EA004841B1 - A method for installing submerged oil and gas wells, and apparatus for the same - Google Patents
A method for installing submerged oil and gas wells, and apparatus for the same Download PDFInfo
- Publication number
- EA004841B1 EA004841B1 EA200300786A EA200300786A EA004841B1 EA 004841 B1 EA004841 B1 EA 004841B1 EA 200300786 A EA200300786 A EA 200300786A EA 200300786 A EA200300786 A EA 200300786A EA 004841 B1 EA004841 B1 EA 004841B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- hollow structure
- drilling
- seabed
- wells
- base plate
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims abstract description 60
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 8
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 4
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 3
- 238000007654 immersion Methods 0.000 claims description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 claims description 2
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 claims 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 abstract description 9
- 239000003643 water by type Substances 0.000 abstract description 3
- 235000004507 Abies alba Nutrition 0.000 abstract 1
- 241000191291 Abies alba Species 0.000 abstract 1
- 238000004873 anchoring Methods 0.000 abstract 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 5
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 5
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 2
- 239000003653 coastal water Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 238000004181 pedogenesis Methods 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003570 air Substances 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000013618 particulate matter Substances 0.000 description 1
- 230000009993 protective function Effects 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 230000009528 severe injury Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 230000036346 tooth eruption Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
- E02D23/00—Caissons; Construction or placing of caissons
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
- E02D29/00—Independent underground or underwater structures; Retaining walls
- E02D29/06—Constructions, or methods of constructing, in water
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B41/00—Equipment or details not covered by groups E21B15/00 - E21B40/00
- E21B41/08—Underwater guide bases, e.g. drilling templates; Levelling thereof
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
- E02D2220/00—Temporary installations or constructions
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Paleontology (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Geology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Revetment (AREA)
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION
Изобретение относится к подводным нефтяным и газовым скважинам, в частности, способу и устройству, используемым применительно к подводным нефтяным и газовым скважинам на мелководье, где плавучий лед может разрушить расположенные на морском дне конструкции, и где обычные полупогружные буровые установки на понтонах не могут использоваться обычным образом. В предлагаемом устройстве и способе оборудование, связанное с устьем скважины, в процессе бурения скважины, а также в процессе последующей эксплуатации скважины, расположено в шахтной конструкции, размещенной ниже дна водоема.The invention relates to subsea oil and gas wells, in particular, to a method and apparatus used in relation to subsea oil and gas wells in shallow water, where floating ice can destroy structures located on the seabed and where conventional semi-submersible pontoon drilling rigs cannot be used by conventional way. In the proposed device and method, the equipment associated with the wellhead, in the process of drilling the well, as well as in the process of subsequent operation of the well, is located in a shaft structure located below the bottom of the reservoir.
Уровень техникиState of the art
В подобных внешних условиях крайне важна защита устьев подводных скважин. Ранее пытались использовать подводные кессоны большого диаметра в арктических регионах, однако, это в основном не увенчалось успехом главным образом по причине трудностей, связанных с установкой таких кессонов. Углубление дна с образованием открытых воронок практикуется и в настоящее время, однако, такая процедура является дорогостоящей и не защищает оборудование от размытой породы. Для защиты подводных скважин от снастей рыболовных судов и якорей использовались свайные рамные конструкции, однако они представляют собой громоздкие сооружения, установка которых затруднена и связана с большими расходами.In such external conditions, protection of the mouths of subsea wells is extremely important. Previously, they tried to use underwater caissons of large diameter in the Arctic regions, however, this was largely unsuccessful mainly due to difficulties associated with the installation of such caissons. The deepening of the bottom with the formation of open funnels is practiced today, however, this procedure is expensive and does not protect the equipment from eroded rock. To protect the subsea wells from the gear of fishing vessels and anchors, pile frame constructions were used, however, they are bulky structures, the installation of which is difficult and costly.
Таким образом, обычно устье подводной скважины расположено на уровне морского дна и связано либо с противовыбросовым устройством во время фазы бурения, либо с блоком клапанов и соединителем выкидной линии во время эксплуатации скважины. Устье скважины и связанное с ним оборудование выступают на определенную высоту над морским дном, в результате чего подвержены повреждениям.Thus, usually the mouth of a subsea well is located at the level of the seabed and is associated either with a blowout preventer during the drilling phase, or with a valve block and flow line connector during well operation. The wellhead and associated equipment protrude to a certain height above the seabed, resulting in damage.
