NO147684B - Konstruksjon for utnyttelse av havbunnen og som gjoer det mulig aa sikre de forskjellige funksjoner som henger sammen med slik utnyttelse - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår i sin alminnelighet en konstruksjon for utnyttelse av havbunnen, omfattende minst en søyle med et skaft som er svingbart festet til et underlag,

hvilket skaft er utstyrt med vertikale føringsskinner, langs hvilke er bevegelig montert organer, særlig verktøy, såsom f.eks. en brønnstengningsblokk eller en arbeidsklokke for å

sikre de forskjellige funksjoner som hører til arbeidet som f.eks. vedlikehold av minst en gruppe brønnhoder som befinner seg ved foten av søylen og produksjon ut fra disse brønnhoder.

Inntil idag er størsteparten av plattformene bare beregnet .

for meget betydelige felter og maksimale vanndybder på 100 til 150 m og man orienterer seg mer og mer mot lettere løsninger med utnyttelsen av undervanns brønnhoder.

Konkuranseevnen for leddforbundne søyler særlig når det gjelder omkostninger, leveringstider og fleksibilitet for anleg-

get og utnyttelsen, gjør det mulig ifølge oppfinnelsens hoved-

formål å ta sikte på deres utnyttelse på området for selvstendig produksjon og utforskning av et felt, særiig små felter eller marginale felter eller også når det dreier seg om konstruksjoner for umiddelbart å sette igang produksjon av store reserver av olje eller gass.

I tillegg til operasjoner forbundet med boring, med an-bringelsen av brønnhode, produksjon og innsprøytning av vann eller gass i produksjonslagene, med behandling og utvikling av olje, oppstår alle problemer som er knyttet til tilpasningen og vedlike-holdet av undervanns brønnhodene og som må utføres med regelmes-

sige intervaller.

Ved de løsninger som foreligger, anvender man:

- Enten en stasjonær plattform hovedsakelig på stedet for

en undervannsbrønn med produksjonsblokker og sikkerhetsblokker som befinner seg på den oppstikkende topp av plattformen. Denne type konstruksjon har ulemper som skriver seg fra plattformens befestigelse som blant annet omfatter en tung konstruksjon som følgelig er kostbar,

- eller en ubevegelig eller delvis neddykket plattform med

adskilte undervanns-brønnhoder forbundet ved overflaten ved hjelp av produksjonsrørledninger og med fjernstyring av pro-duks jonsblokker fra plattformen. Denne type konstruksjon har ulemper fordi den mangler beskyttelse av de adskilte brønn-hoder, produksjonsrørledninger og fjernstyringsledninger. I tilfelle av en delvis neddykket plattform kan det dessuten vise seg nødvendig å avbryte produksjonen i tilfelle av dårlig vær.

Foreliggende oppfinnelse har som formål å eli-minere ulempene ved det system som er beskrevet i fransk patent nr. 1 594 818, hvor det er nødvendig å anordne like mange føringsskinner som det foreligger brønnhoder ved foten av søylen. Dette formål er oppnådd ved å anordne en teleskopisk bærer montert svingbar på en slede som er bevegelig langs føringsskinner, på hvilken bærer arbeidsverktøyet er festet.

For dette formål foreslår oppfinnelsen en konstruksjon for utnyttelse av havbunnen og som gjør det mulig å sikre de forskjellige funksjoner som henger sammen med en slik utnyttelse, såsom produksjon, rekondisjonering og vedlikehold av brønnhoder under vannet, innsprøytning av vann eller gass i produksjonslagene i havbunnen osv., og oppfinnelsen utmerker seg ved at for å muliggjøre en direkte adgang for organene til brønnhodene, er de nevnte organer festet til en teleskopisk holder som er montert svingbar i et hovedsakelig horisontalt plan på en slede som er bevegelig langs de nevnte føringsskinner.

Andre trekk ved oppfinnelsen fremgår av under-kravene.

Ytterligere fordeler, karakteristiske trekk og detaljer vil fremgå klarere ved hjelp av den følgende be-skrivelse under henvisning til tegningene, hvor fig. 1 er et lengdesnitt av en leddforbundet søyle i samsvar med oppfinnelsen for å sikre tilpasning og vedlikehold av undervannsbrønn-hoder gruppert i dens underlag utenfor det tilsynelatende horisontale profil av søylen, idet dette riss likeledes svarer til et snitt etter linjen I-l på fig. 5, fig. 2 er et snitt etter linjen II-II på fig. 5, fig. 3 er et planriss sett ovenfra av underlaget for den leddforbundne søyle vist på fig. 1 for å

