RU2536525C1 - System for subsea oil or gas field development - Google Patents
System for subsea oil or gas field development Download PDFInfo
- Publication number
- RU2536525C1 RU2536525C1 RU2013141048/03A RU2013141048A RU2536525C1 RU 2536525 C1 RU2536525 C1 RU 2536525C1 RU 2013141048/03 A RU2013141048/03 A RU 2013141048/03A RU 2013141048 A RU2013141048 A RU 2013141048A RU 2536525 C1 RU2536525 C1 RU 2536525C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- oil
- horizontal
- gas
- module
- floor
- Prior art date
Links
- 238000011161 development Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims abstract description 39
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 14
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims abstract description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 50
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 19
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims description 17
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 14
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 9
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims description 9
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 25
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 16
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 5
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 5
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 5
- 230000009189 diving Effects 0.000 description 4
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 3
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 230000006837 decompression Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 2
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 description 2
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 2
- 230000003449 preventive effect Effects 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 description 1
- 230000005574 cross-species transmission Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 238000003032 molecular docking Methods 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 239000011150 reinforced concrete Substances 0.000 description 1
- 230000000241 respiratory effect Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/01—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells specially adapted for obtaining from underwater installations
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21C—MINING OR QUARRYING
- E21C50/00—Obtaining minerals from underwater, not otherwise provided for
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к отрасли разработки полезных ископаемых, а конкретно к системе разработки подводного месторождения нефти или газа, преимущественно в арктической и прилегающих к ней зонах.The invention relates to the mining industry, and specifically to a system for developing an underwater oil or gas field, mainly in the Arctic and adjacent areas.
Известна система разработки подводного месторождения нефти или газа на арктическом шельфе, предусматривающая первоначальное размещение на дне океана плиты, имеющей необходимое количество скважин, расположенных в соответствии с сеткой расположения скважин на ледостойком основании. Плиту заглубляют в грунт на величину, необходимую для прохода над поверхностью плиты ледостойкого основания. Над плитой устанавливают самоподъемную плавучую буровую установку и производят с нее опережающее разбуривание скважин через донную плиту до необходимой глубины. Затем производят заканчивание скважин и буровую установку отводят от места бурения, куда подводят ледостойкое основание, выполненное в виде полностью оборудованной ледостойкой морской платформы, которую устанавливают над донной плитой, наводят ее на плиту, совмещают сетки скважин платформы и плиты, после чего производят посадку платформы на грунт, формируют устья скважин на платформе, осуществляют на ней ввод скважин в эксплуатацию и затем производят дальнейшую эксплуатацию месторождения как в безледовый, так и в ледовый периоды. Ледостойкое основание комплекса имеет эксплуатационное, энергетическое оборудование и жилой блок-модуль и выполнено в виде морской платформы, имеющей в донной части в районе сетки скважин платформы выемку для совмещения с донной плитой при посадке платформы (RU 2123088 С1, МПК E02B 17/00, 1998).A known system for developing an underwater oil or gas field on the Arctic shelf, providing for the initial placement on the ocean floor of a plate having the required number of wells located in accordance with the grid location of the wells on an ice-resistant base. The plate is buried in the ground by the amount necessary to pass an ice-resistant base over the surface of the plate. A self-elevating floating drilling rig is installed above the stove and leading wells are drilled from it through the bottom plate to the required depth. Then the wells are completed and the drilling rig is diverted from the drilling site, where an ice-resistant base is made, made in the form of a fully equipped ice-resistant offshore platform, which is installed above the bottom plate, point it to the plate, combine the wells of the platform and the plate, and then land the platform on soil, form the mouth of the wells on the platform, put the wells into operation on it, and then make further exploitation of the field both in ice-free and in ice periods. The ice-resistant base of the complex has operational, power equipment and a residential block module and is designed as an offshore platform with a notch in the bottom part in the area of the platform’s well network for alignment with the bottom plate when landing the platform (RU 2123088 C1, IPC E02B 17/00, 1998 )
Известна система добычи полезных ископаемых на подводном месторождении, которая предусматривает монтаж полой прочной металлической конструкции с последующим углублением ее в морское дно по всему периметру основания, после чего заключенную внутрь конструкции морскую воду удаляют за пределы конструкции до полного обнажения дна, которое осушают либо промораживают и обустраивают для производственных нужд, в том числе с целью проведения работ по разработке месторождения нефти или газа с использованием традиционных наземных технологий (EA 006717 B1, МПК E21C 50/00, 2006).A well-known system of mining in an underwater field, which provides for the installation of a hollow strong metal structure with its subsequent deepening into the seabed along the entire perimeter of the base, after which the seawater enclosed inside the structure is removed outside the structure until the bottom is completely exposed, drained or frozen and equipped for production needs, including for the purpose of carrying out work on the development of an oil or gas field using traditional ground-based technologies (E A 006717 B1, IPC E21C 50/00, 2006).
Широко известны также иные решения, предусматривающие использование надводных плавучих или стационарных морских буровых платформ, которые, как и описанные выше решения, имеют ряд общих недостатков.Other solutions are widely known, involving the use of surface floating or stationary offshore drilling platforms, which, like the solutions described above, have a number of common disadvantages.
В случае аварии на плавучей буровой установке или на платформе подводного бурения нефть или газ будут выливаться прямо в окружающую среду, что неминуемо приведет к экологической катастрофе. Известные буровые установки эксплуатируются в экстремальных условиях низких арктических температур, ветра и прочих неблагоприятных погодных условий, что создает сложные условия для жизни персонала, обеспечивающего функционирование этого оборудование. Проблемы при проведении работ создает также сложная ледовая обстановка. При установке и обслуживании системы подводного бурения необходимо большое количество подводных работ (подготовка горизонтальной площадки для монтажа установки, установка якорей, подводка коммуникаций и т.д.), что в холодной воде Арктики накладывает значительные ограничения.In the event of an accident at a floating drilling rig or at an underwater drilling platform, oil or gas will spill directly into the environment, which will inevitably lead to an environmental disaster. Well-known drilling rigs are operated in extreme conditions of low arctic temperatures, wind and other adverse weather conditions, which creates difficult living conditions for personnel providing the functioning of this equipment. Difficult ice conditions also create problems during the work. When installing and maintaining an underwater drilling system, a large number of underwater operations are required (preparing a horizontal site for installation, installing anchors, supplying communications, etc.), which imposes significant limitations in the cold water of the Arctic.
Задача настоящего изобретения заключается в расширении арсенала средств разработки подводных месторождений нефти или газа, в обеспечении экологической безопасности, создании комфортных условий для работы персонала в условиях холодного и экстремально холодного климата, возможности проведения работ вне зависимости от ледовой обстановки на поверхности океана, возможности проведения работ на морском шельфе при глубине океана до 500 метров и на любом расстоянии от материка, а при дальнейшем развитии техники глубоководного погружения и на большей глубине.The objective of the present invention is to expand the arsenal of tools for the development of subsea oil or gas fields, to ensure environmental safety, create comfortable conditions for staff to work in cold and extremely cold climates, the possibility of work regardless of the ice situation on the ocean surface, the possibility of work on offshore at depths of up to 500 meters and at any distance from the mainland, and with the further development of deep-sea diving techniques deeper.
