Плавучее морское устройство и способ бурения скважины

Номер патента: 25077

Опубликовано: 30.11.2016

Автор: Лабригер Филипп

Есть еще 4 страницы.

Смотреть все страницы или скачать PDF файл.

Формула / Реферат

1. Плавучее морское устройство (1) для добычи углеводородов из морских месторождений, содержащее

верхнюю палубу (11) и нижнюю палубу (12);

оконный отсек (13), расположенный на нижней палубе, причем оконный отсек образован из множества буровых окон (14) и множества промысловых окон (15), окружающих буровые окна, при этом каждое промысловое окно имеет возможность вмещения добывающего райзера (16) после подготовки скважины к эксплуатации через буровое окно, соседнее с промысловым окном, при этом множество буровых окон формирует один непрерывный проход в нижней палубе;

буровой райзер (17), который продолжается от оконного отсека до скважины;

тележку (20), расположенную между верхней и нижней палубами, причем тележка поддерживает упомянутый буровой райзер (17) и имеет возможность перемещения вместе с буровым райзером к заданному буровому окну в упомянутом одном проходе, сформированном из множества буровых окон; и

буровой агрегат (18), расположенный на верхней палубе, причем буровой агрегат имеет возможность перемещения над оконным отсеком для позиционирования в выровненном положении над тележкой, чтобы обеспечивалась возможность бурения скважины через заданное буровое окно при использовании бурового райзера.

2. Устройство по п.1, в котором тележка находится в контакте одновременно с верхней палубой и с нижней палубой для передачи усилия обеим указанным палубам.

3. Устройство по п.1, в котором тележка прикреплена, по меньшей мере, к нижней палубе, когда тележка неподвижна и расположена в заданном буровом окне для бурения скважины.

4. Устройство по п.1, которое дополнительно содержит противовыбросовый превентор (21), расположенный в тележке (20) и подсоединенный к буровому райзеру (17) сверху так, чтобы противовыбросовый превентор (21) имел возможность перемещения посредством тележки вместе с буровым райзером (17) без отсоединения от бурового райзера.

5. Устройство по п.1, в котором тележка (20) опирается на направляющие рельсы (12b) на нижней палубе, благодаря чему поддерживается в вертикальном положении над нижней палубой и имеет возможность перемещения в продольном направлении (BD) отсека, при этом боковые стороны тележки (20) имеют возможность контакта с продольными балками (11а) верхней палубы (11), поддерживающими тележку в поперечном направлении, перпендикулярном направлению (BD) отсека.

6. Устройство по любому из пп.1-5, в котором буровые окна (14) выровнены относительно друг друга в одном направлении (BD) отсека.

7. Устройство по любому из пп.1-6, в котором оконный отсек представляет собой матричную решетку из окон, имеющую три ряда и по меньшей мере четыре колонки, причем наружные окна являются промысловыми окнами, а внутренние окна являются буровыми окнами.

8. Устройство по п.7, в котором матричная решетка имеет более шести колонок, благодаря чему обеспечивается по меньшей мере четыре буровых окна и четырнадцать промысловых окон.

9. Устройство по любому из пп.1-8, в котором промысловые окна (15) и буровые окна (14) имеют одинаковый размер.

10. Устройство по любому из пп.1-9, в котором любое буровое окно (14) выполнено с возможностью преобразовывания в промысловое окно (15) посредством установки жесткой балки, огораживающей окно, и размещения добывающего райзера внутри преобразованного бурового окна.

11. Устройство по п.1, в котором тележка (20) содержит направляющий узел (23), выполненный с возможностью направления бурового райзера в тележке в направлении (RD) райзера, чтобы буровой райзер (17) имел возможность перемещения в указанном направлении вперед и назад.

12. Устройство по п.11, которое дополнительно содержит противовыбросовый превентор (21), расположенный в тележке (20) и подсоединенный к буровому райзеру (17) сверху так, чтобы противовыбросовый превентор (21) имел возможность перемещения посредством тележки вместе с буровым райзером (21) без его отсоединения от бурового райзера, при этом направляющий узел (23) выполнен с возможностью направления в тележке, по меньшей мере, бурового райзера вместе с противовыбросовым превентором в направлении райзера.

13. Устройство по любому из пп.11 или 12, в котором тележка (20) содержит натяжной узел (22) для создания и поддержания силы натяжения, подтягивающей буровой райзер (17) вверх к тележке (20).

14. Устройство по п.13, в котором тележка (20) содержит защитную клеть (24), сформированную из множества балок, причем направляющий узел (23) содержит

соединительную опору (25), продолжающуюся в защитной клети (24) в направлениях, по существу, перпендикулярных направлению райзера, находящуюся в скользящем контакте с боковыми балками защитной клети и соединенную с буровым райзером посредством крепежного хомута (26), закрепленного на буровом райзере и продолжающегося в поперечном направлении над соединительной опорой; и

направляющую опору (28), соединенную с противовыбросовым превентором (21) и продолжающуюся в защитной клети (24) между противовыбросовым превентором и боковыми балками защитной клети, причем направляющая опора находится в скользящем контакте с боковыми балками защитной клети,

при этом натяжной узел (23) содержит по меньшей мере один поршень (27), подсоединенный к защитной клети и к соединительной опоре, причем указанный поршень является регулируемым для создания силы натяжения.

15. Способ бурения скважины, осуществляемый на плавучем морском устройстве по п.1, включающий следующие этапы (100):

перемещение (101) и прикрепление тележки к заданному буровому окну;

позиционирование (102) бурового агрегата в выровненном положении над тележкой;

подсоединение (103) бурового райзера к скважине на морском дне.

16. Способ по п.15, в котором тележка находится в контакте одновременно с верхней палубой и с нижней палубой для передачи усилия обеим указанным палубам.

17. Способ по п.15, в котором тележка прикреплена, по меньшей мере, к нижней палубе, когда тележка неподвижна и расположена в заданном буровом окне для бурения скважины.

