NO320113B1 - Anordning og fremgangsmate ved oppsamling av vannholdig borekaks fra en bronn - Google Patents

Description

ANORDNING OG FREMGANGSMÅTE VED OPPSAMLING AV VANNHOLDIG BOREKAKS FRA EN BRØNN.

Denne oppfinnelse vedrører en anordning for oppsamling av faste partikler fra en brønn, nærmere bestemt borekaks fra topphullsseksjonen i en petroleumsbrønn. Oppfinnelsen vedrø-rer også en fremgangsmåte ved anvendelse av anordningen.

Formålet med oppfinnelsen er å tilveiebringe en anordning som muliggjør oppsamling av partikler, særlig borekaks, frembrakt i forbindelse med boring av en oljebrønn, slik at borekakset kan bringes til et fartøy på overflaten for deretter å fraktes videre til prosessering eller deponering på land. I dette skriv anvendes begrepet fartøy om enhver type innretning som flyter på havets overflate.

Fra det britiske patentet GB 2 350 326 A er det kjent en fremgangsmåte for å fjerne hauger med for eksempel oljeholdig borekaks som er lagret på havbunnen, og uten at borekaksets forurensende bestanddeler frigjøres til miljøet under fjern-ingsoperasjonen. Etter at borekakset er dekket av et omsluttende kammer, tilsluttes kammeret en nærliggende, lukket beholder. En kjøreinnretning føres inn i kammeret og løsgjør borekakset som deretter pumpes inn i den lukkede beholder. Når en ønsket mengde borekaks er ført inn i nevnte lukkede beholder, returnerer kjøreinnretningen til beholderen som frakoples nevnte omsluttende kammer og den lukkede beholder med innhentet borekaks føres til overflaten.

Fra WO 99/46474 Al er det kjent en innretning for å separere borekaks fra borefluid i en på havbunnen anbrakt tett beholder. I beholderen skilles vesentlige deler av faststoffene fra fluidet ved at faststoffene bunnfelles i beholderen. Deretter pumpes borefluidet til overflaten gjennom en returled-ning, og beholderen inneholdende faststoff etterlates på havbunnen .

Ved boring av petroleumsbrønner frembringes store mengder borekaks som blant annet utgjøres av partikler fra formasjonene brønnen bores i. Det stilles i dag krav til at borekaks fra borehullet i topphullsseksjonen skal bringes til havoverfla-ten og fraktes til land for videre prosessering. Borekaks som frembringes fra boringen etter at topphullsseksjonen er fer-dig boret, bringes opp til borefartøyet ved hjelp av returrør for borkaks og borevæske, et såkalt stigerør eller "riser". På borefartøyet filtreres borevaesken fra borekakset som deretter blir fraktet til land for videre prosessering og deponering .

Ved boring av brønnens topphullsseksjon er det ikke mulig å benytte et stigerør slik at borekakset kan fraktes direkte til borefartøyet på overflaten. Idet topphullsseksjonen kun utgjør en liten del av et borehull, har det vært akseptert at borekaks fra topphullsseksjonen er blitt deponert på havbunnen i nærheten av borehullet. Imidlertid stilles det stadig strengere krav til utslipp i forbindelse boreaktivitetene. I enkelte geografiske områder stilles det krav til at også borekaks fra topphullsseksjonen, på lik linje med borekaks fra underliggende borehullsseksjoner, skal bringes til overflaten og videre til behandling på land.

En fremgangsmåte som ifølge kjent teknikk benyttes til å frakte borekaks fra topphullsseksjonen i en petroleumsbrønn og til overflaten, er å suge borekakset opp fra havbunnen og til et overflatefartøy etter hvert som borekakset bringes opp til havbunnen fra borehullet. Ved en slik oppsuging av borekaks fra havbunnen suges det også svært store mengder vann. I noen geografiske områder tillates det at det medfølgende vannet føres tilbake til havet, slik at kun borekakset må bringes til land for videre behandling.