Решение поставленной задачи обеспечивает система разработки подводного месторождения нефти или газа, которая содержит:The solution to this problem is provided by the development system of an underwater oil or gas field, which contains:
- по меньшей мере, одну шахту-модуль с расположенным под водой на дне океана центральным узлом, имеющим углубленную в дно океана вертикальную шахту и, по меньшей мере, одну шлюзовую камеру для подачи дежурных смен рабочих, материалов и оборудования;- at least one module shaft with a central node located underwater at the bottom of the ocean, having a vertical shaft deepened into the bottom of the ocean and at least one lock chamber for supplying duty shifts of workers, materials and equipment;
- по меньшей мере, один буровой участок, отходящий от вертикальной шахты центрального узла и включающий горизонтальный тоннель, наклонный участок для подачи буровых труб и вертикальный участок, в донной части которого располагается устье, по меньшей мере, одной скважины;- at least one drilling section extending from the vertical shaft of the central node and comprising a horizontal tunnel, an inclined section for supplying drill pipes and a vertical section, in the bottom of which the mouth of at least one well is located;
- подключенные к шахте-модулю кабель питания и системы управления и имеющий защитную оболочку трубопровод для транспортировки нефти или газа.- a power cable and control systems connected to the mine module and a pipeline with a protective sheath for transporting oil or gas.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения шлюзовая камера состоит из:In a preferred embodiment, the lock chamber consists of:
- верхней и нижней камер;- upper and lower chambers;
- верхних горизонтальных ворот, отделяющих верхнюю камеру от океана;- the upper horizontal gate separating the upper chamber from the ocean;
- нижних горизонтальных ворот, разделяющих верхнюю и нижнюю камеры;- lower horizontal gates separating the upper and lower chambers;
- центральных вертикальных ворот, отделяющих нижнюю камеру от центрального узла;- central vertical gates separating the lower chamber from the central node;
- подъемного механизма.- lifting gear.
Подъемный механизм располагается в верхней камере и содержит убираемые опорные элементы для расположения опускаемой на дно гермокабины с рабочими или контейнера с материалами или оборудованием, а также два расположенных оппозитно узла синхронного вертикального перемещения, каждый с узлом горизонтального перемещения с кареткой, имеющей две швартовые фермы с захватами, выполненными с возможностью взаимодействия с гермокабиной с рабочими или с контейнером с материалами или оборудованием для ее крепления на подъемном механизме.The lifting mechanism is located in the upper chamber and contains retractable support elements for locating a pressurized cabin with workers or a container with materials or equipment lowered to the bottom, as well as two opposed nodes of synchronous vertical movement, each with a horizontal movement node with a carriage having two mooring trusses with grips made with the possibility of interaction with a pressurized cabin with workers or with a container with materials or equipment for its fastening on a lifting mechanism.
Как правило, система содержит, по меньшей мере, одну буровую установку, размещенную на дне вертикального участка.Typically, the system comprises at least one drilling rig located at the bottom of the vertical section.
В наилучшем варианте осуществления изобретения шахта-модуль снабжена второй шлюзовой камерой.In the best embodiment of the invention, the module shaft is provided with a second lock chamber.
Шахта-модуль может быть снабжена устройством размыва грунта и откачки полученной водно-грунтовой суспензии в океан.The mine module can be equipped with a device for erosion of the soil and pumping the resulting water-soil suspension into the ocean.
Центральный узел может включать размещенные под полом и доступные через люки технические проходы, каналы для коммуникаций, а также отделение станции перекачки.The central unit may include technical passages located under the floor and accessible through hatches, communication channels, as well as a pumping station compartment.
В предпочтительном варианте осуществления в горизонтальном тоннеле смонтированы основной и аварийный трубопроводы, а также трубопровод для попутных газов, связывающих скважину со станцией перекачки.In a preferred embodiment, the main and emergency pipelines, as well as the pipeline for associated gases connecting the well with the pumping station, are mounted in a horizontal tunnel.
В горизонтальном тоннеле могут быть смонтированы пол, выполненный с возможностью перемещения вагонеток, и расположенные под полом аварийные емкости для сбора разлившейся нефти, водонепроницаемые перегородки с воротами, отделяющие центральный узел и расположенные через промежутки по длине горизонтального тоннеля.In a horizontal tunnel, a floor capable of moving the trolleys, and emergency tanks located under the floor for collecting spilled oil, waterproof partitions with gates separating the central node and located at intervals along the length of the horizontal tunnel can be mounted.
Шахта-модуль может содержать выходной отсек, через который трубопровод для транспортировки нефти или газа подключен к станции перекачки.The module shaft may contain an output compartment through which a pipeline for transporting oil or gas is connected to a pumping station.
Возможность осуществления изобретения показана на примерах, проиллюстрированных на схемах:The possibility of carrying out the invention is shown in the examples illustrated in the diagrams:
- на фиг.1 показан план шахты-модуля с тремя буровыми участками;- figure 1 shows a plan of the shaft module with three drilling sections;
- на фиг.2 показан план шахты-модуля с тремя буровыми участками, подземным нефтехранилищем или газохранилищем и хранилищем попутного газа;- figure 2 shows the plan of the mine module with three drilling sections, an underground oil storage or gas storage and associated gas storage;
- на фиг.3 показана система разработки подводного месторождения нефти или газа с шахтой-модулем, буровым участком и системой транспортировки нефти или газа на материк, боковой план;- figure 3 shows the development system of an underwater oil or gas field with a module shaft, a drilling section and a system for transporting oil or gas to the mainland, side plan;
- на фиг.4 показан план системы разработки подводного месторождения нефти или газа с несколькими шахтами-модулями с несколькими буровыми участками каждый и системой транспортировки нефти или газа на материк;- figure 4 shows a plan for a system for developing an underwater oil or gas field with several module shafts with several drilling sections each and an oil or gas transportation system to the mainland;
- на фиг.5 показано поперечное сечение трубопровода для транспортировки нефти или газа с защитной оболочкой;- figure 5 shows a cross section of a pipeline for transporting oil or gas with a protective sheath;
- на фиг.6 показана схема сооружения центрального узла с использованием колокола;- figure 6 shows a diagram of the construction of the Central node using the bell;
- на фиг.7 и 8 показан план центрального узла с двумя шлюзовыми камерами, фиг.7 - вид сверху, фиг.8 - разрез по А-А на фиг.7;- Figures 7 and 8 show a plan of a central assembly with two lock chambers, Fig. 7 is a plan view, Fig. 8 is a section along AA in Fig. 7;
- на фиг.9-12 показана шлюзовая камера, фиг.9 - вид сверху с закрытыми верхними горизонтальными воротами, фиг.10 - вид сбоку, продольно в разрезе, фиг.11 - вид сбоку, поперечно в разрезе, фиг.12 - вид сверху с открытыми верхними горизонтальными воротами;- Fig.9-12 shows a lock chamber, Fig.9 is a top view with the upper horizontal gates closed, Fig.10 is a side view, longitudinally in section, Fig.11 is a side view, transversely in section, Fig.12 is a view top with open upper horizontal gates;
