FR2729636A1 - Tension line oil/gas platform surrounded by a floating assembly - Google Patents
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Abstract
Description
DOMAINE TECHNIOUE
La présente invention concerne des infrastructures de production d'hydrocarbures en mer, et plus particulièrement par grand fond.TECHNICAL AREA
The present invention relates to hydrocarbon production infrastructures at sea, and more particularly by deep sea.
ETAT DE LA TECHNIOUE ANTERIEURE
L'exploitation de gisements d'hydrocarbures sous-marins nécessite la mise en place d'infrastructures particulières comportant notamment les dispositifs suivants - des moyens de forage, - des modules têtes de puits, - des modules de production - des moyens de stockage des hydrocarbures produits quand
l'évacuation par pipeline n'est pas retenue.STATE OF THE PRIOR TECHNOLOGY
The exploitation of submarine hydrocarbon deposits requires the installation of specific infrastructures including in particular the following devices - drilling means, - wellhead modules, - production modules - hydrocarbon storage means products when
pipeline evacuation is not retained.
Les têtes de puits doivent être montées de telle manière qu'elles soient quasiment fixes par rapport au fond de la mer, car chaque puits est constitué par des tubes concentriques rigides. The wellheads must be mounted in such a way that they are almost fixed relative to the seabed, since each well is made up of rigid concentric tubes.
Les autres dispositifs énumérés ci-dessus ne sont pas soumis à cette même contrainte, ils peuvent donc être montés indifféremment sur des structures fixes ou quasi-fixes comme les têtes de puits ou sur des supports flottants soumis à des déplacements par rapport au fond de la mer, dont les effets sont connus sous le nom de pilonnement pour le mouvement vertical. The other devices listed above are not subject to this same constraint, they can therefore be mounted indifferently on fixed or quasi-fixed structures such as well heads or on floating supports subjected to movements relative to the bottom of the sea, the effects of which are known as heaving for vertical movement.
Dans ce dernier cas les connexions entre les têtes de puits et les autres dispositifs, ainsi que les connexions entre ces derniers doivent être réalisées au moyen de liaisons capables de supporter les mouvements relatifs entre leurs extrémités. In the latter case, the connections between the well heads and the other devices, as well as the connections between the latter, must be made by means of connections capable of supporting the relative movements between their ends.
Pour respecter ces contraintes, différentes techniques ont été développées. La première connue, consiste à installer les têtes de puits au fond de la mer et les autres dispositifs sur un ou plusieurs supports flottants ou non. To respect these constraints, different techniques have been developed. The first known, consists in installing the well heads at the bottom of the sea and the other devices on one or more floating supports or not.
Cette technique a l'avantage d'être sans limite théorique de profondeur, mais elle à l'inconvénient de nécessiter des compétences pointues et des équipements sophistiqués et donc chers, en particulier pour les interventions sur les puits durant la production. De plus certains gisements posent des problèmes considérables d'écoulement, notamment en raison de la température de l'eau à grande profondeur qui est de l'ordre de quelques degrés
Celsius. Cette technique est très onéreuse lorsque le nombre de puits devient important.This technique has the advantage of having no theoretical depth limit, but it has the disadvantage of requiring advanced skills and sophisticated and therefore expensive equipment, in particular for interventions on wells during production. In addition, certain deposits pose considerable flow problems, in particular due to the temperature of the water at great depth which is of the order of a few degrees.
Celsius. This technique is very expensive when the number of wells becomes large.
Une deuxième technique connue, développée notamment pour l'exploitation du gisement de N'KOSSA au CONGO, consiste à mettre en oeuvre les dispositifs suivants - au moins une plate-forme de forage et de support des têtes
de puits, de type treillis reposant au fond de la mer, - un support flottant de production, - un stockeur d'hydrocarbures liquides, - un stockeur d'hydrocarbures gazeux liquéfiés.A second known technique, developed in particular for the exploitation of the N'KOSSA deposit at CONGO, consists in using the following devices - at least one drilling and head support platform
of wells, of the trellis type resting at the bottom of the sea, - a floating production support, - a storage tank for liquid hydrocarbons, - a storage tank for liquefied gaseous hydrocarbons.
Les têtes de puits sont montées sur la partie supérieure de la plate-forme de forage. Les tubes concentriques constituant chaque puits foré dans le sol remontent jusqu'à la tête de puits. The well heads are mounted on the upper part of the drilling platform. The concentric tubes constituting each well drilled in the ground go up to the well head.
