Способ соединения подводных трубопроводов

 

Способ соединения двух подводных трубопроводов перемычкой без использования водолазов и направляющих тросов. Для этого используют перемычку, с каждого конца которой имеются поворотные наконечники и соединительные средства. Наконечники сопрягают с приемниками, расположенными на соединительных частях подводных трудопроводов. Перемычку, содержащую соединительный трубопровод, предпочтительно опускают в вертикальном положении и поворачивают, при этом последовательно опуская два поворотных наконечника в соответствующие им приемники на концах соединяемых трубопроводов. 7 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к способу соединения подводных трубопроводов.

Способы бурения и заканчивания нефтяных и газовых скважин под поверхностью океана применяются с 1950-х г. Первоначально для размещения и точной установки оборудования устья скважин использовали водолазов, потому что водолазы могли выполнять эти операции в неглубоких водах. В последние годы добыча нефти и газа из месторождений за глубинами, на которых могли работать водолазы, потребовала разработки способов заканчивания скважин без использования водолазов.

В патенте США N 3373807 описывается такой способ соединения подводного трубопровода с находящимся под водой устьем скважины. При этом способе используются направляющие тросы для обеспечения направления и центрирования соединительных деталей относительно устья скважины. Для ориентирования трубопровода, включающего концевую соединительную деталь, используют множество направляющих тросов. Трубопровод опускают вертикально с надводного судна и поворачивают в горизонтальное положение, после того как концевая соединительная деталь трубопровода остановится вблизи устья скважины. Затем по направляющим тросам опускают "елочку", которая соединяет соединительную деталь на конце трубопровода с устьем скважины.

Способы, при которых применяются направляющие тросы, полезны при установке оборудования на морское дно, но они нецелесообразны при глубине толщи воды более 900 м. При большей глубине толщи воды, чем эта, направляющие тросы становятся чрезмерно длинными, тяжелыми и трудными в обращении, и разрушение длинных направляющих тросов может вызвать серьезные проблемы.

В патенте США N 4541753 раскрыт способ присоединения трубопровода или пучка трубопроводов к глубоководной скважине без применения направляющих тросов. При этом способе используют воронкообразный приемник, прикрепленный к подводному устью скважины для направления сопрягаемого наконечника, присоединенного к соединительной детали на конце трубопровода. Трубопровод опускают вертикально с надводного судна, при этом положение судна регулируют так, чтобы наконечник опустился в воронкообразный приемник. Трубопровод установлен шарнирно относительно наконечника, с тем чтобы он мог быть уложен на морское дно, в результате чего концевая соединительная деталь поворачивается в заранее заданное положение относительно устья скважины. Затем мог быть использован другой воронкообразный приемник, прикрепленный к устью скважины, чтобы направлять "елочку" средствами для присоединения устья скважины к соединительной детали трубопровода. Эту "елочку" можно также опускать без направляющего троса с надводного судна способом, сходным со способом опускания соединительной детали на конце трубопровода.

Способы, изложенные в патенте США N 4541753, можно использовать для подсоединения одиночных трубопроводов или пучков труб к подводному оборудованию при слишком большой глубине воды для водолазов или для направляющих тросов. Однако часто требуется подсоединять трубопроводы между устьями скважин и центральным сборочным оборудованием, находящимися в непосредственной близости между собой. Следовательно, целесообразно прокладывать одиночные трубопроводы от множества соседних устьев скважин к центральному производственному оборудованию. Такие группы скважин, используемые на неглубоких водах, описаны, например, в Ocean industry "Saga Plans Subsea Manifold Plus Satellites for Tordis", р.19, Vol. 26, N 9 /Nov. 1991/. B "Subsea-Completed Wells Account for 18% of offshore Production" offshore, by Derick Booth р. 34-36 (Nov, 1991). Петробразу приписывается наличие разработанного "оборудования для бурения и заканчивания без применения направляющих тросов", хотя и не излагается, как это делается.

Техническим результатом настоящего изобретения является создание способа соединения подводных трубопроводов, не требующего ни направляющих тросов, ни водолазов.