- на фиг.13-21 представлены схемы этапов работы шлюзовой камеры с гермокабиной, фиг.13 - ориентация гермокабины перед установкой на шлюзовую камеру, вид сбоку, фиг.14 - ориентация гермокабины перед установкой на шлюзовую камеру с открытыми верхними горизонтальными воротами, вид сбоку, фиг.15 - шлюзовая камера с открытыми верхними горизонтальными воротами и подъемным механизмом, подготовленным для принятия гермокабины, вид сбоку, фиг.16 - шлюзовая камера с захваченной подъемным механизмом гермокабиной над верхними горизонтальными воротами, вид сбоку, фиг.17 - шлюзовая камера с захваченной подъемным механизмом гермокабиной над верхними горизонтальными воротами в момент отстыковки захвата спуско-подъемного устройства корабля обеспечения, вид сбоку, фиг.18 - гермокабина в верхней камере шлюзовой камеры в зафиксированном положении, вид сбоку, фиг.19 - гермокабина в верхней камере шлюзовой камеры перед перемещением в нижнюю камеру, вид сбоку, фиг.20 - положение по фиг.19, поперечный разрез, фиг.21 - гермокабина в нижней камере шлюзовой камеры, вид сбоку;- Figs. 13-21 are diagrams of the stages of operation of a lock chamber with a pressure chamber, Fig. 13 is a side view of a pressure chamber before installation on a lock chamber, Fig. 14 is a pressure cabin orientation before installation on a lock chamber with an upper horizontal gate open, side view , FIG. 15 is a side view of a lock chamber with an open upper horizontal gate and a lifting mechanism prepared for accepting a pressure chamber, FIG. 16 is a lock chamber with a pressure cabin captured by a lifting mechanism above a horizontal upper gate, FIG. OKU, FIG. 17 - a lock chamber with a pressurized cabin above the upper horizontal gate at the moment of undocking of the catch of the launching device of the support ship, side view, FIG. 18 - pressurized cabin in the lock chamber upper chamber in a fixed position, side view, FIG. 19 is a pressurized cabin in the upper chamber of the lock chamber before moving to the lower chamber, side view, FIG. 20 is a cross-sectional view of FIG. 19, FIG. 21 is a pressurized cabin in the lower chamber of the lock chamber, side view;
- на фиг.22-24 показаны схемы прохождения горизонтального тоннеля бурового участка от центрального узла, фиг.22, 24 - вид сбоку, фиг.23 - поперечный разрез горизонтального тоннеля;- on Fig.24-24 shows a diagram of the passage of the horizontal tunnel of the drilling section from the central node, Fig.22, 24 is a side view, Fig.23 is a cross section of a horizontal tunnel;
- на фиг.25 и 26 показана водонепроницаемая перегородка горизонтального тоннеля, фиг.25 - вид спереди, фиг.26 - вид сверху со схемой открывания двойных ворот с дверью, а также двери для технического прохода;- on Fig and 26 shows the waterproof partition of the horizontal tunnel, Fig.25 is a front view, Fig.26 is a top view with a diagram of the opening of a double gate with a door, as well as a door for technical passage;
- на фиг.27 и 28 показана водонепроницаемая перегородка горизонтального тоннеля с расположением заглушки места, предусмотренного для проведения трубопроводов, фиг.25 - вид спереди, фиг.26 - вид сверху со схемой открывания двойных ворот с дверью, а также двери для технического прохода;- on Fig and 28 shows a waterproof partition of the horizontal tunnel with the location of the plug place provided for pipelines, Fig.25 is a front view, Fig.26 is a top view with a diagram of the opening of a double gate with a door, as well as a door for technical passage;
- на фиг.29, 30 показаны схемы прохождения горизонтального тоннеля бурового участка от центрального узла со смонтированным бетонным полом, фиг.29 - вид сбоку, фиг.30 - поперечный разрез с видом на двойные ворота водонепроницаемой перегородки;- on Fig, 30 shows a diagram of the passage of the horizontal tunnel of the drilling section from the Central node with a mounted concrete floor, Fig.29 is a side view, Fig.30 is a cross section with a view of the double gates of the waterproof partition;
- на фиг.31 показана схема горизонтального тоннеля и наклонного участка, вид сбоку;- Fig.31 shows a diagram of a horizontal tunnel and an inclined section, side view;
- на фиг.32 и 33 показана схема горизонтального тоннеля, наклонного и вертикального участка, фиг.32 - вид сбоку, фиг.33 - поперечный разрез по плоскости через горизонтальный тоннель;- Figs. 32 and 33 show a diagram of a horizontal tunnel, an inclined and vertical section, Fig. 32 is a side view, Fig. 33 is a transverse section through a plane through a horizontal tunnel;
- на фиг.34 показана схема бурового участка на этапе проведения буровых работ;- Fig.34 shows a diagram of the drilling section at the stage of drilling;
- на фиг.35 показана схема бурового участка с вертикальным участком, выведенным из эксплуатации;- Fig. 35 shows a diagram of a drilling section with a vertical section taken out of service;
- на фиг.36-38 показана схема бурового участка при разработке нефтяного месторождения, фиг.36 - вид сбоку с фрагментами видов сверху на начало и конец горизонтального тоннеля, фиг.37, 38 - поперечные разрезы соответственно начала и конца горизонтального тоннеля;- Fig.36-38 shows a diagram of the drilling section during the development of an oil field, Fig.36 is a side view with fragments of top views of the beginning and end of the horizontal tunnel, Figs. 37, 38 are cross-sections, respectively, of the beginning and end of the horizontal tunnel;
- на фиг.39, 40 показана схема центрального узла при разработке нефтяного месторождения; фиг.39 - вид сверху, фиг.40 разрез по А-А на фиг.39;- Fig. 39, 40 shows a diagram of a central node in the development of an oil field; Fig. 39 is a plan view, Fig. 40 is a section along aa in Fig. 39;
- на фиг.41 и 42 показана водонепроницаемая перегородка, отделяющая горизонтальный тоннель от центрального узла при разработке нефтяного месторождения, фиг.41 - вид спереди, фиг.42 - вид сверху со схемой открывания двойных ворот с дверью;- Figs. 41 and 42 show a waterproof partition separating the horizontal tunnel from the central unit when developing an oil field, Fig. 41 is a front view, Fig. 42 is a plan view of a double gate opening with a door;
- на фиг.43-45 показана схема бурового участка при разработке газового месторождения, фиг.43 - вид сбоку с фрагментами видов сверху на начало и конец горизонтального тоннеля, фиг.44, 45 - поперечные разрезы соответственно начала и конца горизонтального тоннеля;- Figs. 43-45 show a diagram of a drilling section during gas field development, Fig. 43 is a side view with fragments of top views of the beginning and end of a horizontal tunnel, Figs. 44, 45 are cross-sectional views, respectively, of the beginning and end of a horizontal tunnel;
- на фиг.46, 47 показана схема центрального узла при разработке газового месторождения; фиг.46 - вид сверху, фиг.47 разрез по А-А на фиг.46;- on Fig, 47 shows a diagram of a Central node in the development of a gas field; FIG. 46 is a plan view, FIG. 47 is a section along aa in FIG. 46;
- на фиг.48 и 49 показана водонепроницаемая перегородка, отделяющая горизонтальный тоннель от центрального узла при разработке газового месторождения, фиг.48 - вид спереди, фиг.49 - вид сверху со схемой открывания двойных ворот с дверью;- Figs. 48 and 49 show a watertight partition separating the horizontal tunnel from the central unit when developing a gas field, Fig. 48 is a front view, Fig. 49 is a plan view of a double gate opening with a door;
- на фиг.50 показана схема сооружения выходного отсека с использованием колокола;- Fig. 50 shows a diagram of the construction of the output compartment using a bell;
- на фиг.51 и 52 показана схема выходного отсека, вид сбоку, фиг.51 - с расположением перегородки, фиг.52 - с расположением кабеля питания и системы управления и трубопровода;- on Fig and 52 shows a diagram of the output compartment, side view, Fig.51 - with the location of the partition, Fig.52 - with the location of the power cable and control system and pipeline;
- на фиг.53 и 54 показана схема входа в выходной отсек, фиг.53 - вид спереди, фиг.54 - вид сверху;- on Fig and 54 shows a diagram of the entrance to the output compartment, Fig - front view, Fig - view from above;
- на фиг.55 показана схема бурового участка с центральным блоком и выводом трубопровода на материк, вид сбоку;- Fig. 55 shows a diagram of a drilling section with a central unit and a pipeline outlet to the mainland, side view;
- на фиг.56 показана схема береговой базы месторождения.- on Fig shows a diagram of the coastal base of the field.
