CA1041420A

CA1041420A - Procede de raccordement d'un puits sousmarin a une conduite d'ecoulement flexible

Info

Publication number: CA1041420A
Application number: CA223,922A
Authority: CA
Inventors: Robert E. Schappel; Michel Curtis; Roger Marquaire
Original assignee: SUBSEA EQUIPMENT ASSOCIATES Ltd
Current assignee: SUBSEA EQUIPMENT ASSOCIATES Ltd
Priority date: 1974-04-05
Filing date: 1975-04-07
Publication date: 1978-10-31
Also published as: IT1034947B; JPS604355B2; DE2514910B2; DE2514910A1; GB1494944A; NO147076B; NO147076C; FR2266791B1; AU7983075A; US3983937A; NO751151L; FR2266791A1; NL7504022A; DE2514910C3; JPS514003A

Abstract

Procédé de raccordement d'un puits à une conduite d'écoulement flexible pour des profondeurs pouvant être supérieures à celles atteintes par des plongeurs, ce raccordement s'effectuant en partie au moyen d'une équipe d'intervention travaillant à l'intérieur d'une cloche. Le procédé est caractérisé en ce que, préalablement à la descente de la conduite d'écoulement, on raccorde extérieurement et en surface une de ses extrémités à un raccord traversant une structure d'appui, cette structure comprenant un moyen connecteur pour sa fixation étanche sur le casing du puits, en ce que l'on rend solidaire cette structure d'appui d'une cloche de plongée contenant un sous-ensemble porteur d'au moins une vanne maîtresse et d'un moyen de raccordement au tubage du puits, en ce que l'on descend la cloche dans l'are du puits jusqu'à ce que la structure se fixe sur le casing assurant ainsi l'étanchéité de la cloche reposant par sa base sur la structure, en ce que l'on procède à la jonction de ce sous-ensemble sur le tubage en raccordant en outre le sous-ensemble au raccord et en ce que l'on remonte la cloche.

Description

~0~1420 L'invention concerne un procedé de raccordement d'un puits sous-marin à une conduite d'ecoulement flexible, notamment lorsque la profondeur est supérieure a celle pouvant être atteinte par des plongeurs.
Les procédés actuellement connus, permettant un accorde~
ment en eau peu profonde, dérivent des procedes conventionnels de raccordement en surface. Etant donne les difficultés dues aux grandes pressions existant en eau profonde, les procédés connus ;
destinés a effectuer le raccordement de conduites d'ecoulement -10 sans l'intervention de plongeurs doivent comporter de nombreuses ;~
operations télecommandées rendant la pose de la conduite longue et coûteuse, ces operations ne pouvant être realisées sans ~n certain nombre de moyens complexes et de manutentions délicates. -L'objet de la présente invention est un procédé de raccordement d'un puits, comportant un tubage de production . .~ ..... ... .... ,: - ,,.
entouré d'au moins un tubage de protection appelé ci-après casing, a une conduite d'écoulement flexible pour des profondeurs pouvant être supérieures a celles atteintes par des plongeurs. Ce raccor-, . . .
dement s'effectue en partie au moyen d'une équipe d'intervention travaillant a l'intérieur d'une cloche. Le procédé est caractérisé
en ce que, préalablement a la descente de la conduite d'écoulement, une des extrémit~s de cette dernière est raccordée ext~rieurement et en surface à un raccord traversant une structure d'appui. Cette derniere comprend un moyen conducteur pour sa fixation étanche sur le casing du puits. Toujours selon ce procédé, l'on rend solidaire la structure d'appui d'une cloche de plongée qui contient un sous-ensemble porteur d'au moins une vanne maitresse et d'un moyen de raccordement au tubage de production du puits. L'on descend ~; ensuite la cloche dans l'axe du puits jusqu ~ a ce que la structure ~ 30 d'appui se fixe sur le casing assurant ainsi l'étanchéité de la cloche reposant par sa base sur la structure d'appui. L'on pro-~ cede enfin a la jonction dudit sous-ensemble sur le tube de pro- -'~ ' , - 1 - ~ .