Этот технический результат достигается тем, что в способе соединения по крайней мере двух подводных трубопроводов, содержащих первый трубопровод, имеющий первый, по существу, вертикальный приемник и соединительную деталь первого трубопровода, и второй трубопровод, имеющий второй, по существу, вертикальный приемник и соединительную деталь второго трубопровода, согласно изобретению определяют расстояние между соединительной деталью первого трубопровода и соединительной деталью второго трубопровода и ориентируют соединительную деталь первого трубопровода относительно соединительной детали второго трубопровода, используют перемычку с двумя наконечниками, содержащую соединительный трубопровод с первым концом и вторым концом, которые выполнены с возможностью одновременного соединения соответственно с соединительной деталью первого трубопровода и соединительной деталью второго трубопровода, при этом наконечники выполнены поворотными, первый из которых имеет возможность сопряжения с первым, по существу вертикальным приемником, а второй - со вторым, по существу вертикальным приемником для соосного расположения соединительных деталей первого и второго трубопроводов соответственно с первым концом и вторым концом соединительного трубопровода при сопряжении наконечников с приемниками, опускают перемычку к подводным трубопроводам, при этом первый наконечник сопрягают с первым, по существу вертикальным приемником, и второй наконечник сопрягают со вторым, по существу вертикальным приемником, обеспечивая соосное расположение первого и второго концов перемычки соединительным деталям трубопроводов и соединяют первый конец и второй конец соединительного трубопровода с соединительными деталями соответственно первого и второго трубопроводов.

Предпочтительно перемычку опускают в вертикальном положении с надводного судна с первым наконечником ниже второго наконечника до вставления первого наконечника в первый, по существу вертикальный приемник.

Целесообразно продольное положение второго наконечника регулировать травлением или выбиранием соединяющего троса.

Можно перемычку опускать с надводного судна с помощью трубчатой подвески.

Целесообразно поперечное положение второго наконечника регулировать приложением крутящего момента к трубчатой подвеске.

Возможно соединительному трубопроводу предварительно придать форму, состоящую из двух выгнутых колен с углом приблизительно 65^o и двух вогнутых колен с углом приблизительно 65^o.

Можно расстояние и направления между подводными трубопроводами определять с помощью механического или акустического, или гидролокационного средства.

Целесообразно, первый и второй концы соединительного трубопровода присоединять к соединительным деталям первого и второго соединяемых трубопроводов с помощью дистанционно управляемых механических соединителей зажимного или цангового типа.

Способ по настоящему изобретению, в частности, может быть применен для соединения устьев скважин вблизи центрального добывающего коллектора с этим коллектором или для соединения соседних устьев скважин.

Соединительный трубопровод изготавливают в соответствии с размерами между соединительными деталями трубопроводов, измеренными, например, механически с использованием дистанционного управляемого аппарата или акустических средств.

Соединительным трубопроводом предпочтительно является стальная труба ввиду ее меньшей стоимости и большей надежности по сравнению со шлангами. Шланг можно было также использовать и он расширил бы допустимые отклонения в положении, с которыми можно было устанавливать перемычку. Перемычка предпочтительно имеет длину около 15-30 м. Такая длина предоставляет много места для маневрирования оборудования у соединений на дне моря, например, устьев скважин, и является достаточно короткой, чтобы можно было транспортировать перемычку такой длины и легко обращаться с нею как на борту надводных судов, так и в воде при опускании устройства с соединительным трубопроводом к морскому дну.

Далее изобретение будет описано подробнее со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых: фиг. 1 изображает перемычку по настоящему изобретению, размещенную между устьем скважины и центральным коллектором; фиг. 2А и 2Б - наконечники и приемники, применяемые для способа согласно настоящему изобретению; фиг. ЗА и 3Б - альтернативные варианты выполнения наконечников и приемников, применяемые для первых концевых соединительных деталей для способа согласно настоящему изобретению; фиг. 4 - схематическое изображение соединительного трубопровода перемычки согласно настоящему изобретению; фиг. 5А и 5Б - соответственно виды сбоку и спереди наконечника; фиг. 6А и 6Б - соответственно приспособление для отцепления наконечника и штыря для этого приспособления для отцепления наконечника.

