FR2504591A1 - METHOD FOR SETTING UP AN EQUIPMENT FOR PRODUCING HYDROCARBONS EXTRACTED FROM THE SUBSEA BOTTOM AND PRODUCTION EQUIPMENT FOR IMPLEMENTING THE PROCESS - Google Patents
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Abstract
PROCEDE DE MISE EN PLACE SUR UNE TETE DE PUITS 1 SOUS-MARIN D'UN EQUIPEMENT COMPORTANT UN ARBRE DE PRODUCTION 5 SUSCEPTIBLE D'ETRE CONNECTE A LA TETE DE PUITS ET DES CONDUITES SOUS-MARINES 7, COMPORTANT NOTAMMENT DES TUYAUTERIES DE PRODUCTION DE SERVICE ET DES LIGNES DE TELECOMMANDE, SUSCEPTIBLES D'ETRE RELIEES PAR UNE EXTREMITE A L'ARBRE DE PRODUCTION ET PAR L'AUTRE EXTREMITE A UN SUPPORT DE SURFACE 18, CARACTERISE PAR LE FAIT QUE L'ON DESCEND SIMULTANEMENT DEPUIS UN MEME SUPPORT DE SURFACE LES CONDUITES SOUS-MARINES ET AU MOINS UNE PARTIE DE L'ARBRE DE PRODUCTION, LES CONDUITES ETANT PREALABLEMENT CONNECTEES EN SURFACE A LADITE PARTIE DE L'ARBRE DE PRODUCTION.METHOD OF SETTING UP ON SUBWATER HEAD 1 OF EQUIPMENT COMPRISING A PRODUCTION SHAFT 5 CAPABLE OF BEING CONNECTED TO THE WELLHEAD AND UNDERWATER CONDUITS 7, INCLUDING SERVICE PRODUCTION PIPES AND REMOTE CONTROL LINES, LIKELY TO BE CONNECTED BY AN END TO THE PRODUCTION TREE AND THE OTHER END TO A SURFACE SUPPORT 18, CHARACTERIZED BY THE FACT THAT IT IS SIMULTANEOUSLY LOWERED FROM THE SAME SURFACE SUPPORT UNDERWATER PIPES AND AT LEAST PART OF THE PRODUCTION SHAFT, THE PIPES BEING PREVIOUSLY CONNECTED ON THE SURFACE TO SUCH PART OF THE PRODUCTION SHAFT.
Description
La présente invention est relative à un procédé de mis en place d'unThe present invention relates to a method for setting up a
équipement de production d'hydrocarbures extraits d'un fond sous-marin, et concerne plus précisément la mise en pl d'un équipement de production sur une tête de puits préalablemen installée à la suite d'un forage, pour assurer la mise en produc tion du puits correspondant et la remontée des hydrocarbures equipment for the production of hydrocarbons extracted from an underwater bottom, and more specifically relates to the setting up of production equipment on a wellhead previously installed after drilling, to ensure production tion of the corresponding well and the rise of hydrocarbons
produits jusqu'à un support de surface flottant ou non. products up to a floating surface support or not.
Actuellement lorsqu'une telle décision de mise en prod tion du puits est prise, on procède de la manière suivante: Après avoir mis en place des câbles guides à l'aide d' support naval de forage, soit avec des plongeurs soit au train di tiges, on enlève le bouchon de protection puis on descend l'arbre de production et on l'installe au train de tiges à l'aide du sup port de forage L'arbre de production étant connecté on teste ce' connexion par mise en pression du train de tiges connecté à l'ar de production On descend ensuite des conduites sous-marines, comportant des tuyauteries de production, de service et des ligné Currently when such a decision to produce the well is taken, we proceed as follows: After having installed guide cables using naval drilling support, either with divers or on the train rods, remove the protective cap then lower the production shaft and install it to the drill string using the drilling port. The production shaft being connected, we test this' connection by pressurization of the drill string connected to the production ar We then descend submarine pipes, comprising production, service and line piping
de télécommande, et on les verrouille sur l'arbre de production. remote control, and we lock them on the production shaft.
Ces opérations sont effectuées à l'aide d'un navire spécialisé el peuvent porter sur des conduites rigides ou flexibles et faire appel à des connexions automatiques ou manuelles, c'est-à-dire pz plongeurs Après avoir testé cette connexion par mise en pressior These operations are carried out using a specialized vessel and can relate to rigid or flexible pipes and use automatic or manual connections, that is to say pz divers After having tested this connection by pressurization
des conduites sous-marines on procède à l'enlèvement des câbles- underwater pipes we remove the cables-
guides et à la mise en production par raccordement des conduites guides and putting into production by connecting pipes
sous-marines à un support de surface de production. submarine to a production surface support.