18. Способ по п.15, который дополнительно включает следующие этапы (110) бурения после выполнения начальных этапов (100):

бурение (111) и подготовку к эксплуатации скважины через буровое окно на устройстве и

отсоединение (112) бурового райзера от скважины на морском дне,

причем начальные этапы (100) и вышеупомянутые этапы (110) бурения повторяют при бурении другой скважины через другое буровое окно (14).

19. Способ по п.18, который после выполнения этапа отсоединения дополнительно включает следующие этапы добычи: этап установки добывающего райзера в промысловом окне, являющемся соседним с буровым окном, и подсоединение добывающего райзера к скважине на морском дне, которая завершена и подготовлена к добыче углеводородов.

20. Способ по любому из пп.15-19, в котором устройство (1) дополнительно содержит противовыбросовый превентор (21), расположенный в тележке (20) и подсоединенный к буровому райзеру (17) сверху, причем на одном из начальных этапов (100) способа при перемещении (101) тележки перемещают буровой райзер (17) вместе с противовыбросовым превентором (21) без отсоединения противовыбросового превентора от бурового райзера.

Рисунок 1

Текст

Смотреть все

ПЛАВУЧЕЕ МОРСКОЕ УСТРОЙСТВО И СПОСОБ БУРЕНИЯ СКВАЖИНЫ Изобретение относится к области добычи углеводородов из морских месторождений. Плавучее морское устройство (1) для добычи углеводородов из морских месторождений содержит верхнюю палубу (11), нижнюю палубу (12), оконный отсек (13) с множеством буровых окон и множеством промысловых окон, окружающих буровые окна, тележку (20), поддерживающую буровой райзер(17) и способную перемещаться вместе с буровым райзером в проходе, сформированном из множества буровых окон, и буровой агрегат (18), способный перемещаться над оконным отсеком,чтобы обеспечивалась возможность бурения скважины через буровое окно при использовании бурового райзера. Область техники, к которой относится изобретение Настоящее изобретение относится к плавучему морскому устройству для добычи углеводородов из морских месторождений. Уровень техники Точнее говоря, настоящее изобретение относится к плавучему морскому устройству для подводной добычи углеводородов из морских месторождений. Для добычи углеводородов из глубоководных скважин может использоваться платформа на натяжных опорах (ПНО). Платформа на натяжных опорах представляет собой плавучую конструкцию, которая закрепляется на морском дне с целью предотвращения ее вертикального перемещения. Пробуренные в морском дне скважины соединяются посредством множества добывающих райзеров (труб) с производственным оборудованием, установленным наверху плавучей конструкции. В сухом пространстве плавучего устройства над поверхностью моря установлены задвижки фонтанной арматуры. Благодаря указанной надводной фонтанной арматуре облегчается обслуживание скважин, а также работа по предотвращению аварийных ситуаций. Некоторые платформы на натяжных опорах могут вмещать буровой агрегат, обеспечивающий бурение скважин, подготовку пробуренных скважин к эксплуатации, а также проведение требуемых работ по техническому обслуживанию скважин. Следует отметить, что буровой агрегат установлен на плавучих платформах с возможностью перемещения по верхней палубе, при этом он может занимать по меньшей мере два разных местоположения на плавучем устройстве. Таким образом, плавучее устройство приспособлено для бурения нескольких скважин, причем указанные скважины могут выполняться на заданном максимальном расстоянии друг от друга. При осуществлении указанного способа бурения согласно известному уровню техники требуется выполнить разъединение добывающего райзера и противовыбросового превентора, чтобы можно было переместить буровой агрегат из первого положения во второе. Таким образом, указанный способ бурения связан с большими временными затратами и является дорогостоящим. Согласно другому способу бурения известного уровня техники предполагается оснащение плавучего устройства двумя буровыми райзерами и двумя противовыбросовыми превенторами. Однако указанное оборудование является дорогостоящим. Раскрытие изобретения Одной из задач настоящего изобретения является разработка плавучего морского устройства, приспособленного для бурения под морским дном нескольких скважин, отдаленных друг от друга. Согласно одному из вариантов осуществления изобретения предлагается плавучее морское устройство для добычи углеводородов из морских месторождений, содержащее верхнюю палубу и нижнюю палубу; оконный отсек, расположенный на нижней палубе, причем оконный отсек образован из множества буровых окон и множества промысловых окон, окружающих буровые окна, при этом каждое промысловое окно приспособлено вмещать добывающий райзер после подготовки скважины к эксплуатации через буровое окно, соседнее с промысловым окном, при этом из множества буровых окон сформирован проход в нижней палубе; тележку, расположенную между верхней и нижней палубами, причем тележка поддерживает буровой райзер и способна перемещаться вместе с буровым райзером в проходе, сформированном из множества буровых окон; и буровой агрегат, расположенный выше верхней палубы, причем буровой агрегат способен перемещаться над оконным отсеком для позиционирования в выровненном положении над тележкой, чтобы обеспечивалась возможность бурения скважины через буровое окно при использовании бурового райзера. Благодаря перечисленным выше признакам изобретения можно переместить отсоединенный от пробуренной и подготовленной к эксплуатации скважины буровой райзер в другое место оконного отсека без подъема с морского дна и разъединения всех труб бурового райзера. Таким образом достигается экономия рабочего времени и снижаются затраты на проведение этапов процесса бурения. Кроме того, верхняя палуба не несет какого-либо производственного оборудования и может использоваться для установки буровых инструментов. Например, первую скважину можно пробурить в первом месте морского дна, а вторую скважину можно без труда пробурить после первой скважины, даже если указанная вторая скважина должна быть расположена напротив первой. В разные варианты плавучих устройств согласно изобретению может быть включен, если требуется, один и/или несколько из нижеприведенных признаков. Согласно одному из аспектов изобретения плавучее устройство, кроме того, содержит противовыбросовый