vise fordelingen av undervanns brønnhodene, fig. 4 er et snitt

etter linjen IV-IV på fig. 1, fig. 5 er et snitt etter linjen V-V på fig. 1, fig. 6 er et delvis planriss i høyde med det oppdykkende parti av søylen for å vise en anordning for fast-spenning av rørledninger som hører til en bevegelig slede,

fig. 7 er et delriss sett ovenfra av en føringsslede som er bevegelig langs søylen og innenfor denne og bestemt for å

bære inngrepsverktøy, fig. 8 er et delvis sideriss som illu-strerer den bevegelige slede på fig. 7 i høyde med det oppdykkende parti av søylen, fig. 9 er et riss sett i pilens IX retning på fig. 8, fig. 10 er et delvis riss av søylens fot med den bevegelige slede som fører et inngrepsverktøy på et brønnhode, fig. 11 er et delvis oppriss av den øvre oppdykkende del av søylen, fig. 12 er et delvis lengdesnitt av søylen vist på fig. 1 for skjematisk å vise en dykkerinnretning som hører til søylen, fig. 13 er et snitt etter linjen XIII-XIII

på fig. 12, fig. 14 er et snitt etter linjen XIV-XIV på fig. 12, og fig. 15 er et riss som er hovedsakelig identisk med fig. 14, men med dykkeinnretningen ved det nedre parti av søylen I-

Søylen 1 for tilpasning og vedlikehold av undervanns-brønnhoder vist på fig. 1 og 2, er ved hjelp- av et universalledd 2 av kardangtypen svingbart festet til et underlag 3 som hviler på havbunnen 4. Søylen 1 omfatter hovedsakelig '■ et oppdykkende parti 5 eller hode som grupperer alt materiell egnet for å sikre alle operasjoner med tilpasning og vedlikehold av undervanns-brønnhoder, et hovedsakelig sylindrisk skaft eller en stamme 6 som er delvis neddykket og forlenget med en gitterkonstruksjon 7 med kvadratisk tverrsnitt forbundet ved sitt nedre parti med universalleddet 2. Ved det øvre parti av gitter-konstruks jonen 7 er anordnet en hovedflottør 8 hovedsakelig inn- . delt i uavhengige kammere og som fremkaller et korreksjons-moment i tilfelle av skråstilling av søylen under virkningen av ytre krefter. Ved det nedre parti av det rørformede gitter 7 er anordnede hjelpeflottører 9 for sleping og nedsenking av søylen, såvel som et ballastrom 10 anbragt over universalleddet 2 for å redusere den vertikale kraft som skyldes trykket av hovedflot-tøren 8 på leddet. I søylens 1 akse mellom dens underlag 3 og dens hode 5 er anordnet en sentral brønn 11 for gjennomgang av rørledninger for strømning av fluidum og fjernstyringskabler for brønnhodene

Med henvisning særlig til fig. 3 og 7 er undervanns-brønn-hodene 12 med fordel sammensatt i to grupper 12a, 12b som munner ut i høyde med foten eller underlaget 3 utenfor det tilsynelatende horisontale profil av søylen, hvilke grupper f.eks. er diametralt motstående i forhold til søylens akse. I hver gruppe 12a, 12b er brønnhodene 12 f.eks. i et antall av fem fordelt på en sirkel, hvis senter likeledes befinner seg utenfor det tilsynelatende horisontale profil av søylen.

Med særlig henvisning til fig. 1, 4, 5, 7 til 10, er søylen 1 utstyrt med en eneste verktøyholderslede 15 som er bevegelig langs vertikale føringsskinner hhv. 16a og 16b festet på hver side av søylen hovedsakelig i et vertikalt plan som går gjennom sentrene for de to grupper brønner 12a, 12b. Disse føringsskinner 16a, 16b strekker seg mellom hodet 5 og underlaget 3 for søylen,

og bæres av skaftet 6 og gitterkonstruksjonen 7.

Til denne slede 15 hører en dreibar teleskoparm 17 som har et fast endeelement som er leddforbundet med endene av stempel-stenger for to trykksylindere 18 som ligger i samme plan med nevnte arm i et hovedsakelig horisontalt plan og hvis sylindere er leddforbundet med sleden 15. Disse teleskoparmer 17 styres for ut-strekning ved hjelp av en sylinder 19 og omfatter ved den frie ende av sitt siste bevegelige element et gripeorgan 20 såsom en tang. Således kan denne tang 20 føres til stedet for hver brønn 12 i den ene eller annen gruppe av brønner 12a, 12b når sleden ruller på skinnene 16a eller 16b.

Senkingen av sleden 15 langs føringsskinnene 16a, 16b (fig.

