NL1022644C2

NL1022644C2 - Oil transport device, for offshore use, comprises shuttle vessel capable of storing crude oil and ballast water separately

Info

Publication number: NL1022644C2
Application number: NL1022644A
Authority: NL
Inventors: Marius Wilhelmus Wulffers; Leendert Floris Van Der Wal
Original assignee: Tno
Priority date: 2003-02-11
Filing date: 2003-02-11
Publication date: 2004-08-12

Abstract

A shuttle vessel (2) capable of storing crude oil and water separately includes a means for taking in and discharging ballast and crude oil, and a system for maintaining the vessel at atmospheric pressure. A device (1) for transporting oil underwater comprises at least one vessel for storing crude oil and water separately. The vessel includes a system for taking in and discharging ballast, a means for taking in and discharging crude oil (25) and a system for maintaining the vessel at atmospheric pressure. Independent claims are also included for; (a) Use of a vessel for transporting petroleum hydrocarbons in batches from a field below a water bed to the water surface; and (b) A method for exploiting underwater oil or gas fields using this vessel.

Description

I Titel: Werkwijze en inrichting voor het exploiteren van onder water I gelegen olie- en gasvelden.Title: Method and installation for exploiting oil and gas fields located under water.

I De uitvinding heeft betrekking op het exploiteren van onder een I waterbedding gelegen olie- en gasvelden.The invention relates to the exploitation of oil and gas fields located under a water bed.

I Bij exploitatie van onder water gelegen velden wordt veelal gebruik I gemaakt van leidingsystemen, die bijvoorbeeld zijn uitgevoerd als I 5 pijpleidingen die zich vanaf een aan een waterbedding gelegen put I uitstrekken tot aan het land of die bijvoorbeeld zijn uitgevoerd als I zogenoemde stijgpijpen die zich vanaf een aan een waterbedding gelegen put I over de bedding door het water opwaarts uitstrekken tot aan de I waterspiegel.In the exploitation of submerged fields, use is often made of piping systems, which are designed, for example, as pipelines that extend from a well situated on a waterbed to the land or which are, for example, designed as so-called risers from a well located on a waterbed I extend over the bed through the water up to the I water level.

I 10 Aanleg van dergelijke leidingsystemen gaat gepaard met hoge I kosten, mede gezien de eisen die worden gesteld aan betrouwbaarheid en I veiligheid. Geïsoleerde en/of diepe ligging van olie- en gasvelden maakt I exploitatie met behulp van een leidingsysteem dikwijls te kostbaar.The installation of such piping systems is associated with high I costs, partly in view of the requirements that are set for reliability and safety. The isolated and / or deep location of oil and gas fields often makes exploitation with the aid of a piping system too expensive.

I Wanneer het veld vanaf een boven het veld gelegen deel van de waterspiegel I 15 moeilijk toegankelijk is, bijvoorbeeld door ijsvorming aan het I wateroppervlak, is exploitatie van het veld met behulp van leidingsystemen I dikwijls niet haalbaar. Met name wanneer een veld relatief klein is of een I relatief lage druk heeft, wordt in dergelijke situaties al snel van exploitatie I afgezien.If the field is difficult to access from a part of the water level I situated above the field, for example due to ice formation on the water surface, exploitation of the field with the aid of pipe systems I is often not feasible. Particularly when a field is relatively small or an I has relatively low pressure, exploitation I is quickly abandoned in such situations.

I 20 De uitvinding beoogt een werkwijze en een inrichting voor het I exploiteren van onder water gelegen olie- en gasvelden, in het bijzonder velden met een geïsoleerde ligging, een ligging op grote waterdiepte en/of een ligging op een plaats onder de waterbedding die vanaf het bovengelegen wateroppervlak slecht toegankelijk is, waarmee het afvoeren van gewonnen I 25 koolwaterstoffen kan worden vergemakkelijkt en waarmee de I exploitatiekosten kunnen worden verlaagd.The object of the invention is to provide a method and a device for exploiting underwater oil and gas fields, in particular fields with an isolated location, a location at great water depth and / or a location below the water bed that from the upper water surface is poorly accessible, with which the removal of extracted hydrocarbons can be facilitated and with which the operating costs can be reduced.

I 1022644 Η Daartoe voorziet de uitvinding in een werkwijze voor het H exploiteren van onder water gelegen olie- en gasvelden, waarbij uit het veld gewonnen koolwaterstoffen vanaf een onder water gelegen bedding naar de waterspiegel worden getransporteerd, waarbij de koolwaterstoffen ter H 5 plaatse van de bedding batchgewijs in een houder worden verzameld en H waarbij de houder met de daarin verzamelde koolwaterstoffen batchgewijs naar de waterspiegel wordt getransporteerd. Door batchgewijs transport van de gewonnen koolwaterstoffen kunnen deze zonder gebruik te maken van een pijpleiding vanaf de bedding worden afgevoerd.To that end, the invention provides a method for exploiting underwater oil and gas fields, wherein hydrocarbons recovered from the field are transported from a submerged bed to the water surface, wherein the hydrocarbons at the H 5 site of the bed are collected batchwise in a container and H, the container with the hydrocarbons collected therein being transported batchwise to the water level. By batch transport of the hydrocarbons recovered, they can be discharged from the bed without using a pipeline.

