Способ подводной добычи углеводородов и устройство для его осуществления



Способ подводной добычи углеводородов и устройство для его осуществления
Способ подводной добычи углеводородов и устройство для его осуществления

 


Владельцы патента RU 2491414:

Учреждение Российской академии наук Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН (RU)

Группа изобретений относится к морской добыче углеводородного сырья - нефти и газа, которые, как правило, поступают из пробуренной скважины вместе. Обеспечивает уменьшение вероятности закупорки транспортного трубопровода и доставки со дна на поверхность углеводородов любого вида, газовых или жидких, с помощью одного технологического комплекса. Сущность изобретений: пробуривают скважину на дне моря до нефтеносного горизонта, закрывают ее оболочкой и транспортируют углеводороды по трубе на поверхность. Согласно изобретению создают процесс принудительного регулируемого образования газовых гидратов. Для этого нефть, содержащую газ, смешивают с необходимым количеством воды с поверхности в конусе, имеющем средства механического перемешивания в виде крыльчатки, вращаемой водой, поступающей через сопла, закрепленные на уровне крыльчатки в стенке конуса, до образования газовых гидратов. Транспортируют на поверхность смесь из продуктов разрушения газовых гидратов в виде газогидратного шлама - песка, воды и нефти. Обсадная труба на устье скважины содержит разрушаемую по сигналу пробку. Оболочка выполнена в виде конуса, вершина которого соединена с трубопроводом, а края - с балластным кольцом. Внутри конуса на его осевой линии закреплена крыльчатка, на уровне которой по кольцу в стенке конуса закреплены регулируемые сопла, имеющие угол к касательной конуса, обеспечивающие максимальную скорость вращения крыльчатки при поступлении воды с поверхности. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

 

Настоящее предлагаемое изобретение относится к морской добыче углеводородного сырья (нефти, газа), которые, как правило, поступают из пробуренной скважины вместе.

Известен способ добычи газа в открытом море, в котором с помощью купола над скважиной, газ собирают, дожимают его до жидкости и, далее, транспортируют на поверхность по гибкому трубопроводу, закрепленному на поплавке(1). Известный способ имеет недостаток, который заключается в том, что, газ, как правило, содержит пары воды, которые под давлением образуют газогидрат, который закупорит трубопровод.

Известен способ борьбы с газогидратами, в котором поддерживают температуру в трубопроводе выше температуры гидратообразования, очищают газ от паров воды, вводят в трубопровод различные ингибиторы и пр. (2). Все перечисленные способы в условиях подводной добычи чрезвычайно затратны и технологически трудно выполнимы.

Известно устройство для добычи углеводородов со дна морей, которое представляет собой замкнутую оболочку в виде купола, находящегося над скважиной и соединенного с транспортным трубопроводом (3). Упомянутое устройство также не свободно от отложения и закупорки газогидратами трубопровода.

Целью настоящего предложения является уменьшение вероятности закупорки транспортного трубопровода и доставки со дна на поверхность углеводородов любого вида (газовых, жидких) с помощию одного технологического комплекса.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе подводной добычи углеводородов, заключающимся в прбуривании скважины на дне, закрытии ее оболочкой и транспортировке углеводородов по трубе на поверхность, углеводороды смешивают с водой в конусе, имеющим средства механического перемешивания воды и нефти до образования в ней газогидрата, и транспортируют на поверхность смесь из продуктов разрушения газогидрата, воды и нефти.

Поставленная цель в устройстве достигается тем, что обсадная труба скважины содержит разрушаемую пробку, оболочка выполнена в виде конуса, вершина которого соединена с трубопроводом, а края - с балластным кольцом, при этом внутри конуса, на его осевой линии закреплена крыльчатка, на уровне которой, по кольцу расположены управляемые сопла, имеющие угол к касательной конуса, обеспечивающим, максимальную скорость вращения крыльчатки.

Возможность реализации.

На фиг.1 показано устройство, реализующее предложенный способ, на фиг.2 то же устройство - вид сверху и с разрезом.

Над скважиной - 1, пробуренной на дне - 2, устанавливается конус - 3, удерживаемый балластным кольцом - 4. Устье скважины, ее обсадная труба, закрыта разрушаемой пробкой - 5. Конусообразная оболочка-3 заканчивается патрубком - 6, на котором закреплен транспортный трубопровод - 7, выходящий на поверхность. Внутри конуса, на оси - 8, с помощью крестовин - 9 закреплена вращающаяся крыльчатка - 10. На ее уровне в стенках конуса установлены сопла - 11 под углом b к касательной конуса, который обеспечивает максимальную силу струи из сопла на крыльчатку, отверстия в соплах имеют возможность регулировки(механизм регуляции не показан).