На фиг.1 показана перемычка с двумя поворотными наконечниками 1, 2 и соединительным трубопроводом 3, изображенная в трех положениях при соединении устья 4 скважины и центрального коллектора 5. Перемычка могла бы соединять любое оборудование на дне моря, требующее соединения, как, например, концы трубопроводов, концы стояков с платформы, устья скважин, коллекторы или их сочетания. В этом описании устья скважин и центральные коллекторы используют в качестве примеров. Устье 4 скважины выступает с морского дна 6. Подводные скважины обычно пробуривают через обсадную трубу 7. Обсадная труба - это труба, которую забивают, опускают гидравлическим способом или забуривают в морское дно и цементируют на месте. К верху обсадной трубы 7 прикрепляют опоры и направляющие 8, 9 для бурения и заканчивания. По существу вертикальный воронкообразный приемник 10, также прикрепленный к верху обсадной трубы 7, служит в качестве центрирующего приемника для наконечника трубопроводного устройства у устья скважины.

Соединительный трубопровод 3 показан установленным в отдельных положениях A, B и C. В положении A соединительный трубопровод 3 по существу вертикально опускают к воронкообразному приемнику 10 на устье скважины для присоединения первого конца соединительного трубопровода 3, подвешенного вертикальной подвеской 11 к надводному судну. На нижнем конце соединительного трубопровода 3 показан первый поворотный наконечник 1, а на его верхнем конце - второй поворотный наконечник 2. Необязательный трос 12 между концами соединительного трубопровода 3 поддерживает нижний конец трубопровода 3 для предотвращения пластической деформации трубопроводного устройства под действием его веса. В положении B первый поворотный наконечник 1 показан опущенным в по существу вертикальный воронкообразный приемник 10 на устье 4 скважины, в то время как трубопровод 3 отчасти повернут к воронкообразному приемнику 10 на коллекторе 5. В положении C второй поворотный наконечник 2 показан при удаленных вертикальной подвеске и тросе и будучи опущенным в по существу вертикальный воронкообразный приемник 10 на коллекторе 5. Таким образом, концы соединительного трубопровода 3 закреплены в положении, в котором каждый конец установлен соосно с деталью для присоединения трубопровода 3. При необходимости можно в процессе вставления наконечников 1, 2 регулировать расстояние между ними с помощью, например, лебедки (на чертеже не показана) или гидроцилиндра 13, соединенных последовательно с тросом 12, чтобы способствовать опусканию второго наконечника 2 в воронкообразный приемник 10 на коллекторе 5. Поперечное регулирование положения второго наконечника 2 можно осуществлять путем изменения положения надводного судна или приложением крутящего момента к вертикальной подвеске 11.

Поворотные наконечники 1, 2 прикреплены к соединительному трубопроводу таким образом, что позволяют перемычке поворачиваться из вертикального положения A в горизонтальное положение C при наконечниках 1, 2, остающихся в по существу вертикальном положении. Оси шарниров показаны смещенными от центральных линий наконечников 1, 2, а их поворот ограничивается упорами таким образом, чтобы обеспечивать поворот перемычки в правильном направлении. Это позволяет последовательно устанавливать концы перемычки. Последовательная установка концов перемычки дает возможность использовать гибкость даже сравнительно жесткого трубопровода для компенсации в достаточной степени неточностей в размещении подводных воронкообразных приемников и в размерах изготовленного трубопровода.

Соединительный трубопровод 3 может быть одиночной трубой или пучком труб, содержащим главный трубопровод и один или большее число отдельных трубопроводов, например, для гидравлического контроля устья скважины или для подачи химических нагнетаемых веществ к устью скважины. Когда используется одиночный трубопровод, соединительный трубопровод может на каждом конце заканчиваться единственным механическим соединителем зажимного или цангового типа. Когда трубопровод представляет собой пучок из труб, то может потребоваться более сложное соединительное устройство, имеющее многие отверстия и уплотнения. Такие соединительные устройства для дистанционно управляемого соединения или одиночных подводных трубопроводов, или пучков из многих трубопроводов поставляются такими поставщиками, как например, Гидротек, Сервисиз, ФМК Корпорейшн или Купер Ойл Тул.