10 Bij voorkeur pendelt de houder daarbij tussen waterspiegel en bedding heen en weer. De in de houder verzamelde koolwaterstoffen worden H daarbij bij voorkeur bij de waterspiegel uit de houder verwijderd. Uiteraard is het eveneens mogelijk om de houder op geringe diepte onder de waterspiegel of aan land te legen.Preferably, the holder thereby oscillates to and fro between water surface and bed. The hydrocarbons collected in the container are then preferably removed from the container at the water level. It is of course also possible to empty the container at a shallow depth below the water surface or on land.

15 Op voordelige wijze wordt tijdens het met koolwaterstoffen vullen van de houder, in de houder aanwezig ballastwater uit de houder verwijderd. Bij voorkeur vindt dergelijke verwijdering plaats doordat het I ballastwater door gewonnen koolwaterstoffen wordt verdrongen. Het ballastwater kan aan de omgeving worden onttrokken en weer naar de 20 omgeving worden teruggevoerd.Advantageously, during filling of the container with hydrocarbons, ballast water present in the container is removed from the container. Such removal preferably takes place in that the ballast water is displaced by recovered hydrocarbons. The ballast water can be withdrawn from the environment and returned to the environment.

H Bij het legen van de houder worden de gewonnen koolwaterstoffen bij voorkeur uit de houder verdrongen door het innemen van ballastwater I uit de omgeving. Om het drijfvermogen van de houder te reguleren, kan een I hulp gas in de houder worden ingebracht, bijvoorbeeld lucht of stikstof. Bij I 25 voorkeur wordt het hulpgas in aan de houder bevestigde ballasttanks I ingebracht. Het reguleren van het drijfvermogen van het vat met behulp van hulpgas is met name van belang op momenten wanneer weinig I koolwaterstoffen in de houder aanwezig zijn, zoals tijdens het verblijf aan de I waterspiegel nadat de koolwaterstoffen uit de houder zijn afgevoerd en I 30 tijdens het naar de bedding afzinken van de houder.H When the container is emptied, the hydrocarbons recovered are preferably displaced from the container by taking in ballast water I from the environment. To regulate the buoyancy of the container, an auxiliary gas can be introduced into the container, for example air or nitrogen. Preferably, the auxiliary gas is introduced into ballast tanks I attached to the container. Regulating the buoyancy of the vessel with the aid of auxiliary gas is particularly important at times when few hydrocarbons are present in the container, such as during the stay at the water level after the hydrocarbons have been discharged from the container and during the discharge. sink from the holder to the bed.

I 1022644I 1022644

2A2A

Onder invloed van het dichtheidsverschil tussen in de houder verzamelde gewonnen koolwaterstoffen en het omgevingswater, zal de 10 2 26 Λ 4 houder zich vanaf de bedding bovenwaarts naar de waterspiegel willen verplaatsen. Nabij de waterspiegel kunnen de koolwaterstoffen in de houder H zoals boven reeds vermeld worden vervangen door een hulp gas om door H dichtheidsverschil met het omringende water een positief drijfvermogen te H 5 behouden. Door het hulpgas in de ballasttanks te vervangen door H ballastwater, kan een negatief drijfvermogen worden bereikt en kan de H houder naar de bedding worden afgezonken.Under the influence of the density difference between recovered hydrocarbons collected in the container and the surrounding water, the container will want to move upwards from the bed to the water level. Near the water surface, the hydrocarbons in the container H, as already mentioned above, can be replaced by an auxiliary gas to maintain a positive buoyancy due to the density difference with the surrounding water. By replacing the auxiliary gas in the ballast tanks with H ballast water, a negative buoyancy can be achieved and the H holder can be sunk to the bed.

Op voordelige wijze wordt de druk in de houder in hoofdzaak gelijk gehouden aan de druk van het omgevingswater. Hierdoor wordt bereikt dat 10 de houder een relatief lichte constructie kan hebben. Met name tijdens het opwaarts- en neerwaarts transport zal de druk in de houder dan variëren.The pressure in the container is advantageously kept substantially the same as the pressure of the ambient water. This achieves that the holder can have a relatively light construction. The pressure in the container will then vary, particularly during up and down transport.

Bij voorkeur wordt tijdens het pendelen tussen bedding en waterspiegel de verplaatsing van de houder met behulp van aandrijfmiddelen bestuurd. Niet alleen kan met behulp van dergelijke 15 aandrijfmiddelen de stijg- en daalsnelheid worden beïnvloed, maar kan ook verplaatsing in langsrichting van de waterbedding worden gerealiseerd.During the commuting between bed and water surface, the displacement of the holder is preferably controlled with the aid of drive means. Not only can the rate of rise and fall be influenced with the aid of such drive means, but displacement in the longitudinal direction of the water bed can also be realized.

Hierdoor kan een veld dat vanaf het boven de bedding gelegen deel van het I wateroppervlak slecht toegankelijk is, gemakkelijk worden bereikt vanaf een ten opzichte van de put van het veld zijwaarts gelegen deel van het 20 wateroppervlak dat wel toegankelijk is.As a result, a field that is poorly accessible from the part of the water surface situated above the bed can easily be achieved from a part of the water surface that is accessible laterally relative to the well of the field.

Bij voorkeur wordt, wanneer de gewonnen koolwaterstoffen ruwe I olie omvatten, uit de ruwe olie vrijkomend gas uit de houder verwijderd, met I name tijdens het in de houder verzamelen van de olie en tijdens I bovenwaarts transport. Bij voorkeur wordt het gas daartoe bovenin de I 25 houder verzameld en tijdens het opstijgen buiten de houder verbrand.Preferably, when the hydrocarbons recovered comprise crude oil, gas released from the crude oil is removed from the container, particularly during the oil collection in the container and during upward transportation. To this end, the gas is preferably collected at the top of the container and burned outside the container during the ascent.