Любое оборудование, находящееся на дне океана, подвергается разного рода опасностям. В прибрежных водах с месторождениями углеводородов основная угроза подводному оборудованию исходит от тралов рыболовных судов, а также якорей судов, обслуживающих скважины, барж для прокладки подводных трубопроводов, буровых судов и другие плавучих средств. Что касается месторождения углеводородов в регионах с холодной водой, необходимо учитывать новую опасность, которую создает воздействие льда на морское дно. Например, в районе моря Бофорта скоблящее воздействие льда происходит в регионах вне ледяного шельфа, где образуется лед с острыми кромками, зачастую воздействующими на морское дно. В восточных прибрежных водах Канады большие повреждения морскому дну наносятся при откалывании айсбергов. Таким образом, при проек тировании скважины необходимо предусмотреть возможность обеспечения управления ее работой даже в такой экстремальной ситуации, когда движущийся лед снесет верхнюю часть скважины.Any equipment located at the bottom of the ocean is exposed to various kinds of dangers. In coastal waters with hydrocarbon deposits, the main threat to underwater equipment comes from the trawls of fishing vessels, as well as the anchors of vessels serving wells, barges for laying underwater pipelines, drilling vessels and other floating equipment. As for the hydrocarbon deposits in regions with cold water, it is necessary to take into account the new danger that ice creates on the seabed. For example, in the Beaufort Sea region, the scolding effect of ice occurs in regions outside the ice shelf, where ice forms with sharp edges, often affecting the seabed. In Canada’s eastern coastal waters, severe damage to the seabed occurs when icebergs break off. Thus, when designing a well, it is necessary to provide for the possibility of providing control over its work even in such an extreme situation when moving ice will blow the upper part of the well.
Одним из способов решения этой проблемы является установка устройств регулирования давления (например, фонтанная задвижка, система ΌΗδν и т.п.) и оборудования устья скважин вместе с уплотнительными устройствами ниже зоны повреждения дна, а также соответствующих крепежных средств для гарантии целостности скважины. Для осуществления такого способа имеется большое количество вариантов действий. Одним из них является выкапывание открытой воронки в морском дне, имеющей достаточную глубину для установки всех устройств регулирования давления в скважине ниже зоны повреждения дна. Такая открытая воронка является хорошим техническим решением, но это нельзя назвать экономически привлекательным. Другим вариантом решения этой проблемы является разработка фонтанной арматуры, которую можно было бы установить внутри ствола скважины на необходимой глубине с защитным оборудованием, находящимся выше устройств регулирования давления в скважине. Вводимая внутрь фонтанная арматура была разработана с целью сведения к минимуму высоты оборудования, находящегося над уровнем дна. Однако еще не известно, будет ли оборудование, находящееся между поверхностью и устройствами регулирования давления в скважине, выполнять защитную функцию.One way to solve this problem is to install pressure control devices (for example, a fountain valve, системаδν system, etc.) and wellhead equipment together with sealing devices below the bottom damage zone, as well as appropriate fasteners to guarantee well integrity. To implement this method, there are a large number of options. One of them is to dig an open funnel in the seabed that is deep enough to install all the pressure control devices in the well below the bottom damage zone. Such an open funnel is a good technical solution, but it cannot be called economically attractive. Another solution to this problem is the development of fountain fittings, which could be installed inside the wellbore at the required depth with protective equipment located above the pressure control devices in the well. The fountain fittings introduced inside were designed to minimize the height of equipment above the bottom. However, it is not yet known whether the equipment located between the surface and the pressure control devices in the well will perform a protective function.
Однако между этими двумя крайними способами, описанными выше, имеется большое количество других способов решения указанной проблемы. Они заключаются главным образом в установке кессона достаточно большого размера для размещения внутри него стандартной морской донной фонтанной арматуры. Успех этого решения зависит от возможности осуществления установки такого кессона.However, between these two extreme methods described above, there are a large number of other ways to solve this problem. They consist mainly of installing a caisson of a sufficiently large size to accommodate a standard marine bottom fountain armature inside it. The success of this decision depends on the ability to install such a caisson.
Для преодоления некоторых из этих проблем было предложено изготовить кессон достаточно больших размеров, чтобы в нем можно было установить противовыбросовое устройство. Способ установки кессона такого типа описан в патентах США №№ 3344612 и 3796273. В патенте № 3344612 описана технология воздействия размывающей струи для кессонов, устанавливаемых в мягкий грунт морского дна, а в патенте № 3796273 описана технология роторного бурения для твердых пород морского дна. В последней конструкции на поверхности днища кессона предусмотрены режущие зубья, а весь кессон вращается, высверливая для себя углубление. Хотя такая технология и является вполне осуществимой, она требует наличия очень дорогой буровой установки, а также цементирование с целью обеспечения прочности сооружения, поскольку окружающая порода в значительной степени нарушена. В случае вращающегося кессона осуществимость вращения такого большого тела ближе к моменту завершения его погружения находится под вопросом, поскольку в этом случае имеет место большая площадь поверхности при большом радиусе.To overcome some of these problems, it was proposed to manufacture a caisson of a sufficiently large size so that a blowout device could be installed in it. A method for installing a caisson of this type is described in US Pat. Nos. 3,344,612 and 3,796,273. Patent No. 3,344,612 describes the technology of the erosion jet for caissons installed in soft seabed soil, and Patent No. 3,796,273 describes rotary drilling technology for hard rock of the seabed. In the latter design, cutting teeth are provided on the surface of the caisson bottom, and the entire caisson rotates, drilling a recess for itself. Although this technology is feasible, it requires a very expensive drilling rig, as well as cementing to ensure the strength of the structure, since the surrounding rock is largely disturbed. In the case of a rotating caisson, the feasibility of rotating such a large body closer to the moment of completion of its immersion is in question, since in this case there is a large surface area with a large radius.