превентор, который расположен в тележке и подсоединен к буровому райзеру сверху. Посредством тележки можно перемещать противовыбросовый превентор вместе с буровым райзером, то есть без отсоединения от бурового райзера. Согласно другому аспекту изобретения тележка опирается на направляющие рельсы на нижней палубе, благодаря чему поддерживается в вертикальном положении над нижней палубой и может перемещаться в продольном направлении отсека, при этом боковые стороны тележки контактируют с продольными балками верхней палубы, поддерживающими тележку в поперечном направлении, перпендикулярном указанному направлению отсека. Согласно еще одному аспекту изобретения буровые окна выровнены относительно друг друга в одном направлении отсека. Согласно другому аспекту изобретения оконный отсек представляет собой матричную решетку с окнами, имеющую три ряда и по меньшей мере четыре колонки, причем наружные окна являются промысловыми окнами, а внутренние окна являются буровыми окнами. Согласно одному из аспектов изобретения матричная решетка имеет более шести колонок, благодаря чему обеспечивается по меньшей мере четыре буровых окна и четырнадцать промысловых окон. Согласно другому аспекту изобретения промысловые окна и буровые окна имеют одинаковый размер. Согласно еще одному аспекту изобретения предусмотрено преобразование любого бурового окна в промысловое окно посредством установки жесткой балки, огораживающей окно, и размещения добывающего райзера внутри указанного преобразованного бурового окна. Согласно одному из аспектов изобретения тележка содержит направляющий узел, который направляет буровой райзер в тележке в соответствии с требуемым направлением указанного райзера. Буровой райзер способен перемещаться вперед и назад в соответствии с указанным направлением. Согласно другому аспекту изобретения плавучее устройство, кроме того, содержит противовыбросовый превентор, который расположен в тележке и подсоединен к буровому райзеру сверху, чтобы противовыбросовый превентор мог перемещаться посредством тележки вместе с буровым райзером, то есть без его отсоединения от бурового райзера, причем направляющий узел направляет в тележке в соответствии с указанным направлением райзера, по меньшей мере, буровой райзер вместе с противовыбросовым превентором. Согласно еще одному из аспектов изобретения тележка плавучего устройства содержит натяжной узел для создания и поддержания силы натяжения, подтягивающей вверх буровой райзер в тележке. Согласно одному из аспектов изобретения тележка содержит защитную клеть, сформированную из множества балок, а направляющий узел содержит соединительную опору, которая продолжается внутри защитной клети в направлениях, по существу, перпендикулярных указанному направлению райзера, находится в скользящем контакте с боковыми балками защитной клети, и соединена с буровым райзером посредством крепежного хомута, закрепленного на буровом райзере и продолжающегося в поперечном направлении над соединительной опорой; и направляющую опору, соединенную с противовыбросовым превентором и продолжающуюся в защитной клети между противовыбросовым превентором и боковыми балками защитной клети, причем направляющая опора находится в скользящем контакте с боковыми балками защитной клети, при этом натяжной узел содержит по меньшей мере один поршень, подсоединенный к защитной клети и к соединительной опоре, причем поршень регулируется для создания силы натяжения. Другая задача изобретения состоит в разработке способа бурения скважины для подводной добычи углеводородов, осуществляемого на плавучем морском устройстве, содержащем верхнюю палубу и нижнюю палубу; оконный отсек, расположенный на нижней палубе, причем оконный отсек образован из множества буровых окон и множества промысловых окон, окружающих указанные буровые окна, при этом каждое промысловое окно приспособлено вмещать добывающий райзер после подготовки скважины к эксплуатации через буровое окно, соседнее с промысловым окном, при этом из множества буровых окон сформирован проход в нижней палубе; тележку, расположенную между верхней и нижней палубами, причем тележка поддерживает буровой райзер и способна перемещаться вместе с буровым райзером в проходе, сформированном из множества буровых окон; и буровой агрегат, расположенный выше верхней палубы, причем буровой агрегат способен перемещаться над оконным отсеком для позиционирования в выровненном положении над тележкой, чтобы обеспечивалась возможность бурения скважины через буровое окно при использовании бурового райзера,при этом способ включает следующие начальные этапы: этап перемещения тележки к буровому окну,этап позиционирования бурового агрегата в выровненном положении над тележкой, и этап подсоединения бурового райзера к скважине на морском дне. Перечисленные признаки изобретения позволяют проводить бурение множества скважин на глубоководном морском дне и в то же время осуществлять добычу углеводородов из множества подготовленных к эксплуатации скважин. Бурение новой скважины может быть начато незамедлительно после завершения предыдущей скважины и подготовки ее к эксплуатации. Пробуренные в морском дне скважи-2 025077 ны могут быть расположены на большом расстоянии друг от друга. Настоящее изобретение позволяет увеличить количество скважин, относящихся к плавучему устройству. В предпочтительные варианты способа бурения согласно изобретению может быть включен, если требуется, один и/или несколько из нижеприведенных признаков. Согласно одному из аспектов изобретения предлагаемый способ бурения после выполнения начальных этапов дополнительно включает следующие этапы: этап бурения и подготовки скважины к эксплуатации через буровое окно плавучего устройства,этап отсоединения бурового райзера от скважины на морском дне,повторение начальных этапов и этапов бурения при бурении другой скважины через другое буровое окно. Следующий аспект настоящего изобретения относится к способу бурения, согласно которому после этапа отсоединения бурового райзера от скважины выполняется этап установки добывающего райзера в промысловом окне, которое является соседним с указанным буровым окном, и этап подсоединения добывающего райзера к скважине на морском дне, которая завершена и подготовлена к добыче углеводородов. Согласно другому аспекту настоящего изобретения плавучее устройство, кроме того, содержит