I De uitvinding betreft eveneens het gebruik van een houder voor het I batchgewijs vanaf een onder water gelegen bedding naar de waterspiegel I transporteren van uit een onder water gelegen olie- of gasveld gewonnen koolwaterstoffen, bijvoorkeur in pendeldienst tussen bedding en I 30 waterspiegel.The invention also relates to the use of a container for transporting batchwise from a submerged bed to the water surface I hydrocarbons extracted from a subsoil oil or gas field, preferably in shuttle service between bed and water surface.

44

Bij voorkeur is een der gelijke houder of vat uitgevoerd als een inrichting voor transport onder water omvattende tenminste een houder voor het gescheiden houden van koolwaterstoffen en ballastmiddelen, voorzien van middelen voor het in- en uitvoeren van water en van middelen 5 voor het in- en uitvoeren van koolwaterstoffen, welke houder voorts is voorzien van middelen voor het aan de houder doorleiden van de omgevingsdruk. De koolwaterstoffen en de ballastmiddelen kunnen zijn gescheiden door een al dan niet fysiek interface. Een fysiek interface kan bijvoorbeeld een flexibel membraan of een zuiger zijn. Een niet fysiek 10 interface kan bijvoorbeeld een scheidingsvlak zijn tussen ruwe olie en water dat is gevormd door gravitatiescheiding.Preferably, such a holder or vessel is designed as an underwater transport device comprising at least one holder for keeping hydrocarbons and ballasting means separate, provided with means for feeding in and out and for means for feeding in and out. exporting hydrocarbons, which container is furthermore provided with means for passing the ambient pressure to the container. The hydrocarbons and the ballast can be separated by a physical or non-physical interface. A physical interface can for example be a flexible membrane or a piston. A non-physical interface may, for example, be a interface between crude oil and water formed by gravitational separation.

Ook kunnen de middelen voor het doorleiden van de omgevingsdruk zijn uitgevoerd als een flexibele wand. De middelen voor het doorleiden van de omgevingsdruk kunnen een open wanddeel of een open 15 aansluiting omvatten.The means for passing the ambient pressure can also be designed as a flexible wall. The means for passing the ambient pressure can comprise an open wall part or an open connection.

Bij voorkeur is de houder voorzien van een hoofdzaak zelfdragend frame en omvat de houder twee compartimenten met een flexibel volume, die zijn gescheiden door een tussenwand die het fysieke interface vormt. Het is echter ook mogelijk dat de houder een of meer niet gescheiden, 20 enkelvoudige compartimenten omvat.The holder is preferably provided with a substantially self-supporting frame and the holder comprises two compartments with a flexible volume, which are separated by an intermediate wall that forms the physical interface. However, it is also possible that the holder comprises one or more non-separated, single compartments.

In een bijzondere uitvoeringsvorm omvat de houder een frame dat in open drukverbinding staat met de omgeving en waarbij het door het frame omgeven volume van de houder in open drukverbinding staat met het omgevingswater. Binnen het volume van de houder is daarbij tenminste één 25 zak aangebracht voor daarin opnemen van koolwaterstoffen, in het bijzonder ruwe olie. In deze uitvoering vormt de wand van de zak een flexibel membraan dat koolwaterstof en omgevingswater scheidt, zodat binnen de houder twee compartimenten met flexibel volume worden gevormd. De wanden van het frame kunnen daarbij open zijn, maar kunnen 30 ook zijn voorzien van doorstroomopening.In a special embodiment, the holder comprises a frame that is in open pressure connection with the environment and wherein the volume of the holder surrounded by the frame is in open pressure connection with the ambient water. At least one bag is arranged within the volume of the container for receiving hydrocarbons, in particular crude oil, therein. In this embodiment, the wall of the bag forms a flexible membrane that separates hydrocarbon and ambient water, so that two compartments with flexible volume are formed within the container. The walls of the frame can thereby be open, but can also be provided with through-flow opening.

H Bij voorkeur is de inrichting voorzien van een gasopvangruimte H voor het opvangen van uit de ruwe olie vrijkomend productiegas. Bij H voorkeur is de inrichting voorts voorzien van middelen voor het, bij voorkeur H continu, afvoeren van het uit de ruwe olie ten gevolge van de afnemende H 5 druk vrijkomend productiegas, in het bijzonder een brander.H The device is preferably provided with a gas collection space H for collecting production gas released from the crude oil. Preferably, the device is furthermore provided with means for, preferably H continuously, discharging the production gas released from the crude oil as a result of the decreasing H pressure, in particular a burner.

Door de transportinrichting te voorzien van aandrijfmiddelen, zoals H verstelbare schroeven of thrusters, kan de stijg- en daalsnelheid worden geregeld en kan transport in langsrichting van de bedding worden gerealiseerd. Eventueel kan de transportinrichting ook zijn voorzien van 10 geleidingsmiddelen voor samenwerking met een zich vanaf de bedding naar de waterspiegel uitstrekkende geleiding, zoals een draad.By providing the transport device with drive means, such as H-adjustable screws or thrusters, the rise and fall speed can be controlled and transport in the longitudinal direction of the bed can be realized. The transport device can optionally also be provided with guide means for cooperation with a guide extending from the bed to the water surface, such as a wire.

H Bij voorkeur is de transportinrichting voorzien van een H drukbestendig compartiment waarin hulpmiddelen zijn opgenomen, zoals H bijvoorbeeld een generator, accu's, hulp gasvoorraden, besturingsmiddelen 15 en/of communicatiemiddelen.H The transport device is preferably provided with an H pressure-resistant compartment in which auxiliary means are included, such as H, for example, a generator, batteries, auxiliary gas supplies, control means and / or communication means.