В патенте США № 3344612 приведено описание кессона, пригодного для обеспечения процесса бурения, осуществляемого с бурового судна, и последующей эксплуатации скважины в прибрежной зоне. Главной целью кессона, описанного в данном патенте, является искусственное понижение дна водоема над местом сооружения скважины таким образом, чтобы противовыбросовое устройство, обычно соединенное с устьем скважины в процессе бурения, могло бы быть расположено на удалении от днища бурового судна, выполняющего операции бурения. Противовыбросовое устройство, которое требуется устанавливать при бурении морских скважин, имеет существенную высоту. Противовыбросовое устройство представляет собой механизм для запечатывания скважины в случае повышения давления нефти или в случае появления газовых карманов, которые встречаются при бурении скважины в геологической формации. Буровые суда обычно имеют в своем корпусе центральную шахту, через которую осуществляется бурение с помощью буровой установки, установленной на судне над этой шахтой. В зоне мелководья высота противовыбросового устройства может оказаться больше, чем расстояние между устьем скважины и днищем бурового судна. В этом случае в процессе бурения буровое судно будет жестко привязано к противовыбросовому устройству, в результате чего оно не сможет отойти от скважины в случае шторма или аварии.US Pat. No. 3,344,612 describes a caisson suitable for supporting a drilling process from a drilling vessel and subsequent well operation in the coastal zone. The main goal of the caisson described in this patent is to artificially lower the bottom of the reservoir above the well construction site so that the blowout preventer, usually connected to the wellhead during drilling, can be located at a distance from the bottom of the drilling vessel performing drilling operations. The blowout preventer that needs to be installed when drilling offshore wells has a significant height. A blow-out device is a mechanism for sealing a well in the event of an increase in oil pressure or in the case of gas pockets that occur when drilling a well in a geological formation. Drilling vessels usually have in their hull a central shaft through which drilling is carried out using a drilling rig mounted on a vessel above the shaft. In the shallow water area, the height of the blowout preventer may be greater than the distance between the wellhead and the bottom of the drilling vessel. In this case, during the drilling process, the drilling vessel will be rigidly attached to a blowout preventer, as a result of which it will not be able to move away from the well in the event of a storm or accident.
В патенте США № 3344612 показано, что в условиях такого мелководья дно водоема может быть искусственно занижено кессоном, благодаря чему расстояние между устьем скважины, расположенной в области дна кессона, и днищем бурового судна будет превышать высоту противовыбросового устройства. Таким образом, буровое судно можно будет отвести в случае опасности от места сооружения скважины еще до того момента, когда вместо противовыбросового устройства после завершения бурения будет установлена эксплуатационная задвижка (в промышленности известная под названием «фонтанная арматура»). Основной целью установки кессона, описанного в данном патенте, является понижение дна водоема в достаточной степени для того, чтобы противовыбросовое устройство находилось ниже корпуса бурового судна. Верхняя часть трубы противовыбросового устройства, подсоединенного к устью скважины во время операции бурения, может выступать над дном водоема.In US patent No. 3344612 it is shown that in such shallow water the bottom of the reservoir can be artificially lowered by the caisson, so that the distance between the wellhead located in the area of the caisson bottom and the bottom of the drilling vessel will exceed the height of the blowout preventer. Thus, in case of danger, the drilling vessel can be diverted from the well construction site even before the operation valve is installed instead of the blowout preventer after completion of drilling (known in industry as “fountain fittings”). The main purpose of installing the caisson described in this patent is to lower the bottom of the reservoir sufficiently to ensure that the blowout preventer is below the hull of the drilling vessel. The upper part of the blowout pipe connected to the wellhead during the drilling operation may protrude above the bottom of the reservoir.