Il s'est avéré dans la pratique que l'installation de l'arbre de production et le test de connexion de celui-ci sur la tête de puits ne posent habituellement pas de problèmes particuli Par contre il n'en est pas de même pour les opérations de pose et de connexion des conduites sous-marines sur l'arbre de production It has turned out in practice that the installation of the production shaft and the connection test of this on the well head usually do not pose any particular problem. However, it is not the same for the operations of laying and connecting submarine pipes on the production tree
en eaux profondes.in deep waters.
Par ailleurs une mise en production effectuée par ces méthodes conventionnelles nécessite plusieurs supports de surface différents, à savoir un support naval de forage pour l'installati de l'arbre de production, d'un navire spécialisé pour l'installat In addition, a production carried out by these conventional methods requires several different surface supports, namely a naval drilling support for the installation of the production tree, of a specialized vessel for the installation.
c'est-à-dire la pose, la connexion et le test des conduites sous- i.e. the laying, connection and testing of the under-
marines et un support naval de production pour recueillir les navies and a naval production support to collect the
hydrocarbures lors de la mise en production du puits. hydrocarbons when the well is put into production.
Cette succession sur le site des différents supports de surface se traduit par des coûts et des durées d'opérations très This succession on the site of the various surface supports translates into very cost and operating times.
-2 2504591-2 2504591
importants. En outre la descente successive des différents éléments, à savoir l'arbre de production puis les conduites sous-marines important. In addition, the successive descent of the various elements, namely the production tree then the underwater pipes
nécessite des tests de connexion après chaque manutention. requires connection tests after each handling.
La présente invention se propose par conséquent de The present invention therefore proposes to
fournir un procédé de mise en place, notamment par grandes profon- provide an implementation process, particularly for large depths
deurs d'un équipement de production, permettant l'utilisation d'un équipement rapidement mobilisable, peu coûteux, récupérable, et donors of production equipment, allowing the use of rapidly mobilizable, inexpensive, recoverable equipment, and
d'une mise en oeuvre et d'une maintenance faciles. easy implementation and maintenance.
Le procédé selon l'invention se caractérise essentielle- The process according to the invention is characterized essential-
ment par le fait que l'on descend simultanément, depuis un même support de surface les conduites sous-marines et au moins une partie de l'arbre de production, les conduites étant préalablement ment by the fact that the submarine pipes and at least part of the production tree are lowered simultaneously from the same surface support, the pipes being previously
connectées en surface à ladite partie de l'arbre de production. surface connected to said part of the production tree.
Dans un premier mode de réalisation l'arbre de production est de type monobloc et est descendu jusqu'à la tête de puits suspendu à l'extrémité des conduites, déposé et connecté sur la In a first embodiment, the production shaft is of the monobloc type and is lowered to the wellhead suspended from the end of the pipes, deposited and connected to the
tête de puits.wellhead.
Par conduites sous-marines au sens de l'invention on entend les lignes de production et de service ainsi que les lignes By submarine pipes within the meaning of the invention means the production and service lines as well as the lines
de télécommande hydrauliques et/ou électriques de l'arbre de pro- hydraulic and / or electric remote control of the prop shaft
duction; l'invention s'étend également aux conduites d'accès au duction; the invention also extends to the access pipes to the
puits pour des interventions de travail au câble. well for cable work interventions.
Dans un mode de mise en oeuvre préféré de l'invention les conduites sousmarines sont des conduites flexibles, telles que, par exemple, celles fabriquées en grande longueur par la Société COFLEXIP Cependant l'invention n'y est pas limitée et on peut la mettre en oeuvre avec des conduites sous-marines rigides ou des conduites rigides reliées à l'arbre de production par une courte In a preferred embodiment of the invention the submarine pipes are flexible pipes, such as, for example, those manufactured in great length by the company COFLEXIP However the invention is not limited to it and can be used used with rigid underwater pipes or rigid pipes connected to the production tree by a short
longueur de flexible.hose length.
La descente de l'arbre de production suspendu aux con- The descent of the production tree suspended from the
duites sous-marines peut s'effectuer par l'intermédiaire de câbles- underwater picks can be done by cables-
guides préalablement mis en place entre le support de surface et la guides previously installed between the surface support and the
tête de puits.wellhead.