Les quatre dispositifs cités ci-dessus sont séparés les uns des autres par des distances comprises entre quelques dizaines de mètres et quelques kilomètres, car il est nécessaire en haute mer d'accommoder leurs mouvements. The four devices mentioned above are separated from each other by distances between a few tens of meters and a few kilometers, because it is necessary on the high seas to accommodate their movements.
Ils sont reliés entre eux, par des conduites dans lesquelles circulent les hydrocarbures produits et des fluides, et par des câbles électriques.They are interconnected, by conduits in which the produced hydrocarbons and fluids circulate, and by electric cables.
Cette technique est bien adaptée, à la production d'hydrocarbure en mer par des profondeurs d'eau inférieures à 500 mètres. Pour des profondeurs supérieures, qualifiées de grand fond, pouvant atteindre 1500 mètres, les supports de type treillis, sont d'un coût inacceptable et les conduites de liaison d'un coût extrêmement élevé. This technique is well suited to the production of hydrocarbons at sea by water depths less than 500 meters. For greater depths, described as a deep bottom, up to 1500 meters, trellis-type supports are of unacceptable cost and connection pipes of an extremely high cost.
La séparation des différents dispositifs, conduit à dupliquer certaines installations pendant la phase de construction, et à assurer la logistique en plusieurs points pendant l'exploitation. The separation of the different devices leads to duplicating certain installations during the construction phase, and ensuring logistics at several points during operation.
Le regroupement de ces dispositifs sur un seul support flottant à coût faible, tel qu'une barge à amarrage caténaire, nécessiterait l'installation de compensateurs de pilonnement sophistiqués très onéreux, conduisant à un coût de l'ensemble prohibitif. The grouping of these devices on a single floating support at low cost, such as a catenary mooring barge, would require the installation of very expensive sophisticated heave compensators, leading to a prohibitive cost of the assembly.
Une troisième technique pour respecter la contrainte de positionnement par rapport au fond de la mer des têtes de puits est celle connue sous le nom de plate-forme à lignes tendues, décrite dans le document : THE NORTH SEA FIELD DEVELOPMENT GUIDE Fifth Edition Oilfield Publications
Limited, Herefordshire HR8 1BN, England pages 726 à 730.A third technique for respecting the constraint of positioning relative to the seabed of the wellheads is that known under the name of taut line platform, described in the document: THE NORTH SEA FIELD DEVELOPMENT GUIDE Fifth Edition Oilfield Publications
Limited, Herefordshire HR8 1BN, England pages 726 to 730.
Cette plate-forme comprend essentiellement un corps flottant amarré, par des lignes verticales tendues, à des embases de fondations au fond de la mer. This platform essentially comprises a floating body moored, by taut vertical lines, to foundations of foundations at the bottom of the sea.
Grâce à ces dispositions le corps flottant est protégé contre le pilonnement. Thanks to these provisions, the floating body is protected against heaving.
Cette technique est adaptée à la production par grand fond. This technique is suitable for deep sea production.
Elle présente l'inconvénient de mettre en oeuvre des équipements très sophistiqués tels que des tensionneurs qui sont très coûteux, lorsque le corps flottant supporte l'ensemble des dispositifs nécessaires à l'exploitation des gisements d'hydrocarbures. It has the drawback of using very sophisticated equipment such as tensioners which are very expensive, when the floating body supports all of the devices necessary for the exploitation of hydrocarbon deposits.
EXPOSE DE L'INVENTION
La présente invention a justement pour objet de remédier aux inconvénients des techniques décrites ci-dessus et notamment de fournir des infrastructures performantes et économiques pour l'exploitation des gisements d'hydrocarbures en mer. Ces infrastructures sont particulièrement adaptées à la production de pétrole par grand fond.STATEMENT OF THE INVENTION
The object of the present invention is precisely to remedy the drawbacks of the techniques described above and in particular to provide efficient and economical infrastructures for the exploitation of hydrocarbon deposits at sea. These infrastructures are particularly suitable for the production of petroleum by large background.
On entend par grand fond les zones maritimes dans lesquelles la hauteur d'eau est comprise entre 500 et 1500 mètres. A titre d'exemple on peut citer certaines zones du golfe de Guinée. Ces infrastructures rassemblent sur un support flottant des moyens de forage, des modules têtes de puits, des modules de production et des moyens de stockages. By deep sea is meant the maritime areas in which the water depth is between 500 and 1500 meters. As an example we can cite certain areas of the Gulf of Guinea. These infrastructures bring together on a floating support drilling means, wellhead modules, production modules and storage means.
