NO334010B1 - Utslippoppdemmingsanordning for undervannsutblåsende oljebrønner - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse gjelder en anordning som innebærer et oppdemmingssystem for ukontrollert utblåsende undervannsbrønner, hvor anordningen omfatter de trekk som går frem av krav 1. Nevnte anordning omfatter en hylse med dimensjoner større enn den aktuelle utblåsningsventil (BOP) på oljebrønnen, dekket av et konisk tak som danner en trakt over BOP, hvor nevnte tak er utstyrt med en eksos-skorstein med en nedstengingsventil som inkluderer en forbindelsesflens for forankring og/eller tettingsutstyr til eksos-skorsteinen, idet nevnte montering også består av et antall sugeankere plassert i periferien av hylsen, og nevnte hylse inkluderer også et inntaksrør for injisering av fugemasse ved basen og nevnte tak inkluderer også minst ett inntaksrør for injisering av metanol og minst ett uttaksrør for utslipp av olje/vann/metanol blanding. Hylsen kan i en foretrukket utførelsesform inkludere en nivåindikator for å overvåke høyden av injisert fugemasse.

Videre omfatter foreliggende oppfinnelse en fremgangsmåte for nedstengning av en ukontrollert utblåsende oljebrønn med en skadet utblåsningsventil (BOP) hvor fremgangsmåten omfatter de trekk som er angitt i krav 3 og hvor en slik anordning som er forklart ovenfor, anvendes.

Et av problemene som skal løses med foreliggende oppfinnelse er å fremskaffe et oppdemmingssystem for utblåsende oljebrønner ved dyphavsboring. En undervanns letebrønn spesielt på dypt vann og/eller under høyt trykk og temperaturforhold (HP/HT) (opp til 1200 bars trykk og 200°C temperatur) er obligatorisk utstyrt med en utblåsningsventil (BOP) som stenger brønnen automatisk når unormale trykk oppstår, i den hensikt å stoppe ukontrollerte utslipp av væsker. Ingen annen brønnbarriere eksisterer hvis BOP ikke kan opereres på grunn av svikt i en av komponentene. Oppdemming av oljeutslipp kompliseres ytterligere ved hydratdannelse på slike dybder når sjøvann blandes med metan, og når disse hydrater blokkerer eksport linjer som overfører olje-/vannblandingen til potensielle redningsinnretninger.

Det er tidligere kjent forskjellige innretninger som forsøker å ta for seg problemer med ukontrollert utblåsende oljebrønner. Således er det fra US patent 4.416.565 Al og US patent 4.318.442 A kjent en anordning for nedstengning av ukontrollert utblåsende oljebrønner, hvor denne anordningen omfatter en sylinder med et traktformet tak som er utformet som en skorstein med en ventil som settes over en slik ukontrollert utblåsende oljebrønn. Videre er det kjent fra US patentsøknad 2006/0225810 Al en sarkofag som kan senkes ned over vrak på havbunnen for å tømme vraket for olje og gass, og hvor det blir injisert metanol inn i sarkofagen for å hindre at det dannes hydrater når vraket tømmes.

Anordningen som utgjør utblåsning oppdemmingssystemet og fremgangsmåten i henhold til foreliggende oppfinnelse er beskrevet nedenfor under henvisning til vedlagte figur.

Anordningen som utgjør utblåsnings oppdemningssystemet ifølge foreliggende oppfinnelse omfatter følgende elementer:

