ITAN20100076A1 - Struttura per la messa in sicurezza dei pozzi petroliferi off shore. - Google Patents

Description

“STRUTTURA PER LA MESSA IN SICUREZZA DEI POZZI PETROLIFERI OFF SHOREâ€

TESTO DELLA DESCRIZIONE

Le perforazioni del fondale marino per la ricerca e l’estrazione di idrocarburi da giacimenti sottomarini, attualmente viene fatta da piattaforme “offshore†galleggianti o poggianti sul fondale marino stesso.

Dalla piattaforma parte e viene manovrata la sonda che , raggiunto il fondale marino, perfora la stesso fino a raggiungere il giacimento sottomarino.

Il condotto che viene, tramite la sonda, inserito nella roccia sovrastante il giacimento e sottostante il fondale marino, viene cementato con la roccia stessa al fine di evitare ogni dispersione di gas o petrolio scaturente dal giacimento.

Nel tratto di condotto immediatamente sopra il fondale marino viene installato il cosiddetto “albero di natale†consistente in una struttura dotata di diverse valvole che permettono di controllare il flusso del gas o del petrolio in risalita dal giacimento.

Tale sistema, in caso di particolare incidente, non garantisce la sicurezza del pozzo.

L’incidente accaduto recentemente su una piattaforma nel Golfo del Messico ha concretizzato tale ipotesi provocando la fuoriuscita del petrolio nel mare sovrastante il pozzo in modo incontrollato e generando danni economici ed ambientali incalcolabili.

Da tale situazione scaturisce il trovato oggetto del presente brevetto che permette di mettere sotto controllo un pozzo nella situazione di quello incidentato nel golfo del Messico e permette di realizzare nuovi futuri pozzi in condizione di assoluta sicurezza. Il trovato à ̈ caratterizzato da due versioni: una per le situazioni di emergenza ed una per i nuovi pozzi. Lo stesso trovato può avere anche due diverse configurazioni: una in cui la struttura di sicurezza à ̈ integrata con la struttura di ancoraggio ed una in cui la struttura di sicurezza à ̈ separata dalla struttura di ancoraggio ma a questa collegata da apposita struttura di collegamento.

Naturalmente va considerato che nel caso di un pozzo petrolifero off shore entrano in gioco due notevoli pressioni: La pressione del giacimento petrolifero che può raggiungere pressioni anche dell’ordine dei 1000 ed oltre bar e la pressione esercitata dalla colonna d’acqua sovrastante la testa del pozzo petrolifero. ( nel caso del Golfo del Messico, circa 150 bar ). Ogni sistema di chiusura o controllo del pozzo petrolifero deve tener conto di tali pressioni.

L’invenzione, nella sua versione costruttiva per nuovi pozzi, sarà costituita da una struttura in acciaio, o altro adeguato e resistente materiale, con forma di corona circolare tridimensionale ( FIG. A part. 1 ) chiusa sul lato superiore ed aperta nel lato inferiore avente funzione di ancoraggio della struttura di sicurezza. La parte centrale della corona sarà aperta e sormontata dalla struttura di sicurezza. La struttura di sicurezza sarà solidale con la struttura di ancoraggio con forma di corona circolare. Attraverso la parte centrale della struttura di sicurezza passerà la sonda ed il condotto del pozzo petrolifero sottomarino. La struttura di sicurezza sovrastante la parte centrale della corona circolare sarà dotata di due apparati destinati a:

schiacciamento del condotto in caso di incidente

tranciatura del condotto e chiusura della struttura sovrastante la corona circolare.

Il primo apparato à ̈ costituito da due “lame†metalliche con forma di parallelepipedo ( Fig. A part. 6 ), comandate da apposito sistema idraulico cilindro/ pistone. ( Fig. A , part, 2 ) Tale sistema, estremamente semplice, eviterà tutti gli inconvenienti che possono derivare a normali valvole per effetto della temperatura e della profondità.

Il secondo apparato à ̈ costituito da due lame metalliche ( Fig. A part. 3 ), di maggior spessore, dovendo le stesse resistere alla pressione dei prodotti scaturenti dal pozzo sottomarino. Le lame , in questo caso, avranno profilo tagliente in modo tale da poter tranciare il condotto dei prodotti del pozzo sottomarino e poter, quindi, chiudere il pozzo stesso. Anche in questo caso le lame saranno comandate da un sistema cilindro / pistone di adeguata potenza. ( Fig. A part. 2 )

La corona circolare sarà zavorrata ( Fig. A part. 5 ) con zavorra mobile ( la zavorra potrà, cioà ̈, sfilarsi verso l’alto o distaccarsi dalla struttura una volta che questa abbia iniziato l’infissione nel fondale sottomarino) in modo tale da permettere l’immersione della struttura con la camera di aria costituita dal volume della corona circolare che à ̈ chiusa nella parte superiore ed aperta nella parte inferiore. Tale camera di aria sarà collegata con la superficie marina attraverso un condotto capace di sopportare la pressione dell’acqua alla profondità del pozzo (Fig. A part. 7, posizione attacco condotto di evacuazione aria ). Nella parte superiore della struttura saranno posizionate delle camere di galleggiamento ( Fig. A part. 4 ) che attraverso l’immissione o l’emissione di aria compressa varieranno la capacità di galleggiamento della struttura di sicurezza nel suo complesso. Tale sistema consentirà di controllare perfettamente la velocità di immersione della struttura e la guida della stessa nella posizione desiderata. Tali manovre dovranno essere compiute, ovviamente, con l’ausilio di strumentazioni sottomarine quali telecamere, sonar ed altro, normalmente usate per tali attività. Gli spostamenti orizzontali della struttura saranno effettuati o mediante gru dalla superficie o per mezzo di motori ed eliche di normale utilizzo marino applicati alla struttura e comandati dalla superficie.