противовыбросовый превентор, который расположен в тележке и подсоединен к буровому райзеру сверху, причем на одном из начальных этапов способа бурения скважины при перемещении тележки перемещается буровой райзер вместе с противовыбросовым превентором, то есть без отсоединения противовыбросового превентора от бурового райзера. Краткое описание чертежей Другие признаки и преимущества изобретения будут очевидны из следующего подробного описания одного из вариантов осуществления изобретения посредством неограничительного примера со ссылкой на прилагаемые чертежи. На фиг. 1 показан вид в перспективе плавучего морского устройства согласно изобретению; на фиг. 2 - вид сбоку представленного на фиг. 1 плавучего устройства, находящегося в море, при этом буровой райзер и несколько добывающих райзеров плавучего устройства подсоединены к скважинам, выполненным в морском дне; на фиг. 3 - вид сверху устройства, представленного на фиг. 2, на котором в горизонтальном направлении показано местоположение скважин вокруг устройства; на фиг. 4 - вид сверху конструкции плавучего устройства, представленного на фиг. 1, рассматриваемой от верхней палубы к нижней палубе, причем оконный отсек показан более подробно; на фиг. 5 - вид в перспективе тележки между верхней и нижней палубами плавучего устройства,представленного на фиг. 1; на фиг. 6 - блок-схема осуществления способа бурения скважины при использовании плавучего устройства, представленного на фиг. 1. Осуществление изобретения Следует отметить, что идентичные или подобные элементы на разных чертежах обозначены одинаковыми ссылочными позициями. Направление Z является вертикальным направлением. Направление X или Y является горизонтальным или боковым направлением. Указанные обозначения используются для облегчения понимания изобретения. На фиг. 1 и 2 представлена плавучая морская конструкция, а именно плавучее устройство 1 согласно изобретению для добычи углеводородов из морских месторождений. Плавучее устройство 1 имеет корпус 2, поддерживаемый над поверхностью 40 моря при помощи нескольких (например, при помощи четырех) колонных понтонов 3. Снизу указанные понтоны 3 скреплены между собой при помощи поперечных балок 4, а сверху скреплены палубами 11, 12, которые несут буровой агрегат, устройство для подготовки скважины к эксплуатации и добывающее устройство, предназначенное для подводной добычи углеводородов. Корпус 2 также содержит конструкционные балки 10, которые поддерживают, по меньшей мере, верхнюю палубу 11 и нижнюю палубу 12. Закрепление плавучего устройства 1 на морском дне 41 обеспечивает ряд жестких вертикальных натяжных трубчатых элементов 6, продолжающихся, например, от понтонов 3 к морскому дну 41, где они фиксируются посредством фундамента 6 а. Кроме того, предусмотрены якорные оттяжки 7, которые можно регулировать при помощи лебедок, для перемещения плавучего морского устройства 1 относительно морского дна 41. Верхняя палуба 11 несет буровой агрегат 18, который используется для бурения подводной скважины 42, продолжающейся от морского дна 41 к углеводородному пласту. Буровой агрегат 18 содержит бурильную колонну 8, которая вводится в буровой райзер 17 и обеспечивает бурение скважины. Верхняя палуба 11 также может нести большое количество оборудования разного типа, например один или несколько подъемных кранов 5. Плавучее устройство 1 согласно изобретению содержит оконный отсек 13, который проходит насквозь через нижнюю палубу 12. Оконный отсек 13 имеет, например, прямоугольную форму и продолжается, главным образом, в направлении BD. Оконные отсеки могут иметь другую форму. Оконный отсек 13 образован из множества областей, которые являются смежными друг с другом. Указанные области называются окнами. Конструкция оконного отсека 13 представляет собой, например,матричную решетку. Окна подразделяются по меньшей мере на два типа: буровые окна 14, расположенные рядом друг с другом, причем в каждое буровое окно 14 вмещается буровой райзер 17, и промысловые окна 15, причем в каждое промысловое окно 15 вмещается добывающий райзер 16. Матричная решетка может иметь три ряда и по меньшей мере четыре колонки. Наружные окна решетки являются промысловыми окнами, а внутренние окна являются буровыми окнами. Матричная решетка может иметь, например, более шести колонок, благодаря чему обеспечиваются четыре буровых окна 14 и четырнадцать промысловых окон 15. Множество буровых окон 14 совместно формируют непрерывный проход в нижней палубе 12. Тележка может перемещаться в указанном проходе от любого из буровых окон к другому буровому окну. Множество промысловых окон 15 окружает множество буровых окон 14. Для каждого бурового окна 14 предусмотрено несколько промысловых окон 15, находящихся вблизи указанного бурового окна 14. Согласно варианту осуществления изобретения, представленному на фиг. 4, оконный отсек 13 представляет собой матричную решетку с окнами, имеющую три ряда R1, R2, R3, параллельных направлению BD отсека, и девять колонок, перпендикулярных указанному направлению отсека. Второй ряд R2 (центральный ряд) содержит семь окон, которые являются буровыми окнами 14 и два окна на концах указанного центрального ряда R2, которые являются промысловыми окнами 15. В первом и во втором рядах R1, R3 имеются только промысловые окна 15. Таким образом, оконный отсек содержит в общей сложности двадцать промысловых окон 14, то есть приблизительно три промысловых окна 15 предусмотрено для каждого бурового окна 14. Семь буровых окон 14 окружены двадцатью промысловыми окнами 15. Все окна (буровые и промысловые окна) имеют одинаковую форму и одинаковый размер. Каждое из указанных окон имеет, например, квадратную форму. Промысловые окна 15, по меньшей мере, в горизонтальном направлении разграничены со всех сторон конструкционными балками 12 а нижней палубы 12. Каждое промысловое окно 15 проходит насквозь через нижнюю палубу 12, при этом в каждом из указанных окон 15 устанавливается добывающий райзер 16. Над добывающим райзером 16 и промысловым окном 15 размещено устьевое оборудование и все инструменты, необходимые для добычи углеводородов из скважины, связанной с указанным промысловым окном. Буровые окна 14 в горизонтальном направлении ограничены конструкционными балками 12 а нижней палубы 12 только со стороны, примыкающей к промысловому окну 15. Между смежными буровыми окнами 