I enkelte miljømessig sårbare geografiske områder tillates imidlertid ikke tilbakeføring av urenset vann til havet fra prosessen med å suge opp borekaks fra topphullsseksjonen. Dette medfører at svært store mengder vann enten må renses på overflatefartøyet eller bringes til land for rensing. Idet det om bord på et borefartøy er begrenset areal, er et omfat-tende renseanlegg for rensing av vann fra prosessen med å pumpe topphullsseksjonens borekaks til overflaten lite aktu-elt.

Oppfinnelsen har til formål å avhjelpe eller i det minste re-dusere en eller flere av ulempene med kjent teknikk.

Formålet oppnås ved trekk som er angitt i den nedenstående beskrivelse og i de etterfølgende patentkrav.

Den foreliggende oppfinnelse utgjøres av minst en oppsamlingsanordning anbrakt i nærheten av en brønnåpning på havbunnen, der oppsamlingsanordningen i en fortrukket utførelse utgjøres av et beholderliknende og fortrinnsvis helt eller delvis vanngjennomslippelig element som borekakset fra borehullets toppseksjon føres inn i ved hjelp av en pumpe og til-førselsledning som på i og for seg kjent vis kopler en innretning over brønnåpningen sammen med oppsamlingsanordningen. Vannet som følger med inn i det beholderliknende element når borekakset pumpes eller på annen måte bringes fra brønnåp-ningen til det beholderliknende element, vil etter hvert som det beholderliknende element fylles med faste partikler som for eksempel borekaks, bli presset ut gjennom vanngjennom-trengelige partier i beholderelementet.

Beholderelementet avgrenses fortrinnsvis av i det minste ett stivt eller fleksibelt veggelement, eller en kombinasjon der-av. Videre kan det minst ene veggelement være fremstilt i et helt eller delvis vanngjennomtrengelig materiale, eller ett eller flere partier av veggelementet kan være tett, mens ett eller flere partier av veggelementet kan være forsynt med åpninger som tillater vannet å strømme ut av beholderlementet.

Når beholderelementet er fylt med borekaks, blir den på i og for seg kjent vis, for eksempel ved bruk av en heiseinnretning, brakt til et fartøy på overflaten, hvilket fartøy bringer borekakset til land eller annet egnet sted for videre prosessering.

For å unngå stans i boringen når det beholderliknende element er fylt opp med borekaks og bringes opp til fartøyet og even-tuelt til land for å tømmes, kan mer enn ett beholderelement eller beholder fordelaktig anbringes ved brønnåpningen og tilkoples tilførselsledning og pumpeinnretning for mottak av borekaks. Når en beholder er fylt med borekaks, kan fyllingen av en annen starte. Alternativt kan mer enn ett beholderelement fylles samtidig.

Ved bruk av ovennevnte anordning og fremgangsmåte, har forsøk med én type beholder med svært vanngjennomslippelige veggele-menter vist at mer enn 80% av borekakset fra borehullets toppseksjon ble ført til overflaten. Ved anvendelse av en type beholder hvor kun et begrenset parti av beholderens veggelement er forsynt med åpninger som tillater vannet å strømme ut, vil en enda større andel av borekakset fra borehullets toppseksjon kunne bringes opp til og om bord i far-tøyet. Årsaken til dette er at en tettere beholder vil be-grense utvaskingen av borekaksets finere partikler, i forhold til en beholder med åpnere veggelement, i forbindelse med heving av beholderen fra havbunnen og opp til fartøyet.

I det etterfølgende beskrives ikke-begrensende utførelsesek-sempler på foretrukne utførelsesformer som er anskueliggjort på medfølgende tegning hvor;

Figur 1 viser delvis i snitt et perspektivisk oppriss av en oppsamlingsanordning i henhold til oppfinnelsen hvor oppsamlingsanordningen utgjøres av et fleksibelt beholderelement anbrakt i en ramme.

Orienteringsangivelsene vertikal og horisontal henfører seg til oppsamlingsanordningens bruksstilling i henhold til tegningen .