In een voordelige uitvoeringsvorm is de transportinrichting voorzien van een in hoofdzaak staand uitgevoerde buis voor het vanaf een aan de onderzijde van de inrichting gelegen inlaat tot aan de nabij de bovenzijde van de houder gelegen, in tenminste één compartiment voor het 20 houden van koolwaterstoffen uitmondende buis. Bij voorkeur is de buis I centraal gelegen ten opzichte van een of meer symmetrisch daaromheen I geplaatste compartimenten voor het houden van koolwaterstoffen. Bij voorkeur kunnen de compartimenten daarbij op modulaire wijze met de I centrale buis worden verbonden.In an advantageous embodiment, the conveying device is provided with a substantially upright tube for the tube from an inlet located at the bottom of the device to the tube located near the top of the container and ending in at least one compartment for holding hydrocarbons . Preferably the tube I is centrally located with respect to one or more compartments placed symmetrically around I for holding hydrocarbons. The compartments can herein preferably be connected in a modular manner to the central tube.

I 25 Bij voorkeur zijn verbruiksmiddelen, zoals accu's en hulpgas gezamenlijk opgenomen in een losneembaar met de transportinrichting I verbonden verbruiksmodule die gemakkelijk kan worden vervangen.Preferably, consumption means, such as batteries and auxiliary gas, are collectively accommodated in a consumption module detachably connected to the transport device I, which can easily be replaced.

Verdere voordelige uitvoeringsvormen zijn weergegeven in de I volgconclusies 6Further advantageous embodiments are shown in the subclaims 6

De uitvinding zal nader worden toegelicht aan de hand van een uitvoeringsvoorbeeld dat in een tekening is weergegeven. In de tekening toont: fig. 1 een schematisch perspektivisch aanzicht van een inrichting 5 volgens de uitvinding tijdens transport vanaf de bedding naar de waterspiegel, fig. 2 een dwarsdoorsnede van de inrichting van fig. 1 tijdens in gekoppelde toestand met een aan de bedding gelegen put tijdens het innemen van met de put uit een onder de waterbedding gelegen veld 10 gewonnen koolwaterstoffen fig. 3-7 schematische weergaven van verschillende stappen tijdens het gebruik van de inrichting voor het onderwater transporteren van koolwaterstoffen vanaf de waterbedding naar de waterspiegel.The invention will be further elucidated on the basis of an exemplary embodiment which is represented in a drawing. In the drawing: fig. 1 shows a schematic perspective view of a device 5 according to the invention during transport from the bed to the water surface, fig. 2 shows a cross-section of the device of fig. 1 during in coupled condition with a bed located on the bed well when taking hydrocarbons recovered from the well from a field 10 below the water bed fig. 3-7 schematic representations of different steps during the use of the device for underwater transport of hydrocarbons from the water bed to the water surface.

De figuren betreffen slechts schematische weergaven van een 15 voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding en worden gegeven bij wijze van niet-limitatief uitvoeringsvoorbeeld. In de figuren zijn gelijke of corresponderende onderdelen met dezelfde verwijzingscijfers weergegeven.The figures are only schematic representations of a preferred embodiment of the invention and are given by way of non-limitative exemplary embodiment. In the figures, the same or corresponding parts are indicated with the same reference numerals.

Fig. 1 en 2 tonen een inrichting 1 voor het onder water transporteren van olie, hierna ook wel "oil shuttle" of "shuttle"genoemd. De 20 oil shuttle 1 omvat een in hoofdzaak zelfdragende houder 2 voor het, door een fysiek interface gescheiden, houden van koolwaterstoffen, in dit voorbeeld ruwe olie, en ballastwater. De houder 2 omvat meerdere kamers 3. Het fysieke interface wordt hier gevormd door een zuiger 4 die de kamers 3 van de houder 2 telkens opdeelt in twee compartimenten van flexibel 25 volume die zijn gescheiden door een beweegbare tussenwand, gevormd door de zuiger 4. De compartimenten 5 zijn ingericht voor het houden van ruwe olie, terwijl de compartimenten 6 zijn ingericht voor het houden van ballastwater dat met de omgeving wordt uitgewisseld. De houder 2 is nabij zijn onderzijde voorzien van een aansluiting voor het in het 30 watercompartiment 6 van de houder 2 invoeren en uitvoeren van Λ n o o ^ , * H omgevingswater. De aansluiting 7 is daartoe in dit uitvoeringsvoorbeeld H voorzien van een pomp 8.FIG. 1 and 2 show a device 1 for transporting oil under water, hereinafter also referred to as "oil shuttle" or "shuttle". The oil shuttle 1 comprises a substantially self-supporting container 2 for keeping hydrocarbons, in this example crude oil, and ballast water separated by a physical interface. The container 2 comprises a plurality of chambers 3. The physical interface is here formed by a piston 4 which in each case divides the chambers 3 of the container 2 into two compartments of flexible volume which are separated by a movable partition wall formed by the piston 4. compartments 5 are adapted to hold crude oil, while the compartments 6 are adapted to hold ballast water that is exchanged with the environment. The container 2 is provided near its underside with a connection for introducing and exporting ambient water into the water compartment 6 of the container 2. To this end, the connection 7 in this embodiment H is provided with a pump 8.