14 отсутствуют какие-либо поперечные конструкционные балки 12 а. Все буровые окна 14 совместно формируют проход в нижней палубе 12. Согласно варианту осуществления изобретения, представленному на фиг. 4, указанный проход представляет собой широкое отверстие, образованное из семи буровых окон 14, которые выровнены друг с другом во втором ряду R2 в направлении BD отсека. Указанный проход соответствует широкому разрезу в нижней палубе 12. Буровое окно 14 может быть преобразовано в промысловое окно 15. Для преобразования бурового окна 14 в промысловое окно 15 предусмотрена жесткая балка, устанавливаемая в поперечном направлении на открытой стороне бурового окна, при помощи которой буровое окно огораживается. Таким образом, уменьшается в размере проход, образованный в оконном отсеке 13. В первую очередь преобразуют буровое окно 14, находящееся на конце прохода. В последнюю очередь преобразуют буровое окно 14,которое находится посередине оконного отсека. После установки жесткой балки получается преобразованное окно, которое имеет такую же структуру, как промысловое окно 15, то есть содержит четыре балки, а именно, по одной на каждой стороне окна. Затем в преобразованном таким образом буровом окне можно установить добывающий райзер 16, поскольку оно теперь является промысловым окном. Буровой райзер 17 представляет собой трубу, которая продолжается от плавучего устройства 1 до морского месторождения и используется для бурения скважины или нескольких скважин. Указанный буровой райзер 17 является, например, трубой, имеющей диаметр 20 дюймов (508 мм). Указанный райзер включает в себя множество труб, имеющих длину приблизительно 24 метра и соединенных между собой посредством замковых соединений или фланцев. Буровой агрегат 18 содержит бурильную колонну 8, которая вводится в буровой райзер 17 для проведения процесса бурения скважины. Указанный буровой райзер 17 используется только во время процесса бурения, который может продлиться, например, в течение трех лет. После указанного периода бурения указанный буровой райзер не применяется. Как показано на фиг. 2, буровой райзер 17 при эксплуатации продолжается от плавучего устройства 1 до скважины 42 на морском дне 41. Бурильный райзер 17 располагается относительно вертикального направления VD под углом а, который является небольшим, причем, например, указанный угол может составлять менее 3. На чертежах вертикальное направление соответствует направлению Z. Добывающий райзер 16 представляет собой трубопровод, который продолжается от плавучего устройства 1 до подводной скважины и используется для извлечения углеводородов из скважины и подачи на устройство 1. Указанный добывающий райзер не претерпевает механических нагрузок, связанных с бурением, следовательно, к нему предъявляются меньшие требования по механической прочности. Указанный добывающий райзер 16 представляет собой, например, трубопровод, имеющий диаметр 10 и 3/4 дюйма (273,05 мм). Трубопровод включает множество труб, концы которых соединяются между собой,как правило, посредством резьбовых соединений. Добывающий райзер 16 используется в течение всего срока эксплуатации скважины, который может превышать тридцать лет. Добывающий райзер 16, по сравнению с буровым райзером 17, является менее тяжелым. При этом добывающий райзер 16 обладает большей гибкостью, сравнительно с буровым райзером 17. При вращении бурильной колонны 8 в буровом райзере 17 возникает трение, которое может привести к износу бурового райзера 17, если он слишком сильно изогнут. Добывающий райзер 16 продолжается от плавучего устройства 1 до подготовленной к эксплуатации скважине 42 на морском дне. Добывающий райзер 16 располагается относительно вертикального направления VD под углом , который может быть больше угла , под которым расположен буровой райзер 17. Указанный уголможет составлять, например, менее 10. Плавучее устройство 1 согласно изобретению также содержит тележку 20, которая находится между верхней и нижней палубами 11, 12 и может перемещаться от одного бурового окна 14 к любому из других буровых окон 14 оконного отсека. Тележка 20 поддерживает буровой райзер 17. Тележка 20 может перемещаться в проходе, образованном из множества буровых окон 14, при этом не требуется подъем бурового райзера 17. Буровой райзер 17 отсоединяется только от скважины 42. Таким образом, тележка 20 перемещается в указанном проходе оконного отсека 13 вместе с буровым райзером 17. Благодаря указанным признакам настоящего изобретения буровой райзер 17 может быть перемещен к любому буровому окну 14. Таким образом, буровой райзер 17 может быть перемещен к нужному буровому окну, то есть к окну, которое, если смотреть сверху (как на фиг. 3), находится ближе к скважине 42, которая должна быть пробурена. Тележка 20 опирается, например, на направляющие рельсы 12b, закрепленные на нижней палубе 12 для поддержания ее в вертикальном положении и для облегчения ее перемещения в продольном направлении в соответствии с направлением BD отсека. Боковые стороны тележки 20 находится в контакте,например, с продольными балками 11 а верхней палубы 11 для поддержания тележки сбоку в направлении, перпендикулярном направлению оконного отсека. Таким образом, в конструкции плавучего устройства тележка 20 заключена между верхней и нижней палубами 11, 12, при этом поддерживается и направляется при регулируемом перемещении над множеством буровых окон 14. Естественно, значительные силы, действующие на буровой райзер в результате волнения моря, могут передаваться посредством тележки 20 к конструкции плавучего устройства 1. Плавучее устройство 1 содержит приводные механизмы 29 тележки (видимые на фиг. 5), обеспечивающие регулируемое перемещение тележки 20 по направляющим рельсам 12b. Также предусмотрено запорное устройство для прочного закрепления тележки 20 на конструкции плавучего устройства после ее перемещения при помощи приводных механизмов к определенному буровому окну 14. Приводные механизмы тележки 29 могут представлять собой приводные механизмы любого типа: электропривод,пневматический привод или гидравлический привод. Буровой агрегат 18 может перемещаться по верхней палубе 11 над оконным отсеком 13 и выравниваться над тележкой 20, чтобы обеспечивалась возможность бурения новой скважины через буровое окно 14 с использованием бурового райзера 17, подвешенного внутри тележки 20. Буровой агрегат 18 может перемещаться по верхней палубе 11, располагаясь над любым буровым окном 14 для бурения скважины, а также может располагаться над любым промысловым окном 15 для проведения технического обслуживания. Плавучее устройство 1 содержит приводные механизмы для перемещения бурового агрегата 18 по верхней палубе 11. Указанные приводные механизмы могут быть регулируемыми для перемещения бурового агрегата 18 в одном или двух направлениях по горизонтальной поверхности верхней палубы 11. Указанные приводные механизмы могут представлять собой гидравлические приводы, пневматические приводы или электроприводы. Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения противовыбросовый превентор(ПП) 21 может быть расположен внутри тележки 20. Противовыбросовый превентор 21 представляет собой устройство, содержащее задвижки, которые предназначены герметизировать скважину в случае аварийной ситуации во избежание утечки углеводородов в окружающую среду. Противовыбросовый превентор 21 предназначен регулировать и проводить оперативный контроль подачи добываемых из скважины углеводородов. Если плавучее устройство является плавучей платформой на натяжных опорах, противовыбросовый превентор 21 устанавливается на сухом участке платформы. Противовыбросовый превентор 21 постоянно соединен с буровым райзером 17 сверху. В связи с этим исключаются этапы разъединения и соответственно соединения. Таким образом, тележка 20 обеспечивает перемещение противовыбросового превентора 21 вместе с буровым райзером 17, то есть без их разъединения. Поскольку в промежутке после завершения одной скважины и началом бурения новой скважины через другое буровое окно 14 тележка 20 перемещает противовыбросовый превентор 21 вместе с буровым райзером 17, достигается экономия рабочего времени. Противовыбросовый превентор (ПП) 21 постоянно находится в тележке 20 и подсоединен к буровому райзеру 17. Не предусматривается хранение противовыбросового превентора 21 на верхней палубе 11, во избежание создания препятствий на верхней палубе, особенно, для бурового агрегата 18, перемещающегося в процессе работы. Противовыбросовый превентор 21 хорошо подходит для хранения в тележке 20 между верхней и нижней палубами. Противовыбросовый превентор 21 является герметизирующим устройством, предназначенным обеспечивать безопасность скважины. Находясь в тележке 20 противовыбросовый превентор 21 защищен от любой аварии или повреждения. Плавучее устройство 1 закреплено на морском дне 41 при помощи натяжных элементов 6, при этом буровой райзер 17, продолжающийся от плавучего устройство до морского дна, может смещаться при волнении моря между морским дном и плавучим устройством. В процессе работы может происходить относительное смещение бурового райзера 17 и устройства 1. Тележка 20, к тому же, содержит направляющий узел 23, который предназначен для направления в тележке 20 бурового райзера 17 или бурового райзера 17 вместе с противовыбросовым превентором 21 в направлении RD райзера. Тележка 20 содержит защитную клеть 24, выполненную из множества балок, причем указанная клеть сформирована, по существу, в виде параллелепипеда, который окружает и покрывает верхний конец бурового райзера 17 и противовыбросовый превентор (ПП) 21; и соединительную опору 25, сформированную в виде платформы, стороны которой продолжаются внутри защитной клети в направлениях, перпендикулярных направлению RD райзера, причем указанная соединительная опора находится в скользящем контакте с боковыми балками защитной клети, которые продолжаются в направлении RD райзера. Крепежный хомут 26 закрепляется на буровом райзере 17 сверху соединительной опоры. Концы указанного крепежного хомута 26 прочно закрепляются на соединительной опоре 25. Таким образом,буровой райзер 17 крепится к соединительной опоре 25, которая способна скользить взад и вперед в защитной клети 24 в соответствии с указанным направлением RD райзера. Если противовыбросовый превентор (ПП) 21 расположен в тележке 20, то указанная тележка 20, к тому же, содержит направляющую опору 28, соединяемую с противовыбросовым превентором 21 (ПП) и продолжающуюся в защитной клети 24 между противовыбросовым превентором 21 (ПП) и боковыми балками защитной клети 24 в направлении, перпендикулярном направлению RD райзера. Направляющая опора 28 находится в скользящем контакте с боковыми балками защитной клети. Таким образом, противовыбросовый превентор 21 направляется при перемещении в защитной клети в направлении RD райзера. Обе опоры, а именно соединительная опора 25 и направляющая опора 28, способствуют направлению бурового райзера 17 при перемещении внутри тележки 20. Следует отметить, что тележка 20 может содержать любой другой элемент, обеспечивающий направление бурового райзера при перемещении внутри тележки. Райзер может располагаться в направлении RD, т.е. параллельно вертикальному направлению VD плавучего устройства 1. Однако направление RD райзера может отклоняться от указанного вертикального направления. Тележка 20 также содержит натяжной узел 22, создающий силу натяжения, под действием которой буровой райзер 17 поддерживается в направлении RD. Под действием указанной силы натяжения, то есть под действием тяговой силы буровой райзер подтягивается вверх к плавучему устройству 1 и поддерживается в состоянии натяжения. Натяжной узел 22 может содержать, например, четыре поршня 27, каждый из которых одним концом подсоединен к защитной клети 24, а другим концом соединен с соединительной опорой 25. Таким образом, поршни 27 тянут соединительную опору 25 вверх, то есть по направлению к верхней палубе 11. Защитная клеть 24 передает усилие к нижней палубе 11. Поршни 27 являются, например, гидравлическими поршнями. Далее будет описан новый способ бурения скважины. Для бурения скважин указанным способом подходит любой вариант или любая комбинация вариантов осуществления вышеописанного плавучего устройства 1. Плавучее устройство 1, обеспечивающее осуществление предлагаемого способа бурения, содержит,по меньшей мере, следующие признаки: верхнюю палубу 11 и нижнюю палубу 12; оконный отсек 13, расположенный на нижней палубе, причем оконный отсек образован из множества буровых окон 14 и множества промысловых окон 15, окружающих указанные буровые окна, каждое промысловое окно приспособлено вмещать добывающий райзер 