В патенте США № 4189255 раскрыта подводная устьевая шахта, которая включает по существу, цилиндрическую полую фиксирующую стеновую конструкцию, причем верхняя цилиндрическая краевая часть конструкции образует верхнее отверстие, а нижняя краевая часть образует донное отверстие. На верхней краевой части установлены крепежные элементы для прикрепления фиксирующей стеновой конструкции к соответствующему крану, опускающему подводную устьевую шахту на морское дно с бурового судна. Внутри фиксирующей стеновой конструкции установлен кольцевой воздушный эжектор, расположенный рядом с нижней краевой частью. В кольцевом воздушном эжекторе предусмотрены средства для его соединения с источником сжатого воздуха. Кольцевой воздушный эжектор включает большое количество воздушных форсунок, направленных, в основном, вертикально вверх. Большое количество выпускных труб установлено, по существу, внутри фиксирующей стеновой конструкции. Эти трубы содержат верхние выпускные части, выступающие наружу из конструкции, и нижние впускные части, расположенные по меньшей мере частично над форсунками для направления воздуха, воды и твердых частиц вверх и наружу из фиксирующей стеновой конструкции. Подводная фиксирующая стеновая конструкция, описанная в этом патенте, устанавливается следующим образом. Сначала бурится отверстие примерно в центре заданного участка дна океана, который должен быть расчищен. Струйное приспособление в дальнейшем используется для подачи струи сжатого воздуха или иного газа в зону пробуренного отверстия для расширения этого отверстия до величины, достаточной для установки фиксирующей стеновой конструкции. Внутри частично очищенного отверстия может также вращаться струйное нагнетательное приспособление таврового сечения, обеспечивая направление наружу через большое количество форсунок нагнетаемой среды для ослабления грунта морского дна. Ослабленный грунт удаляется путем всасывания в выпускные трубы, смонтированные на фиксирующей стеновой конструкции.US Pat. No. 4,189,255 discloses an underwater wellhead that includes a substantially cylindrical hollow retaining wall structure, wherein the upper cylindrical edge part of the structure forms an upper hole and the lower edge part forms a bottom hole. Fasteners are installed on the upper edge part for attaching the fixing wall structure to the corresponding crane lowering the underwater wellhead shaft to the seabed from the drilling vessel. An annular air ejector located next to the lower edge part is installed inside the fixing wall structure. In the annular air ejector, means are provided for connecting it to a source of compressed air. The annular air ejector includes a large number of air nozzles directed mainly vertically upward. A large number of exhaust pipes are installed essentially inside the fixing wall structure. These pipes comprise upper outlet parts protruding outward from the structure, and lower inlet parts located at least partially above the nozzles to direct air, water and particulate matter upward and outward from the fixing wall structure. The underwater retaining wall structure described in this patent is installed as follows. First, a hole is drilled approximately in the center of a given section of the ocean floor, which must be cleared. The jet device is subsequently used to supply a jet of compressed air or other gas into the area of the drilled hole to expand this hole to a size sufficient to install a fixing wall structure. Inside the partially cleaned hole, a T-section jet injection device can also rotate, providing an outward direction through a large number of nozzles of the injected medium to weaken the soil of the seabed. The weakened soil is removed by suction in the exhaust pipes mounted on a fixing wall structure.
Все эти изобретения относятся к традиционному способу забуривания и завершения скважин бурением, а именно к бурению одиночных скважин, когда направляющая обсадная труба зацементирована в грунт и соединена с устьем скважины. Однако в последние годы возрос интерес к использованию опорных плит для бурения, когда на одном месте можно бурить несколько скважин. Но опорная плита для бурения требует хороший фундамент, кроме того, перед бурением она должна быть надежно закреплена. Ни один из упомянутых выше способов не может быть использован вместе с такой опорной плитой.All these inventions relate to the traditional method of drilling and completion of wells by drilling, namely the drilling of single wells, when the guide casing is cemented into the ground and connected to the wellhead. However, in recent years there has been growing interest in the use of base plates for drilling, when several wells can be drilled in one place. But the base plate for drilling requires a good foundation, in addition, before drilling, it must be firmly fixed. None of the above methods can be used together with such a base plate.
Другая проблема заключается в соединении выкидных линий и составных шлангов с устьем скважины. Эти линии и шланги обычно подсоединяются к верхней части фонтанной арматуры, следовательно, подвергаются опасности срезания и повреждения перемещающимся льдом. Таким образом, все существующие решения данных проблем заключают в себе так называемое «слабое звено», т.е. выкидные линии и составные шланги будут разорваны обычно в соединителе, при задевании льдом.Another problem is the connection of flow lines and composite hoses with the wellhead. These lines and hoses are usually connected to the top of the fountain, therefore they are at risk of being cut off and damaged by moving ice. Thus, all existing solutions to these problems comprise the so-called "weak link", i.e. flow lines and composite hoses will usually be torn in the connector when touched by ice.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Настоящее изобретение обеспечивает эффективный, простой, экономичный и надежный способ и устройство для сооружения полой конструкции типа шахты, такой как подводная устьевая шахта, которая должна использоваться вместе с опорной плитой для бурения. В дальнейшем такая шахтная полая конструкция будет также именоваться шахтой. Особо следует отметить, что данное изобретение предлагает усовершенствованную шахту для мелководья, которая может быть установлена за счет использования простых средств ударного воздействия или вибрационных средств. Мелководьем считаются глубины менее 10 м и особенно ниже 5 м.The present invention provides an efficient, simple, economical, and reliable method and apparatus for constructing a hollow structure such as a shaft, such as an underwater wellhead, which is to be used together with a base plate for drilling. In the future, such a shaft hollow structure will also be called a shaft. Of particular note, the present invention provides an improved shallow water shaft that can be installed by using simple impact means or vibration means. Shallow waters are deeper than 10 m and especially below 5 m.
