JPH04302782A - 油井の原油の流れを止める方法及び流路を変える方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、油井の原油の流出を地
上に設けられた油井制御装置、例えばクリスマスツリー
の制御弁等で制御することができない緊急の場合、例え
ば油井の火災等の場合に必要とされる油井の原油の流れ
を止める方法及び油井の原油の流路を変える方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、油井の火災を消火する方法として
、例えば火焔を吹き飛ばす方法や原油の吹き出しを止め
る方法を採用してきた。火焔を吹き飛ばす方法とは、爆
薬を使用して炎上中の油井を爆発させ、その爆風で火焔
を吹き飛ばす方法である。原油の吹き出しを止める方法
には、炎上中の油井に泥水を圧入してチュービングを閉
塞する方法と、原油層に押し込まれた油井の部分に向か
って数千ｍの斜孔をボーリングし、この斜孔を利用して
油井のチュービングにセメントを流し込んでチュービン
グを閉塞する方法とがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記の火焔を
吹き飛ばす方法は、火災の領域が広い場合火焔の吹き飛
ばしが困難であり、原油の温度が火災により上昇してい
る場合には一旦は消火しても再着火して再び火災になる
問題があった。また、泥水を圧入する方法は、火勢が強
い場合、油井に近寄れないために泥水を圧入することが
出来ず採用できない。斜孔を利用する方法は、数千ｍの
斜孔を掘削する必要があることから、油井をもう一本作
るようなもので費用が莫大になるという問題があった。 油井の火災は、単に原油の浪費のみならず、有害物質の
大気中への放出によって環境汚染をもたらすことから、
できるだけ早く消火する必要があり、消火に際しては、
簡便にして実効のある消火方法が望まれている。上述の
問題に鑑み、本発明は、油井の運転において緊急の場合
、例えば油井の火災の場合油井の火災の大小及びその火
勢の強弱等にかかわらず安全にかつ最低限のコストで油
井の原油の流れを止める方法及び油井の原油の流路を変
える方法を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、従来の方
法の問題点を解決するために鋭意研究した結果、本発明
に係る特定の方法によって油井の原油の流れを止めるこ
とができること及び同じく本発明に係る特定の方法によ
って油井の原油の流路を変えることができることを見出
した。本発明に係る油井の原油の流れを止める方法を用
いて原油の流出自体を止めることにより油井の火災を消
火し、並びに本発明に係る油井の原油の流路を変える方
法によって原油の流路を変えてその油井を再生すること
ができる。

【０００５】第１発明の油井の原油の流れを止める方法
は、油井の原油流路を形成しているチュービングをその
外側で包囲しているケーシングの壁部を切開して前記チ
ュービングの管壁に接近できる開口を設け、次いで前記
チュービングの管壁を前記チュービングの中心部に向か
って押圧して前記チュービングの口径を縮小し前記チュ
ービングを閉塞することを特徴とする油井の原油の流れ
を止める方法である。本発明の実施においては、好適に
は火薬でケーシングの壁部を切開し、かつチュービング
を押圧する。第２発明の油井の原油の流れを止める方法
は、油井の原油流路を形成しているチュービングをその
外側で包囲しているケーシングの壁部を切開して前記チ
ュービングの管壁に接近できる開口を設け、次いで管体
の内部を流れている流体を外部に流出させることなく前
記管体の管壁を切開して開口を設け、かつ可膨張袋体を
前記開口を介して前記管体内に挿入し、膨張させること
のできる可膨張袋体挿入装置を前記チュービングの管壁
に装着し、前記可膨張袋体挿入装置により前記チュービ
ングの管壁に開口を設け、かつ可膨張袋体を前記開口を
介して前記チュービング内に挿入し、挿入した前記可膨
張袋体を膨張させて前記チュービングを閉塞することを
特徴とする油井の原油の流れを止める方法である。