На фиг. 1 в вертикальном положении показан соединительный трубопровод 3 будучи опущенным к морскому дну с надводного судна. Положение первого наконечника 1 (нижнего) предпочтительно регулируют изменением положения надводного судна способом, хорошо известным в технике. Судно обычно устанавливают в требуемое положение путем регулирования длины якорных цепей или посредством системы динамического регулирования положения. Вертикальная подвеска 11, на которой опускают перемычку, может быть тросом или стальной трубой, как например, бурильной или другой трубой. Предпочитаются бурильная труба или трубчатая подвеска, потому что такая подвеска позволяет в большей степени контролировать положение и ориентацию трубопроводного устройства, опускаемого на дно. Например, можно вращать подвеску, которая, в свою очередь, поворачивает первый наконечник 1 для установки его вровень с первым воронкообразным приемником 10 как раз перед начальным вставлением наконечника 1 в него. Более того, можно приложить крутящий момент к трубчатой подвеске после опускания первого наконечника 1 в первый приемник 10, тем самым нагибая или управляя перемычкой. Нагибание перемычки подобным образом может оказаться полезным при подгонке второго наконечника 2 ко второму приемнику 10, когда перемычка иначе опустилась бы к одной стороне второго, по существу вертикального приемника 10.

После помещения первого наконечника 1 в первый, по существу вертикальный воронкообразный приемник 10, на устье скважины надводное судно в зависимости от глубины толщи воды может оставаться расположенным над первым воронкообразным приемником 10 или может передвинуться в положение над центральным коллектором 5, при этом второй наконечник 2 поворачивается. В промежуточном положении B опускаемая перемычка находится между вертикальным и горизонтальным положениями. Чтобы уменьшить до минимума риск растягивания или же повреждения перемычки, ее поворот предпочитается выполнять в виде одного непрерывного движения.

В этом промежуточном, отчасти повернутом положении B, перемычки можно при необходимости регулировать положение второго наконечника 2 в продольном направлении путем выбирания или травления троса 12, дистанционно управляя прикрепленной лебедкой (на чертеже не показана) или гидроцилиндром 13. Подобным же образом можно при необходимости регулировать положение этого наконечника 2 в поперечном направлении, прикладывая крутящий момент к вертикальной подвеске от надводного судна или регулируя положение надводного судна перед опусканием второго наконечника 2.

Положения подводных воронкообразных приемников 10 относительно друг друга и расстояния между ними можно определять с помощью дистанционно управляемого аппарата, используя либо визуальную информацию, акустическую информацию, гидролокационную информацию, либо их любое сочетание. Расстояние между воронкообразными приемниками 10 и их ориентацию можно визуально определить, используя дистанционно управляемый аппарат для натягивания мерной ленты между воронкообразными приемниками 10 и затем визуально с помощью видеокамеры на указанном аппарате, определяя расстояние между воронкообразными приемниками 10. Ориентацию воронкообразных приемников 10 относительно друг друга можно визуально определить по углу мерной ленты, протянутой между ними, относительно меток на верхних краях приемников 10.

При гидролокационном способе определения положения используют передатчик, который дает развертку по дуге, и приемник, который воспринимает сигналы, отражающиеся от препятствий. Время принятия отраженного сигнала указывает как на расстояние, так и (ввиду того факта, что переданный сигнал развернут) на направление. Помещая гидролокационный передатчик на один из воронкообразных приемников 10, можно таким способом определить расстояние до другого воронкообразного приемника 10 и направление к нему. При акустическом способе определения положения приемник-передатчик требуется помещать на каждом из двух подводных воронкообразных приемников 10 для наконечников 1,2. Когда передатчик на одном из воронкообразных приемников 10 посылает сигнал и когда приемник на другом воронкообразном приемнике 10 для наконечника получает этот сигнал, тот передатчик немедленно посылает ответный сигнал. Расстояние между двумя воронкообразными приемниками 10 для наконечников 1, 2 затем определяют по запаздыванию по времени от посылки сигнала из начальной точки и получением ответного сигнала в ней. Можно определить расстояния от известных неподвижных точек, чтобы установить путем триангуляции положение одного воронкообразного приемника 10 относительно другого. С помощью акустических средств можно определять положения подводных предметов с точностью в несколько дюймов, причем при использовании высокочастотных сигналов возможна даже более высокая точность.

Предпочитается способ определения положения, основанный на визуальном измерении мерной лентой, потому что дистанционно управляемый аппарат, оснащенный видеокамерами, обычно потребуется и при других стадиях процесса обустройства скважин и потому, что расстояние и направление, определенные визуальными средствами, являются достаточно точными. Кроме того, по визуальной информации наиболее легко определяются относительная ориентация воронкообразных приемников 10.