Структурной единицей системы разработки подводного месторождения нефти или газа является шахта-модуль 1 (фиг.1, 2, 3, 4) с несколькими скважинами. Система может предусматривать одну или несколько шахт-модулей 1.The structural unit of the development system of an underwater oil or gas field is a mine module 1 (Figs. 1, 2, 3, 4) with several wells. The system may include one or
Шахта-модуль 1 расположена под водой на дне океана и имеет центральный узел 2, углубленную в дно океана вертикальную шахту 3 (фиг.3) и две шлюзовые камеры 4, 5 для подачи дежурных смен рабочих (преимущественно во время строительства), материалов и оборудования.The
Система предусматривает наличие, по меньшей мере, одного бурового участка, отходящего от вертикальной шахты 3 центрального узла 2 и включающего горизонтальный тоннель 6, наклонный участок 7 для подачи буровых труб (на схемах не показаны) и вертикальный участок 8, в донной части 9 которого располагается устье, по меньшей мере, одной скважины. Из вертикального участка 8 может быть пробурено несколько скважин.The system provides for the presence of at least one drilling section extending from the
К шахте-модулю 1 подключены кабель 10 питания и системы управления и имеющий защитную оболочку 11 (фиг.5) трубопровод 12 для транспортировки нефти или газа.A
Вначале строятся шлюзовые камеры 4, 5 для подачи дежурных смен рабочих, проходческого щита, труб и другого оборудования. При проектировании шлюзовой камеры и расчете ее прочности согласно СНиП II-23-81* и СНиП 2.01.07-85* необходимо учитывать гидростатическое давление, которое будет на нее оказываться на расчетной глубине по формуле p=ρgh, где p - давление слоя жидкости, Па; ρ - плотность жидкости, кг/м3; g - коэффициент, Н/кг; h - высота слоя жидкости, м.Initially,
Чтобы свести к минимуму подводные работы при строительстве предлагается использовать железобетонный колокол 13 (фиг.6), который состоит из нескольких сегментов 14.To minimize underwater work during construction, it is proposed to use a reinforced concrete bell 13 (Fig.6), which consists of
Сегменты 14 колокола 13 изготавливаются на берегу согласно СНиП 2.06.08-87 также с учетом глубины океана, на которой он будет находиться. Затем готовые сегменты 14 колокола 13 по морю доставляются к месту строительства и собираются на дне в единую конструкцию.
Перевозка грузов производится согласно правилам перевозки морским транспортом (РД 31.10.10-89). Подводно-технические работы должны осуществляться согласно СНиП 3.07.02-87 (п.3) и согласно РД 31.84.01-90 и РД 39.121.92.Transportation of goods is carried out in accordance with the rules of transportation by sea (RD 31.10.10-89). Underwater technical work should be carried out in accordance with SNiP 3.07.02-87 (Clause 3) and in accordance with RD 31.84.01-90 and RD 39.121.92.
В колоколе 13 имеется собственная шлюзовая камера 15, с помощью которой в него опускаются строители и все необходимое оборудование.The
Подача электроэнергии и воздуха осуществляется с помощью кабель-троса и шланговой линии 16 с корабля обеспечения также согласно РД 31.84.01-90 и РД 39.121.92, которые крепятся к разъему 17 на колоколе 13.The supply of electricity and air is carried out using a cable cable and a
Погружение и работа в колоколе 13 может осуществляться, например, в режиме насыщения с использованием палубного водолазного оборудования. Этот метод в настоящее время получает все большее распространение при ведении различных глубоководных работ.Immersion and work in the
Организация спусков заключается в следующем. На протяжении всего периода работ строители живут в барокамере, размещенной на обеспечивающем судне (на схемах не показаны). В ней поддерживается давление, соответствующее давлению в колоколе 13. Перед спуском с барокамерой стыкуют гермокабину. После установления в нем давления, равного давлению в барокамере, строители переходят в гермокабину и доставляются в колокол 13. Отработав заданное время в колоколе 13, строители проделывают обратный путь (подъем в гермокабине - стыковка - переход в барокамеру) при одном и том же неизменном давлении газовой дыхательной смеси. Декомпрессия строителей проводится только один раз после выполнения запланированных подводных работ. Комплекс обеспечивает в цикле «насыщения» нормальную жизнедеятельность строителей, работающих в две смены при максимальной продолжительности цикла «насыщенного» погружения в 29 суток. В случае каких-то непредвиденных обстоятельств группа строителей может быть заменена, причем одна группа может работать, а другая, замененная, проходить декомпрессию в другой барокамере.The organization of the slopes is as follows. Throughout the entire period of work, builders live in a pressure chamber located on a supply vessel (not shown in the diagrams). It maintains a pressure corresponding to the pressure in the
Данная организация погружений очень эффективна. Она обеспечивает высокий уровень производительности труда, экономическую рентабельность подводных работ и их достаточно высокую надежность. Существующие палубные комплексы позволяют вести работы на больших глубинах. В частности, один из американских комплексов этого типа МК-1 используется для ведения работ на глубинах 260-300 м. И уже используются комплексы для работы на глубинах до 500 м.This diving organization is very effective. It provides a high level of labor productivity, economic profitability of underwater operations and their sufficiently high reliability. Existing deck complexes allow you to work at great depths. In particular, one of the American complexes of this type MK-1 is used for work at depths of 260-300 m. And complexes are already being used for work at depths of up to 500 m.