A cette fin la présente invention propose des infrastructures de production d'hydrocarbures en mer comprenant une plate-forme à lignes tendues supportant au moins une tête de puits, un ensemble flottant, caractérisées en ce que l'ensemble flottant présente une ouverture dans laquelle est placée la plate-forme à lignes tendues, cette dernière étant reliée à l'ensemble flottant par des moyens de liaison adaptés. To this end, the present invention provides infrastructures for the production of hydrocarbons at sea comprising a platform with stretched lines supporting at least one wellhead, a floating assembly, characterized in that the floating assembly has an opening in which is placed the platform with taut lines, the latter being connected to the floating assembly by suitable connecting means.
Selon un premier mode de réalisation de l'invention, les infrastructures de production d'hydrocarbures comprennent en plus, des moyens de stockage des hydrocarbures inclus dans l'ensemble flottant. According to a first embodiment of the invention, the hydrocarbon production infrastructure further comprises, means for storing the hydrocarbons included in the floating assembly.
Selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, les infrastructures de production d'hydrocarbures comprennent en plus, des modules de production supportés par l'ensemble flottant. According to a second embodiment of the invention, the hydrocarbon production infrastructure further comprises, production modules supported by the floating assembly.
Selon une autre caractéristique de l'invention l'ensemble flottant entoure la plate-forme à lignes tendues. According to another characteristic of the invention, the floating assembly surrounds the platform with taut lines.
Les infrastructures objet de l'invention présentent les avantages combinés de la plate-forme à lignes tendues insensible au pilonnement et ceux des supports flottants à amarrage caténaire par exemple, de faible coût. The infrastructures which are the subject of the invention have the combined advantages of the taut line platform insensitive to heaving and those of floating supports with catenary mooring for example, of low cost.
La plate-forme à lignes tendues ne supporte que les têtes de puits et selon un mode particulier de réalisation en plus, le derrick de forage. Elle est de ce fait de dimensions réduites par conséquent réalisable à un coût acceptable pour des infrastructures de production d'hydrocarbures par grand fond. The stretched line platform only supports the wellheads and according to a particular embodiment in addition, the drilling derrick. It is therefore reduced in size, therefore achievable at an acceptable cost for deep-sea hydrocarbon production infrastructures.
Les dispositifs autres que les têtes de puits sont supportés par l'ensemble flottant, unique à amarrage caténaire de réalisation conventionnelle et économique. The devices other than the well heads are supported by the floating assembly, a single catenary mooring of conventional and economical construction.
Grâce à cette disposition particulière de l'ensemble flottant et de la plate-forme à lignes tendues, les liaisons entre deux éléments sont très courtes et sont donc réalisables de manière simple et économique. Thanks to this particular arrangement of the floating assembly and the taut line platform, the connections between two elements are very short and can therefore be carried out in a simple and economical manner.
Les équipements de sécurité, de production d'utilités ainsi que les quartiers de vie du personnel d'exploitation sont supportés par l'ensemble flottant et ne sont pas dupliqués. The safety equipment, utility production and living quarters for operating personnel are supported by the floating assembly and are not duplicated.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit, en référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 représente schématiquement les principaux
éléments constitutifs des infrastructures de production
d'hydrocarbures en mer, - la figure 2 représente schématiquement un mode de
réalisation des infrastructures de production
d'hydrocarbures en mer selon lequel l'ensemble flottant
entoure la plate-forme à lignes tendues.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
The invention will be better understood with the aid of the description which follows, with reference to the appended drawings in which - Figure 1 schematically represents the main
components of production infrastructure
of hydrocarbons at sea, - Figure 2 shows schematically a mode of
production infrastructure
oil at sea where the floating assembly
surrounds the platform with taut lines.
EXPOSE DETAILLE DE L'INVENTION
D'une manière générale, les infrastructures de l'invention sont utilisées pour la production d'hydrocarbures sur des champs situés en mer et particulièrement pour l'exploitation de gisements par grand fond.DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In general, the infrastructures of the invention are used for the production of hydrocarbons on fields located at sea and particularly for the exploitation of deep sea deposits.
Selon le mode de réalisation représenté par la figure 1 les infrastructures comportent - un ensemble (1) flottant à ancrage caténaire, - une plate-forme (2) à lignes (4) tendues, - des embases de fondation (5) fixes, - des moyens (3) de liaison de l'ensemble (1) flottant à la
plate-forme (2), - des tubes (6) constituant les puits, - des têtes (7) de puits, - des moyens (8) d'ancrage de l'ensemble (1) flottant, - des modules (9) de production, - un poste (10) de déchargement des hydrocarbures vers un
navire citerne, - des moyens (11) d'amarrage d'un navire citerne.According to the embodiment represented by FIG. 1, the infrastructures comprise - a floating assembly (1) with catenary anchoring, - a platform (2) with taut lines (4), - fixed foundation bases (5), - means (3) for connecting the assembly (1) floating to the
platform (2), - tubes (6) constituting the wells, - well heads (7), - means (8) for anchoring the floating assembly (1), - modules (9) of production, - a station (10) for discharging hydrocarbons to a
tanker, - means (11) for mooring a tanker.