7) foregår ved hjelp av en opphengningskabel 21 rullet opp på en vinsj 22 med samtidig senking av en styre-"navlestreng" 23 som særlig hører til sylindrene 18 for innstilling av armen 17. Denne "navlestreng" 23 er rullet opp på en skive 24. Denne vinsj 22

og skiven 24 er anbragt i et rom 2 5 anordnet i det øvre parti av skaftet 6.

Hodet 5 av søylen 1 (fig. 1, 2, 12) omfatter med utgangs-punkt i den øvre ende av skaftet 6 et første magasin-verksted 30 bestemt for lagring særlig av tungt inngrepsmateriell. Dimensjonene av dette magasin 30 er slik at det heller utover de to grupper av brønner 12a, 12b. Dette magasin 30 befinner seg under et annet magasin 32 som har en mindre bunnflate enn gulvet 31 i magasinet 30, slik at det på den øvre ytre flate av dette avgrenses et ut-vendig arbeidsgulv 33.- Dette magasin 32 befinner seg under et magasin 34 som inneholder oppholdsrommene og hvis øvre flate dan-ner en plattform 35 for helikoptere. Magasinet 32 har en grunn-flate med størrelse mellom den for de to magasiner 30 og 31.

I det indre av magasinet 30 (fig. 6 og 11) er særlig anordnet en slede 36 som er bevegelig ved forskyvning langs førings-, skinner anbragt på gulvet 31 for å komme vertikalt over brønnene 12, enten i gruppen 12a eller i gruppen 12b. Denne slede 36 (fig. 10) bærer f.eks. et tungt verktøy såsom en blokk 37 for stengning av en brønn. Et strekkspenningssystem 38 med sine kabler 39 gjør det mulig å kompensere selve vekten og de vertikale bevegelser av en inngrepsledning 40 forbundet ved sin nedre ende med et av brønnhodene 12.

I magasin-verkstedet 30 er anordnet vertikale hjelpeførings-skinner 41a, 41b som kan svinges ned og befinner seg hhv. hovedsakelig i forlengelsen av føringsskinnene 16a og 16b slik at de kan bringe sleden 15 til å trenge inn i det indre av magasinet 30 gjennom åpninger anordnet i taket 31 for.feste ved enden av dens teleskopiske arm 17 av inngrepsverktøy lagret i dette magasin.

I høyde med dette magasin 30 styres sleden 15 (fig. 11) for' forskyvning ved hjelp av en kabel 42 som likeledes tjener ved hjelp av en skive 43 og en rullebro 44 båret på det nedre parti av magasinet 34 for oppholdsrom, til å føre sleden 15 når den er løftet opp over magasinet 30 gjennom åpninger anordnet i dettes øvre parti, på føringsskinner 16a over til skinner 16b og omvendt.

På arbeidsdekket eller gulvet 33 på den øvre flate av magasinet 30 er f.eks. montert et tårn 45 for boring og løfting for den vertikale håndtering av rørformede elementer såsom inngreps-rørledninger 40. Dette tårn 45 er likeledes forskyvbart ved hjelp av en slede 46 for å bringes til vertikalen over hver gruppe brøn-ner 12a, 12b. Dette tårn 45 er med fordel tilbaketrekkbart ved sitt øvre parti for å kunne anbringes i det indre av magasinet 32.

I høyde med arbeidsplattformen eller gulvet 33 er likeledes anordnet systemer 47 for lasting og lossing som gjør det mulig å foreta operasjoner mellom søylen og et fartøy (fig. 2).

Med henvisning til fig. 12 til 15 er søylen 1 utstyrt med et dykkerutstyr såsom en klokke 50 som likeledes er ført langs søylen 1 ved hjelp av en slede 51 bevegelig på føringsskinner 52a, 52b festet på en identisk måte på skinner 16a, 16b for sleden 15. Denne klokke 50 gjør det mulig å overvåke operasjoner foretatt i høyde med grupper av brønnhoder 12a og 12b. Denne klokke senkes ved hjelp av en kabel 53 ut fra magasin-verkstedet 30. De to føringsskinner 52a og 52b for klokken 50 forenes i høyde med en sporveksel for å ende i det indre av magasinet 30 for utførelse av operasjoner med lasting og lossing.

Den beskrevne søyle 1 er en leddforbundet søyle for samlet tilpasning og vedlikehold av undervanns-brønnhoder og har følg-ende karakteristiske trekk: - ti brønnhoder er sammensatt i to grupper på fem som munner ut i underlaget eller foten og diametralt motstående i forhold til søylens akse (antallet brønnhoder er gitt som et rent eksempel), - adgangen til disse forskjellige brønner foregår ut fra arbeidsplattformen eller gulvet (som befinner seg på det oppdykkende parti av søylen) vertikalt over hver gruppe brønner. Hver brønn nåes ved avbøyning ut fra disse gulv ved hjelp av en fjern-styrt verktøybærende slede som er ført på skinner langs hele søy-len. Inngrepsverktøy (blokker for stengning av brønner, inngreps-rørledninger, kopleinnretninger,....) lastes inn i høyde med magasiner som befinner seg i søylens oppdykkende parti, - alle apparater for tung håndtering og inngrep er forskyv-bare på arbeidsdekkene for å komme vertikalt over hver av brønn-gruppene.