Предлагаемый способ добычи с помощью описанного устройства реализуется следующим образом. После достижения нефтеносного горизонта бурение скважины прекращается, в буровую колонну под давлением закачивается до уровня дна твердеющая пробка с гидроакустическим инициатором разрушения (взрывного, химического и т.п.). Буровая колонна на уровне дна развинчивается, и на ее устье наводится описанный конус с транспортным (гибким) трубопроводом, поплавком и пр. Далее, подается команда на разрушение пробки - 5. Нефть заполняет конус - 3 и поднимается по трубопроводу - 7 на поверхность. Для успешной работы устройства необходимо осуществить подсос нефти на поверхности. В этом случае через сопла - 11 внутрь конуса - 3 начнет поступать вода, которая обеспечит вращение крыльчатки - 10. Сразу же, при наличии газа в нефти, (а он практически всегда там присутствует) начнется образование газогидратных пузырьков (4), которые будут разрушаться крыльчаткой - 10. В патрубок - 6 воронки будет поступать смесь из нефти, газогидратного шлама(песка) и воды. Оптимальное количество воды, необходимое для образования газогидрата, будет определяться производительностью насоса на поверхности, объемом нефти, поступающей из скважины и отверстиями сопел - 11, которые и нужно отрегулировать в соответствии с двумя первыми параметрами. Поскольку, как ясно из описания, проблема образования газогидрата была «снята» его принудительным возникновениием в самом начале, его отложение на стенках трубопровода ликвидировано, как таковое.

Помимо традиционной нефтедобычи со дна, описанные способ и устройство могут быть использованы и при возникновении аварийных ситуаций, таких, например, как авария в Мексиканском заливе.

Источники информации

1. Патент России №2078199.

2. Истомин A.M., Квон В.Г. Предупреждение и ликвидация газовых гидратов в системах добычи газа. М., OOO «ИРЦ Газпром», 2004.

3. Патент России №2393338.

4. А.Е.Егоров и др. Разрушение глубоководных метановых пузырей. «Океанология», 2010, том 50, №4, с.1-10

1. Способ подводной добычи углеводородов, заключающийся в пробуривании скважины на дне моря до нефтеносного горизонта, закрытии ее оболочкой и транспортировке углеводородов по трубе на поверхность, отличающийся тем, что создают процесс принудительного регулируемого образования газовых гидратов, для чего нефть, содержащую газ, смешивают с необходимым количеством воды с поверхности в конусе, имеющем средства механического перемешивания в виде крыльчатки, вращаемой водой, поступающей через сопла, закрепленные на уровне крыльчатки в стенке конуса, до образования газовых гидратов и транспортируют на поверхность смесь из продуктов разрушения газовых гидратов в виде газогидратного шлама - песка, воды и нефти.

2. Устройство для подводной добычи углеводородов, содержащее оболочку над скважиной на дне моря, соединенную с трубопроводом, выходящим на поверхность, отличающееся тем, что обсадная труба на устье скважины содержит разрушаемую по сигналу пробку, а оболочка выполнена в виде конуса, вершина которого соединена с трубопроводом, а края - с балластным кольцом, внутри конуса на его осевой линии закреплена крыльчатка, на уровне которой по кольцу в стенке конуса закреплены регулируемые сопла, имеющие угол к касательной конуса, обеспечивающие максимальную скорость вращения крыльчатки при поступлении воды с поверхности.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности и предназначено для локализации и сбора углеводородов под водой. .

Изобретение относится к области подводной добычи углеводородов, а именно к судну с отсоединяемой турельной якорной системой с вращаемой поворотной платформой, и способу крепления причального буя к турели.

Изобретение относится к области подводной добычи нефти в зоне с экстремальными морскими и метеорологическими условиями. .

Изобретение относится к судостроению и предназначено, преимущественно, для применения в районах с экстремальными метеорологическими и ледовыми условиями. .

Изобретение относится к системе загрузки для транспортировки углеводородов между установкой, расположенной на морском дне (16), и судном (10), находящимся в зоне дрейфующего льда.

Изобретение относится к компрессорной установке с компрессором, с линией всасывания и с отводящей линией, с блоком управления, который управляет работой компрессора и/или работой соседних модулей.