De aansluiting 7 vormt in dit uitvoeringsvoorbeeld tevens een open drukverbinding voor het doorleiden van de omgevingsdruk aan het 5 inwendige van de houder. Via de vrij beweegbare zuiger 4 wordt de druk in de oliecompartimenten 5 en de watercompartimenten 6 gelijk gehouden.In this exemplary embodiment, the connection 7 also forms an open pressure connection for passing the ambient pressure to the interior of the container. The pressure in the oil compartments 5 and the water compartments 6 is kept the same via the freely movable piston 4.

De kamers 3 van de houder 2 zijn symmetrisch gegroepeerd rondom een centrale pijp 10 die zich uitstrekt vanaf een nabij de onderzijde O van de houder gelegen instroomopening 11 tot aan een nabij de bovenzijde 10 B van de houder 2 gelegen uitstroomopening 12 die in vloeistofdoorlatende verbinding staat met de oliecompartimenten 5. De instroomopening 11 vormt in dit uitvoeringsvoorbeeld een putaansluiting voor samenwerking met een corresponderende olie aansluiting van de afsluiter van de olieput 14.The chambers 3 of the container 2 are symmetrically grouped around a central pipe 10 which extends from an inflow opening 11 located near the underside O of the container to an outflow opening 12 located close to the upper side B of the container 2 which is in fluid-permeable connection with the oil compartments 5. In this exemplary embodiment, the inflow opening 11 forms a well connection for cooperation with a corresponding oil connection of the valve of the oil well 14.

I In dit uitvoeringsvoorbeeld is de shuttle 1 direct op de put aangesloten, en is 15 de shuttle 1 boven de put gelegen. Het moge duidelijk zijn dat het eveneens H mogelijk is om de shuttle 1 indirect op de put 14 aan te sluiten, bijvoorbeeld I via een sluis of reservoir. Voorts moge duidelijk zijn dat de shuttle 1 ook I naast de put 14 kan worden gepositioneerd, bijvoorbeeld op een naast de put 14 gelegen ankerplaats.In this exemplary embodiment, the shuttle 1 is directly connected to the well, and the shuttle 1 is located above the well. It will be clear that it is also H possible to connect the shuttle 1 indirectly to the well 14, for example I via a lock or reservoir. Furthermore, it should be clear that the shuttle 1 can also be positioned next to the well 14, for example at an anchor location adjacent to the well 14.

I 20 De houder 2 is voorts nabij zijn bovenzijde B voorzien van een afvoer 25 voor het uit de oliecompartimenten 5 afvoeren van olie.The container 2 is furthermore provided near its upper side B with a drain 25 for discharging oil from the oil compartments 5.

De houder 2 is voorts nabij zijn bovenzijde voorzien van een gasopvangruimte 15 voor het uit het oliecompartiment 5 afvoeren van uit de in de olie compartementen 5 verzamelde ruwe olie vrijkomend productiegas.The container 2 is furthermore provided near its upper side with a gas collection space 15 for discharging from the oil compartment 5 production gas released from the crude oil collected in the oil compartments 5.

25 De gasopvangruimte 15 is voorts voorzien van een brander 24 voor het I affakkelen van het opgevangen productiegas.The gas collection space 15 is furthermore provided with a burner 24 for flaring the collected production gas.

I De houder 2 is voorts voorzien van vier thrusters 16voor het I besturen en aandrijven van de oil shuttle 1. Uiteraard kan ook een ander I aantal thrusters worden toegepast, bijvoorbeeld 3 of 8. De thrusters zijn bij I 30 voorkeur met een verstelbare straalhoek aan de houder 2 bevestigd, zodat I 1 n o o o a λ 8 zij naar keuze kunnen worden toegepast voor het regelen van de stijg- of daalsnelheid, of voor het zijwaarts ten opzichte van de put in langsrichting van de waterbedding, hier de zeebodem, 26, verplaatsen van de oil shuttle. In het bijzonder kunnen de thrusters 16 worden toegepast voor het 5 positioneren van de oil shuttle 1 ten opzichte van een op de zeebodem 26 aangebrachte ankerplaats 17 en ten opzichte van een nabij het waterspiegel 19, hier de zeespiegel, gelegen tanker of andere inrichting voor het uit de oil shuttle overnemen van ruwe olie. De houder 2 is voorts voorzien van drijvers 21. De drijvers 21 kunnen een vast drijfvermogen hebben. Bij 10 voorkeur kan echter naar keuze omgevingswater of hulpgas, zoals lucht, aan de drijvers worden toegevoerd voor het regelen van het drijfvermogen van de houder 2. De drijvers 21 zijn dan uitgevoerd als ballasttanks.The holder 2 is furthermore provided with four thrusters 16 for controlling and driving the oil shuttle 1. Of course, a different number of thrusters can also be used, for example 3 or 8. The thrusters are preferably with an adjustable radius angle on the holder 2 is fixed, so that it can be used optionally for controlling the rate of rise or fall, or for moving sideways relative to the well in the longitudinal direction of the water bed, here the seabed, 26, of the oil shuttle. In particular, the thrusters 16 can be used to position the oil shuttle 1 with respect to an anchor point 17 arranged on the seabed 26 and with respect to a tanker or other device for placing it near the water level 19, here the sea level. taking crude oil from the oil shuttle. The holder 2 is furthermore provided with floats 21. The floats 21 can have a fixed buoyancy. Preferably, however, ambient water or auxiliary gas, such as air, can optionally be supplied to the floats for controlling the buoyancy of the container 2. The floats 21 are then designed as ballast tanks.