После строительства шлюзовых камер 4, 5 приступают к строительству центрального узла 2 (фиг.7, 8). В нем под полом размещают технические проходы 18, в которые можно попасть через люки 19 и каналы 20 для прокладки коммуникаций. Также под полом строится отделение 21 для монтажа станции перекачки. По окончании строительства центрального узла 2 колокол 13 демонтируется, а кабель-трос и шланговая линия 16 крепится к аналогичному разъему 22 (фиг.6) на одной из шлюзовых камер 4, 5.After the construction of
Каждая шлюзовая камера 4, 5 состоит из верхней 23 и нижней 24 камер (фиг.10, 11), верхних горизонтальных ворот 25, отделяющих верхнюю камеру 23 от океана, и нижних ворот 26, разделяющих верхнюю 23 и нижнюю 24 камеры, центральных вертикальных ворот 27, отделяющих нижнюю камеру 24 от центрального узла 2, и подъемного механизма 28, который располагается в верхней камере 23.Each
Подъемный механизм 28 (фиг.10-12) содержит два расположенных оппозитно узла 29 синхронного вертикального перемещения с помощью колес шестеренок 30 (фиг.12), двигающихся по рейкам 31, вмонтированным в стену, каждый с узлом горизонтального перемещения по двум монорельсовым балкам 32 с кареткой 33, имеющей две швартовые фермы 34 с захватами 35, выполненными с возможностью взаимодействия с гермокабиной 36 (фиг.13) с рабочими или с контейнером с материалами или оборудованием для ее крепления на подъемном механизме 28.The lifting mechanism 28 (FIGS. 10-12) comprises two
На подъемном механизме 28 имеются две направляющие 40 (фиг.10, 11, 12), по которым перемещаются рейки 41 с прикрепленной к ним кареткой 33. На каретке 33 располагаются две швартовые фермы 34 и мачта 42 для подачи в гермокабину 36 воздуха и электроэнергии. Захваты 35 на швартовых фермах 34 по направляющим 43 (фиг.10, 12) перемещаются с помощью реек 44 (фиг.10) во фронтальной плоскости.On the
Работает подъемный механизм 28 следующим образом.The
При приеме либо гермокабины 36 с рабочими, либо контейнера с материалами и оборудованием (фиг.13), на котором имеются места крепления 45 для захватов 35 и разъемы 46 и 47, верхняя камера 23 шлюзовой камеры 4 или 5 заполняется водой и открываются створки верхних горизонтальных ворот 25 (фиг.14).When receiving either a
Затем подъемный механизм 28 по монорельсовым балкам 32 поднимается в крайнее верхнее положение (фиг.15). После этого рейки 41 с каретками 33 по направляющим 40 также поднимаются в крайнее верхнее положение и на каретках 33 раскрываются швартовые фермы 34 и мачта 42. При этом нижние части 48 реек 41 (фиг.10, 11, 12), сложенные под углом 90°, служат убираемыми опорными элементами для гермокабины 36 с рабочими или контейнера с материалами или оборудованием.Then the
Оператор спуско-подъемного устройства (СПУ) корабля обеспечения (на схемах не показаны), подведя гермокабину 36 или контейнер к шлюзовой камере 4 или 5, получая данные с датчиков пространственной ориентации и сверяясь с маячками на шлюзовых камерах 4 или 5 с помощью видеокамер при подсветке прожекторами (на схемах не показаны), расположенных по бокам гермокабины 36, выставляет ее в правильном положении относительно шлюзовой камеры 4 или 5 и помещает на нижние части 48 реек 41, после чего оператор шлюзовой камеры 4, 5 (шлюз может управляться как с шахты, так и с корабля обеспечения) закрывает швартовые фермы 34, зафиксировав гермокабину 36 или контейнер с помощью расположенных на них захватов 35.The operator of the launching and launching device (SPU) of the support ship (not shown in the diagrams), bringing the
Усилий швартовых ферм 34 достаточно, чтобы в случае необходимости немного сместить гермокабину 36 или контейнер в горизонтальном направлении для полноценного захвата всеми местами крепления 45 для захватов 35.The efforts of the mooring trusses 34 are enough to, if necessary, slightly move the
Затем оператор пристыковывает мачту 42 обеспечения к разъему 46 (фиг.17). Разъем 46 расположен на крыше гермокабины 36 для того, чтобы в случае отказа основной шланговой линии или кабеля электропитания к ней с корабля можно было присоединить аварийную. Убедившись с помощью видеокамер, подсвеченных прожекторами, и получив данные с датчиков, что контейнер надежно закреплен всеми захватами 35, оператор отстыковывает от него захват 49 СПУ (фиг.17) (оператор СПУ во избежание несчастных случаев самостоятельно отстыковать захват 49 от гермокабины 36 не может). Захват 49 можно отстыковать только присоединившись к разъему 46. В аварийном случае оператор СПУ может это сделать с отдельно стоящего аварийного пульта, разбив защитное стекло. Движение подъемного механизма 28 также будет заблокировано, пока не отстыкован захват 49 СПУ. После того как отстыковался захват 49 СПУ, оператор шлюза опускает гермокабину 36 в верхнюю камеру 23 (фиг.18).Then the operator dockes the
Верхние горизонтальные ворота 25 шлюзовой камеры 4 или 5 закрываются, и из верхней камеры 23 откачивается вся вода, открываются нижние горизонтальные ворота 26 (фиг.19), раскрываются нижние части 48 реек 41 (фиг.19, 20). И рейки 41 вместе с каретками 33 и закрепленной в них гермокабиной 36 по направляющим 40 опускаются в нижнюю камеру 24 (фиг.21). Далее каретки 33 по рейкам 41 (фиг.21) опускаются вниз и ставят гермокабину 36 или контейнер соответственно на пол или платформу вагонетки.The upper
Выводятся гермокабина 36 или контейнер из шлюзовой камеры 4 или 5 в обратном порядке. Когда гермокабина 36 окажется наверху, оператор СПУ под контролем видеокамеры, расположенной на захвате 49 СПУ, с помощью подруливающих винтов подводит захват 49 к гермокабине 36 и пристыковывается к разъему 47. Убедившись в надежности соединения с помощью видеокамеры и показаний с датчиков, оператор СПУ открывает захваты 35 швартовых ферм 34 и отводит швартовые фермы 34, а следом и питающую мачту 42. Убедившись с помощью видеокамер при подсветке прожекторов, расположенных по бокам гермокабины 36, что швартовые фермы 34 и питающая мачта 42 отошли и подъему ничего не мешает, оператор СПУ приступает к подъему гермокабины 36 или контейнера на корабль обеспечения.The
Работы по спуску или подъему гермокабины 36 или контейнера могут производиться в автоматическом режиме под контролем оператора. Шлюзовая камера 15 колокола 13 работает аналогичным образом, но меньше по размерам.The descent or ascent of the
Вместо двух одинаковых шлюзовых камер 4, 5 могут использоваться шлюзовые камеры 4, 5 разных конструкций, лишь одна из которых приспособлена для принятия гермокабины 36 или контейнера с грузами. Две шлюзовые камеры 4, 5 предусмотрены из соображений безопасности и техобслуживания. В случае поломки одной шлюзовой камеры 4 или 5 в шахту можно будет попасть с помощью другой. Шлюзовые камеры 4, 5 - это единственная связь шахты-модуля 1 с внешним миром.Instead of two
Учитывая, что шлюзовые камеры 4, 5 работают в агрессивной среде (морская вода), время от времени нужно будет проводить различные профилактические работы и периодически заменять выработавшие свой ресурс механизмы, ведь шлюзовые камеры 4, 5 будут работать не один год. И когда на профилактике будет стоять одна шлюзовая камера 4 или 5, в шахту можно будет попасть с помощью другой. Также с помощью работающей шлюзовой камеры 4 или 5 в шахту-модуль 1 можно подавать запчасти для другой ремонтируемой или обслуживаемой шлюзовой камеры.Given that the