~ B -10414Z~) duction en raccordant en outre ledit sous-ensemble au raccord et l'on remonte ensuite la cloche~ -` Selon une réalisation particulière, on raccorde en outre, en surface et extérieurement par rapport à la structure de . base, l'extremite d'un câble electrique d'alimentation de la tête : du puits à un raccord electrique traversant ladite structure et :.~; l'on connecte ledit raccord electrique audit sous-ensemble lors ., du raccordement dudit sous-ensemble au raccord relie à la con-duite d'ecoulement.
-10 On remarquera que ce procede permet de resoudre tous les delicats problèmes du raccordement de la conduite d'ecoulement en eau profonde sans avoir à multiplier la descente d'engins de j telecommande plus ou moins complexes. De plus, ce procede permet d'effectuer un tel raccordement en toute securite. En effet, le raccordement de la conduite d'ecoulement au raccord de la struc-ture d'appui etant effectué en surface, on peut utiliser aisement tous moyens de raccordement etanche pour resister à n'importe quelle pression externe ou interne. En particulier, l'extremite de la conduite peut être aisement soudee au raccord et verifiee.
De même, le raccordement de la canalisation de derivation pro-venant du sous-ensemble de la tete de puits que l'on installe à
la pression atmospherique à l'intérieur de la ;: 10~14Z0 cloche par une équipe n'offre aucune difficulté étant donn~ que tou~ les él~ments lourds: structure dlappui et sous-ensemble de tate de puits, sont monté~ et verrouill~s~ soit automatiquement en ce qui concerne la structure d'appui, ~oit au moyen d'un ~ :
dispo~iti~ de ~anutention équipant la cloche ~vec ~ventuellement un moyen d'autoguidage e~ ce qui concerne le sou~-ensemble de la t~te de puits, On notera encore que les raccordements s'e~eotuent 8an8 atre soumi8 aux a¢tions du pilonnement d~ à d'é~entuels ::
mouvements du bateau de surface puisque le raccordement:
. conduite ~; raccord de la structure d'appui, es.t déjà eife¢tu~ ~ :
en suriace et qu'aucun mouvement ne se produit dès que la ~truc- :
ture d'appui est verrouillée par son connecteur femelle guidé -~
axlalement par le connecteur mQleO
. Un autre ob~et de l'in~ention est un procédé du type décrit ci-des8u8 selon lequel on réalise en u~e même et seule opération de descente la connexion de la conduite d'écou-lement et celle d'un câble électrique nécessaire aux divers postes de télécommandes destinés au contrale de la productlon, ledit ¢able étant connecté en surface ~ un second raccord étanohe traversant ladite structure d'appui, le raccordement .;
électrique dudit cable au sous-ensemble ~'eiiectuant en même temps que le raccordement de la canalisation de d~ri~ation au raocord de la ¢onduite d'~coulement.
. En plu~ de l'avantage immédiat que procurent la descente et la pose simultanée du conduit d'écoulement et du o~ble électrique~ on ~oit que ce procédé permet de véri~ier le : bon ronctionnement du ~ous-ense~ble de la tête de puit3 de ~:~ produ¢tion par l'équipe venant d'achever, d'une part, la con~exion 3 de la ¢onduite de déri~ation raccordée ~ la conduite d'écoulement ..
~:- : et, d:'autre part, la connexion électrique du sous-ensemble au racoord du câble électrique avant que cette équipe ne remonte .
en surface~
" .' ~ .
~ 3 -104;1420 ~. Ainsi~ uffit d'une des¢ente unique d'une cloche ~;
portant, d~une part, une structure d'appui et un sou~ensemble contenant au moin~ une vanne ma~tre~se et de~ raccords de . . connexion ~lectrique et portant, d'autre part, une conduite .J d'écoulement et un c~ble électrique déj~ raccord~ ~ ladite struc` ture d'appui pour permettre la mise en fonction dlun puits de :~: . production.
,3 D'autres avantages et caract~ristique~ res~ortiront i de la desoription suivante ~aite en r~férence au dessin annexé
. 10 qui repr~sente, à titre d'exemple non limitati~, la mise en oeu-.~
~re du proc~dé objet de l'invention.
. ) &r le de~sin: .
. la ~1gure 1 repr~sente une vue schématique de l'ensemble: bateau de surface - ~tructure de base de la tete de ~-puits au cours de sa pose, I la ri~ure 2 la ~ue sch~matique partiellement en coupe :1' . ~
d'une cloche de~cendant la struoture de po~e d'un sous-en~emble .de la tête de puitst la ~igure 3 la vue schématique de l'ensemble: bateau de sur~ace - chambre de transiert d'une ~quipe dans la cloche, : la figure 4 une vue ~chématique illustrant la remontée . de la cloche seule~ et :
¦ . la iigure 5 la vue schématigue de la t~te de puits ¦ apr~8 la pose du sou~-enaemble et de la oonduite d'écoulementO
i sur la figure 1 illustrant la po~e des dernier~
] ~lément~ mQnt~s avec le casing 1, l'él~ment 2 repr~sente une ~tructure de ba~e con~entionnelle pcurvue de tous moyens de guidage appropriés: colonnes 3 par exemple. Au sommet du casing : 1~ se trou~e la partie mâle d'un connecteur 4 désigné ci-après : i . .
oonneoteur ~le 4 pour la facilité de l'exposé. Ce connecteur, .
plus ~isible rigure 5, a pour but d'assurer l'~tanchéité externe du puits entre caslng 1 et tubage 31~ figure 2, et de servir~ ;