Изобретение относится к области добычи нефти и газа в открытом море, в частности к соединительной системе и к способу присоединения плавучего объекта к бую, связанному с подводной установкой, и отсоединения от этого буя.

Изобретение относится к плавучей платформе для подводной добычи нефти в зоне с экстремальными морскими и метеорологическим условиями

Разъединяемое швартовное устройство для судна (1) содержит швартовный буй (11) и расположенный над ним вертлюг. Швартовный буй содержит центральный элемент (2) для крепления к морскому дну, имеющий несколько каналов, каждый из которых предназначен для размещения вертикального трубопровода (4). Наружный элемент (5) швартовного буя окружает его центральный элемент и может вращаться относительно него. Наружный элемент может размещаться и крепиться в соответствующей приемной нише судна. Вертлюг расположен над швартовным буем так, что между ними имеется пространство, позволяющее вводить грузоподъемные средства, которые требуются для подъема или опускания буя во время операций соединения или отсоединения, а также предусмотрен манифольд между вертлюгом и буем. Улучшаются условия эксплуатации швартовного устройства, упрощается его конструкция. 6 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к области разработки придонных газогидратных месторождений. Обеспечивает повышение эффективности способа за счет уменьшения подвода энергии извне. Сущность изобретения: способ характеризуется тем, что с водной поверхности до придонной залежи гидрата метана опускают трубу диаметром от 0,01 м до 1 м со сборником метана на верхнем торце. В придонной залежи на нижнем торце трубы создают пульпу, содержащую взвесь частиц твердого гидрата метана в окружающей воде с размерами частиц от 10-6 м до 0,01 м и весовым содержанием по метану от 0,01% до 10%. В начальный момент создают принудительный поток пульпы на нижнем торце трубы для инициирования самоподдерживающегося процесса. В сборнике метана проводят разделение жидкой воды и газообразного метана. Затем воду сливают, а метан отбирают. 6 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к судну для бурения нефтяных и/или газовых скважин, а также осуществления добычи, в частности к судну, выполненному с возможностью использования в арктических водах. Судно для бурения нефтяных и/или газовых скважин выполнено в двух вариантах. По первому варианту судно выполнено с возможностью бурения через бурильную водоотделяющую колонну, проходящую от скважины на морском дне к турели, размещенной на судне. Бурильная водоотделяющая колонна выполнена с возможностью отсоединения от судна при нахождении под его основной линией. При отделении от судна нижняя часть турели погружается в море вдоль оставшейся стоять водоотделяющей колонны и принимает равновесное положение, в котором она окружает по меньшей мере часть бурильной водоотделяющей колонны. По второму варианту судно для бурения нефтяных и/или газовых скважин и/или добычи из них нефти или газа выполнено с возможностью соединения по меньшей мере с одной водоотделяющей колонной для добычи, соединенной с турелью, которая соединена с судном или бурильной водоотделяющей колонной, проходящей через турель, соединенную с судном. Между носом и кормой судна проходят два продольных борта, на протяжении по меньшей мере 50% которых выполнен ледовый пояс, образующий между корпусом судна и горизонталью угол α, который составляет от 45° до 80°. Достигается уменьшение нагрузки на стояночные или подруливающие средства, а также улучшаются условия работы в арктических водах. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 18 ил.

Изобретение относится к сооружению технологических комплексов, предназначенных для обустройства морских глубоководных нефтегазовых месторождений, работающих в экстремальных условиях, и может быть применено на глубоководных акваториях, на которые возможен приход айсбергов или плавучих ледовых полей. Платформа содержит опорное основание погружного типа, при этом энергетический блок-модуль платформы выполнен в виде автоматизированной атомной электростанции, предназначенной для энергетического обеспечения, а блоки-модули выполнены с компрессорным и насосным оборудованием, с автоматизированной системой управления, с водолазным и подводно-техническим оборудованием, которые предназначены для первичной подготовки продукции скважин к транспортировке до центральной технологической платформы и/или до морского отгрузочного причала с емкостью для хранения продукции скважин. Причем вся платформа в сборе выполнена близкой к форме круга и/или многоугольника, в центре которого расположен устьевой модуль со скважинами с равномерно установленными между собой устьями скважин. Технический результат заключается в повышении надежности строительства и эксплуатации подводных эксплуатационных платформ с одновременным обеспечением расположения скважин внутри объекта. 7 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к горному делу, в частности к комплексам промысловой разработки газовых и нефтяных месторождений арктического шельфа в сложных гидрометеорологических условиях. Установка содержит две подводные лодки, одна из которых выполнена в виде глубоководного бурового комплекса, состоящего из двух модулей, одного - технологического, обеспечивающего весь цикл строительства скважины, а другого - бурового, а вторая подводная лодка выполнена в виде атомного подводного энергетического комплекса. В состав технологического модуля входит система наддува бурового модуля, аккумуляторный отсек, соединенный с кабельным разъемом. В верхней части технологический модуль оснащен всплывающей аварийной камерой с узлами стыковки и самоходным подводным аппаратом, а в нижней части - шлюзовой камерой с подъемно-лифтовым устройством. Буровой модуль расположен вертикально относительно технологического модуля и соединен с ним при помощи трубопровода и силовых кабелей. По центру бурового модуля размещена буровая установка с гидравлическим приводом. В осевой плоскости бурового модуля размещены поэтажно донная опорная плита, блок превенторов, буровой инструмент, а с противоположной стороны размещен автомат подачи и свинчивания труб. Технический результат заключается в повышении эффективности подводной разработки месторождений углеводородов в арктическом шельфе. 4 ил.