Согласно предлагаемому способу шахтную полую конструкцию или шахту сначала устанавливают, по существу, по вертикали. Далее шахту опускают до тех пор, пока ее нижний конец не встанет на морское дно, а затем забивают в грунт до расположения верхнего края шахты приблизительно на уровне верха грунтовой формации, т.е. дна водоема. Далее из шахты удаляют скальные породы или грунт и формируют на дне шахты бетонную плиту. На бетонное основание устанавливают опорную плиту для бурения, после чего в грунтовой формации бурят требуемые скважины через кондукторы (направляющие трубы) для забуривания скважин, которыми оснащена опорная плита.According to the proposed method, the shaft hollow structure or shaft is first installed essentially vertically. Next, the shaft is lowered until its lower end rises to the seabed, and then it is driven into the ground until the top edge of the shaft is located approximately at the top of the soil formation, i.e. bottom of the reservoir. Then rock or soil is removed from the mine and a concrete slab is formed at the bottom of the mine. A base plate for drilling is installed on the concrete base, after which the required wells are drilled in the soil formation through conductors (guide pipes) for drilling the wells with which the base plate is equipped.
Устройство включает полую конструкцию типа шахты с открытым верхом и низом. Внутренняя область шахты представляет собой камеру, размер которой позволяет полностью разместить в ней опорную плиту для бурения, связанную с оборудованием для нескольких скважин, например, трубной обвязкой. Около основания шахты размещена бетонная плита, служащая в качестве фундамента для опорной плиты. На опорной плите для бурения закреплена фонтанная арматура, трубная обвязка и другое соответствующее оборудование. Выкидные линии и/или составные шланги проходят в шахту через отверстие в боковой стенке.The device includes a hollow structure such as a shaft with an open top and bottom. The inner area of the mine is a chamber, the size of which allows you to completely place in it a base plate for drilling, associated with equipment for several wells, for example, piping. A concrete slab is placed near the base of the shaft, serving as the foundation for the base plate. Fountain fittings, piping and other related equipment are fixed to the base plate for drilling. Flow lines and / or composite hoses pass into the shaft through an opening in the side wall.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
Упомянутые выше, а также другие признаки предлагаемого изобретения более полно изложены в приведенном ниже описании предпочтительного варианта реализации изобретения со ссылкой на сопроводительные чертежи, где на фиг. 1 схематически представлено покомпонентное изображение основных узлов подводной устьевой шахты;The above, as well as other features of the invention, are more fully set forth in the description of a preferred embodiment of the invention below with reference to the accompanying drawings, in which FIG. 1 is a schematic exploded view of the main components of an underwater wellhead shaft;
на фиг. 2 - устьевая шахта, установленная ниже морского дна;in FIG. 2 - wellhead shaft installed below the seabed;
на фиг. 3 - последовательность операций способа установки.in FIG. 3 is a flowchart of an installation method.
Осуществление изобретенияThe implementation of the invention
На фиг. 1 показана подводная устьевая шахта в виде шахтной полой конструкции 1, которая предпочтительно выполнена в форме цилиндра, однако может иметь и другую форму, например прямоугольную, восьмиугольную или даже асимметричную форму. Предпочтительно полая конструкция 1 изготавливается из стали, однако, если условия грунта позволяют, она может быть изготовлена из бетона. Полая конструкция 1 может быть образована из нескольких меньших конструкций, составленных до необходимой высоты. В дальнейшем полая конструкция именуется как шахта 1.In FIG. 1 shows an underwater wellhead in the form of a shaft hollow structure 1, which is preferably in the form of a cylinder, but may also have a different shape, for example a rectangular, octagonal or even asymmetric shape. Preferably, the hollow structure 1 is made of steel, however, if soil conditions permit, it can be made of concrete. The hollow structure 1 can be formed from several smaller structures made up to the required height. Hereinafter, the hollow structure is referred to as shaft 1.
Крышка 3, представляющая собой защитную крышу, может устанавливаться поверх шахты 1, закрывая верхний проход шахты 1 для защиты оборудования устья скважины, расположенного внутри шахты 1.The cover 3, which is a protective roof, can be installed on top of the shaft 1, closing the upper passage of the shaft 1 to protect the equipment of the wellhead located inside the shaft 1.