' d'assi~e ~ un connecteur femelle 6 rendu solidaire par sa br~de 7 d'une structure d~appui 18. Sur la fi~ure 1 illustrant la de~cente du connecteur male 4~ l'outil de manutention 8~ é ~
l'extrémit~ du riser g, peut ~tre de tout type connu. Quant au ::.
bateau de forage lO, il est cla~r qu'il est pour~u des dispo3iti~s :- :
habituels d'ancrage et de tous dispositif~ antipilonnement n~cessaires. ~ titre de ~imple indication, o~ a ~iguré en ll une ba~e du guidage temporalre que l'on a omis, ~igureR 2 et 5, pour faciliter la lecture du de~sin et par¢e que ce moyen con-ventlonnel ne fait pas partie de l'in~ention. Il en est de mame en ce qui concerne la ~tructure 2.
Ai~i, la ~i~ure 2 montre l'extr~mit~ du riser l et . .
80n connecteur m~le 4 a~ant la pose du ~ous-ensemble l2-cGntenant au.moin3 une vanne ~aftre~e per~ettant de contr~ler l'~vacuation du brut, mais après l'enclenchement du connecteur femelle 6 Æ
l~.co~necteur m~le 4, l'~tanchéité de la connexion ~tant assur~e par le ~oint élastique 13. Selon l'invention, on raccorde en ~urface l'une de~ extrémités de la conduite ilexible d'écoulement 14 et du c~ble électrique 15 aux raccords 16 et 17 de la ~truc- -ture de po8e 18 et l'on descend.. l'ensemble: conduite 14, câble :.
15 et structure d'appui 18, ~ ide du riser 9 et de la cloche 19. ., . , .
A cet ef*et, on fixe au riser 9 un dispositif de guidage et de téléco~mandes 20~ pourvu de dispositi~ de rep~rage sonar par.exemple, auquel est ~uspendu un outil de manutention 21 de 1B cloche 19. Cet outil 21 colf~e l'extrémité :.
~ . .
de raocordement 22 de la cloche 19 et sert nota~ment ~ la co~mande ... ..
au dlspo~itii de contrOle 23 des vannes de mise sous pres~ion ou ~ous décompression de la cloche 19. Ia cloche 19 comporte ~:~ 30 notamment un:sas 24 pour 90n accès en plongée~ des dispositifs . ~ .
de manutentio~ 25 pour maintenir et descendre le sous-ensemble :.:
12~ un dispositif amortisseur de choc~ 26 s'appuyant 8UX une ; -.
~, , ~ . ', ,':
, .

....