После окончания строительства шлюзовых камер 4, 5 и центрального узла 2 приступают к прокладке горизонтального тоннеля 6, наклонного 7 и вертикального 8 участков. Горизонтальный тоннель 6 (фиг.22) строится с помощью проходческого щита 50 (например, разборный щит с закрытой головной частью d 6000). Проходческие работы проводятся согласно СНиП 32-04-97.After the construction of
Выработанный грунт может удаляться из шахты различными способами, например вагонетками 51 доставляется от проходческого щита 50 к резервуару (на схемах не показан), где грунт размывается и выбрасывается наружу с помощью насоса (например НШ) через выносную трубу. Скальный грунт или осадок, оставшиеся после размывки в виде камней и прочей неразмываемой породы, грузится в контейнеры и поднимается или на корабль обслуживания, или с помощью СПУ контейнер извлекается из шлюзовой камеры и разгружается рядом с шахтой-модулем 1 на дне океана.The produced soil can be removed from the mine in various ways, for example,
Длина горизонтального тоннеля 6 может быть любой. Бетонные полукольца 52, предназначенные для облицовки горизонтального тоннеля 6, должны иметь специальные гидростатические соединения согласно СНиП 32-04-97, так как возможно просачивание морской воды через щели в грунте.The length of the
В начале горизонтального тоннеля 6 монтируется водонепроницаемая перегородка 53 (фиг.24, 25, 26), имеющая двойные ворота 54 с дверью 55, а также дверь 56 для технического прохода. Далее на всем протяжении горизонтального тоннеля 6 на определенном расстоянии (например, каждые 200 метров) также монтируются водонепроницаемые перегородки 57 (фиг.27, 28), которые отличаются от водонепроницаемой перегородки 53 наличием металлической заглушки 58 для прокладки трубопроводов. Далее в отсеках монтируются перегородки 60, (фиг 29, 30), отделяющие технический проход 18 от аварийных емкостей 61, если это шахта для добычи нефти. Аварийные емкости 61 соединяются перемычкой 62. Затем монтируется бетонный пол 59. В бетонном полу 59 имеются люки 19, по которым из технического прохода 18 можно попасть в любую часть горизонтального тоннеля 6, дренажные люки 63 (фиг.36) для слива разлившейся нефти в аварийные емкости 61 и рельсы для вагонеток 64. По мере строительства горизонтального участка 6 и по мере монтажа пола 59 для заезда на него из строящегося горизонтального участка 6 вагонеток 51 в конце участка со смонтированным уже полом 59 строится временная эстакада 65. Эстакада 65 по мере монтажа очередного участка бетонного пола 59 демонтируется и переносится дальше. По окончании строительства горизонтального тоннеля 6 эстакада 65 разбирается и вывозится и шахты. В техническом проходе 18 монтируются все необходимые коммуникации 66 (кабель питания и системы управления 10, кабели и плафоны освещения, газоанализаторы и т.д.) (фиг.30).At the beginning of the
Горизонтальный тоннель 6 прокладывается до места бурения. Затем монтируется кран-балка 67 (фиг.31), с помощью которой осуществляется вертикальная проходка. Вначале строится наклонный участок 7 для подачи труб и вслед за тем сам вертикальный участок 8. По окончании строительства вертикального участка 8 (фиг.32) на его донной части 9 размещается буровая установка 68, склад 69 труб, станция по приготовлению рабочих смесей 70 и другое вспомогательное оборудование 71. Кассеты 72 с трубами доставляются к месту бурения с помощью специальных вагонеток 73 (фиг.33). Перемещение кассет 72 с трубами и других материалов в вертикальный участок 8 осуществляется с помощью кран-балки 67.A
Для бурения наиболее предпочтительным является использование компактной буровой установки. Использование же метода наклонно-направленного бурения позволяет бурить из одного вертикального участка 8 по несколько десятков скважин 74 в разном направлении (фиг.34).For drilling, the use of a compact drilling rig is most preferred. Using the same directional drilling method allows you to drill from one
Бурение осуществляется дистанционно, без участия людей, с материка - из диспетчерского центра 75 (фиг.56), или с судна обеспечения.Drilling is carried out remotely, without the participation of people, from the mainland - from the dispatch center 75 (Fig. 56), or from a support vessel.
В случае неудачного (сухого) бурения скважина глушится, вертикальный участок 8 засыпается грунтом до горизонтального уровня и горизонтальный тоннель 6 продолжается до следующего места бурения (фиг.35). Это позволяет минимизировать затраты.In case of unsuccessful (dry) drilling, the well is jammed, the
В случае удачного бурения монтируется оборудование для перекачки (фиг.36, 37, 38). В вертикальном участке 8 и наклонном участке 7 устанавливается технический проход 18. На скважине монтируются каскад вентилей 76. Затем по бетонному полу 59 на стойках прокладываются основной 77 и аварийный 78 трубопроводы, и трубопровод для попутных газов 74. В конце горизонтального участка 10 у входа в центральный узел 3 за перегородкой 52 также устанавливаются вентиль 80 на основном 75 и вентиль 81 на аварийном 76 трубопроводах. На аварийном трубопроводе устанавливается насос откачки. От аварийного трубопровода 78 в аварийные емкости 61 опускаются отводы 83 для закачки из них собравшейся нефти. Трубопроводы 77 и 79 из горизонтального тоннеля 6 прокладываются через центральный узел 2 по каналам 20 прокладки коммуникаций (фиг.39, 40) до отделения станции перекачки 21.In case of successful drilling, pumping equipment is mounted (Figs. 36, 37, 38). A
В шахте-модуле 1 по добыче газа монтируется оборудование для перекачки газа (фиг.43, 44, 45). В вертикальном участке 8 и наклонном участке 7 устанавливается технический проход 18. На скважине монтируются каскад вентилей 76. Затем по полу на стойках прокладываются основной 77 и аварийный 78 трубопроводы. На потолке монтируется короб вентиляции 84. В конце горизонтального тоннеля 6 у входа в центральный узел 2 за перегородкой 57 также устанавливаются вентиль 80 на основном 77 и вентиль 81 на аварийном 78 трубопроводах. На аварийном трубопроводе 78 устанавливается насос откачки 82. Основной трубопровод 77 из горизонтального тоннеля 6 прокладывается через центральный узел 2 по каналам 20 прокладки коммуникаций (фиг.46, 47) до отделения 21 станции перекачки.In the
На заключительном этапе строительства сооружается выходной отсек 85, например, под углом 45° (фиг.50, 51, 52, 55), через который в шахту-модуль 1 заводятся кабели питания и системы управления 10 и трубопровод 12. Происходит это следующим образом. Вначале с помощью колокола 13 строится выходной отсек 85 (фиг.50). В месте соединения отсека 85 с центральным узлом 2 устанавливается перегородка 86 (фиг.51, 52, 53, 54). В ней имеются: дверь 56, дренажная система 87 для откачки воды из отсека 85, закрытая защитным кожухом 88, заглушка 89 отверстия для трубопровода и заглушка 90 отверстия для кабелей питания и управления. По окончании строительства колокол 13 демонтируется, а выходной отсек 85 оставляется открытым (фиг.51). После чего в него заводятся трубы и кабели (фиг.52). Затем место входа в отсек 91 (фиг.52) заделывается, например, с помощью двух плит с полуотверстиями и герметизируется. После герметизации отсека 85 строители с помощью дренажной системы 87 откачивают из него воду.At the final stage of construction, an
После того как будет построен выходной отсек 85 и к отделению станции перекачки 21 будут подведены все коммуникации и трубы, монтируется сама станция перекачки.After the
Возможны и иные способы прокладки труб, например под полом или по стене.There are other ways of laying pipes, for example, under the floor or on the wall.