Плита 4 основания выполнена с возможностью размещения внутри шахты 1. Эта плита предпочтительно изготавливается из бетона и предпочтительно отливается на месте после того, как из шахты 1 будет удален весь материал. Плита 4 представляет собой фундамент для опорной плиты 5 для бурения. Плита 4 отливается на месте, благодаря чему она обеспечивает выровненное основание для опорной плиты 5, устраняя необходимость выравнивания опорной плиты по горизонтали. Процедура выравнивания опорной плиты 5 в традиционном способе сооружения шахты является трудоемкой операцией и занимает много времени. За счет применения выровненного основания для размещения опорной плиты, эта процедура намного упрощается или даже устраняется. Плита 4 основания, особенно если она отливается на месте, защищает шахту 1 от просачивания в нее воды во время монтажа оборудования и бурения или впоследствии, во время обслуживания скважины. Это расширяет возможность проведения работ на скважине, в основном, в сухой обстановке. Кроме того, плита 4 основания, в том случае, когда морское дно рыхлое, например, образовано илом, песком или подобным материалом, обеспечивает прочное основание для выполнения различных работ. В опорной плите 5 для бурения установлены направляющие корпуса для направления буровой колонны во время бурения и размещения оборудования устья скважины и фонтанной арматуры 8, а также связанной с ней трубной обвязки 6.The base plate 4 is arranged to fit inside the shaft 1. This plate is preferably made of concrete and is preferably cast in place after all material has been removed from the shaft 1. Plate 4 is the foundation for the base plate 5 for drilling. Plate 4 is cast in place, so that it provides a level base for the base plate 5, eliminating the need to horizontally align the base plate. The alignment procedure of the base plate 5 in the traditional mine construction method is a laborious operation and takes a lot of time. Through the use of a leveled base to place the base plate, this procedure is much simplified or even eliminated. The base plate 4, especially if it is cast in place, protects the shaft 1 from water seeping into it during installation of the equipment and drilling, or subsequently, during well maintenance. This expands the ability to conduct work on the well, mainly in a dry environment. In addition, the base plate 4, in the case when the seabed is loose, for example, is formed by silt, sand or a similar material, provides a solid base for performing various tasks. In the base plate 5 for drilling, guide bodies are installed for guiding the drill string during drilling and placement of wellhead equipment and fountain fittings 8, as well as associated piping 6.
Выкидные линии или составные шланги предпочтительно проложены в морском дне во избежание повреждения льдом. Чтобы связать выкидную линию с трубной обвязкой, предпочтительно пропустить эту линию через отверстиеDischarge lines or composite hoses are preferably laid in the seabed to prevent damage by ice. To connect the flow line to the piping, it is preferable to pass this line through the hole
9а. В предпочтительном варианте в отверстие 9а9a. Preferably in the hole 9a
Ί устанавливается врезная пробка 9 для герметизации отверстия и для пропускания выкидной линии или составного шланга внутрь шахты 1. В альтернативном варианте врезная пробка 9 может содержать соединители, расположенные как внутри, так и снаружи. Выкидная линия или составной шланг вставляется в пробку с наружной стороны, в то время как трубная обвязка соединяется с пробкой при помощи короткого фланцевого соединения с внутренней стороны шахты 1.Ί a mortise plug 9 is installed to seal the hole and to allow the flow line or integral hose to pass inside the shaft 1. Alternatively, the mortise plug 9 may include connectors located both inside and outside. A flow line or a composite hose is inserted into the tube from the outside, while the piping is connected to the tube by means of a short flange connection from the inside of the shaft 1.
Кроме того, как показано на фиг. 1, поверх шахтной конструкции могут быть размещены полые удлинительные элементы 7, в результате чего шахта будет возвышаться над уровнем воды. Благодаря этому вода из шахты может быть откачана, и все работы, например обслуживание оборудования, могут выполняться в сухих условиях.Furthermore, as shown in FIG. 1, hollow extension elements 7 can be placed over the shaft structure, as a result of which the shaft will rise above the water level. Due to this, water from the mine can be pumped out, and all work, such as equipment maintenance, can be performed in dry conditions.
Как показано на фиг. 2, после того, как сооружение скважины будет завершено, скважинное оборудование окажется в безопасной обстановке внутри шахты, таким образом, будет защищено от воздействия плавающего льда или рыболовного оборудования, которые могли бы нанести повреждение.As shown in FIG. 2, after the construction of the well is completed, the downhole equipment will be in a safe environment inside the mine, thus it will be protected from exposure to floating ice or fishing equipment that could cause damage.
Система подводной устьевой шахты предназначена для использования совместно со специальным буровым судном 10, способным опускать шахту 1, а также обеспечивать непроницаемость шахты 1 и буровой шахты 12 в корпусе бурового судна для окружающей воды. Благодаря этому обеспечивается возможность установки и подключения оборудования в сухих условиях.The subsea wellhead system is intended to be used in conjunction with a special drilling vessel 10 capable of lowering the shaft 1, as well as ensuring the tightness of the shaft 1 and the shaft 12 in the body of the drilling vessel for ambient water. Thanks to this, it is possible to install and connect equipment in dry conditions.
Способ сооружения показан на фиг. 3 в виде схематической последовательности операций. В процессе установки подводной устьевой шахты шахту 1 вынимают из баржи или иного подобного судна 10 и поднимают в вертикальное положение. Далее шахту 1 сначала опускают до размещения в вертикальном положении на морском дне 2. Чтобы погрузить шахту 1 в морское дно, предпочтительно используют ударное или вибрационное оборудование, хорошо известное из уровня техники и не требующее дальнейшего описания. Эти операции на фиг. 3 не показаны.The construction method is shown in FIG. 3 in the form of a schematic flowchart. During the installation of the underwater wellhead shaft, the mine 1 is removed from the barge or other similar vessel 10 and raised to a vertical position. Next, the shaft 1 is first lowered to be placed in a vertical position on the seabed 2. In order to immerse the shaft 1 in the seabed, shock or vibration equipment, well known in the art and not requiring further description, is preferably used. These operations in FIG. 3 are not shown.