На фиг. 2А и 2Б показаны первый и второй поворотные наконечники 1, 2, подходящие для вертикального соединения двухнаконечниковой перемычки. На фиг. 2А показан общий вид предпочтительного варианта выполнения первого поворотного наконечника 1, почти опущенного в сопряженный приемник 10. Наконечник 1 и приемник 10 имеют сужающуюся по длине форму и квадратное поперечное сечение на всем протяжении, что является предпочтительным средством обеспечения точного контроля за их выравниванием.

Приемник 10 выполнен неподвижным и расположенным относительно соединительной детали на конце присоединяемого трубопровода таким образом, что при уложенной перемычке ее соединительная втулка 14 устанавливается на одной оси с соединительной деталью на конце присоединяемого трубопровода. При опускании соединительного трубопровода 3 и наконечника 1 соединительный трубопровод 3 на осях шарнира 15 поворачивается из первоначального, направленного вертикально вверх положения D, показанного пунктирными линиями, в конечное горизонтальное (повернутое) положение E, показанное сплошными линями. Конец этого трубопровода 3 может быть снабжен, например, либо соединительной втулкой, либо механическим соединителем 14. Соединительная втулка 14 позволяет применять соединение зажимного типа. Механический или гидравлический соединитель может быть цангового типа, как например, соединители, известные в технике. Втулка или соединитель 14 на конце перемычки может содержать средство для выдвижения вперед, чтобы при необходимости сопрягаться с соединительной деталью на конце соединяемого трубопровода, или же эта деталь может быть выполнена так, чтобы выдвигаться к втулке или соединителю на перемычке.

На фиг. 2Б показан предпочтительный вариант второго поворотного наконечника 2, почти опущенного в сопряженный приемник 10. Как и прежде, наконечник 2 и приемник 10 имеют сужающуюся по длине форму и квадратное поперечное сечение для точного контроля за их выравниванием. При опускании перемычки на дно соединительный трубопровод 3 на осях шарнира 16 поворачивается из первоначального, направленного вертикально вниз положения F, показанного пунктирными линиями, в конечное горизонтальное (повернутое) положение G, показанное сплошными линиями. Второй поворотный наконечник 2 показан с необязательной удлиненной прорезью 17, позволяющей при необходимости выдвигать вперед втулку или соединитель 14 перемычки для сопряжения с соединительной деталью на конце соединяемого трубопровода. Удлиненная прорезь 27 или другое средство, допускающее вращение и горизонтальное перемещение втулки или соединителя 14 перемычки, может быть помещено на любом конце перемычки или на ее обоих концах.

Ось шарнира предпочтительно смещена от вертикального центра тяжести наконечника 2 в направлении, противоположном направлению, в котором должна быть уложена перемычка. Регулируемый упор, изображенный на фигуре 2А в виде винта 18, позволяет вертикально располагать ось наконечника 2, в то время как под действием веса наконечника 2 прилагается изгибающий момент к перемычке, стремящейся повернуть ее в правильном направлении. После того, как такой наконечник 2 при его вертикальном опускании будет вставлен в воронкообразный приемник 10, центр тяжести перемычки будет смещен от первого наконечника 1 в направлении, в котором должна быть уложена перемычка. Это обеспечивает то, что поворот перемычки происходит в направлении к второму соединению. Как показали испытания масштабной модели, смещение оси шарнира в направлении, противоположном тому, в котором должна быть уложена перемычка, устраняет какую-либо тенденцию к укладке перемычки в неправильном направлении.