От шахт-модулей 1 нефть и газ могут транспортироваться двумя способами:From the
1. По трубопроводам 12 нефть и газ транспортируются на материк (фиг.1, 3, 4).1. Through
2. Отгрузка нефти или газа с шахт-модулей 1 осуществляется с помощью выносных причальных устройств 92 (фиг.2), например, типа CALM, SALM, SAL на танкеры.2. The shipment of oil or gas from the
В условиях Арктики наиболее предпочтительны всплывающие причальные устройства типа SAL. При отгрузке с выносных причальных устройств 92 нефть или газ сначала закачивается в подземное нефтехранилище или газохранилище 93, а попутный газ при добыче нефти - в подземное газохранилище 94, а затем уже с помощью всплывающей отгрузочной системы 92 отгружаются в танкеры. При этом к хранилищам должны быть проложены с помощью проходческих щитов два дополнительных тоннеля 95.In the Arctic, pop-up berths of the SAL type are most preferred. When shipped from
Немаловажной проблемой при работе на арктическом шельфе является вывод коммуникаций с моря на сушу, так как на мелководье торосы и айсберги с большой долей вероятности могут повредить их. Для решения этой проблемы с помощью проходческих щитов можно пробурить с суши до глубоководной части моря несколько выходных шахт 96 (фиг.3, 4, 56) и провести через них все трубы и кабели.An important problem when working on the Arctic shelf is the withdrawal of communications from the sea to land, since in shallow water hummocks and icebergs are very likely to damage them. To solve this problem, with the help of tunnel shields, several output shafts 96 (Figs. 3, 4, 56) can be drilled from land to the deep sea, and all pipes and cables can be passed through them.
На сушу трубы 12 заводятся, например, следующим образом - трос с суши пропускается через выходные шахты 96 и подается на корабль-трубоукладчик. Далее по мере сварки труб они с помощью лебедок тросами втягиваются в выходные шахты 96 до уровня чуть выше уровня воды. Затем по сухой шахте прокладываются до перекачивающей станции 97. Или, например, затягиваются в выходные отсеки шахт 98 (фиг.3), которые затем герметизируются аналогично герметизации выходных отсеков 85 шахты-модуля 1, после чего из выходных отсеков шахт 98 откачивается вода и трубы в сухой шахте прокладываются до берега, до перекачивающей станции 97. Далее нефть или газ транспортируются по сухопутным трубопроводным системам 100. Кабели питания и управления 10 могут выводится в море аналогичным образом.
При работе месторождения в случае аварии в какой-либо шахте-модуле 1 автоматика перекрывает запорные вентили 76 и 80 и прекращает подачу нефти или газа в основной трубопровод.During the operation of the field in the event of an accident in any mine-
Затем в шахте-модуле 1 по добыче нефти открывается запорный вентиль 81 на аварийном трубопроводе и с помощью насоса откачки 82 нефть выкачивается из аварийных емкостей 61 в основной трубопровод 77 выше запорного вентиля 80.Then, in the
В случае прорыва трубопровода 77, так как вертикальный тоннель 6 с помощью перегородок 57 (фиг.41, 42) разделен на отсеки и отделен от центрального узла 2 перегородкой 53 (фиг.25), нефть не разольется по всей шахте-модулю 1, а будет только в одном отсеке одного горизонтального тоннеля 6. Двери 55 в двойных воротах 54 также двойные, каждая открывается внутрь своего отсека (фиг.41, 42, 25).In the case of a breakthrough of the
В газовой шахте газ выдавливается из шахты-модуля 1 воздухом, подаваемым по коробу вентиляции 84, и откачивается через аварийный трубопровод 78 с помощью насоса откачки 82. Аналогично описанному выше благодаря водонепроницаемым перегородкам 57 (фиг.48, 49) в случае аварии газ не распространится по всей шахте-модулю 1, а будет только в одном отсеке одного горизонтального тоннеля 6.In the gas shaft, gas is squeezed out of the shaft-
Это позволит свести к минимуму потери нефти или газа при аварии и предотвратить попадание их в окружающую среду.This will minimize the loss of oil or gas during an accident and prevent them from entering the environment.
После того как нефть или газ будут откачены, к устранению прорыва приступают аварийные бригады.After oil or gas is pumped out, emergency crews begin to eliminate the breakthrough.
Доставка аварийной бригады на модуль осуществляется следующим образом.The emergency team is delivered to the module as follows.
Корабль обеспечения, подойдя к модулю, пристыковывается кабель-тросом и шланговой линией 16 к разъему 22 шлюзовой камеры 4 или 5 и продувает шахту-модуль 1 свежим воздухом, после чего через шлюзовую камеру 4 или 5 в шахту-модуль 1 спускается аварийная бригада и приступает к устранению аварии. Также с корабля обеспечения подаются в шахту-модуль 1 все необходимые инструменты и материалы.The support ship, going up to the module, is docked with a cable and
По горизонтальному тоннелю 6 запасные трубы и необходимые материалы перемещаются с помощью вагонеток. В случае отказа автоматики аварийная бригада может добраться до каскада вентилей 76 и вентилю 80 по техническим проходам 18 и закрыть их вручную.Along the
На береговой базе месторождения помимо диспетчерского центра 75 также имеются: станция перекачки 97, бытовой сектор 99 для отдыха рабочей смены и вертолетная площадка 101. Диспетчерский центр 75 соединен с бытовым сектором 99 крытой галереей 102.In addition to the
При осуществлении крупных проектов на арктическом шельфе необходимо учитывать отсутствие там какой-либо инфраструктуры, что является очень важной проблемой, в связи с чем для обеспечения электроэнергией месторождения можно использовать плавучие атомные электростанции 103 ледокольного типа. Пришвартовав несколько таких электростанций 103 в защищенной гавани 104 и соединив их подводными кабелями через выводные шахты 96 с шахтами-модулями 1, можно полностью решить проблему энергообеспечения.When carrying out large projects on the Arctic shelf, it is necessary to take into account the absence of any infrastructure there, which is a very important problem, and therefore ice-breaking floating
Персонал: люди на месторождении при строительстве, а затем и при ее эксплуатации работают вахтовым способом. Вахта доставляется до места работы кораблем обеспечения в сопровождении ледокола. Строители работают в шахте-модуле 1 посменно. Люди опускаются через шлюзовую камеру 4, 5 в шахту-модуль 1, как указывалось выше, только на одну смену, по окончании которой вновь поднимаются на корабль, а новая смена опускается в шахту-модуль 1. Корабль на время вахты служит базой отдыха и обеспечения, с него подается в шахту-модуль 1 воздух и электроэнергия. По окончании вахты, когда к модулю подойдет второй корабль обеспечения с новой сменой, корабль со старой вахтой отстыковывается от шахты-модуля 1 и возвращается в порт приписки, а его место занимает вновь прибывший корабль обеспечения и т.д. На береговую базу месторождения персонал также прибывает вахтовым методом на корабле обеспечения в сопровождении ледокола. Для экстренных случаев на базе имеется вертолетная площадка 101.Personnel: people in the field during construction, and then during its operation, work on a rotational basis. The shift is delivered to the place of work by a support ship accompanied by an icebreaker. Builders work in the
Система разработки подводного месторождения нефти или газа в соответствии с изобретением позволяет избежать недостатков, имеющихся у известных технологий (стационарные и плавучие платформы, системы подводного бурения и закачивания и т.д.). Шахтное бурение для добычи нефти и газа происходит в замкнутом пространстве и в случае аварии нефть или газ за пределы шахты-модуля не разливаются, а разлившаяся в шахте-модуле нефть или заполнивший ее газ будут собраны и откачаны с помощью предусмотренных аварийных систем. Система позволяет оборудованию и людям работать в относительно комфортных условиях, так как внутри шахты-модуля поддерживается постоянная плюсовая температура. Работы могут проводиться независимо от ледовых и гидрометеорологических условий, так как основные работы проходят под землей, под морским дном, и не требуют проведения каких-либо работ на поверхности океана. Система позволяет добывать нефть и газ на морском шельфе при глубине океана до 500 метров и на любом расстоянии от материка, а при дальнейшем развитии техники глубоководного погружения и на большей глубине.The development system of an underwater oil or gas field in accordance with the invention avoids the disadvantages of the known technologies (stationary and floating platforms, underwater drilling and injection systems, etc.). Mine drilling for oil and gas production takes place in a confined space and in the event of an accident, oil or gas does not spill outside the module shaft, and oil spilled in the module shaft or the gas filling it will be collected and pumped out using the emergency systems provided. The system allows equipment and people to work in relatively comfortable conditions, since a constant positive temperature is maintained inside the module shaft. The work can be carried out regardless of ice and hydrometeorological conditions, since the main work takes place underground, under the seabed, and does not require any work on the surface of the ocean. The system allows oil and gas to be produced on the sea shelf at depths of the ocean of up to 500 meters and at any distance from the mainland, and with the further development of deep-sea diving techniques at greater depths.