På tegningen betegner henvisningstallet 1 en oppsamlingsanordning i henhold til oppfinnelsen. Oppsamlingsanordningen 1 utgjøres av et beholderelement 5 egnet til å romme borekaks som kommer opp av borehullet 2 og ved hjelp av en pumpe 15 og et rør eller en slange 10 føres inn i beholderelementet 5. I utførelseseksempelet er pumpen 15 fast anbrakt til en brønn-ramme 20 over borehullet 2. Borekaksets strømningsretning i borehullet 2 og i ledningen 10 er angitt med pilene S.

Figur 1 viser et beholderelement 5 som er fremstilt i et fleksibelt materiale som er anbrakt i en ramme 8 som er fremstilt i et stivt materiale og som er egnet til å bære beholderelementet 5 når dette er fylt med borekaks og bringes om bord i et fartøy (ikke vist) på havets overflate. Oppsamlingsanordningen 1 er anbrakt på en havbunn 3 i nærheten av brønnrammen 20 over brønnåpningen.

Rammen 8 kan om ønskelig forsynes med veggpartier (ikke vist) slik at rammen 8 utgjør en i og for seg kjent konteiner.

Det fleksible materialet som utgjør beholderelementet 5 kan for eksempel være fremstilt ved veving eller strikking på i og for seg kjent vis av fiber i egnet material. I sin enkles-te form kan beholderelementet utgjøres av en finmasket not-lignende pose.

For å avstøtte beholderelementet 5 er rammens 8 bunnparti 9 forsynt med et fortrinnsvis heldekkende plateelement (ikke vist) som er fast anbrakt til rammen 8. For å avhjelpe drene-ring i forbindelse med heving og senking av oppsamlingsanordningen 1, er plateelementet fordelaktig forsynt med et fler-tall av utsparinger. I en alternativ utførelse kan beholderelementet 5 avstøttes ved anvendelse av en gitterrist av i og for seg kjent type.

På figur 1 er beholderelementets 5 øvre parti oppstøttet av et antall stropper 7 (to er vist) som er festet i beholderelementet 5 og rammen 8. Dette sikrer at beholderelementet 5 fylt med borekaks ikke forskyves ut av rammen ved forflytting av oppsamlingsanordningen mellom havbunnen 3 og fartøyet (ikke vist) på havets overflate. Beholderelementets 5 bunnparti kan også være festet til nevnte plateelement eller gitterrist .

I en alternativ utførelse kan rammen 8 forsynes med sidefla-teelementer (ikke vist) hvor i det minste en av flatene er fremstilt av et gitterlignende materiale som tillater vann å trenge ut- Det fleksible beholderelementet 5 som vist i figur 1 kan med denne løsning sløyfes idet beholderelementet 5 i nevnte alternative utførelse utgjøres av rammen 8 forsynt med sideflater.

I en ytterligere alternativ utførelse (ikke vist) kan beholderelementet 5 utgjøres av en beholder fremstilt i et stivt materiale som for eksempel stål, og som er forsynt med fortrinnsvis ett innløp for sammenkopling med tilførselsledning-en 10 og i det minste ett utløp. Innløpet og utløpet kan fordelaktig være anbrakt med størst mulig avstand, slik at mest mulig av partiklene avsettes inne i beholderen før vannet blir presset ut. For å avlette ønsket tømming av vann som befinner seg sammen med borekakset inne i beholderen, før beholderen bringes om bord i fartøyet, kan beholderen forsynes med ett eller flere dreneringsavløp som fordelaktig er anbrakt i de nedre partier av beholderelementet. Åpningen og lukkingen av dreneringsutløpet kan fortrinnsvis kontrolleres.

Oppfinnelsen omhandler også en fremgangsmåte ved fjerning av vannholdig borekaks som returneres fra et borehulls toppseksjon 2, hvor fremgangsmåten innbefatter: - anbringelse av en oppsamlingsanordning 1 med drenerende egenskaper på en havbunn 3 i nærheten av en brønnramme 20 som er anbrakt over en brønnåpning; - pumping av det vannholdige borekaks fra brønnrammen 20 og inn i et beholderelement 5 i oppsamlingsanordningen 1 via en ledning 10 som tilveiebringer fluidforbindelse mellom brønn-rammen 20 og oppsamlingsanordningen 1, og hvor væske som fortrenges av det borekaks som føres inn i beholderelementet 5 dreneres ut gjennom ett eller flere drenerende veggpartier i beholderelementet 5; - heving av oppsamlingsanordningen 1 inneholdende det vann-hoIdige borekaks fra borehullets toppseksjon, fra havbunnen 3 og opp til og om bord i et fartøy idet vesentlige deler av borekaksets væske dreneres fra borekakset mens beholderelementet 5 bringes fra en havoverflate og om bord i et fartøy på overflaten; og - føring av borekakset om bord i fartøyet til videre prosessering.