На фиг. 5А и 5Б показан альтернативный вариант выполнения поворотного наконечника. Наконечник показан на первом конце перемычки, но подобная конструкция могла быть использована в наконечнике на ее втором конце. В этом варианте соединительный трубопровод 3 может выдвигаться гидравлическими исполнительными механизмами, закрепленными на наконечнике 2. Таким образом, соединительный трубопровод 3 может выдвигаться для соединения с сопрягаемой соединительной деталью на устье скважины или центральном коллекторе. Наконечник 2 осями 19 шарнирно соединен с соединительным трубопроводом 3. Оси 19 шарнира закреплены на опоре 20, соединенной с наконечником 2. Они закреплены в наружной коробке 21, образующей корпус, в котором внутренняя коробка 22 может двигаться вдоль центральной оси наружной коробки. Соединительный трубопровод 3 прикреплен к внутренней коробке. Внутренняя коробка 22 может выдвигаться из наружной коробки под действием гидравлических исполнительных механизмов 23, когда в них создается давление гидравлической жидкости, например, от насоса на дистанционно управляемом аппарате или от гидравлической рубки, закрепленной на подвеске 11 с поверхности. Применение наконечников с выдвигающейся соединительной деталью на конце соединительного трубопровода имеет результатом то, что движущиеся части имеются скорее на перемычке, чем на устье скважины или центральном коллекторе. Следовательно, благодаря конструкции, показанной на фиг. 5А и 5Б облегчается удаление исполнительных механизмов для их ремонта или замены из-за сравнительной легкости отсоединения перемычки и ее извлечения на поверхность.

На фиг. 1, 2 и 4 концы соединительного трубопровода 3 показаны горизонтальными, но это не является обязательным. Если соединительные детали на концах присоединяемых трубопроводов требуется опускать к подводному оборудованию после установки соединительного трубопровода 3 на место, то соединительные детали соединительного трубопровода могли быть расположены вертикально вверх, как это показано на фигуре ЗА, а соединительные детали присоединяемых трубопроводов опущены на верх концов соединительного трубопровода 3 и наоборот, если перемычку укладывают на место после установки на место соединительных деталей присоединяемых трубопроводов, то концы соединительных трубопроводов могли простираться вертикально вниз. Предпочитается горизонтальное расположение, как например, показанное на фиг. 2А и 2Б, потому что оно позволяет удалять перемычку или оборудование, связанное с соединительными деталями на концах трубопровода, без удаления того и другого вместе.

Воронкообразные приемники и наконечники могут иметь формы с любым удобным поперечным сечением, лишь бы они сопрягались. Предпочитаются квадратные поперечные сечения, потому что они обеспечивают прочность, меньшую трудность в изготовлении и точное центрирование концов соединительного трубопровода относительно штуцеров для присоединения трубопровода. Квадратные наконечники должны располагаться в приемниках и в пределах до около 30^o от правильного положения, чтобы наконечник садился надлежащим образом. Наконечник, помещенный с этим отклонением, обычно будет прямо садиться в приемник. Ориентацию наконечника перед его вставлением в приемник можно регулировать с надводного судна, например, вращая подвеску, на которой подвешен трубопровод, с учетом видеоинформации, передаваемой с дистанционно управляемого аппарата.

Если используются наконечник и приемник, имеющие круглое поперечное сечение, то предпочитается конфигурация, как например, показанная на фиг. ЗА и 3Б. На фиг. ЗА показан цилиндрический наконечник 24 круглого поперечного сечения с центрирующей шаровой пятой 25 на нижнем конце и охватываемым пальцем 26, выступающим сбоку наконечника 24. На фиг. 3Б показан круглый воронкообразный приемник 27, имеющий внутренний спиральный уступ 28 и распорную пластину 29. Этот воронкообразный приемник 27 пригоден для использования с круглым наконечником 24. При опускании наконечника 24 в приемник 27 шаровая пята 25 и коническая часть наконечника 24 обеспечивают установку на одной прямой осей наконечника 24 и приемника 27. Когда наконечник 24 опускается в воронкообразный приемник 27, палец 26 на наконечнике 24 в сочетании со спиральным уступом 28 на воронкообразном приемнике 27 обеспечивает вращательное выравнивание наконечника 24 вокруг вертикальной оси.

Воронка этой конфигурации состоит из направляющей части 30 и выравнивающей части 31. На внутренней поверхности выравнивающей части 31 расположена треугольная пластина 32, свернутая в соответствии с контуром внутренней поверхности выравнивающей части 31. Верхняя кромка треугольной пластины 32 образует спиральный уступ 28. Вершина 33 треугольной пластины 32 противоположна конечной точке 34 выравнивания для пальца 26. Независимо от ориентации пальца 26, а в действительности - от ориентации самого наконечника 24, во время его опускания в приемник 27 палец 26 натолкнется на треугольную наклонную часть пластины 32 и сам будет выравниваться до конечной точки 34 выравнивания, когда наконечник 24 будет полностью вставлен. При осуществлении настоящего изобретения могли быть сконструированы и приемлемо функционировать и другие сопрягаемые наконечники и приемники.