Til det ovenfor beskrevne utstyr og materiell er det nød-vendig å tilføye det innvendige utstyr og tilbehør.

På generell måte er alt utstyr for prøver og kontroll, lagerbeholdninger (boreslam, sement, brensel...) anordnet i det øvre parti av skaftet 6. Blant dette utstyr er det nødvendig å bemerke tilstedeværelsen av en separator for prøver med en kapa-sitet f.eks. på tyve tusen fat pr. dag som tillater analyse av utstrømningen fra en hvilken som helst av brønnene i produksjon, idet forbindelsen mellom denne separator og brønnhodene foregår ved hjelp av den sentrale brønn 11 i søylen.

Hjelpemidler (energi, vann, oppholdsrom....) og sikkerheter

er fordelt hovedsakelig i magasinene som befinner seg i den øverste del av søylen.

Hvis f.eks. blokken 37 for stengning av en brønn skal sen-

kes til nivået for en av brønnene 12 i gruppen 12a, blir denne stengeblokk 37 på forhånd montert på sin slede 36 og ført til nivået for magasin-verkstedet 30 vertikalt over brønngruppen 12a. Deretter blir sleden 15, f.eks. allerede anbragt på samme side

som brønngruppen 12a, ført inn i det indre av magasinet 30 ved hjelp av kabelen 42 som hører til rullebroen 44. I magasinet 30

kan da utføres en forbindelse mellom armen 17 på sleden 15 og en rørledning 40, hvis nedre ende er festet til stengeblokken 37.

Så blir blokken 37 senket helt ned til brønnhodet under føring

ved hjelp av sleden 15 som ruller på føringsskinner 16a med styr-

ing ved hjelp av kabelen 21 som har avløst kabelen 42. Etterhvert som stengeblokken 37 senkes monterer man rørledningselementene 40 til hverandre idet disse elementer monteres ved hjelp av løfte-tårnet 45.

Den beskrevne operasjon er en av de operasjoner som kan

utføres ved hjelp av en slik søyle. Blant de øvrige operasjoner kan nevnes den som går ut på å stoppe en brønn ved injeksjon av boreslam, den som angår utskifting av et brønnhode ved å benytte løftetårnet 45, osv.

En slik søyle gjør det mulig å ta i betraktning dens tilpasning helt til dybder på 400 meter. Denne søyle kan etter et inn-

grep på brønnhoder koples fra underlaget for å bli slept til et annet inngrepssted.

De forskjellige typer av søyler som er beskrevet, kan med

fordel benyttes i konstruksjoner for utnyttelse og arbeide på havbunnen på en isolert måte, men fortrinnsvis i kombinasjon for å sikre en selvstendig utforskning og bearbeidelse av et oljefelt.

Claims (4)

1. Konstruksjon for utnyttelse av havbunnen, omfattende minst en søyle (1) med et skaft (6, 7) som er svingT-bart festet til et underlag (3), hvilket skaft er utstyrt med vertikale føringsskinner (16a, 16b; 52a, 52b) langs hvilke er bevegelig montert organer (37, 50), særlig verktøy, såsom f.eks. en brønnstengningsblokk eller en arbeidsklokke for å sikre de forskjellige funksjoner som hører til arbeidet som f.eks. vedlikehold av minst en gruppe (12) brønnhoder som befinner seg ved foten av søylen, og produksjon ut fra disse brønnhoder, karakterisert ved at for å mulig-gjøre en direkte adgang for organene (37, 50) til brønnhodene (12), er de nevnte organer (37, 50) festet til en teleskopisk holder (17) som er montert svingbar i et hovedsakelig horisontalt plan på en slede (15) som er bevegelig langs de nevnte føringsskinner (16a, 16b, 52a, 52b).

2. Konstruksjon ifølge krav 1, karakterisert ved at svingebevegelsen av den teleskopiske holder (17) styres ved hjelp av to sylindre (18) som er anbragt på hver side av holderen og i samme plan som denne.

3. Konstruksjon ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at holderen (17) er styrt for utstrek-ning ved hjelp av en sylinder (19).

4. Konstruksjon ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at holderen (17) omfatter ved sin frie ende et gripeorgan (20).