Oppfinnelsen omhandler også anvendelse av i det minste én oppsamlingsanordning 1 med drenerende egenskaper til oppsamling av vannholdig borekaks fra et borehulls toppseksjon 2 og føring av oppsamlingsanordningen 1 inneholdende borekaks, fra havbunnen 3 og opp til og om bord i et fartøy.

Claims (9)

1. Fremgangsmåte ved fjerning av vannholdig borekaks som returneres fra et borehulls toppseksjon (2), karakterisert ved at fremgangsmåten innbefatter; - anbringelse av en oppsamlingsanordning (1) med drenerende egenskaper på en havbunn (3) i nærheten av en brannramme (20) som er anbrakt over en brønnåpning; - pumping av det vannholdige borekaks fra brønnrammen (20) og inn i et beholderelement (5) i oppsamlingsanordningen (1) via en ledning (10) som tilveiebringer fluidforbindelse mellom brønnrammen (20) og oppsamlingsanordningen (1), og hvor væske som fortrenges av borekakset som føres inn i beholderelementet (5) dreneres ut gjennom ett eller flere drenerende veggpartier i beholderelementet (5) ; - heving av oppsamlingsanordningen (1) inneholdende det vannholdige borekaks fra borehullets toppseksjon, fra havbunnen (3) og opp til og om bord i et fartøy idet vesentlige deler av borekaksets væske dreneres fra borekakset mens beholderelementet (5) bringes fra en havoverflate og om bord i et fartøy på overflaten; og - føring av borekakset om bord i fartøyet til videre prosessering.

2. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, karakterisert ved at oppsamlingsanordningen (1) ved borehullets toppseksjon (2) heves mellom fartøyet og havbunnen (3) ved hjelp av en heiseinnretning anbrakt på far-tøyet .

3. Anvendelse av i det minste én oppsamlingsanordning (1) med drenerende egenskaper til oppsamling av vannholdig borekaks fra et borehulls toppseksjon (2) og føring av oppsamlingsanordningen (1) inneholdende borekaks, fra havbunnen (3) og opp til og om bord i et fartøy.

4. Oppsamlingsanordning (1) innrettet for mottak av vannholdig borekaks som pumpes fra en borehulls toppseksjon (2) via en ledning (10) som tilveiebringer fluidforbindelse mellom borehullets toppseksjon (2) og oppsamlingsanordningen (1), karakterisert ved at oppsamlingsanordningen (1) utgjøres av et beholderelement (5) som er innerettet til å bringes opp til en overflate og om bord i et fartøy på overflaten, og hvor i det minste ett parti av beholderelementet (5) er forsynt med drenerende egenskaper.

5. Oppsamlingsanordning (1) ifølge krav 4, karakterisert ved at det av beholderelementets (5) minst ene parti med drenerende egenskaper er anbrakt i et parti som under en heiseoperasjon befinner seg i et nedre parti av beholderelementet (5).

6. Oppsamlingsanordning (1) i henhold til krav 4, karakterisert ved at beholderelementet (5) er avgrenset av et fleksibelt veggelement.

7. Oppsamlingsanordning (1) i henhold til krav 4, karakterisert ved at beholderelementet (5) er avgrenset av et stivt veggelement.

8. Oppsamlingsanordning (1) i henhold til krav 4, karakterisert ved at beholderelementet (5) er avgrenset av i det minste ett parti med et stivt veggelement og ett parti med et fleksibelt veggelement.

9. Oppsamlingsanordning (1) i henhold til et hvilket som helst av kravene 4 til 8, karakterisert ved at beholderelementet (5) er anbrakt til en i det vesentlige stiv ramme (8).