【０００６】第３発明の油井の原油の流路を変える方法
は、第１発明又は第２発明に係る油井の原油の流れを止
める方法により油井のチュービングを閉塞した後、分岐
管接続口を備え、かつ管体の内部を流れている流体を外
部に流出させることなく前記管体の管壁を切開して開口
を設けることのできる分岐管取付装置を前記チュービン
グの閉塞された部分より下方のチュービングの管壁に装
着し、前記分岐管取付装置を介した前記チュービングの
分岐管を設けることを特徴とする油井の原油の流路を変
える方法である。第４発明の油井の原油の流路を変える
方法は、油井の原油流路を形成しているチュービングを
その外側で包囲しているケーシングの壁部を切開して前
記チュービングの管壁に接近できる開口を設け、次いで
分岐管接続口を備え、かつ管体の内部を流れている流体
を外部に流出させることなく前記管体の管壁を切開して
開口を設けることのできる分岐管取付装置をチュービン
グの管壁に装着し、前記分岐管取付装置を介した前記チ
ュービングの分岐管を設け、前記分岐管を介してポンプ
により原油を吸引することを特徴とする油井の原油の流
路を変える方法である。本発明において、チュービング
を閉塞するとは、チュービング内の原油の流れを完全に
止めるほどチュービングを閉塞することのみを意味する
のではなく、チュービング内の原油の大部分の流れを止
めて、地上で油井の緊急事態を制御できる程度に原油の
流れを絞るのに足る閉塞をも含むものである。また、本
発明において、流路を変えるとは、原油の流路を完全に
別の方向に変えることのみを意味するのではなく、原油
の流れの主流を変えることをも含むものである。以下に
、本発明を具体的に説明する。

【０００７】

【実施例】図２は、油井を示す概略断面図である。通常
油井は、地上部分のクリスマスツリー１と原油流路とな
る採油管、即ちチュービング（通常呼び径２〜４インチ
の径で深さが数千ｍ）２とチュービング２をその外側で
同心状に包囲して配置された複数個のケーシング３とか
ら構成され、多くの場合、チュービングとケーシングの
間、ケーシング間或いはケーシングの外側はセメントモ
ルタル、又はコンクリートで充填ないし被覆されている
。例えば、図２に示されるような油井が火災の場合にお
いて、本発明の原油の流れを止める方法について説明す
る。まず、地上から炎上中の油井の地中部分に到達する
ために地下に坑道を作る。その際坑道を掘り始める位置
、即ち坑道の入口は、安全性等を考慮して適宜決められ
る。また坑道に関し斜坑を掘るか、一旦縦坑を堀り、次
いで地表面と平行に坑道を掘るか、地表面からの深さ、
坑道断面の大きさ等については、その現場の状況、例え
ば地盤の強度等により決められる。

【０００８】掘削した坑道を経由して油井の地下ケーシ
ングに到達すると、削岩機等を利用してケーシングの外
側に巻き付いているセメントモルタルを剥がしケーシン
グを露出させる。次いで、図５（ａ）に示すようにケー
シングの予定切開箇所に切開のための爆薬を張りつけ、
遠隔操作によりこの爆薬を起爆してケーシングを予定面
積どおりに切開してケーシングに開口を設ける。その際
、原油や可燃性ガスが周囲に漏れていないことを充分に
確認した上で起爆させなければならないことは言うまで
もない。もし安全性の面で爆薬を使用することが出来な
い場合は、機械的な方法でケーシングの切開を行う。