En variante on peut assurer la descente de l'arbre de Alternatively we can ensure the descent of the tree
production et sa mise en place sur la tête de puits sans câbles- production and its installation on the well head without cables-
guides, par un guidage en soi connu par "cône de réentrée', la plaque de base de la tête de puits, ainsi que l'arbre de production étant alors équipés d'un système de guidage par cône et anneau d'atterissage tels que ceux utilisés actuellement en interventions guides, by a guide known per se as a "reentry cone", the base plate of the wellhead, as well as the production shaft then being equipped with a guide system by cone and landing ring such as those currently used in interventions
à grandes profondeurs.at great depths.
Dans un mode de mise en oeuvre préféré de l'invention est prévu après connexion de l'arbre de production sur la tête d puits de faire basculer les conduites au niveau de l'arbre de production et de déposer celles-ci sur le fond par déplacement d support de surface A cette effet les conduites sont solidaires proximité de leur extrémité inférieure d'un étrier susceptible d In a preferred embodiment of the invention, after connecting the production shaft to the well head, provision is made to tilt the pipes at the level of the production shaft and to deposit them on the bottom by displacement of surface support For this purpose the conduits are integral near their lower end with a stirrup capable of
pivoter par rapport à l'arbre de production. rotate relative to the production tree.
Ainsi en phase de production le support de surface ne So in production phase the surface support does not
trouve pas à l'aplomb de la tête de puits équipée. not plumb with the fitted wellhead.
Après achèvement de l'exploitation du puits, ou lorsque After completion of the well operation, or when
l'on désire mettre en place sur la tête de puits un autre équipe- we wish to set up on the well head another team-
ment de production on met en oeuvre en sens inverse les étapes de procédés décrites ci-dessus et l'on procède ainsi à la remontée c l'arbre de production suspendu aux conduites sous-marines toujoui Production steps are carried out in the opposite direction to the process steps described above, and the production shaft is thus lifted up. The production tree is suspended from the undersea pipelines.
à l'aide du même support de surface. using the same surface support.
Le procédé selon l'invention vient d'être décrit pour i arbre de production monobloc, mais le procédé selon l'invention peut également être, en variante, mis en oeuvre avec un arbre double de type "SPLIT TREE" comportant une partie inférieure ou bloc de sécurité (MVA) et une partie supérieure ou bloc de produc The process according to the invention has just been described for a one-piece production shaft, but the process according to the invention can also, as a variant, be implemented with a double shaft of the "SPLIT TREE" type comprising a lower part or safety block (MVA) and an upper part or production block
tion (PCA).tion (PCA).
Dans ce cas on descend le bloc inférieur de sécurité de l'arbre de production suspendu aux conduites sous-marines comme indiqué ci-dessus, et après basculement des conduites, on procède la descente et à la fixation du bloc supérieur de production de l'arbre de production par tous processus de descente appropriés, In this case, the lower safety block is lowered from the production shaft suspended from the submarine pipes as indicated above, and after the pipes have been tilted, the lower production block is fixed and fixed. production tree by all appropriate descent processes,
notamment au train de tiges.especially the drill string.
Un même support de surface étant utilisé, il est dans c The same surface support being used, it is in c
cas nécessaire, avant de descendre le bloc de production d'aban- if necessary, before lowering the abandonment production block
donner l'extrémité des conduites sous-marines en les fixant à une bouée immmergée ou semi-flottante, les conduites étant reprises p le support de surface après connexion du bloc de production sur 1 give the end of the underwater pipes by attaching them to an immersed or semi-floating buoy, the pipes being taken up by the surface support after connection of the production block to 1
bloc de sécurité formant ensemble l'arbre de production. safety block forming together the production tree.
D'autres avantages et caractéritiques de l'invention Other advantages and characteristics of the invention
apparaîtront à la lecture de la description ci-jointe d'exemples, will appear on reading the attached description of examples,
mise en oeuvre en se référant au dessin annexé dans lequel: la figure 1 représente une tête de puits munie d'un équipeme de production en cours de mise en oeuvre du procédé selon l'invention -3- -4- les figures 2 à 6 illustrent les différentes phases d'un premier mode de mise en oeuvre du procédé selon l'invention et, les figures 7 à 12 illustrent les différentes phases d'un second mode de mise en oeuvre du procédé selon l'invention. les figures 13 et 14 représentent une tête de puits munie d'une variante de réalisation d'équipement de production au implementation with reference to the accompanying drawing in which: FIG. 1 represents a well head provided with a production equipment during the implementation of the method according to the invention -3- -4- Figures 2 to 6 illustrate the different phases of a first mode of implementation of the method according to the invention and, FIGS. 7 to 12 illustrate the different phases of a second mode of implementation of the method according to the invention. Figures 13 and 14 show a wellhead provided with an alternative embodiment of production equipment at
cours de deux phases de mise en oeuvre du procédé selon l'in- course of two phases of implementation of the method according to the
vention. On voit sur la figure 1 une tête de puits 1, comportant vention. FIG. 1 shows a well head 1, comprising
une plaque de base 2 et à partir de laquelle s'étend un tube con- a base plate 2 and from which extends a con-
ducteur 3 dans le fond sous-marin 4. conductor 3 in the seabed 4.