De houder 2 omvat voorts een drukbestendig module 22 waarin tijdens transport in hoofdzaak atmosferische druk wordt gehandhaafd. In de 15 drukbestendige module kan een energiebron en/of generator zijn opgenomen voor het leveren of opwekken van energie voor de aandrijvingen, bij voorkeur een verbrandingsmotor voor het via een generator voeden van onder meer de thrusters. Voorts kan in de drukbestendige module 22 een brandstofvoorraad zijn opgenomen voor het voeden van de 20 verbrandingsmotor en besturingsmiddelen voor het besturen van de aandrijving, communicatiemiddelen voor het communiceren met een op afstand gelegen besturingsstation, accu's etc. Bij voorkeur is drukbestendige 22 module zelf voorzien van een uitwisselbare verbruiksmodule 23 waarmee alle gebruiksgoederen, zoals accu’s en zuurstof gelijktijdig kunnen worden 25 losgenomen en worden ververst door plaatsing van een nieuwe module.In de hier getoonde uitvoeringsvorm vallen de druk bestendigmodule 22 en de verbruiksmodule 23 samen.The container 2 further comprises a pressure-resistant module 22 in which substantially atmospheric pressure is maintained during transport. The pressure-resistant module may include an energy source and / or generator for supplying or generating energy for the drives, preferably a combustion engine for supplying, among other things, the thrusters via a generator. Furthermore, a pressure supply may be included in the pressure-resistant module 22 for supplying the combustion engine and control means for controlling the drive, communication means for communicating with a remote control station, batteries, etc. Preferably, pressure-resistant 22 module itself is provided with an exchangeable consumption module 23 with which all consumables, such as batteries and oxygen, can be simultaneously detached and refreshed by placing a new module. In the embodiment shown here, the pressure-resistant module 22 and the consumption module 23 coincide.

De centrale pijp 10 is in deze uitvoeringsvorm voorzien van een actuator of pomparm 27 voor uit de put oppompen van ruwe olie. In deze 30 uitvoeringsvorm is de pomparm koppelbaar met een in de put aangebrachteIn this embodiment the central pipe 10 is provided with an actuator or pump arm 27 for pumping up crude oil from the well. In this embodiment, the pump arm can be coupled to one arranged in the well

i nooeiΛ 'Ii noiΛi

H pomparm 28, zodat deze armen 27, 28 tezamen een zogenoemd H trolley systeem vormen voor het uit het veld oppompen van ruwe olie. De pomparmen zijn daartoe voorzien van een losneembare koppeling 29.H pump arm 28, so that these arms 27, 28 together form a so-called H trolley system for pumping up crude oil from the field. The pump arms are for this purpose provided with a releasable coupling 29.

H Uiteraard kan een dergelijk pompsysteem achterwege blijven wanneer het 5 te exploiteren olieveld voldoende druk heeft. Uiteraard kan de oil shuttle 1 H worden voorzien van een zelfstandig werkende pomp en/of kan in de olieput 14 een zelfstandig werkende pomp worden aangebracht.Of course, such a pump system can be dispensed with when the oil field to be operated has sufficient pressure. The oil shuttle 1 H can of course be provided with an independently operating pump and / or an independently operating pump can be fitted in the oil well 14.

De drukbestendig module 22 is in dit uitvoeringsvoorbeeld via een verbindingsdraad 30 gekoppeld met een boei 31 aan de waterspiegel 19, 10 waarop een zend- en ontvangstantenne is aangebracht.In this exemplary embodiment, the pressure-resistant module 22 is coupled via a connecting wire 30 to a buoy 31 on the water surface 19, 10 on which a transmitting and receiving antenna is arranged.

Indien gewenst kan de oil shuttle 1 zijn voorzien van een stroomlijn vorm die te snelle stijging en/of daling belemmert. Voorts kan de H olieshuttle zijn voorzien van waterweerstandsverhogende middelen, zoals flappen voor het tijdens het stijgen en/of dalen afremmen van de oil shuttle.If desired, the oil shuttle 1 can be provided with a streamline shape that impedes rapid rise and / or fall. Furthermore, the H oil shuttle can be provided with water-resistance-increasing means, such as flaps for braking the oil shuttle during rising and / or lowering.

15 Aan de hand van figuren 3-7 wordt het gebruik van een houder 1 voor het batchgewijs onder water transporteren van ruwe olie vanaf de zeebodem naar de zeespiegel toegelicht.Referring to Figures 3-7, the use of a container 1 for batch-wise transportation of crude oil from the seabed to the sea level is explained.

I In de uitgangstoestand zijn de ballasttanks 21 van de shuttle 1 I gedeeltelijk gevuld met lucht en drijft de shuttle 1 aan het wateroppervlak.In the initial state, the ballast tanks 21 of the shuttle 11 are partially filled with air and the shuttle 1 floats on the water surface.

I 20 In de uitgangstoestand is de drukbestendige module 22 zojuist gewisseld.In the initial state, the pressure-resistant module 22 has just been changed.

I De olieshuttle 1 kan over het wateroppervlak 19 naar een plaats boven een onderzees olieveld worden vervoerd met behulp van een sleepboot. De waterdiepte kan ter plaatse bijvoorbeeld 500 tot 2500 meter zijn. Vooraf is een olieput 14 geboord met behulp van een drijvend boorplatform en is de 25 olieput 14 voorzien van een aansluiting aan de put 14 op de bedding.The oil shuttle 1 can be transported over the water surface 19 to a location above a subsea oil field with the aid of a tugboat. The water depth on site can for example be 500 to 2500 meters. An oil well 14 is drilled in advance with the aid of a floating drilling platform and the oil well 14 is provided with a connection to the well 14 on the bed.