【０００９】爆薬を用いてケーシングを切開する場合の
具体例を図３〜５によりさらに詳しく説明する。図３及
び図４は、爆薬を用いた切断手段の例を示すもので、図
３に示す手段はＳＲＴ（Ｓｈｏｃｋ　Ｒｅｆｒａｃｔｉ
ｏｎ　Ｔａｐｅ）７と呼ばれるもので、図３に示す手段
はＥＣＴ（Ｅｘｐｌｏｓｉｖｅ　Ｃｕｔｔｉｎｇ　Ｔａ
ｐｅ）　と呼ばれているものである。なお各図の（ａ）
は斜視図を、（ｂ）は側面図をそれぞれ示している。図
３のＳＲＴ　７及び図４のＥＣＴ　は、それぞれ雷管４
と、ブースタ薬５と、爆薬６とを備えていて、ケーシン
グに装着できる構造になっている。図５は、ケーシング
の切断作業の一例を示す説明図で、図４（ａ）は前記図
３又は図４に示される起爆手段を切断予定面に取り付け
た起爆前の状態を図解的に示し、図４（ｂ）は起爆後に
ケーシングの管壁に開口が開いた状態を示す。通常、ケ
ーシングは、チュービングの周りに同心円上に複数のパ
イプ、例えば、外側から呼び径３０インチ、２０インチ
、１３インチ、９インチ、７インチの径のパイプが配置
されて構成されているので、その場合には前記の操作を
複数回繰り返して行う。

【００１０】ケーシングに開口が設けられたら、次いで
チュービングに然るべき形状の爆薬を取り付け、遠隔操
作によりこの爆薬を起爆させてチュービングを押圧圧縮
（この場合は爆縮）する。爆薬を用いてチュービングを
圧縮する場合の具体例を図１及び図６、図７によりさら
に詳しく説明する。図１及び図６はチュービングの管壁
からチュービングの中心部に向かって半径方向からほぼ
均等にチュービングの管壁を押圧圧縮する場合の例を示
し、図７は対向する２方向から中心部に向かってチュー
ビングの管壁を押圧圧縮する場合の例を示す説明図であ
る。起爆によってチュービング２に亀裂が発生し、その
結果として原油が流出するのを防ぐために、好適には先
ず緩衝材１０、例えばゴム板等でチュービング２を被覆
する。緩衝材層１０の上に図１（ａ）に示すように線状
の導爆線８をコイル状に巻いて装着し、或いは図６（ａ
）及び図７（ａ）に示すようにシート爆薬９を積層状に
装着し、最後に導爆線の場合には雷管４を、シート爆薬
９を使用した場合にはブースタ薬５及び雷管４とを装着
する。安全を確認した後、遠隔操作により起爆して、チ
ュービングを爆発力により押圧圧縮する。その結果、図
１（ｂ）、図６（ｂ）及び図７（ｂ）にそれぞれ示すよ
うにチュービングは閉塞される。チュービングの押圧圧
縮に必要とする爆薬の種類及び量等は、予め実験により
確認して決定する。この圧縮によって、原油の流れが止
まれば、火災は鎮火する。また流れが完全に止まらなく
ても、流出量が減少すれば、従来の方法により地上で容
易に油井の火災を消火することができる。

【００１１】前記のように緩衝材を介在させても、口径
が大幅に縮小する程チュービングの管壁を圧縮した場合
、例えばチュービングの材質によっては、亀裂が管壁に
発生する危険がある。かかる危険があるかどうかは、予
め予備試験により確認しておくことが望ましい。危険の
ある場合には、例えば次のような方法を採用することが
出来る。まず導爆線８又はシート爆薬９等の爆薬を用い
てチュービングが損傷を受けない程度に圧縮してチュー
ビングの口径を縮小させ、くびれた縮小部を作る。 尚、前記縮小部の口径は、後述のチュービング切断球挿
入装置の球１０の球径よりも小さくする。次いで、その
縮小部の位置より下部のチュービングの部分に一例とし
て図８に示す無漏洩式チュービング切断球挿入装置を取
り付ける。図８（ａ）は、チュービングに装着した状態
を示し、図８（ｂ）及びい図８（ｃ）は、途中の状態を
示し、図８（ｄ）は、球が挿入された状態を示す。図８
（ｅ）は、球がチュービングの縮小部を閉塞した状態を
示す。