На фиг. 3(1) показан этап, на котором шахта 1 уже забита в морское дно 2. После того, как шахта 1 будет погружена в морское дно, материал, находящийся внутри шахты, вычерпывается или выкапывается, фиг. 3(2), в результате чего образуется котлованная зона 11. После этого буровое судно 10 располагается над шахтой 1 и опускается таким образом, чтобы его буровая шахта 12 села на морское дно 2. Как показано на фиг. 3(3), буровая шахта 12 судна может быть оборудована выступающими юбками, которые заглубляются на небольшое расстояние в морское дно 2, обеспечивая возможность откачки воды из буровой шахты 12, а также шахты 1.In FIG. 3 (1) shows the stage in which the shaft 1 is already crammed into the seabed 2. After the shaft 1 has been sunk into the seabed, the material inside the shaft is scooped out or dug out, FIG. 3 (2), resulting in the formation of a pit zone 11. After that, the drilling vessel 10 is located above the shaft 1 and lowered so that its drilling shaft 12 sits on the seabed 2. As shown in FIG. 3 (3), the ship’s drill shaft 12 may be equipped with protruding skirts that are buried a short distance into the seabed 2, making it possible to pump water from the drill shaft 12, as well as the shaft 1.
Далее в шахте размещают плиту 4 основания, либо путем опускания с судна предварительно изготовленной бетонной плиты, либо, предпочтительно заливкой бетона внутрь шахты 1 с образованием плиты 4, служащей фундаментом для опорной плиты 5 для бурения. Поскольку на данном этапе можно работать в сухих условиях, с помощью бетонирования можно изготовить ровный горизонтальный фундамент. После этого опускают в шахту опорную плиту 5 для бурения. Плита может быть заанкерена в бетоне при помощи стандартных технических средств. Теперь бурение может выполняться обычным способом с использованием кондукторов для забуривания скважин, которыми оснащена опорная плита. По завершении бурения на опорную плиту 5 устанавливается трубная обвязка 6, а на каждую скважину устанавливается фонтанная арматура 8, фиг. 3(4).Next, a base plate 4 is placed in the mine, either by lowering a prefabricated concrete slab from the vessel, or, preferably by pouring concrete into the shaft 1 to form a plate 4, which serves as the foundation for the base plate 5 for drilling. Since at this stage it is possible to work in dry conditions, with the help of concreting, an even horizontal foundation can be made. After that, the base plate 5 for drilling is lowered into the shaft. The slab can be anchored in concrete using standard technical means. Drilling can now be carried out in the usual way using conduits for drilling wells that the base plate is equipped with. At the end of drilling, a piping 6 is installed on the base plate 5, and fountain fittings 8 are installed on each well, FIG. 3 (4).
В случае необходимости внутренние стенки шахты 1 могут быть оснащены вертикальными направляющими (на чертежах не показаны), с помощью которых опорную плиту 5 направляют для установки на плите основания в правильном положении. Кроме того, в процессе отливки в бетон могут быть заложены анкерные или крепежные элементы для закрепления опорной плиты для бурения.If necessary, the inner walls of the shaft 1 can be equipped with vertical guides (not shown in the drawings), with which the base plate 5 is sent for installation on the base plate in the correct position. In addition, during the casting process, anchor or fasteners can be laid in concrete to secure the base plate for drilling.
После окончания бурения и завершающих мероприятий опускают крышу в виде крышки 3 для защиты шахты 1 ото льда и воздействия других внешних факторов, фиг. 3(5).After completion of drilling and completion activities, the roof is lowered in the form of a cover 3 to protect the shaft 1 from ice and other external factors, FIG. 3 (5).
В процессе установки опорной плиты 5 для бурения и трубной обвязки может быть установлена труба, идущая от обвязки 6 к врезной пробке 9 в стенке шахты для последующего подсоединения выкидной линии.During the installation of the base plate 5 for drilling and piping, a pipe can be installed that goes from the piping 6 to the mortise plug 9 in the shaft wall for subsequent connection of the flow line.
На завершающей стадии сооружения или позднее, если возникнет необходимость в капитальном ремонте скважины, крышку 3 удаляют, а поверх шахты устанавливают полые удлинительные кольца 7, фиг. 1, выступающие над поверхностью воды, тем самым обеспечивающие проведение работ в сухих условиях.At the final stage of construction or later, if there is a need for a major overhaul of the well, the cover 3 is removed and hollow extension rings 7 are installed over the shaft, FIG. 1, protruding above the surface of the water, thereby ensuring work in dry conditions.