16 после подготовки скважины к эксплуатации через буровое окно, соседнее с указанным промысловым окном, при этом из множества буровых окон формируется проход в нижней палубе; тележку 20, расположенную между верхней и нижней палубами, причем указанная тележка поддерживает буровой райзер 17 и способна перемещаться вместе с указанным буровым райзером в указанном проходе, сформированном из множества буровых окон; и буровой агрегат 18, расположенный выше верхней палубы, причем указанный буровой агрегат способен перемещаться над оконным отсеком для позиционирования в выровненном положении над тележкой, чтобы обеспечивалась возможность бурения скважины через буровое окно при использовании бурового райзера. Как показано на фиг. 6, способ включает, по меньшей мере, следующие начальные этапы 100: этап 101 перемещения тележки к буровому окну 14; и этап 102 позиционирования бурового агрегата 18 в выровненном положении над тележкой 20; и этап 103 подсоединения бурового райзера 17 к скважине на морском дне. Во время этапа 101 перемещения тележка 20 перемещает буровой райзер 17 к заданному буровому окну 14. Таким образом, буровой райзер 17 перемещается от одного бурового окна к другому буровому окну плавучего устройства 1, при этом нет необходимости в подъеме с морского дна всех труб бурового райзера 17 и складировании указанных труб на устройстве 1. Согласно описанному выше способу бурения скважин предусмотрено бурение второй скважины через второе окно сразу же после окончания бурения и подготовки к эксплуатации первой скважины,благодаря чему достигается существенная экономия рабочего времени. Следует отметить, что буровой райзер 17 можно перемещать в проходе оконного отсека для бурения скважин, отдаленных друг от друга на большое расстояние, как показано на виде сверху, представленном на фиг. 3. Чтобы обеспечивалось бурение указанных скважин, буровой райзер 17 должен быть изогнут на угол , причем уголизгиба бурового райзера, намного меньше углаизгиба добывающего райзера. Таким образом, плавучее морское устройство 1 согласно изобретению способно обеспечить бурение большого количества скважин, например более четырнадцати скважин. Согласно предлагаемому способу бурения скважин после выполнения начальных этапов 100 предпочтительно выполняются нижеперечисленные этапы 110: этап 111 бурения и подготовки к эксплуатации скважины через буровое окно 14 плавучего устройства; этап 112 отсоединения бурового райзера 17 от указанной скважины на морском дне,причем начальные этапы 100 и вышеупомянутые этапы 110 бурения повторяются при бурении другой скважины через другое буровое окно 14. Другое буровое окно представляет собой следующее из буровых окон, образованных в оконном отсеке (буровое окно на первом контуре). Благодаря вышеупомянутым этапам буровой райзер 17 отсоединяется только от скважины на морском дне 41, при этом он не извлекается с морского дна на поверхность и не отсоединяется от тележки 20. Таким образом, достигается существенная экономия рабочего времени. Кроме того, способ дополнительно включает по меньшей мере один промысловый этап, проводимый после этапа 112 отсоединения, причем указанный промысловый этап осуществляется параллельно с этапами бурения и/или с начальным этапом и включает: установку добывающего райзера в промысловом окне, которое является соседним с буровым окном, с подсоединением указанного добывающего райзера к скважине на морском дне, которая пробурена и подготовлена к добыче углеводородов. Промысловое окно 15, соседнее с буровым окном 14, является, например, промысловым окном 15,которое содержит сторону или угол, прилегающий к буровому окну. Промысловое окно может быть расположено на расстоянии от бурового окна 14, которое меньше заданного. Например, если окно имеет квадратную форму, заданное расстояние примерно равно размеру стороны окна или удвоенному размеру указанной стороны. Благодаря гибкости или способности к изгибу используемого добывающего райзера 16, любое промысловое окно 15 оконного отсека может использоваться для установки промыслового райзера 16, который соединен с пробуренной и подготовленной к эксплуатации в настоящий момент через буровое окно 14 скважиной. Как можно видеть на фиг. 3, следующим окном, выбранным для бурения скважины, является окно оконного отсека, при использовании которого уголизгиба бурового райзера 17 будет минимальным,насколько это возможно. Таким образом, во время бурения скважины можно ограничить и уменьшить трение в райзере. Согласно настоящему изобретению до начала бурения первой скважины можно задать последовательность бурения всего множества скважин, кроме того, имеется возможность изменить последователь-7 025077 ность бурения во время бурения скважин. Если требуется, имеется возможность расположить противовыбросовый превентор 21 в тележке 20. Противовыбросовый превентор (ПП) 21 располагается внутри тележки 20 и подсоединяется к буровому райзеру 17 сверху, и на одном из начальных этапов 100 предлагаемого способа бурения, конкретно на этапе 101 перемещения, тележка перемещает буровой райзер 17 вместе с противовыбросовым превентором 21 без отсоединения противовыбросового превентора 21 от бурового райзера 17. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Плавучее морское устройство (1) для добычи углеводородов из морских месторождений, содержащее верхнюю палубу (11) и нижнюю палубу (12); оконный отсек (13), расположенный на нижней палубе, причем оконный отсек образован из множества буровых окон (14) и множества промысловых окон (15), окружающих буровые окна, при этом каждое промысловое окно имеет возможность вмещения добывающего райзера (16) после подготовки скважины к эксплуатации через буровое окно, соседнее с промысловым окном, при этом множество буровых окон формирует один непрерывный проход в нижней палубе; буровой райзер (17), который продолжается от оконного отсека до скважины; тележку (20), расположенную между верхней и нижней палубами, причем тележка поддерживает упомянутый буровой райзер (17) и имеет возможность перемещения вместе с буровым райзером к заданному буровому окну в упомянутом одном проходе, сформированном из множества буровых окон; и буровой агрегат (18), расположенный на верхней палубе, причем буровой агрегат имеет возможность перемещения над оконным отсеком для позиционирования в выровненном положении над тележкой, чтобы обеспечивалась возможность бурения скважины через заданное буровое окно при использовании бурового райзера. 