Таким образом, разработка подводного месторождения нефти или газа описанным выше шахтным способом по сравнению с другими известными способами бурения является наиболее предпочтительным вариантом в условиях Арктики и имеет ряд преимуществ как с экономической и технологической, так и с экологической точки зрения. Приведенные примеры осуществления изобретения не являются исчерпывающими. Возможны иные варианты практической реализации изобретения, которые будут соответствовать объему патентных прав.Thus, the development of an underwater oil or gas field by the mine method described above, compared with other known drilling methods, is the most preferable option in the Arctic and has several advantages both from an economic and technological, as well as from an environmental point of view. The examples of the invention are not exhaustive. Other options for the practical implementation of the invention are possible, which will correspond to the scope of patent rights.
Claims (9)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013141048/03A RU2536525C1 (en) | 2013-09-06 | 2013-09-06 | System for subsea oil or gas field development |
PCT/RU2014/000557 WO2015034393A1 (en) | 2013-09-06 | 2014-07-24 | System for developing underwater oil or gas field |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013141048/03A RU2536525C1 (en) | 2013-09-06 | 2013-09-06 | System for subsea oil or gas field development |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2536525C1 true RU2536525C1 (en) | 2014-12-27 |
Family
ID=52628726
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013141048/03A RU2536525C1 (en) | 2013-09-06 | 2013-09-06 | System for subsea oil or gas field development |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2536525C1 (en) |
WO (1) | WO2015034393A1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EA006717B1 (en) * | 2003-11-17 | 2006-02-24 | Александр Николаевич Красноперов | Method and device for integrated development of offshore deposits |
RU2295024C1 (en) * | 2006-03-20 | 2007-03-10 | Федеральное агентство по образованию Российский Государственный Университет нефти и газа им. И.М. Губкина | Method for building wells with remote face |
US7650944B1 (en) * | 2003-07-11 | 2010-01-26 | Weatherford/Lamb, Inc. | Vessel for well intervention |
RU2383683C1 (en) * | 2008-09-30 | 2010-03-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Крейн-шельф" (ООО "Крейн-шельф") | Procedure for construction of deep water sea oil and gas deposits |
RU2405917C1 (en) * | 2009-03-27 | 2010-12-10 | Антон Юрьевич Юшков | Bore-well system of oil and gas production from offshore fields and method of system application |
-
2013
- 2013-09-06 RU RU2013141048/03A patent/RU2536525C1/en active
-
2014
- 2014-07-24 WO PCT/RU2014/000557 patent/WO2015034393A1/en active Application Filing
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7650944B1 (en) * | 2003-07-11 | 2010-01-26 | Weatherford/Lamb, Inc. | Vessel for well intervention |
EA006717B1 (en) * | 2003-11-17 | 2006-02-24 | Александр Николаевич Красноперов | Method and device for integrated development of offshore deposits |
RU2295024C1 (en) * | 2006-03-20 | 2007-03-10 | Федеральное агентство по образованию Российский Государственный Университет нефти и газа им. И.М. Губкина | Method for building wells with remote face |
RU2383683C1 (en) * | 2008-09-30 | 2010-03-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Крейн-шельф" (ООО "Крейн-шельф") | Procedure for construction of deep water sea oil and gas deposits |
RU2405917C1 (en) * | 2009-03-27 | 2010-12-10 | Антон Юрьевич Юшков | Bore-well system of oil and gas production from offshore fields and method of system application |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ГУДФЕЛЛОУ Р. и др. Освоение малых морских месторождений. - М., Недра, 1990, С.176-177, рис.6.3 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2015034393A1 (en) | 2015-03-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN111254981B (en) | Draw formula suspension tunnel structure to one side under water | |
US3366173A (en) | Subsea production system | |
US3621911A (en) | Subsea production system | |
CA1278956C (en) | Dry and/or wet one-atmosphere underwater system | |
US4666340A (en) | Offshore platform with removable modules | |
RU86231U1 (en) | MARINE CENTER FOR INDEPENDENT OIL, semi-submersible floating drilling platforms, marine mining RACK pumping oil, offshore ice-resistant floating platforms for enhanced oil, ice-resistant floating reservoirs for the collection and storage of oil, ANCHOR FOR FLOATING STRUCTURES AT SEA | |
RU2383683C1 (en) | Procedure for construction of deep water sea oil and gas deposits | |
US2747840A (en) | Apparatus for developing underwater reservoirs | |
CN108222069A (en) | A kind of underwater immersed tube, the device and construction method for setting up underwater immersed tube | |
US20130084136A1 (en) | Platform for controlled containment of hydrocarbons | |
RU2536525C1 (en) | System for subsea oil or gas field development | |
US3469627A (en) | Subsea production system | |
US10060220B2 (en) | Subsea protection system | |
TWI512169B (en) | Method for anchoring immersed tube on sea floor | |
CA2374839A1 (en) | Method for carrying out operations on petroleum and gas fields and deep-sea platform for realising the same | |
RU2503800C2 (en) | Submerged oil and gas production platform | |
Huang | Overview of ShanghaiYangtze River Tunnel Project | |
RU2114251C1 (en) | Method for driving underwater mine working or tunnel | |
RU2405917C1 (en) | Bore-well system of oil and gas production from offshore fields and method of system application | |
RU2632085C2 (en) | Method and system of funt well equipment installation | |
RU2349489C2 (en) | Complex for development of sub-sea deposits of minerals | |
RU2409734C2 (en) | Device for well hole making with working face | |
RU2574484C2 (en) | Marine platform for controlled hydrocarbon localising | |
Russell | Arkutun-dagi field development | |
RU2524700C1 (en) | Method to develop floating semisubmersible drilling ship and its design |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
HE4A | Change of address of a patent owner |
Effective date: 20190226 |