Claims (10)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NO20010595A NO313298B1 (en) | 2001-02-05 | 2001-02-05 | Method and apparatus for installing submerged oil and / or gas wells |
PCT/NO2002/000049 WO2002063106A1 (en) | 2001-02-05 | 2002-02-05 | A method for installing submerged oil and gas wells, and apparatus for the same |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EA200300786A1 EA200300786A1 (en) | 2004-08-26 |
EA004841B1 true EA004841B1 (en) | 2004-08-26 |
Family
ID=19912093
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EA200300786A EA004841B1 (en) | 2001-02-05 | 2002-02-05 | A method for installing submerged oil and gas wells, and apparatus for the same |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
EA (1) | EA004841B1 (en) |
NO (1) | NO313298B1 (en) |
WO (1) | WO2002063106A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2703028C1 (en) * | 2015-09-15 | 2019-10-15 | Нобл Дриллинг Сёрвисиз Инк. | Mine digging method for drill mud line during underwater drilling of wells |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA2905753C (en) | 2013-03-13 | 2017-01-03 | Conocophillips Company | A system for detecting, containing and removing hydrocarbon leaks in a subsea environment |
US10267009B2 (en) | 2014-01-14 | 2019-04-23 | Conocophillips Company | Method of forming a mudline cellar for offshore arctic drilling |
GB2584902B (en) | 2019-06-21 | 2022-05-04 | Subsea 7 Norway As | Hollow subsea foundations |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3063500A (en) * | 1958-10-03 | 1962-11-13 | Campbell F Logan | Underwater christmas tree protector |
US3344612A (en) * | 1966-02-17 | 1967-10-03 | Global Marine Inc | Shallow water caisson |
GB1118944A (en) * | 1966-05-27 | 1968-07-03 | Shell Int Research | Underwater wellhead installation |
US3796273A (en) * | 1971-10-22 | 1974-03-12 | Global Marine Inc | Underwater well structure |
US4055224A (en) * | 1975-07-01 | 1977-10-25 | Wallers Richard A | Method for forming an underground cavity |
GB1602001A (en) * | 1978-02-20 | 1981-11-04 | Fmc Corp | Apparatus for protection of subsea structures |
GB2200672B (en) * | 1986-09-10 | 1991-01-23 | David Sidney Dallimer | Apparatus for installing marine silos |
GB9010627D0 (en) * | 1990-05-11 | 1990-07-04 | J P Kenny Caledonia Ltd | Protection systems for underwater wells |
NO177829C (en) * | 1992-03-03 | 1995-11-29 | Statoil As | Prefabricated silo unit |
US5310286A (en) * | 1992-04-21 | 1994-05-10 | Tornado Drill Ltd. | Cased glory hole system |
-
2001
- 2001-02-05 NO NO20010595A patent/NO313298B1/en not_active IP Right Cessation
-
2002
- 2002-02-05 WO PCT/NO2002/000049 patent/WO2002063106A1/en not_active Application Discontinuation
- 2002-02-05 EA EA200300786A patent/EA004841B1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2703028C1 (en) * | 2015-09-15 | 2019-10-15 | Нобл Дриллинг Сёрвисиз Инк. | Mine digging method for drill mud line during underwater drilling of wells |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EA200300786A1 (en) | 2004-08-26 |
NO20010595D0 (en) | 2001-02-05 |
NO20010595L (en) | 2002-08-06 |
WO2002063106A1 (en) | 2002-08-15 |
NO313298B1 (en) | 2002-09-09 |
WO2002063106A8 (en) | 2004-01-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4558744A (en) | Subsea caisson and method of installing same | |
US4055224A (en) | Method for forming an underground cavity | |
US3535884A (en) | Offshore drilling and production structure | |
NO313340B1 (en) | Procedure for piling guide tubes into a water bottom | |
JP2002529630A (en) | Offshore underwater construction caisson | |
US3380256A (en) | Underwater drilling installation and method of construction | |
CN112727408A (en) | Installation method of oil-gas production dry-type protection structure located under seabed mud surface | |
CN112502658A (en) | Installation method of oil gas production wet type protection structure located under seabed mud surface | |
CN103507109A (en) | Underwater dry type cutting cabin and application method thereof | |
US4815894A (en) | Construction and use of subsea bore holes | |
US5310286A (en) | Cased glory hole system | |
US9506211B2 (en) | Platform for controlled containment of hydrocarbons | |
CN112709552B (en) | Device and method for developing marine natural gas hydrate system based on hydrate method | |
EA004841B1 (en) | A method for installing submerged oil and gas wells, and apparatus for the same | |
CN114991668A (en) | Construction device and method for open-circuit surface drilling of shallow gas drilling well of development well | |
US3373806A (en) | Apparatus and method for drilling wells | |
JP2000355960A (en) | Intake method for deep ocean water | |
CA1194410A (en) | Subsea caissons | |
RU2149249C1 (en) | Underwater drilling device | |
RU2632085C2 (en) | Method and system of funt well equipment installation | |
CN214738266U (en) | Vertical jacking implementation structure in underwater tunnel suitable for hard stratum | |
CN214170540U (en) | Suspension sinking shaft structure | |
JPS6213449B2 (en) | ||
CA1200759A (en) | Subsea caisson | |
CN116122903A (en) | Construction method of sea area drainage tunnel pipe planting method vertical pipe structure and vertical pipe structure |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM BY KG MD TJ TM |
|
MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AZ KZ |
|
MK4A | Patent expired |
Designated state(s): RU |