【００１２】図８（ａ）は、無漏洩式チュービング切断
球挿入装置をチュービングの管壁に取り付けた状態を示
す図である。チュービング切断球挿入装置は、図８（ａ
）に示すようにチュービング２の管壁を包囲して装着さ
れる。チュービング切断球挿入装置は、対向する２方向
からチュービング２の管壁と当接する接触部２０と、接
触部２０と協働してチュービング２を包囲することによ
りチュービング切断球挿入装置をチュービング２に保持
する押さえ板２１と、前記対向する方向に中空部を有す
るシリンダ部２２と、シリンダ部２２の中空部を駆動さ
れて摺動し、摺動しながら管壁の一部を切開して管壁に
開口を設けるピストン１１と、ピストン１１を推進する
火薬部２４と、ピストン１１の中央部に設けられたピス
トンと直交する方向の貫通孔１８の中に保持されてピス
トン１１と共に移動する球１２と及び管壁の開口に対し
て対向する位置に設けられて、火薬による推進力を前記
貫通孔１８を経由球１２に作用させて球１２を管壁の開
口を経由チュービング内に押し入れる球押入火薬部２６
とを備えている。無漏洩式チュービング切断球挿入装置
は、流体密構造で形成されていて、かつ管壁との接触面
には流体密になるように封止できる封止材を介在させて
いる。火薬部２４と球押入火薬部２６には、それぞれ点
火薬１３と火薬１４とが装着されていて、それぞれ火薬
の爆発力によりピストン１１を移動させ、球１２をチュ
ービング２内に開口経由進入させる。

【００１３】ピストン１１は、ピストンの管壁と接する
部分に刃を備えていて、火薬部２４の点火薬１３に点火
すると火薬１４の推進力によりピストンが移動してチュ
ービングの一部を切開して管壁に開口を開け、切開した
壁部分を火薬部２４と対向する端部に押圧し、同時に球
１２は、ピストン１１と共に移動して管壁に開いた開口
の上に位置する（図８（ｂ）参照）。続いて、球押入火
薬部２６の点火薬１３を点火して火薬１４を作用させ、
球１２を切開した開口からチュービング２内に押し入れ
る（図８（ｃ）参照）。 チュービング２内では、原油がある速度で上方に流れて
いるので球１２は上方に押し上げられて前記のくびれた
縮小部で引っ掛かり原油の流路を閉塞させる（図８（ｄ
）参照）。なお、その際必要ならば球の見かけ比重を原
油の比重以下のものにすることも出来る。以上のように
してチュービングのくびれた縮小部と球の相互作用によ
って、チュービングが閉塞されて原油の流れが止まる。

【００１４】次に、第２発明について、具体例で説明す
る。第２発明は、第１発明と同様にして油井のケーシン
グを切開して開口を設けた後、チュービングを外側から
圧縮する代わりに、上述の無漏洩式チュービング切断球
挿入装置とほぼ同じ構造の図９に示す無漏洩式可膨張袋
体挿入装置を用いて球の代わりに可膨張袋体１６をチュ
ービング内に挿入して膨張させてチュービングの原油流
路を閉塞する方法である。本発明で使用する可膨張袋体
挿入装置は、管体の内部を流れている流体を外部に流出
させることなく管体の管壁を切開して開口を設け、かつ
可膨張袋体を前記開口に向け発射し、管体内に挿入し、
膨張させることのできる装置である。図９（ａ）に示す
ように、本装置は、第１発明で使用したチュービング切
断球挿入装置とほぼ同様の構造を有し、球１２と球押入
火薬部２６の代わりに、可膨張袋体１６とそれを推進す
る点火薬１３と可膨張袋体１６を膨張させるガス発生器
１５が球押入火薬部２６の位置に配置されている。図９
（ａ）に示すように、この無漏洩式可膨張袋体挿入装置
をチュービングに取付け、第１発明と同様に図９（ｂ）
に示すように管壁を切開して開口を設け、図９（ｃ）に
示すように可膨張袋体１９を点火薬１３により推進して
貫通孔１８と開口を経由チュービング２内に挿入し、こ
の装置に付属するガス発生器１５の作用で可膨張袋体１
６を膨張させて図９（ｄ）に示すようにチュービング内
の流路を閉塞する。