. 1~)4142V
port~e 27 de la structure 18 ain~i que tou~ dispo~:itifs con~ren-. tionnel~ de s~curité non repr~æent~ a port~e 27 ~ert encore ,` ~ supporter une ~tructure de protection 28 et dont elle peut 8.tre rendue solidalre, la structure de protection 28 servant, en e~fet, non seulement au maintien et au guidage du sous-ensemble 12 au cours de sa pose mais encore de moyen de protec-~i tion au ~ous-ensemble après retrait de la cloche. Cette structure "5~- po~sède en outre un dispositii de rep~rage que l'on règle en ion¢tio~ de 1'orientation exacte don~ée au sous-ensemble 12 en 10 ~ue de monter ultérieurement tous autres sous-ensembles sur le sous-ensemble 12 afin de compléter la t8te de puits. Ce dispositif pouvant être quelconque et ~e réduire ~ un simple index n'a pas ~t~ représent~0 . On comprendra que la cloche 19 qui repose sur la sur~ace d'appui annulaire 29 de la structure d'appui 18 peut ~, etre d'.un type différent de.celle.repr~sentée et qu'ii en e~t ` .
.'~1'' . . . .
de m~me en ce qui concerne chacun des moyens conventionnels ut1lis~s, comme le dispositif de guidage 20 assurant la bonne présentation de la cloche 19 dans l'a~e du pu$ts~ le dispositif 21 permettsnt la manute~tion de la Qloche et la transmiesion des oom~ande~.ainsi ~ue des dispositiis de raccord 16 et 17. C'est . ~:
pour cette raison qu'il est inutile de décrire en d~tail ce~
. , mo~ens qui ne iont pas partie en eu~-m~mes de l'in~ention et sont tous connu~. Par contre~ l'in~ention concerne le proc~dé ..
. ... ..... ~,¢onsistant à iiser ~ une cloche 19 une structure 1~ portant la conduite d'écoulement 14 et le c~ble 15~ la cloche s'appuyant ~ur ¢ette structure en 29 et cette dernière étsnt rendue solidaire de la 8tructure de protection 28 du souR-ensemble 12 porté par . la cloche 19 à l'aide de~ moyens 25.
.~ 30 Au cours de la descente de la cloche 19, on conser~e .
une certalne flottabilité en agi88ant sur les vannes du di~po~itif .
23 et en maintenant ainsi le niveau de l'eau 30 au ~o$~inage de , . . ~ - . .
. ,......................................... .
`, ` ~ ~ '.
~ - ' 10~20 ~:
la sur~ace de Jonction 19 entr~ la cloche 19 et la ~tructure 180 De cette manibre~ on peut utiliser ais~ment le di~positi~ de guidage 20 destin~ ~ assurer une px~sentation correcte de -ltensemble et notamme~t du coDnecteur ~emelle 6 sur le connecteur m~le 4. Il va de soi que la conduite d'~coule~ent flexible 14 et le c~ble 15 sont déroulés ~ partir d~ bateau de surface 10 en ~tilisant tous moyens de contr~le conventionnels. Ainsi, l'orien-tation générale de la structure 18 est déterminée par le disposi-ti~ de guidage 20 et la jonction du connecteur ~emelle 6 ~ur le connecteur m~le 4 ~'effectue ~ans choce en raison, d'une part, de la ~lottabilit~ donnée ~ la cloche 19 et, d'autre part, du joint élastique 1~ e~tre les connecteurs 4 et 6.
D~ que cette ~onction est r~alisée, o~ commande le~
. .
vannes de d~compression 23 de ~açon ~ permettre llintroduction ultérieure d'une équipe. Cette manoeuvre a pour ei~et de plaquer la cloche 19 ~ur la surface 29 et d'é~ra~er les ~oints 13 entre 1~8 con~ecteurs ~le et femelle 4 et 6. On peut, dans ces con-ditions, ramener le riaer 9 aveo ses dispositifs de guidage 20 et de manutention 21 en 6urface et ~ixer les autres extrémit~ 8 de la conduite d'écoulement 14 et du c~ble 15 aux lieu~ choisis. :~
Après la pose de la conduite 14 et du c~ble 15, le bateau de sur-iace peut re~enir à l'aplomb de la cloche 19 et descendre la cha~bre de tran~ert ~2~ ~igure ~ tran#portant une ~quipe des-tinée à commander la pose du eous-ensemble 12 sur la tête de tubage 31. Dans l'exemple conæidéré~ la chambre de tran~fert 32 po~s~de ses propres moye~s d'orientation et de déplacement, tout en ~tant reli~e par le c~ble 3~ au bateau 10, a~in de se poser sur le 6as 24 de la cloche l9o ~'équipe proc~de alors a~ opérations suivantes:
- V~rification de l'en~emble des mécanismes utilisé~. ;
- Dé~errouillage, descente et installation du 80US-e~semble 12, figures 2et 5, en l'orientant angulairement pour le . 7 .
:, .