Sur cette tête de puits est mis en place un arbre de production désigné globalement par 5, plus précisément dans le mode On this wellhead is set up a production tree designated overall by 5, more precisely in the mode
de réalisation décrit dans la figure 1, le bloc de sécurité cons- embodiment described in FIG. 1, the safety block constitutes
tituant la partie inférieure d'un arbre double, cet arbre comportant tituant the lower part of a double tree, this tree comprising
une partie supérieure non représentée appellée bloc de production. an upper part, not shown, called production block.
L'arbre représenté dans la figure 1 est muni d'un connec- The tree shown in Figure 1 has a connector
teur 6 pour la liaison à la tête de puits et est descendu selon l'invention en étant suspendu à des conduites flexibles, désignées globalement par 7, et comportant dans l'exemple particulier de la figure 1 une conduite flexible de service 8 une conduite flexible tor 6 for connection to the wellhead and descended according to the invention by hanging from flexible pipes, generally designated by 7, and comprising in the particular example of FIG. 1 a flexible service pipe 8 a flexible pipe
de production 9 et un ombilical hydraulique 10. 9 and a hydraulic umbilical 10.
Les conduites 8 et 9 sont reliées à l'arbre de production Lines 8 and 9 are connected to the production tree
par des connecteurs tournants 11 et respectivement 12 Dans l'exem- by rotary connectors 11 and respectively 12 In the example
ple représenté la conduite 9 comprend un tronçon rigide 9 '. ple shown the pipe 9 comprises a rigid section 9 '.
L'ensemble des conduites 7 est fixé à un étrier 13 monté The set of pipes 7 is fixed to a bracket 13 mounted
basculant par ses extrémités 14 et 15 sur l'arbre de production. tilting at its ends 14 and 15 on the production shaft.
Des mécanismes de verrouillage 16 sont prévus pour immmobi- Locking mechanisms 16 are provided for immobobi-
liser l'étrier par rapport à l'arbre de production pendant la descente de celui-ci Il est également prévu des butées 17 de read the stirrup relative to the production shaft during the descent of the latter There are also provided stops 17 of
blocage en rotation de l'étrier 13. locking of the stirrup 13.
On se réfère maintenant aux figures 2 à 6 pour décrire un We now refer to Figures 2 to 6 to describe a
premier mode de mise en oeuvre du procédé selon l'invention. first mode of implementation of the method according to the invention.
Sur une tête de puits 1 en attente après un forage réalisé On a wellhead 1 on standby after drilling has been carried out
dans le sol sous-marin 4 on installe par l'intermédiaire de plon- in submarine soil 4 we install by means of plon-
geurs depuis un support de surface 18 des lignes guides 19 Comme schématisé dans la figure 3 on descend alors l'arbre de production 5 suspendu aux conduites flexibles 7 que l'on déroule à partir du même support de surface 18 Dans l'exemple de réalisation des -5 r 459 figures 2 à 6 l'arbre de production est du type monobloc Le gui dage de la descente s'effectue par l'intermédiaire des câbles guides from a surface support 18 of the guide lines 19 As shown diagrammatically in FIG. 3, the production shaft 5 is then lowered suspended from the flexible pipes 7 which are unwound from the same surface support 18 In the embodiment example des -5 r 459 figures 2 to 6 the production shaft is of the monobloc type The guide of the descent is carried out via cables
guides 19.guides 19.
Comme on le voit dans la figure 4 l'arbre de productio est déposé sur la tête de puits et le connecteur 6 est verrouilli Après avoir testé la connexion par mise en pression de As seen in Figure 4 the production shaft is placed on the well head and the connector 6 is locked After testing the connection by pressurizing
conduites on enlève les câbles guides 19. the guide cables are removed 19.
Comme représenté à la figure 5 on fait basculer l'étrii et l'on déplace le support de surface 18 à l'écart de la tête de puit équipée jusqu'à la position de mise en production représent As shown in FIG. 5, the clamp is tilted and the surface support 18 is moved away from the well head fitted to the production start-up position shown.
à la figure 6.in Figure 6.
On se réfère maintenant aux figures 7 à 12 qui illustra We now refer to Figures 7 to 12 which will illustrate
un second mode de mise en oeuvre du procédé selon l'invention. a second embodiment of the method according to the invention.
