NO803854L - Oljeproduksjonssystem. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører et oljeproduksjonssystem for bruk på et offshore-sted.

I de senere år er det funnet et stort antall offshore-oljefelt som er for små til å kunne utvinnes økonomisk ved bruk av en fast produksjonsplattform som understøtter et antall produksjonsbrønner. Imidlertid antas disse oljefelt å inneholde vesentlige mengder utvinnbar olje, og det er derfor behov for et produksjonssystem som er mindre dyrt enn de faste plattformer som er nevnt ovenfor.

Det er således en hensikt med foreliggende oppfinn-else å tilveiebringe et oljeproduksjonssystem som er egnet for produksjon fra en brønn. Ifølge oppfinnelsen er det således tilveiebragt et oljeproduksjonssystem som er egnet for bruk ved et offshore-sted, hvilket system ifølge oppfinnelsen omfatter et flytende lagringsfartøy for opptak av den produserte olje og med innretninger for dynamisk posisjonering og et sti-gerør som er- understøttet av fartøyet og som kan forbindes ved sin nedre ende med et undervannsbrønnhode, hvilket fartøy videre har innretninger for separasjon av olje og tilhørende gass og benytter sistnevnte som brennstoff for den kraft som er nødvendig for den dynamiske posisjoneringsinnretning.

Stigerøret kan ha form av en fleksibel slange som er istand til å legges på sjøbunnen eller alternativt være av relativt mer stiv type og omfatter seksjoner av stålrør som er forbundet i enden med hverandre.

Stigerøret kan ha en av to alternative former:

a) et fleksibelt stigerør som kan etterlates på sjøbunnen og som hensiktsmessig er utformet av en kontinuerlig lengde

spiralviklet innbyrdes sammenlåsende stålstrimmel rundt en

indre fleksibel mantel av syntetisk gummi, eller

b) et relativt stivt stigerør bygget opp av seksjoner ab stålrør som er forbundet i enden med hverandre og som når

de ikke er i bruk er løsgjort fra hverandre og lagret i seksjoner på fartøyet.

Den nedre ende av det fleksible stigerør kan være permanent forbundet med den undersjøiske brønn, og når det ikke er i bruk kan det fleksible stigerør senkes ned på sjø- bunnen ved hjelp av en wire som kan være forbundet med en bøye på overflaten. For gjentatt bruk kan stigerøret plukkes opp av fartøyet og den øvre ende forbindes til en roterende svivel på fartøyets side. Det fleksible stigerør kan holdes konstant i en kjedeform ved hjelp av den dynamiske posisjonering av far-tøyet for å forhindre kontakt med sjøbunnen. u

Det relativt stive stigerør kan hensiktsmessig strekkes ved hjelp av et antall hydropneumatiske strekkinnret-ninger som er forbundet til en løper i en kjellerdekkåpning i fartøyet. Ved begge typer stigerør blir en eller flere hydrauliske ledninger hensiktsmessig i form av en bunt, festet til stigerøret for å styre undervannsventiler.

Det relativt stive stigerør har hensiktsmessig et føringsskjørt for samvirke med en tilsvarende flate på det un-derjordiske brønnhode og en hydraulisk forbindelsesanordning.

Hensiktsmessig er fartøyet utstyrt med innretninger for bortstuing av stigerørseksjonene (som vanligvis er ca.

18 m lange) i vertikalretning.

Det flytende lagringsfartøy kan være et tankskip,

f. eks. et med en størrelse på 50.000 dwt.

Hensiktsmessig har fartøyet en kjellerdekkåpning som er plassert f. eks. i midtseksjonen og er utstyrt med egnet stigerørstrekkutstyr og hensiktsmessig også en mast eller lette boretårn eller lignende.

Kjellerdekkåpriingen kan være et stålrør gjennom sentrum eller nær sentrum av fartøyet med en diameter noe større enn stigerøret eller skjørtet til dette og en kanal ved bunnen av skroget for å lette gjennomgangen.