2. Устройство по п.1, в котором тележка находится в контакте одновременно с верхней палубой и с нижней палубой для передачи усилия обеим указанным палубам. 3. Устройство по п.1, в котором тележка прикреплена, по меньшей мере, к нижней палубе, когда тележка неподвижна и расположена в заданном буровом окне для бурения скважины. 4. Устройство по п.1, которое дополнительно содержит противовыбросовый превентор (21), расположенный в тележке (20) и подсоединенный к буровому райзеру (17) сверху так, чтобы противовыбросовый превентор (21) имел возможность перемещения посредством тележки вместе с буровым райзером(17) без отсоединения от бурового райзера. 5. Устройство по п.1, в котором тележка (20) опирается на направляющие рельсы (12b) на нижней палубе, благодаря чему поддерживается в вертикальном положении над нижней палубой и имеет возможность перемещения в продольном направлении (BD) отсека, при этом боковые стороны тележки (20) имеют возможность контакта с продольными балками (11 а) верхней палубы (11), поддерживающими тележку в поперечном направлении, перпендикулярном направлению (BD) отсека. 6. Устройство по любому из пп.1-5, в котором буровые окна (14) выровнены относительно друг друга в одном направлении (BD) отсека. 7. Устройство по любому из пп.1-6, в котором оконный отсек представляет собой матричную решетку из окон, имеющую три ряда и по меньшей мере четыре колонки, причем наружные окна являются промысловыми окнами, а внутренние окна являются буровыми окнами. 8. Устройство по п.7, в котором матричная решетка имеет более шести колонок, благодаря чему обеспечивается по меньшей мере четыре буровых окна и четырнадцать промысловых окон. 9. Устройство по любому из пп.1-8, в котором промысловые окна (15) и буровые окна (14) имеют одинаковый размер. 10. Устройство по любому из пп.1-9, в котором любое буровое окно (14) выполнено с возможностью преобразовывания в промысловое окно (15) посредством установки жесткой балки, огораживающей окно, и размещения добывающего райзера внутри преобразованного бурового окна. 11. Устройство по п.1, в котором тележка (20) содержит направляющий узел (23), выполненный с возможностью направления бурового райзера в тележке в направлении (RD) райзера, чтобы буровой райзер (17) имел возможность перемещения в указанном направлении вперед и назад. 12. Устройство по п.11, которое дополнительно содержит противовыбросовый превентор (21), расположенный в тележке (20) и подсоединенный к буровому райзеру (17) сверху так, чтобы противовыбросовый превентор (21) имел возможность перемещения посредством тележки вместе с буровым райзером(21) без его отсоединения от бурового райзера, при этом направляющий узел (23) выполнен с возможностью направления в тележке, по меньшей мере, бурового райзера вместе с противовыбросовым превентором в направлении райзера. 13. Устройство по любому из пп.11 или 12, в котором тележка (20) содержит натяжной узел (22) для создания и поддержания силы натяжения, подтягивающей буровой райзер (17) вверх к тележке (20). 14. Устройство по п.13, в котором тележка (20) содержит защитную клеть (24), сформированную из множества балок, причем направляющий узел (23) содержит соединительную опору (25), продолжающуюся в защитной клети (24) в направлениях, по существу,перпендикулярных направлению райзера, находящуюся в скользящем контакте с боковыми балками защитной клети и соединенную с буровым райзером посредством крепежного хомута (26), закрепленного на буровом райзере и продолжающегося в поперечном направлении над соединительной опорой; и направляющую опору (28), соединенную с противовыбросовым превентором (21) и продолжающуюся в защитной клети (24) между противовыбросовым превентором и боковыми балками защитной клети, причем направляющая опора находится в скользящем контакте с боковыми балками защитной клети,при этом натяжной узел (23) содержит по меньшей мере один поршень (27), подсоединенный к защитной клети и к соединительной опоре, причем указанный поршень является регулируемым для создания силы натяжения. 15. Способ бурения скважины, осуществляемый на плавучем морском устройстве по п.1, включающий следующие этапы (100): перемещение (101) и прикрепление тележки к заданному буровому окну; позиционирование (102) бурового агрегата в выровненном положении над тележкой; подсоединение (103) бурового райзера к скважине на морском дне. 16. Способ по п.15, в котором тележка находится в контакте одновременно с верхней палубой и с нижней палубой для передачи усилия обеим указанным палубам. 17. Способ по п.15, в котором тележка прикреплена, по меньшей мере, к нижней палубе, когда тележка неподвижна и расположена в заданном буровом окне для бурения скважины. 18. Способ по п.15, который дополнительно включает следующие этапы (110) бурения после выполнения начальных этапов (100): бурение (111) и подготовку к эксплуатации скважины через буровое окно на устройстве и отсоединение (112) бурового райзера от скважины на морском дне,причем начальные этапы (100) и вышеупомянутые этапы (110) бурения повторяют при бурении другой скважины через другое буровое окно (14). 19. Способ по п.18, который после выполнения этапа отсоединения дополнительно включает следующие этапы добычи: этап установки добывающего райзера в промысловом окне, являющемся соседним с буровым окном, и подсоединение добывающего райзера к скважине на морском дне, которая завершена и подготовлена к добыче углеводородов. 20. Способ по любому из пп.15-19, в котором устройство (1) дополнительно содержит противовыбросовый превентор (21), расположенный в тележке (20) и подсоединенный к буровому райзеру (17) сверху, причем на одном из начальных этапов (100) способа при перемещении (101) тележки перемещают буровой райзер (17) вместе с противовыбросовым превентором (21) без отсоединения противовыбросового превентора от бурового райзера.

МПК / Метки

МПК: E21B 19/00, B63B 35/44, E21B 15/00, E21B 15/02

Метки: скважины, бурения, плавучее, морское, способ, устройство

Код ссылки

<a href="http://easpatents.com/12-25077-plavuchee-morskoe-ustrojjstvo-i-sposob-bureniya-skvazhiny.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Плавучее морское устройство и способ бурения скважины</a>

Похожие патенты