.

:~04iL~20 raccordement des canalisation~ incluse~ dans le tubage 31.
- Etablissement de~ connexions ~lectriques ~oignant le raccord 17, déj~ conne¢té au c~ble externe 15, aux circuits de com~andes 34 du ~ous-en~emble 12 et a~ circu~t de di~tributio~
35 reli~ au connecteur ~lectrique 36.
- Jonction de~ vannes auxiliaires 37 et 38 par la canalisation 39, la Yanne 37 a~surant la ~ermeture de la cana-at~on 40 du raccord 16 et la vanne 38 la ~ermeture de la 1 dérivation 41 condui~ant ~ la vanne ma~tresse du sous-ensemble ~j .
Ai 10 120 . - Bep~rage de la position du sou~-ensemble 12 par rapport ~ la structure 28 en vue du ~ontage ~ventuel ultérieur . . d~u~ ~cond sous-en~e~ble contr~lant le sou~-ensemble 12. ::~
. - V~ri~ication de~ circuits électrique~ 34 et 36 et du ra¢cordement de la ¢onduite 14 ~ la ~anne ma~tres~e du 80US- -ensembls 12. .
Apr~ e~sai de la conduite d'~coulement 14 ainsi co~nect~e, l'équipe remonte en surface et l~on peut procéder alors au retrait de la cloche 19 à l~aide du riser 9 et des di~positir# de guidage 20 et de manutention 21, comme le montre ~:
la iigure 4.
~e puits est ainsi prat à ionctionner eans a~oir eu .
. procé~der à pluaieurs inter~entions.
De nombreusee variantes du procédé décrit peu~ent se conce~oir en ionction des moyen~ particuliers susceptlble~ d~8tre utilis~s 8an8 ~ortir pour autant du cadre de l~inventlonO A
~tre d~xemple, la cloche peut comporter une chambre auxiliaire .
rendant inutile la deYcente d~une chambre auxiliaire. On pourrait de mê~e utiliser une chambre auxiliaire non reliée au bateau de ~ur~ace. Quant au ¢onnecteur male, il peut être ~implirié ou ~
même di~para$tre selon l~agencement particulie~ adopt~ des t~tes de casing et de tubage, seul le connecteur ~emelle 6 pourvu de ;
~ 8 -:

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touE; moyens d'~ta~chéité et de ~rerrouillage sur les t~tes de - casing et de tubage ~tant ConserV~ ~Ur la Structure dlappui 18 pourvue de~ raccords 16 st 17 porteurs de la conduite 14 et du o~ble 15 qui, ~ ce titre~ constitue u~ produit nouveau.

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Claims

Les réalisations de l'invention, au sujet desquelles un droit exclusif de propriété ou de privilège est revendiqué, sont définies comme il suit:

1. Procédé de raccordement d'un puits, comportant un tubage de production entoure d'au moins un tubage de protection appelé ci-après casing, à une conduite d'écoulement flexible pour des profondeurs pouvant être supérieures à celles atteintes par des plongeurs, ledit raccordement s'effectuant en partie au moyen d'une équipe d'intervention travaillant à l'intérieur d'une cloche, ledit procédé étant caractérisé en ce que, préalablement à la des-cente de la conduite d'écoulement, on raccorde extérieurement et en surface une de ses extrémités à un raccord traversant une structure d'appui, cette structure comprenant un moyen connecteur pour sa fixation étanche sur le casing du puits, en ce que l'on rend solidaire ladite structure d'appui d'une cloche de plongée contenant un sous-ensemble porteur d'au moins une vanne maîtresse et d'un moyen de raccordement au tubage de production du puits, en ce que l'on descend ladite cloche dans l'axe du puits jusqu'à
ce que ladite structure se fixe sur le casing assurant ainsi l'étanchéité de la cloche reposant par sa base sur ladite struc-ture, en ce que l'on procède à la jonction dudit sous-ensemble sur le tubage de production en raccordant en outre ledit sous-ensemble audit raccord et en ce que l'on remonte ladite cloche.