Hensiktsmessig er det anordnet innretninger for sen-tralisering av stigerøret i kjellerdekkåpningen, f. eks. ruller som arbeider i kanaljern.

Stigerøret kan ha innretninger ved den nedre den for lokalisering av stillingen for brønnhodet.

Innretningen for lokalisering av stillingen for brønnhodet er hensiktsmessig istand til å senkes gjennom stige-røret fra det flytende fartøy.

Stigerøret kan være forbundet til brønnhodet ved hjelp av en forbindelsesanordning med innretninger for samtidig forbindelse av produksjonsbore- og kontrollsystemledninger uten at det er nødvendig med noen orientering.

Forbindelsesanordningen kan samvirke med en gjen-innfør ingsmuf fe som forbinder produksjonsrøret med det ring-formede rør og utgjør en forbindelsestappgrenseflate på forbindelsesanordningen .

Tankskipet kan være utstyrt med vanlig behandlings-utstyr, selv om det kan være hensiktsmessig å anordne en strøm-ningstank som sluttrinn i olje/gasseparasjonen for å virke som en oljekjøler.

Hensiktsmessig drives prosessutstyret for å produ-sere en stabilisert råolje med f. eks. TVP 0,84 kg/cm 2 maksi-mum og en temperatur slik at temperaturforskjellen over far-tøyets plater ikke overskrider 71°C.

ifølge et videre trekk ved oppfinnelsen innbefatter en fremgangsmåte for produksjon av olje ved et offshore-sted anvendelsen av et dynamisk posisjonert flytende lagringsfartøy for opptak av den produserte olje fra et stigerør som er forbundet ved sin nedre ende til et underjordisk brønnhode, hvil-ken fremgangsmåte innbefatter separering av den medfølgende gass fra oljen og benyttelse /av den separerte gass som brennstoff for kraftforsyning til den dynamiske posisjoneringsinnretning.

Hensiktsmessig er stigerøret av den føringslineløse og orienteringsløse type.

Hensiktsmessig er stigerøret utstyrt med en eller flere hydrauliske ledninger som fortrinnsvis er samlet i en bunt for drift av brønnhodets ventiler og sikkerhetsventiler i hullet.

Oppfinnelsen skal i det følgende nærmere illustre-res ved hjelp av tegningene, som viser: fig. 1 et vertikalsnitt som viser et stålproduk-sjonssystem som omfatter et dynamisk posisjonert tankskip og et produksjonsstigerør ved et offshore-sted,

fig. 2 et vertikalsnitt delvis i oppriss av under-vannsbrønnhodeanordningen omfattende stigerørforbindelse, gjen-innføringsmuffe, hovedventilblokk, brønnhodeforbindelse og bo-rebrønnhode med permanent føringsbasis,

fig. 3, 4 og 5 forenklede vertikale riss som viser fleksible stigerør i forskjellige drif tstrinn1, produksjons-trinnet (fig. 3) og alternative avstengningstrinn (fig. 4 og 5) ,

fig. 6 et vertikalsnitt gjennom en høytrykkssvivel for bruk i den øvre ende av det fleksible stigerør,

fig. 7, 8 og 9 forenklede riss som viser forskjellige komponenter vist på fig. 2 med deres forskjellige grense-flater,

fig. 10 og 11 skjematiske riss av hovedventiler og styringer og konsentriske innstikninger,

fig. 12 et vertikalriss som viser stigerør like før gjeninnføring i brønnhodet.