Трубопроводы, используемые при способе согласно настоящему изобретению, могут быть шлангами, как например, трубой "КОФЛЕКСИП" или стальной трубой с предварительно приданной формой, показанной на фиг. 4. Такие шланги обычно изготавливают из композитного материала на основе стали и полимеров. Изготовление и монтаж шлангов для соединения на каждом конце с устьем скважины и центральным коллектором могут быть проще, чем изготовление стальных труб для соединения на обоих концах.

На фиг. 6А показано приспособление для отцепления подвески, которое приемлемо при осуществлении настоящего изобретения. На фиг. 6Б показан штырь, который сопрягается с приспособлением для отцепления подвески, показанной на фиг. 6А. Это приспособление может действовать для соединения подвески 35 с перемычкой 36, так чтобы можно было отцеплять подвеску и затем ее повторно прикреплять для извлечения трубопроводного устройства или другого извлекаемого подводного оборудования, оснащенного штырем для соединения с приспособлением для отцепления подвески. Это приспособление 37 может быть прикреплено к подвеске 35 нарезным соединением 31, как например, обычным соединением для бурильного инструмента. Приспособление для отцепления подвески может быть снабжено крепежной деталью 39, позволяющей обычным образом обращаться с приспособлением на борту надводного судна, как например, обычного бурового судна. Это приспособление 37 для отцепления подвески содержит гнездо 40 для сопряжения со штырем 41. Стопорное кольцо 42, имеющееся в приспособлении 37 для отцепления подвески, входит в зацепление со стопорным пазом 41 на штыре 42, когда стопорное кольцо 43 находится в расслабленном положении. Рычаг 44 для отцепления подвески управляет кулачком 45, который при вращении раздвигает стопорное кольцо 43, позволяя удалять приспособление 37 для отцепления подвески от штыря 42. Рычаг 44 для отцепления подвески может быть снабжен кольцом 46, чтобы можно было легче управлять этим рычагом с помощью, например, хобота манипулятора на дистанционно управляемом аппарате.

На фигурах наконечники показаны вставленными внутрь приемников. Это является предпочтительным расположением, но наконечники альтернативно могли быть надеты снаружи неподвижных воронок. При конфигурации с наружными наконечниками они могли походить на полые воронки с большими отверстиями внизу, а неподвижные внутренние приемники также были бы перевернуты с наименьшим поперечным сечением наверху.

Стальной трубопровод с наружным диаметром около 90-150 мм и с толщиной стенки около 13-19 мм будет обладать достаточной гибкостью для соединения подводных устьев скважин с центральными коллекторами, если трубопровод имеет конфигурацию, сходную с показанной на фиг. 4, при которой каждый конец находится выше средней части по крайней мере на 4,5 м. Предпочитаемое расстояние между приемниками - от около 15 м до около 30 м. Чтобы обеспечить надежное присоединение наконечников на трубопроводе с примерно такими размерами, расстояние между приемниками необходимо измерять с точностью до около 0,3 м, а ориентация приемников должна быть в пределах от около 10^o от направления прямо друг к другу. Эта ориентация приемников должна быть измерена с точностью в пределах 5^o. Если размеры между воронками оказываются за этими пределами, тем не менее можно использовать стальной трубопровод, но может потребоваться изменение его конструкции, как например, поворотом соединений между коленами перед сваркой, изменением радиусов или углов колен или включением дополнительных колен, чтобы перемычка по форме более точно устанавливалась между существующими приемными воронками.

На фиг. 4 показан соединительный трубопровод, который обладает достаточной гибкостью для его использования при осуществлении настоящего изобретения. Соединительный трубопровод, начинающийся по существу горизонтально у первого конца, изгибается вниз с образованием дуги с углом около 65^o и радиусом R₂ около 1,8 м (первое выгнутое колено), а затем изгибается с углом около 65^o и большим радиусом R₁ около 6 м в направлении, противоположном первому колену (первое вогнутое колено). После этого трубопровод проходит вдоль прямой линии почти параллельно ориентации первого конца трубопровода по длине X₀ между около 0 и около 15 м в зависимости от общего горизонтального расстояния между подсоединяемыми трубопроводами. Труба затем изгибается вверх под углом также около 65^o и с радиусом R₁ около 6 м (второе вогнутое колено) и после этого изгибается вниз с радиусом R₂ около 1,8 м (второе выгнутое колено). Предпочитается, чтобы второй конец был расположен под углом около 5^o вверх от горизонтали к первому концу, так как в этом случае естественный прогиб трубы под действием собственного веса будет стремиться сделать конец трубопровода параллельным первому концу. Эти размеры обеспечат достаточную гибкость трубопровода с наружным диаметром около 90-150 мм.