Door lucht uit de ballasttanks 21 te laten stromen en door zeewater in de ballasttanks 21 te laten stromen neemt het drijfvermogen van de shuttle 1 af en zinkt de shuttle vanaf het wateroppervlak 19 naar de zeebodem 26. Een onderwaternavigatiesysteem leidt de shuttle 1 met 30 behulp van de thrusters 16 naar de ankerplaats 17. Bij voorkeur zijn de 10 communicatiemiddelen redundant uitgevoerd, bijvoorbeeld door toepassing van een boei 31 die via een draad 30 met de shuttle 1 is verbonden en door middel van akoestische communicatie onder water. De thrusters 16 vermijden dat de shuttle 1 te snel daalt. Bij of na het verankeren kan de 5 instroomopening 11 met de putafsluiter 13 worden verbonden.By allowing air to flow from the ballast tanks 21 and by flowing seawater into the ballast tanks 21, the buoyancy of the shuttle 1 decreases and the shuttle sinks from the water surface 19 to the seabed 26. An underwater navigation system guides the shuttle 1 using 30 the thrusters 16 to the anchorage 17. The communication means are preferably redundant, for example by using a buoy 31 which is connected to the shuttle 1 via a wire 30 and by means of acoustic communication under water. The thrusters 16 prevent the shuttle 1 from falling too fast. Upon or after anchoring, the inflow opening 11 can be connected to the well valve 13.

Na opening van een onderzeese veiligheidsklep 32 stroomt een mengsel van ruwe olie, productiewater en productiegas in de oliecompartimenten 5 van de shuttle 1. Productiegas dat tijdens het instromen vrijkomt, kan hetzij worden teruggeïnjecteerd in het veld of kan 10 worden gecomprimeerd en in de houder 2 worden opgeslagen. Het productiegas kan ook direct worden verbrand. Onder druk van het olieveld of een hulppomp worden de zuigers 4 neerwaarts gedrukt en wordt ballast water uit het watercompartiment 6 verdreven en via aansluiting 7 afgevoerd. Wanneer de zuiger 4 de bodem van de kamers 3 heeft bereikt, 15 wordt de olietoevoer met veiligheidsklep afgesloten. Daarbij kan eventueel productiewater dat zich uit de ruwe olie heeft afgescheiden via niet weergegeven afsluitbare openingen in de zuigers 4 of via een bypassleiding naar het watercompartiment 6 worden afgevoerd om een maximale olievulling van de houder 2 te bereiken.After opening a submarine safety valve 32, a mixture of crude oil, production water and production gas flows into the oil compartments 5 of the shuttle 1. Production gas that is released during the inflow can either be injected back into the field or compressed and into the container 2 being saved. The production gas can also be directly incinerated. Under pressure from the oil field or an auxiliary pump, the pistons 4 are pressed downwards and ballast water is expelled from the water compartment 6 and discharged via connection 7. When the piston 4 has reached the bottom of the chambers 3, the oil supply is shut off with a safety valve. Thereby, any production water that has separated from the crude oil can be discharged via closable openings (not shown) in the pistons 4 or via a bypass line to the water compartment 6 to achieve a maximum oil filling of the container 2.

20 Wanneer de olieshuttle 1 met een batch ruwe olie is gevuld, levert het verschil in dichtheid tussen de olie en het water een positieve opwaartse kracht. Het vullen van de shuttle kan bijvoorbeeld enkele dagen of weken duren: het totale volume van de kamers 3 in de houder 2 kan bijvoorbeeld 100.000 m3 zijn bij een afmeting van 40 x 40 x 60 meter van de shuttle 1.When the oil shuttle 1 is filled with a batch of crude oil, the difference in density between the oil and the water provides a positive upward force. Filling the shuttle can, for example, take a few days or weeks: the total volume of the chambers 3 in the container 2 can be, for example, 100,000 m3 at a size of 40 x 40 x 60 meters from the shuttle 1.

25 Het moge duidelijk zijn dat tijdens het vullen aan de opwaartse kracht weerstand moet worden geboden, bijvoorbeeld door robuust uitgevoerde koppelankers 33 aan de ankerplaats 17.It will be clear that during filling the upward force must be resisted, for example by robustly designed coupling anchors 33 at the anchor location 17.

Nadat de shuttle 1 is ontkoppeld van de put en van ankerplaats 17, zal de shuttle 1 met de batch olie in de houder 2 vanaf de bedding 26 naar 30 het wateroppervlak 19 opstijgen. Tijdens het opstijgen wordt, net als tijdens H het afzinken, via de aansluiting 7 de druk in het watercompartiment 6 gelijk gehouden aan de omgevingsdruk en wordt de druk van het watercompartiment 6 via de zuiger 4 gelijk gemaakt aan die in het oliecompartiment 5. Ten gevolge van de afnemende druk tijdens het 5 opstijgen, zal meer productiegas vrijkomen uit de ruwe olie in de oliecompartimenten 5. Dit gas wordt op gevangen in de gasopvangruimte 15 H en wordt met behulp van een toorts verbrand. Het gas kan ook gecomprimeerd in een niet weergegeven opslagtank worden opgeslagen en later worden gelost. Wanneer het boven de put 14 gelegen deel van het 10 wateroppervlak 19 niet toegankelijk is, bijvoorbeeld door ijsvorming, kan de shuttle 1 met behulp van thrusters 16 tijdens het opstijgen zijwaarts worden getransporteerd. Uiteraard is het ook mogelijk om op deze wijze de shuttle 1 naar minder diep water te brengen.After the shuttle 1 has been disconnected from the well and from anchorage 17, the shuttle 1 with the batch of oil in the container 2 will rise from the bed 26 to the water surface 19. During the ascent, just as during H sinking, the pressure in the water compartment 6 is kept equal to the ambient pressure via the connection 7 and the pressure of the water compartment 6 via the piston 4 is made equal to that in the oil compartment 5. As a result of the decreasing pressure during the ascent, more production gas will be released from the crude oil in the oil compartments 5. This gas is captured in the gas collection space 15 H and is burned with the aid of a torch. The gas can also be stored compressed in a storage tank (not shown) and released later. When the part of the water surface 19 located above the well 14 is not accessible, for example due to ice formation, the shuttle 1 can be transported sideways with the aid of thrusters 16 during the ascent. Of course it is also possible to bring the shuttle 1 to less deep water in this way.