Fig. 1 viser produksjonssystemet som omfatter et tankskip 4 som er utstyrt med vanlig produksjonsbehandlingsut-styr, såsom olje/gassseparatorer 8. Tankskipet er dynamisk posisjonert av fire posisjoneringsdrivinnretninger 12, hvor hver gang tre er tilstrekkelig til å holde posisjonen og omfatter elektriske motorer med propeller med variabel stigning. Separert gass som ikke benyttes i kjeler 10 for å danne damp for elektrisk kraft for skyveinnretningene 12 for den dynamiske posisjonering fjernes ved en fakkel 14. Stabilisert råolje lagres i tanker 16. Tanker 18 er anordnet for segregert ball-ast. Tankskipet 4 har et produksjonsstigerørshåndteringsbore-tårn 20 og en kjellerdekkåpning 22. Stålproduksjonsstigerøret 24 utstrekker seg gjennom skroget til tankskipet til et pro-duks jonsbrønnhode 26 på sjøbunnen 28. Langs lengden til stige-røret 24 utstrekker det seg en bunt av kontrollnavnlestrengs-kabler 30 for drift av brønnhodets ventiler og sikkerhetsventiler i hullet når stigerøret er blitt forbundet med brønnho-det.

På fig. 2 og 7 - 9 er brønnhodeanordningen generelt betegnet med 70 og omfatter en produksjonsstigerørsforbindel- sesanordning 71 som innbefatter overflateaktiverte hydrauliske stigerørsforbindelsesanordninger 73, gjeninnføringsmuffer 72, hovedventilblokken 74, brønnhodeforbindelsen 76 og borebrønn-hodet samt permanente føringsbaser 78.

Et servicestigerør 80 er utstyrt med føringskanaler 82 som samvirker med føringsstolper 84 på den-permanente før-ingsbasis 78.

Gjeninnføringsmuffen 72 forbinder produksjonsrøret med ringrommet og utgjør en grenseflate til stigerørsforbind-elsesanordningen 71. Sistnevnte er utformet for å tillate samtidig forbindelse av produksjonsbore- og kontrollsystemled-ningene uten behov for orientering. Dette oppnås ved kontroll-systemkretser som er konsentriske med produksjonsboringen. Gjeninnføringsmuffen har en rekke horisontalt omkretsplasserte spor 75, som når de er i samvirke med stigerøret står i forbindelse med de hydrauliske ledninger og derved fullfører kret-sen mellom de hydrauliske ledninger og boringene i brønnhodet for det hydrauliske fluidum.

Systemet som er beskrevet på fig. 2 og 7 - 9 har følgende trekk: a) føringsfri og orienterings-ri gjeninnføringsmulighet (fig. 2) , b) en løsbar gjeninnføringsmuffe slik at muffen kan skiftes ut hvis den er ødelagt uten å drepe brønnen og konsentrisk

gjeninnføring og vertikal ringformet tilgang (fig. 2),

c) hovedgrenseflåtene er hovedventilblokken med servisestige-røret og stigerørsforbindelsesanordningen med gjeninnfør-ingsmuf f en .

Tegningene 3-5 viser et tankskip 4 som holdes på plass ved dynamisk posisjonering hvor det benyttes en stram wire 32, som benytter sensorer av kjent type for å måle avvik fra vertikalretningen for kontroll av det dynamiske posisjo-neringssystem. Det fleksible stigerør 25 benytter oppdrifts-kamre 34 og 36 for å forhindre kontakt mellom stigerøret og sjøbunnen og derved redusere slitasje.

I den avstengte stilling som er vist på fig. 4, vil enden av stigerøret 2 5 være plassert av bøyen 38 ved enden av en wire 40 med en diameter på 5 cm. I denne tilstand tjener kamrene 36 og 34 til å holde stigerøret fra kontakt med under-vannsbrønnhodet.

På fig. 5 er vist en alternativ avstengningsform hvor en sonar frigivningsbøye 4 2 er forbundet med en lett ny-lonline i en beholder 44 som på sin side er forbundet til en tungnylonline i en beholder 46.