Когда вышеописанный стальной соединительный трубопровод выполнен U-образной формы, имеющей два горизонтальных конца, два вогнутых колена с углом 65^o и два выгнутых колена с углом приблизительно 60-80^o каждое, как соответствующие с длиной между концами в пределах 15-30 м и с вертикальными частями около 4,5 м, продольные усилия на конце трубопровода лишь в приблизительно 900-2270 кг будут перемещать один конец в продольном направлении примерно на 0,6-1,2 м при закрепленном другом конце. Гибкость соединительного трубопровода в поперечном направлении даже больше, чем в продольном направлении, при этом требуется усилие менее 230 кг для сгибания свободного конца на 0,6-1,2 м в поперечном направлении. Эта упругая гибкость позволяет изготавливать стальные трубопроводы для использования при отклонениях, которые могут быть в достаточной степени измерены на дне моря. Они тогда могут быть установлены с высокой вероятностью успеха.

Формула изобретения

\ \\1 1. Способ соединения по крайней мере двух подводных трубопроводов, содержащих первый трубопровод, имеющий первый по существу вертикальный приемник и соединительную деталь первого трубопровода, и второй трубопровод, имеющий второй, по существу вертикальный приемник и соединительную деталь второго трубопровода, отличающийся тем, что определяют расстояние между соединительной деталью первого трубопровода и соединительной деталью второго трубопровода и ориентируют соединительную деталь первого трубопровода относительно соединительной детали второго трубопровода, используют перемычку с двумя наконечниками, содержащую соединительный трубопровод с первым концом и вторым концом, которые выполнены с возможностью одновременного соединения соответственно с соединительной деталью первого трубопровода и соединительной деталью второго трубопровода, при этом наконечники выполнены поворотными, первый из которых имеет возможность сопряжения с первым, по существу вертикальным приемником, а второй - с вторым, по существу вертикальным приемником для соосного расположения соединительных деталей первого и второго трубопроводов соответственно с первым концом и вторым концом соединительного трубопровода при сопряжении наконечников с приемниками, опускают перемычку к подводным трубопроводам, при этом первый наконечник сопрягают с первым, по существу вертикальным приемником и второй наконечник сопрягают с вторым, по существу вертикальным приемником, обеспечивая соосное расположение первого и второго концов перемычки соединительным деталям трубопроводов, и соединяют первый конец и второй конец соединительного трубопровода с соединительными деталями соответственно первого и второго трубопроводов. \ \ \ 2 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что перемычку опускают в вертикальном положении с надводного судна с первым наконечником ниже второго наконечника до вставления первого наконечника в первый, по существу вертикальный приемник. \ \\2 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что продольное положение второго наконечника регулируют травлением или выбиранием соединяющего троса. \ \ \2 4. Способ по любому из пп.1 - 3, отличающийся тем, что перемычку опускают с надводного судна с помощью трубчатой подвески. \\\2 5. Способ по п.4, отличающийся тем, что поперечное положение второго наконечника регулируют приложением крутящего момента к трубчатой подвеске. \\\2 6. Способ по любому из пп.1 - 5, отличающийся тем, что соединительному трубопроводу предварительно придают форму, состоящую из двух выгнутых колен с углом приблизительно 65º и двух вогнутых колен с углом приблизительно 65º. \ \ \ 2 7. Способ по любому из пп.1 - 6, отличающийся тем, что расстояние и направления между подводными трубопроводами определяют с помощью механического, или акустического, или гидролокационного средства. \\\2 8. Способ по любому из пп.1 - 7, отличающийся тем, что первый и второй концы соединительного трубопровода присоединяют к соединительным деталям первого и второго соединяемых трубопроводов с помощью дистанционно управляемых механических соединителей зажимного или цангового типа.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6