Les infrastructures comportent également, non représentés sur les figures, des moyens de forage comprenant une tour de forage, des liaisons souples pour relier hydrauliquement et électriquement la plate-forme (2) et l'ensemble (1), ainsi que des moyens de stockage et d'expédition par navire citerne ou en alternative par au moins un pipeline. The infrastructures also include, not shown in the figures, drilling means comprising a drilling tower, flexible connections for hydraulically and electrically connecting the platform (2) and the assembly (1), as well as storage means. and shipping by tanker or alternatively by at least one pipeline.
L'ensemble (1) flottant, présente un faible tirant d'eau, ce qui le rend facilement transportable. Il est ancré par des moyens (8) caténaires, qui lui permettent de résister aux efforts dus aux conditions océano-météorologiques, ainsi qu'aux variations d'assiette durant les opérations de transfert des hydrocarbures. The floating assembly (1) has a shallow draft, which makes it easily transportable. It is anchored by catenary means (8), which allow it to withstand the stresses due to oceano-meteorological conditions, as well as variations in attitude during the oil transfer operations.
L'ensemble (1) flottant comporte une ouverture (12) destinée å recevoir la plate-forme (2). The floating assembly (1) has an opening (12) intended to receive the platform (2).
La plate-forme (2) à lignes tendues comprend un flotteur relié par des lignes (4) tendues à des embases de fondations (5) fixées au fond de la mer. Les tubes (6) constituant les puits se terminent à leurs extrémités supérieures par des têtes de puits qui permettent d'accéder au gisement d'hydrocarbures. Les tubes (6) dont une extrémité est fixée ne peuvent pas supporter le pilonnement. The platform (2) with stretched lines comprises a float connected by lines (4) stretched to foundation bases (5) fixed to the sea bottom. The tubes (6) constituting the wells terminate at their upper ends. by well heads which provide access to the hydrocarbon deposit. The tubes (6) of which one end is fixed cannot support the heaving.
Ils sont maintenus en position verticale par une liaison semi-rigide avec la plate-forme (2).They are held in a vertical position by a semi-rigid connection with the platform (2).
Grâce à ces dispositions les têtes de puits sont en positions verticales quasi-fixes, par rapport au fond de la mer. La plate-forme (2) à lignes tendues est montée dans l'ouverture (12) de l'ensemble (1) flottant. Thanks to these arrangements, the well heads are in almost fixed vertical positions, relative to the sea bottom. The platform (2) with taut lines is mounted in the opening (12) of the assembly (1) floating.
La liaison (3) entre l'ensemble (1) flottant qui supporte le pilonnement et la plate-forme (2) quasi-fixe est réalisée par des moyens mécaniques à faible raideur verticale et à raideur horizontale normale de manière à ce que les mouvements verticaux ou angulaires supportés par l'ensemble (1) flottant ne soient pas transmis à la plateforme (2). The connection (3) between the floating assembly (1) which supports the heave and the quasi-fixed platform (2) is made by mechanical means with low vertical stiffness and normal horizontal stiffness so that the movements vertical or angular supported by the floating assembly (1) are not transmitted to the platform (2).
La liaison (3) assure également le positionnement relatif de l'ensemble (1) flottant par rapport à la plate-forme (2). The link (3) also ensures the relative positioning of the assembly (1) floating relative to the platform (2).
Les connexions hydrauliques entre les têtes de puits et l'ensemble (1) sont réalisées par des tuyaux flexibles de technologie connue et économique. The hydraulic connections between the well heads and the assembly (1) are made by flexible hoses of known and economical technology.
L'ensemble (1) flottant et la plate-forme (2) à lignes tendues reliés par les moyens (3) de liaison, constituent une plate-forme unique multifonctionnelle dont une partie est capable de supporter le pilonnement et l'autre est quasi-fixe par rapport au fond de la mer. The assembly (1) floating and the platform (2) with taut lines connected by the means (3) of connection, constitute a single multifunctional platform of which a part is capable of supporting the heaving and the other is almost -fixed relative to the bottom of the sea.