【００１５】第３発明の油井の原油の流路を変える方法
について、具体例で説明する。本発明は、前記第１及び
第２発明に係る方法でチュービングを閉塞した後、その
閉塞部分より下部のチュービングに無漏洩式分岐管取付
装置を用いて分岐管を取り付ける。本発明において使用
する無漏洩式分岐管取付装置の例として、図１０に示し
た無漏洩式分岐管取付装置は、上述の無漏洩式チュービ
ング切断球挿入装置とほぼ同様の構造で、球１２と球押
入火薬部２６が備えてなく、代わりに球押入火薬部２６
の部分が分岐接続口１７となっている。図１０（ａ）に
示すように、分岐管取付装置をチュービング２に取付け
、前記無漏洩式チュービング切断球挿入装置と同様に、
ピストン１１を火薬１４で動かし、ピストン１１の先端
でチュービング２の管壁の一部を切開して管壁の開口を
設け、次いで図１０（ｂ）に示すように分岐接続口１７
を経由分岐管（図示してない）を接続して原油流路を変
更する。原油は、チュービング２の開口と分岐管取付装
置のピストン１１の貫通孔１８とを経由分岐管の方に流
れて、油井の原油の流路が変わる。前記分岐管取付装置
として、例えば北沢バルブ社製の商品名「マジックバル
ブ」等を用いることができる。

【００１６】次に、第４発明の油井の原油の流路を変え
る方法について、具体的に説明する。この方法は、チュ
ービングの閉塞を必要としない。第１〜第３発明同様ケ
ーシングに開口を設け、次いでチュービングに前記第３
発明で使用したような分岐管取付装置を用いて少なくと
も一つ以上の分岐管を取り付けた後、高容量ポンプで分
岐管を介して原油を吸引する。これにより、原油の流れ
の主流を分岐管の方に変えることができる。ここで分岐
管の数、ポンプの吸引能力は、例えば原油の流量によっ
て、適宜選択すればよい。この方法によって、本来のチ
ュービングからの原油の流出量が減少するので、例えば
油井の火災の消火が容易となる。

【００１７】

【発明の効果】本発明は、好適には火薬（爆薬）の作用
を利用してケーシングを切開しチュービングを外側から
圧縮し、又は内側から可膨張袋体を膨張させることによ
り、原油の流路であるチュービングを閉塞する方法であ
るから、使用する装置が小型であり、作動が瞬時である
ことから、簡便にして安全確実に油井の原油の流れを止
めることができる。従って、油井の運転の緊急事態にお
いて、例えば火災中の油井において、確実にかつ素早く
原油の流出を止めることにより、火災を消火できる。ま
た、本発明は、原油の流路を閉塞した後、火薬力を利用
した無漏洩式分岐管取付装置を用いることによって、簡
便にして安全確実に素早く原油の流路を変えることがで
きるから、例えば火災中の油井を消火後、その油井を短
時間で再生することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は、本発明の実施例として導爆線を巻い
て装着したチュービングの起爆前の状態の斜視図で、（
ｂ）は、導爆線を使用した場合の起爆後のチュービング
の圧縮状態を示す側面図である。

【図２】油井の概略断面図である。

【図３】（ａ）は、ケーシングの管壁切開用の爆薬の一
例として使用するＳＲＴ　の斜視図で、（ｂ）は、その
側面図である。

【図４】（ａ）は、ケーシングの管壁切開用の爆薬の別
例として使用するＥＣＴ　の斜視図で、（ｂ）は、その
側面図である。

【図５】（ａ）は、爆薬を装着したケーシングの起爆前
の状態を示し、（ｂ）は起爆後のケーシングに設けられ
た開口を示す。

【図６】（ａ）は、シート爆薬を用いて半径方向に均等
にチュービングを圧縮する場合の起爆前の具体例を示す
説明図であり、（ｂ）は、起爆後の状態を示す。

【図７】（ａ）は、シート爆薬を用いて対向する２方向
からチュービングを圧縮する場合の起爆前の具体例を示
す説明図であり、（ｂ）は、起爆後のチュービングの側
面図であり、（ｃ）は、（ｂ）のＡ−Ａ線から見た起爆
後のチュービングの断面図である。