La struttura verrà immersa in mare fino al fondale con le modalità esposte. Una volta che la struttura avrà raggiunto il fondale, attraverso il condotto collegato alla corona circolare, verrà evacuata l’aria presente nello stesso. La pressione sovrastante la struttura costringerà la stessa ad infiggersi nel fondale marino dove rimarrà ancorata con la forza determinata dalla pressione della colonna d’acqua sovrastante. Il dimensionamento della corona circolare sarà fatto in modo tale da avere una pressione di ancoraggio superiore ( circa doppia o maggiore ) alla pressione esercitata sulla struttura di chiusura, posta al centro della corona circolare, dal gas o dal petrolio proveniente dal giacimento sottomarino.

Naturalmente, in condizioni normali, la struttura di sicurezza, posta al di sopra della corona circolare, sarà aperta. In caso di incidente la struttura di sicurezza provvederà, in condizione di sicurezza passiva, a pressare il condotto ed a tranciare lo stesso sigillando il pozzo che sarà cosi posto in sicurezza.

In tale configurazione l’usuale sistema di valvole denominato “albero di natale†verrà posizionato immediatamente al di sopra della struttura di sicurezza.

L’invenzione, nella sua versione costruttiva per la situazione d’emergenza, comprenderà una struttura di sicurezza costituta da due semistrutture normali da posizionare intorno al condotto del pozzo e, successivamente, da congiungere tra di loro secondo lo schema riportato di seguito fino a ricostituire una struttura monolitica. In caso di incidente la struttura, in posizione aperta, viene immersa e pilotata fino alla base del condotto che fuoriesce dal fondale marino; verrà posizionata intorno al condotto e poi verrà chiusa mediante cerniere di adeguata resistenza facendole assumere la configurazione di una struttura monolitica. Successivamente verrà infissa nel fondale con la stessa procedura vista per l’altra situazione. Naturalmente le due semistrutture saranno dotate di apposite guarnizioni che garantiscano la tenuta allo stesso modo della struttura monolitica.

Nella figura A che segue à ̈ illustrata la pianta e la sezione della struttura monolitica.

Nella Figura B Ã ̈ illustrata la pianta della struttura in posizione aperta.

Tutti i meccanismi funzionali saranno comandati dalla superficie attraverso cavi e condotti, secondo le note tecniche largamente in uso. Le lame della struttura di sicurezza, anch’esse comandate dalla superficie, saranno però progettate in modo da potersi chiudere o con azione comandata dalla superficie o automaticamente in caso di incidente, realizzando, così, una reale situazione di sicurezza passiva.

In una versione costruttiva alternativa dell’invenzione, la struttura proposta può avere la struttura di chiusura e sicurezza ( 8 ) solidale con la struttura di ancoraggio (1) oppure, in un’altra versione, la struttura di chiusura e sicurezza ( 8 ) può essere separata dalla struttura di ancoraggio (1), ma collegata a questa attraverso apposita struttura di collegamento (Fig. C ).

Claims (3)

1. RIVENDICAZIONI 1) Struttura per la messa in sicurezza di pozzi petroliferi off shore caratterizzata per il fatto di comprendere: - una struttura di ancoraggio realizzata in acciaio o altro adeguato e resistente materiale (1) avente forma di corona circolare tridimensionale chiusa alla sommità ed aperta alla base. - una struttura di sicurezza posizionata al centro della corona circolare e recante due sistemi di chiusura e tranciatura del condotto proveniente dal pozzo petrolifero (3 e 6). Dette lame saranno scorrevoli all’interno di guide di adeguata resistenza. - una zavorra (5) applicata all’esterno della struttura di ancoraggio (1) - una o più camere di galleggiamento (4) a peso variabile per pilotare il movimento verticale in acqua della struttura. - un condotto di evacuazione (7) dell’aria contenuta all’interno della corona circolare (1) - tubazioni e cavi di comando della struttura e dei suoi componenti che partono dalla struttura ed arrivano alla superficie marina.
2. 2) Struttura secondo la rivendicazione 1 ma caratterizzata dal fatto di essere dotata di motori ed eliche per lo spostamento orizzontale della struttura (9).
3. 3) Struttura secondo le rivendicazioni 1 e 2 ma caratterizzata dal fatto di essere divisa in due parti unite da cerniere ( fig. B) 4) Struttura secondo le rivendicazioni 1, 2 e 3 ma caratterizzata dal fatto che la struttura di sicurezza( 8) à ̈ separata dalla struttura di ancoraggio (1) ed a questa collegata da apposita struttura di collegamento (10) 5) Struttura secondo le rivendicazioni 1, 2, 3, 4 ma caratterizzata dal fatto che la struttura di ancoraggio tridimensionale, anziché di forma circolare, possa avere altre forme come triangolare, quadrata, rettangolare, ellittica o irregolare ma sempre chiusa alla sommità ed aperta alla base.