Eenmaal bij het wateroppervlak 19 aangekomen, wordt de olie uit 15 de shuttle 1 overgeladen aan een losfaciliteit, bijvoorbeeld een olietanker, een olieplatform, een pompstation, etc. Tijdens het lossen van de lading, kan I een verse module 22/23 worden geïnstalleerd. Vervolgens is de shuttle 1 I klaar voor een nieuwe pendelcyclus.Once arrived at the water surface 19, the oil from the shuttle 1 is transferred to a discharge facility, for example an oil tanker, an oil platform, a pumping station, etc. During the unloading of the load, a fresh module 22/23 can be installed. The shuttle 11 is then ready for a new shuttle cycle.

I Aldus wordt olie die gewonnen is uit een onder een waterbedding I 20 gelegen veld, vanaf de bedding naar de waterspiegel getransporteerd door de olie ter plaatse van de bedding batchgewijs in een houder te verzamelen en de houder met de daarin verzamelde olie batchgewijs naar de waterspiegel te transporteren, waarbij de houder tussen waterspiegel en bedding heen en weer pendelt.Thus, oil extracted from a field under a water bed is transported from the bed to the water surface by collecting the oil in a container at the location of the bed and the container with the oil collected therein in a batch to the water surface. to be transported, whereby the container swings back and forth between the water surface and the bed.

25 Het zal duidelijk zijn dat de uitvinding niet beperkt is tot het hier weergegeven uitvoeringsvoorbeeld en dat vele varianten mogelijk zijn. Dergelijke varianten worden geacht te liggen binnen het bereik van de uitvinding zoals verwoord in de hiernavolgende conclusies.It will be clear that the invention is not limited to the exemplary embodiment shown here and that many variants are possible. Such variants are considered to be within the scope of the invention as set forth in the following claims.

3030

1 Π O O Ο λ A1 Π O O Ο λ A

Claims

12

Device for transporting oil under water, comprising at least one holder for keeping crude oil and water separate, provided with means for importing and exporting ballasting means and means for importing and exporting crude oil and with means for passing on the ambient pressure.

Device as claimed in claim 1, wherein the holder is substantially self-supporting.

3. Device as claimed in claim 1 or 2, wherein the holder comprises two compartments with a flexible volume that are separated by a physical interface 10.

The device of claim 3, wherein the interface comprises a membrane.

The device of claim 3, wherein the interface comprises a piston.

Device as claimed in any of the foregoing claims, wherein the holder is further provided with a gas collection space for collecting released production gas.

7. Device as claimed in any of the foregoing claims, wherein the holder is further provided with means for, preferably continuously, discharging production gas.

Device as claimed in any of the foregoing claims, wherein the holder is further provided with means for compressing and storing production gas.

9. Device as claimed in any of the foregoing claims, wherein the holder is further provided with drive means.

10. Device as claimed in any of the foregoing claims, wherein the holder is provided with a pressure-resistant module in which the atmospheric pressure can be maintained.

11. Device as claimed in any of the foregoing claims, wherein the holder is provided with a pipe extending substantially upwards between the bottom and the top side of the holder.

Device as claimed in any of the foregoing claims, wherein the holder is provided with one or more ballast tanks.

13. Use of a container for transporting batchwise from a bed under water to the water surface from an oil or gas field located under the bed.

14. Method for exploiting underwater oil and gas fields, wherein hydrocarbons extracted from an oil field are transported from an underwater bed to the water level, wherein the hydrocarbons are collected batchwise in a container at the location of the bed and wherein the container with the hydrocarbons collected therein is transported batchwise to the water level.

A method according to claim 4, wherein the container swings back and forth between water surface and bed.

A method according to any one of the preceding claims 14 or 15, wherein the hydrocarbons are discharged from the container near the water level.

17. Method as claimed in any of the foregoing claims 14-16, wherein during filling of the container with hydrocarbons, water present in the container is removed from the container.

A method according to any one of the preceding claims 14-17, wherein to regulate the buoyancy of the container, an auxiliary gas is introduced into one or more ballast tanks of the container.

19. A method according to any one of the preceding claims 14-18, wherein the pressure in the container is kept substantially equal to the pressure of the ambient water.

1. O o o y y, 14

20. Method as claimed in any of the foregoing claims 15-19, wherein during movement between bed and water surface the displacement of the holder is controlled with the aid of drive means.

21. Method as claimed in any of the foregoing claims 14-20, wherein crude oil is collected in the container and wherein production gas released from the crude oil is removed from the container.

The method of claim 21, wherein the released production gas is incinerated.

23. Method according to claim 21, wherein the released production gas is compressed and stored. a A A 1