På fig. 6 er den øvre ende av det fleksible stigerør 25 som omfatter den fleksible slange, f. eks. av "Coflexip"-typen forbundet med et kort stålrør 50 som innbefatter en manu-ell port/kuleventil 52. Til et øre på røret 50 er det festet en inntrekningsline 56. Den øvre ende av røret 50 er lukket med en hydraulisk forbindelsesanordning av kjent type og som er betegnet med 58, som på sin side er forbundet med en høy-trykkssvivel som generelt er betegnet med 59 og som omfatter en øvre del 60 som også utgjør et hus, i hvilket den nedre del 61, som er festet til forbindelsesdelen 58, er plassert. Delene 60 og 61 kan rotere i forhold til hverandre om en vertikal akse. Delen 60 er understøttet på siden av tankskipet 30 ved hjelp av støtter 62. Fra svivelen 59 vil en ledning 64 oppta produserte fluider og føre dem til olje/gasseparatorene (ikke vist). En ledning 66 for hydraulisk kontroll av undervanns-utstyr er også vist.

Plassert mellom delene 60 og 61 er avtetninger 67 og 69.

Fig. 10 og 11 viser hovedventilene og kontrollene, men ikke kontrollene til de hydrauliske forbindelser og opp-jekkingssystemer og den konsentriske innstikningsforbindelse.

Kontrollene passerer gjennom den konsentriske gjen-innstikningsanordning (fig. 10 og 11), og de tilhørende kon-troller kommer fra overflaten eller gjennom undervannsreléer.

På fig. 12 er produksjonsstigerøret utformet som stålrør med 10 - 12,5 cm nominell indre diameter med lengder på 15 m. Stigerørskoblingene har en innstikningsdel og en antirotasjonsinnretning. Håndteringen av stigerørene er følg-ende: Med tankskipet 4 forskjøvet blir forbindelsesanordningen 71 ført til 4,6 m over gjeninnføringsmuffen 72. Overflateopp-hengingssystemet og strekkinnretningene blir så forbundet. Fjernsyn og/eller sonar blir så ført gjennom røret, og tankskipet beveges til over brønnen. Den endelige gjeninnføring utføres ved benyttelse av strekkinnretningene.

Claims (6)

1. 01jeproduksjonssystem som er egnet for bruk ved et offshore-sted, omfattende et flytende lagringsfartøy for opptak av produsert olje og med innretninger for dynamisk posisjonering, et stigerør som er understøttet av1fartøyet og som ved sin nedre ende kan forbindes med et undersjøisk brønnhode, karakterisert ved at fartøyet (4) i tillegg har innretninger (8) for separering av oljen og den medfølgende gass og benytter sistnevnte som brennstoff for krafttilførsel til den dynamiske posisjoneringsinnretning 12.

2. Oljeproduksjonssystem ifølge krav 1, karakterisert ved at stigerøret (24) er tilstrekkelig fleksibelt til å kunne frigjøres fra fartøyet (4) og etterlates på sjøbunnen (28) og tas opp fra sjøbunnen (28) for gjentatt bruk.

3. 01jeproduksjonssystem ifølge krav 2, karakterisert ved at stigerøret (24) er forbundet ved en ende til et undersjøisk brønnhode (26) og ved den andre ende til en svivel (59) på fartøyet.

4. 01jeproduksjonssystem ifølge krav 2, karakterisert ved at den dynamiske posisjoneringsinnretning (12) til fartøyet (4) styres for å holde stigerøret (24) i form av en kjedelinje for å redusere kontakten med sjøbunnen (28).

5. 01jeproduksjonssystem ifølge krav 1, karakterisert ved at den nedre ende av stigerøret (24) har et utvidet skjørt for samvirke med en tilsvarende flate på un-dervannsbrønnhodet for innretting av stigerøret i forhold til brønnproduksjonsboringen.

6. 01jeproduksjonssystem ifølge krav 5, innbefattende en eller flere hydrauliske kontroll- og styringsledninger, og karakterisert ved at brønnhodet (26) og den nedre ende av stigerøret (24) er utstyrt med samvirkende innretninger for å bevirke en samtidig innstikningsforbindelse for produksjonsboringen og de hydrauliske kontrolledninger (30).