2. Procédé tel que revendique en 1 selon lequel on raccorde en outre, en surface et extérieurement par rapport à la structure de base, l'extrémité d'un câble électrique d'alimenta-tion de la tête du puits à un raccord électrique traversant ladite structure et l'on connecte ledit raccord électrique audit sous-ensemble lors du raccordement dudit sous-ensemble au raccord relie à la conduite d'écoulement.

3. Procédé tel que revendique dans l'une quelconque des revendications 1 et 2 selon lequel on dispose, en-dessous dudit moyen connecteur, un moyen d'étanchéité amortisseur de chocs.

4. Procédé tel que revendiqué dans la revendication 1, selon lequel on descend ladite cloche après avoir rendu solidaire ledit sous-ensemble d'une structure de protection, elle-même rendue solidaire de la structure d'appui et selon lequel on inter-pose entre ladite structure d'appui et la cloche un dispositif amortisseur.

5. Procédé tel que revendiqué dans la revendication 4, selon lequel on soude en surface l'extrémité de la conduite d'é-coulement flexible audit raccord de la structure d'appui.

6. Procédé tel que revendiqué dans la revendication 1, caractérisé en outre en ce que l'on utilise pour la descente simultanée de la cloche, de la conduite d'écoulement et du câble électrique: a) le riser d'un bateau de surface, le riser compor-tant un dispositif de guidage ainsi qu'un outil de manutention de la cloche, b) un treuil contrôlant le déroulement de la conduite d'écoulement, et c) un treuil contrôlant le déroulement du câble électrique, en ce que l'on maintient la pression à l'intérieur de la cloche pour maintenir le niveau de l'eau au niveau de la base de la cloche, en ce que l'on ramène cette pression à la pression atmosphérique dès que la structure d'appui repose par son con-necteur sur le casing et en ce que l'on déplace ledit bateau de surface pour poser et fixer les extrémités de ladite conduite d'écoulement et dudit câble électrique au lieu choisi.

7. Procédé tel que revendiqué dans la revendication 6, selon lequel on procède au raccordement du sous-ensemble contenant la vanne maîtresse sur le tubage à l'aide d'une équipe que l'on descend au moyen d'une chambre de transfert raccordée audit bateau de surface après la remontée du riser et la pose des con-duites d'écoulement et du câble électrique, la remontée de l'équipe s'effectuant par le même moyen après vérification du bon fonctionnement du circuit de production.

8. Procédé tel que revendique dans la revendication 7, selon lequel l'opération de raccordement du sous-ensemble conte-nant la vanne maîtresse est complétée: a) de l'opération de raccordement d'un premier circuit électrique entre ledit raccord électrique et ledit sous-ensemble et d'un second circuit électri-que entre ce dernier raccord et un connecteur libre, b) du rac-cordement d'une vanne auxiliaire dudit sous-ensemble à une vanne auxiliaire prolongeant ledit raccord de la conduite d'écoulement, et c) du réglage d'un repère de guidage de ladite structure de protection indicatif de l'orientation dudit sous-ensemble par rapport à la structure de protection.

9. Procédé tel que revendiqué dans la revendication 1, selon lequel ledit moyen connecteur que l'on incorpore à ladite structure d'appui est un connecteur femelle et en ce que, préala-blement à la descente de la cloche, on descend une tête de casing comportant un connecteur mâle destiné à recevoir ledit con-necteur femelle, ledit connecteur mâle assurant l'étanchéité
entre le tubage et le casing.

10. Structure d'appui de mise en oeuvre du procédé con-forme à l'une quelconque des revendications 1, 2 ou 3, comportant une surface annulaire plane raccordée par une surface cylindrique à une autre surface annulaire, caractérisée en ce que cette der-nière comporte un organe connecteur femelle pourvu à sa partie inférieure d'un moyen d'étachéité élastique, ladite surface cylindrique étant traversée par au moins un raccord solidaire d'une conduite flexible.