Ce mode de réalisation utilise un arbre de production double comprenant une partie inférieure ou bloc de sécurité 5 a el This embodiment uses a double production shaft comprising a lower part or safety block 5 a el
une partie supérieure ou un bloc de production 5 b. an upper part or a production block 5 b.
Comme on le voit aux figures 7 à 9 on procède tout d'abord à la descente de la partie inférieure 5 a de l'arbre de production de la même manière que dans le premier mode de réalis< tion décrit en référence aux figures 2 à 6 à l'exception du fait que l'on n'utilise-pas de câbles de guidage mais un système convi tionnel de guidage par cône de réentrge, la plaque de base de la tête de puit et l'arbre de production étant équipés d'un système As can be seen in FIGS. 7 to 9, the lower part 5 a of the production shaft is first lowered in the same manner as in the first embodiment described with reference to FIGS. 2 to 6 with the exception of the fact that guide cables are not used but a conventional guide system by reentrant cone, the base plate of the well head and the production shaft being equipped with 'a system
guidage par cône et anneau d'atterrissage. guidance by cone and landing ring.
Ce mode de réalisation pourrait toutefois être mis en This embodiment could however be implemented.
oeuvre avec des câbles de guidage, de la même manière que le pre- works with guide cables, in the same way as the first
mier mode de mise en oeuvre décrit peut ne pas utiliser de câblel mier described implementation mode may not use cable
guides mais un guidage par cône de réentrée. guides but guidance by reentry cone.
Comme on le voit dans la figure 10 une fois les conduil amenées dans la position correspondant à la mise en production or abandonne leur extrémité sur une bouée dite de sub-surface 19 ou As seen in Figure 10 once the conduits brought into the position corresponding to the start of production or abandons their end on a so-called sub-surface buoy 19 or
encore au fond de l'eau avec une bouée de marquage. still at the bottom of the water with a marking buoy.
Comme illustré par la figure 11 on descend alors par tc moyens appropriés, depuis le même support de surface 18 la parti E supérieure 5 b de l'arbre de production que l'on connecte à la partie 5 a, l'extrémité des conduites 7 étant alors reprise par l E support de surface 18 pour la production comme représenté à la As illustrated in FIG. 11, we then descend by appropriate means, from the same surface support 18 the upper part E 5 b of the production shaft which is connected to part 5 a, the end of the pipes 7 then being taken up by E surface support 18 for production as shown in
figure 12.figure 12.
On se réfère maintenant aux figures 13 et 14 qui illus- We now refer to Figures 13 and 14 which illus-
trent une variante de mise en oeuvre de l'invention. trent a variant implementation of the invention.
-6 250459 1-6 250 459 1
La figure 13 est une vue similaire à la figure 1 et les pièces similaires y portent les mêmes chiffres de référence que Figure 13 is a view similar to Figure 1 and the similar parts have the same reference numerals there as
ceux figurant dans la figure 1.those shown in Figure 1.
L'étrier 13 est articulé à sa partie supérieure sur une rotule 20 solidaire des conduites 7. A leur partie inférieure les conduites sont reliées par des pièces de raccordement 21 à des tronçons de conduites rigides 22 The stirrup 13 is articulated at its upper part on a ball joint 20 integral with the conduits 7. At their lower part the conduits are connected by connecting pieces 21 to sections of rigid conduits 22
assurant une liaison avec l'arbre de production. ensuring a link with the production tree.
On a illustré à la figure 14, en élévation latérale, le Illustrated in Figure 14, in side elevation, the
dispositif de la figure 13 après pivotement de l'étrier 13. device of FIG. 13 after pivoting of the stirrup 13.
On se rend compte à l'examen de la figure 14 que l'étrier pivotant 13 limite la courbure du tronçon de conduite entre la rotule 20, à l'extrémité supérieure de l'étrier, et la pièce de raccordement 21 d'extrémité de la conduite flexible On peut prévoir dans ce tronçon de conduite des dispositifs supplémentaires non représentés, de limitation de courbure, tels que par exemple des It will be seen on examining FIG. 14 that the pivoting stirrup 13 limits the curvature of the pipe section between the ball joint 20, at the upper end of the stirrup, and the connection piece 21 at the end of flexible pipe In this pipe section, additional devices, not shown, for curvature limitation, such as for example
anneaux vertébrés.vertebrate rings.
Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec des modes de mise en oeuvre particuliers il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'on peut lui apporter de nombreuses variantes et modifications sans pour autant sortir ni de son cadre Although the invention has been described in connection with particular modes of implementation, it is obvious that it is in no way limited thereto and that it can be brought to many variations and modifications without departing from or of its frame
ni de son esprit.nor of his mind.
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