . Исключение из технологии подводной добычи углеводородов применения сложного подводного оборудования и аппаратуры, необходимых для управления поступлением углеводорода и обеспечения оптимальной добычи углеводорода из скважины.
2. Устройство устья скважины, обеспечивающее управление дебитом и известными процессами активизации извлечения углеводорода из скважины известными соответствующими средствами - при управлении ими с поверхности моря.
3. Исключение необходимости участия водолазов в осуществлении подводной добычи углеводородов. 4. Совершенное исключение утечек нефти в акваторию.
5. Монтаж оболочки наплаву, без применения морских средств высокой грузоподъёмности .
6. Упрощение и сокращение сроков надводного строительства.
7. Возможность подводной добычи углеводородов на глубинах, превышающих прочностные возможности водолазных скафандров.
8. Обеспечение возможности освоения глубинных областей шельфа и увеличения мировой добычи углеводородов.
9. Использование подводной оболочки в качестве резервуара для накопления и хранения углеводородов.
10. Освобождение поверхности моря от надводных резервуаров.
1 1 Возможность увеличения количества добычных скважин на данной площадке шельфа - с соответствующим увеличением добычи углеводорода.
12. Упрощение сооружений, сокращение сроков их строительства и начала подводной добычи углеводородов на данном месторождении.
13. Возможность ускорения добычи углеводорода на данном участке шельфа.
14. Возможность распространения подводной добычи углеводородов на глубинные области шельфа, где существующие технологии недоступны по причине запредельного гидростатического давления на водолазные скафандры - с соответствующим увеличением мировой добычи углеводородов.