【図８】チュービング切断球挿入装置の一例を示す説明
図であり、（ａ）は、チュービングに装着した状態を示
し、（ｂ）及び（ｃ）は、途中の状態を示し、（ｄ）は
、球が挿入された状態を示す。（ｅ）は、球がチュービ
ングの縮小部を閉塞した状態を示す（ｄ）のイ−イ線か
ら見た断面図である。

【図９】可膨張体挿入装置の一例を示す説明図であり、
（ａ）は、チュービングに装着した状態を示し、（ｂ）
及び（ｃ）は、途中の状態を示し、（ｄ）は、膨張した
可膨張袋体がチュービングを閉塞した状態を示す。

【図１０】分岐管取付装置の一例を示す説明図であり、
（ａ）は作動前、（ｂ）は作動後の状況を示す。

【符号の説明】

１　　クリスマスツリー ２　　チュービング ３　　ケーシング ４　　雷管 ５　　ブースタ薬 ６　　爆薬 ７　　ＳＲＴ ８　　導爆線 ９　　シート爆薬 １０　　緩衝材 １１　　ピストン １２　　球 １３　　点火薬 １４　　火薬 １５　　ガス発生器 １６　　可膨張袋体 １７　　分岐管接続口 １８　　貫通孔 ２０　　接触部 ２１　　押さえ板 ２２　　シリンダ部 ２４　　火薬部 ２６　　球押入火薬部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　油井の原油流路を形成しているチュー
   ビングをその外側で包囲しているケーシングの壁部を切
   開して前記チュービングの管壁に接近できる開口を設け
   、次いで前記チュービングの管壁を前記チュービングの
   中心部に向かって押圧して前記チュービングの口径を縮
   小し前記チュービングを閉塞することを特徴とする油井
   の原油の流れを止める方法。
2. 【請求項２】　　油井の原油流路を形成しているチュー
   ビングをその外側で包囲しているケーシングの壁部を切
   開して前記チュービングの管壁に接近できる開口を設け
   、次いで管体の内部を流れている流体を外部に流出させ
   ることなく前記管体の管壁を切開して開口を設け、かつ
   可膨張袋体を前記開口を介して前記管体内に挿入し、膨
   張させることのできる可膨張袋体挿入装置を前記チュー
   ビングの管壁に装着し、前記可膨張袋体挿入装置により
   前記チュービングの管壁に開口を設け、かつ可膨張袋体
   を前記開口を介して前記チュービング内に挿入し、挿入
   した前記可膨張袋体を膨張させて前記チュービングを閉
   塞することを特徴とする油井の原油の流れを止める方法
   。
3. 【請求項３】　　請求項１又は２に記載の油井の原油の
   流れを止める方法により油井のチュービングを閉塞した
   後、分岐管接続口を備え、かつ管体の内部を流れている
   流体を外部に流出させることなく前記管体の管壁を切開
   して開口を設けることのできる分岐管取付装置を前記チ
   ュービングの閉塞された部分より下方のチュービングの
   管壁に装着し、前記分岐管取付装置を介した前記チュー
   ビングの分岐管を設けることを特徴とする油井の原油の
   流路を変える方法。
4. 【請求項４】　　油井の原油流路を形成しているチュー
   ビングをその外側で包囲しているケーシングの壁部を切
   開して前記チュービングの管壁に接近できる開口を設け
   、次いで分岐管接続口を備え、かつ管体の内部を流れて
   いる流体を外部に流出させることなく前記管体の管壁を
   切開して開口を設けることのできる分岐管取付装置をチ
   ュービングの管壁に装着し、前記分岐管取付装置を介し
   た前記チュービングの分岐管を設け、前記分岐管を介し
   てポンプにより原油を吸引することを特徴とする油井の
   原油の流路を変える方法。