Selon une première caractéristique de l'invention, les infrastructures de production d'hydrocarbures comportent des moyens de stockage temporaire des hydrocarbures qui font partie de l'ensemble (1) flottant. According to a first characteristic of the invention, the hydrocarbon production infrastructures comprise means for temporary storage of the hydrocarbons which are part of the floating assembly (1).
Selon une autre caractéristique de l'invention, les infrastructures comportent des modules de production qui sont supportés par l'ensemble flottant. According to another characteristic of the invention, the infrastructures include production modules which are supported by the floating assembly.
Les modules de production regroupent - les unités de traitement des hydrocarbures sortant des
puits pour obtenir des hydrocarbures prêts à l'expédition, - les unités de traitement des rejets liquides et gazeux
conformément aux réglementations, - les installations de fourniture d'énergies et de fluides
désignées par le terme utilités, - les quartiers d'habitation du personnel d'exploitation, - les moyens d'accès à bord de l'ensemble flottant, - les installations de sécurité et d'évacuation des
personnels.The production modules include - the processing units for hydrocarbons leaving the
wells to obtain hydrocarbons ready for shipment, - liquid and gaseous waste treatment units
in accordance with regulations, - energy and fluid supply installations
designated by the term utilities, - the living quarters of operating personnel, - the means of access on board the floating assembly, - the safety and evacuation installations for
personal.
Selon un mode de réalisation, représenté par la figure (2), l'ensemble (1) entoure complètement la plateforme (2) à lignes tendues. La position relative de l'ensemble (1) et de la plate-forme (2) est donnée à titre d'exemple, non limitatif de même que les formes de ces deux éléments. Celles-ci seront déterminées notamment en fonction du nombre de puits et de leur disposition. According to one embodiment, represented by FIG. (2), the assembly (1) completely surrounds the platform (2) with taut lines. The relative position of the assembly (1) and of the platform (2) is given by way of example, without limitation, as are the shapes of these two elements. These will be determined in particular according to the number of wells and their arrangement.
Selon une autre caractéristique de l'invention, des moyens de forages sont supportés par l'ensemble (1) flottant. Ces moyens de forage comprennent - une tour de forage assurant les mouvements d'un train de
tiges, - des moyens de traitement et de circulation de boue de
forage dans le puits en cours de réalisation.According to another characteristic of the invention, drilling means are supported by the floating assembly (1). These drilling means include - a drilling tower ensuring the movements of a train of
rods, - means for treating and circulating sludge
drilling in the well in progress.
L'installation de ces moyens de forage sur l'ensemble (1) permet de réduire les dimensions de la plateforme (2), qui est un élément sophistiqué et par conséquent coûteux. The installation of these drilling means on the assembly (1) makes it possible to reduce the dimensions of the platform (2), which is a sophisticated element and therefore expensive.
Selon une autre caractéristique de l'invention, les moyens de forage sont supportés en totalité ou en partie, par la plate-forme (2). I1 peut être avantageux d'installer par exemple, la tour de forage sur la plate-forme (2) pour des raisons de mouvements relatifs. According to another characteristic of the invention, the drilling means are supported in whole or in part, by the platform (2). I1 can be advantageous to install for example, the drilling tower on the platform (2) for reasons of relative movements.
Selon une autre caractéristique de l'invention, l'ensemble flottant supporte des moyens d'amarrage d'au moins un navire citerne, dont le rôle est de transporter les hydrocarbures stockés temporairement dans les moyens de stockage, jusqu'à un port, en alternative, le navire citerne peut être amarré à une bouée adjacente. According to another characteristic of the invention, the floating assembly supports means for mooring at least one tanker, the role of which is to transport the hydrocarbons temporarily stored in the storage means, to a port, alternatively, the tanker can be moored to an adjacent buoy.
Selon une dernière caractéristique de l'invention, les infrastructures comportent des moyens d'expédition par pipeline des hydrocarbures produits, supportés par l'ensemble flottant. According to a last characteristic of the invention, the infrastructures include means for dispatching the produced hydrocarbons by pipeline, supported by the floating assembly.
Par exemple les hydrocarbures gazeux sont expédiés par un gazoduc qui relie les infrastructures de production en mer à la terre. Dans ce cas un stockage temporaire est inutile. For example, gaseous hydrocarbons are shipped by a gas pipeline that links offshore production infrastructure to land. In this case temporary storage is unnecessary.
Claims (8)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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OA60768A OA10256A (en) | 1995-01-20 | 1996-01-19 | Hydrocarbon production infrastructure at sea |
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FR2729636B1 FR2729636B1 (en) | 1997-02-21 |
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ID=9475359
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Effective date: 20120928 |