Изобретение относится к области геологоразведки и судов для геологоразведки, а именно к разведочному морскому бурению, и касается вопроса обеспечения защиты буровой шахты при значительном волнении (100-летний шторм) и райзера при буровых работах в ледовых условиях. Для этого внутри корпуса турели бурового судна, имеющего цилиндрический корпус с буровой шахтой и систему якорного удержания судна, по изобретению в его нижней части установлена кольцевая цилиндрическая конструкция с балластными отсеками, выполненная с возможностью ее вертикального перемещения по направляющим ниже основной плоскости бурового судна. Внутри шахты размещены дефлекторы, расположенные по периметру шахты на ее стенках выше ватерлинии судна. Предлагаемое изобретение конструкции турели бурового судна позволяет обеспечить защиту райзера при буровых работах в ледовых условиях и защиту от заливаемости верхней палубы бурового судна через буровую шахту при штормовом дрейфе (100-летний шторм) или при переходе бурового судна в условиях значительного волнения особенно при отрицательной температуре воздуха, способствующей обледенению палубных конструкций бурового судна, что выгодно отличает его от прототипа. 2 ил.

Группа изобретений относится к нефтегазовой промышленности, а именно к способу отсоединения устройства перекачки текучей среды между дном водного пространства и поверхностью и устройству для его осуществления. Устройство содержит трубопровод (24) перекачки текучей среды, башню (16), плавучую баржу (18), установленную с возможностью поворота вокруг башни (16) вокруг оси (А-А') вращения. Трубопровод (24) содержит секцию (150) шланга, намотанную вокруг оси (А-А') вращения, удерживаемую промежуточной конструкцией (20), установленной между башней (16) и баржей (18) между конфигурацией совместного приведения во вращение вместе с баржей (18) вокруг оси вращения и конфигурацией удержания башней (16) во вращении вокруг оси (А-А') вращения. Во время этапа соединения трубопровода (24) промежуточную конструкцию (20) располагают в одну из конфигураций приведения во вращение или удержания, при этом этап отсоединения трубопровода (24) содержит переход промежуточной конструкции (20) в другую из конфигураций приведения во вращение или удержания. Обеспечивает быстроту и надежность отсоединения, с обеспечением быстрого повторного соединения трубопровода перекачки. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к подводным сооружениям для освоения углеводородных ресурсов в арктических акваториях. Подводное сооружение работает на глубине в диапазоне от 70 до 120 м от уровня моря. При этом основание подводного сооружения представлено в виде круговой опорно-несущей плиты/палубы с технологическими модулями в виде секторов; в центре основания опорно-несущей плиты/палубы в устьевом модуле размещены скважины. На основании вокруг устьевого модуля в секторах установлены, обладающие свободой вертикального перемещения функциональные модули: жилой, буровой, эксплуатационный, технологический, энергетический и кондиционирования. Внутри основания опорно-несущей плиты/палубы вокруг устьевого модуля установлены коридоры: внутренний и внешний, причем внешний и внутренний коридоры связаны между собой взаимно перпендикулярными переходами. Между внутренним и внешним коридорами установлена круговая балластируемая емкость, под внешним коридором установлены взаимно перпендикулярно расположенные электрические движители. Способ обеспечивает эксплуатацию указанного универсального подводного сооружения. Технический результат заключается в повышении безопасности и качества проводимых работ, как в процессе бурения, так и при эксплуатации скважин. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 5 ил.
Наверх