1 en beholder senket over den skadete BOP (element 7) omfattende

- En hylse (helst sylindrisk) (element IA), i en utførelsesform på ca. 4 meter i diameter og 12 m høy (dimensjonene tilpasset den aktuelle BOP som hylsen må omslutte, spesifisert av leverandøren av BOP); - En konisk hette (element IB) med skråning som avhenger av den interne friksjon av hydratkrystaller (normalt mellom 30° og 60°); - En eksos-skorstein (element 1C) (i en utførelsesform med en diameter opp til 914 mm [36"]) utstyrt med en nedstengingsventil og kronet med en flens, som kan brukes som base for forankring og tetting av utstyret eller rør satt på toppen av skorsteinen i tilfelle uforutsett inngrep. 2. Minst tre sugeankere (element 2) plassert i periferien av hovedhylsen (sylinder IA). Sugeankerene (2) kan i en utførelsesform ha en diameter på ca. 1,5 m og inkluderer nedtrengningsmerker og trykkontrollventiler for nedtrengning av sugeankrene (2) inn i mudderflaten (9) av sjøbunnen. 3. Et fugemasse (8) injeksjonssystem omfattende flere injeksjonslinjer (element 3A) ved foten av hylsen (IA), og en nivåindikator (element 3B) øverst på hylsen. 4. Et metanol injeksjonssystem omfattende små kaliber-rør (element 4A) som gjennomhuller det koniske tak av beholderen og helst i forbindelse med en sensor (4B) som måler den relative konsentrasjon av sjøvann og metanol i oljeblandingen fanget under hetten (IB). 5. Ett eller flere uttaksrør (element 5) i den lavere delen av skorsteinen (1C), som hver aktiveres av en nedstengingsventil og kobles til et eksport stigerør som overfører oljeblandingen til havoverflaten. Mens kun ett uttaksrør normalt skal være åpent, vil de andre inaktive uttakene øke overflødig heten av eksportsystemet i tilfelle den aktive linjen blokkeres. Dessuten tillater det å bruke forskjellige diameter for hvert uttaksrør, f. eks fra en diameter på 15,2 cm [6"] til en diameter på 30,5 cm [12"], å tilpasse eventuelle variasjoner i strømning fra den utblåsende brønnen og dermed å optimalisere flyten i stigerøret gjennom hele operasjonen. Antall uttak/eksportlinjer (element 5) kan være 2, 3 eller 4, eventuelt flere, hver med diameter forskjellig fra hverandre. Bruk av flere uttaksrør ville også øke allsidigheten av oppdemmingssystemet i henhold til foreliggende oppfinnelse. I tilfelle uttaksrøret som er i bruk tettes gjennom (uforutsett) hydratdannelse eller gjennom en uventet produksjon av sand, kan det da være mulig å åpne et av de andre uttaksrør og samtidig snu strømmen i det blokkerte rør ved å skylle eller spyle dette røret med metanol, og dermed å oppløse hydrater og å rense den opprinnelige eksportlinje igjen. Denne prosedyren sikrer kontinuerlig eksport av væsker gjennom uttakslinjer og forhindrer trykkoppbygging under hetten/trakten/taket (IB) av anordningen i henhold til oppfinnelsen.

Anordningen ifølge oppfinnelsen skal plasseres over et ukontrollert utblåsende lederør (6) for olje med en defekt utblåsningsventil (BOP, element 7) over seg.

Materialet i deler av anordningen / systemet i henhold til den foreliggende oppfinnelse er av metall eller av en metallegering som motstår de gjeldende trykk-og temperaturforholdene ved oljebrønnen. Også metallet eller metallegeringen bør være ikke-korroderende (i hvert fall for en periode lang nok for å sikre oljebrønnen). Utvalgte metaller er stål, herdet stål eller rustfritt stål.

Oppfinnelsen omfatter også en fremgangsmåte for å stoppe olje- og gass-utstrømning fra en ukontrollert utblåsende oljebrønn. Prosedyren for å stoppe slike utslipp inkluderer følgende trinn: I. Beholderen/hylsen blir senket over BOP med den store skorsteinsventil åpen hvilket tillater fritt utslipp av olje og gass fra toppen av den skadete BOP. Metanol kan injiseres gjennom linje (4) i denne tidlige fasen for å hindre hydratdannelse og tetting av skorsteinen. II. Ventilene på sugeankerene (2) aktiveres for å skape et tilstrekkelig hydrostatisk undertrykk til å drive hovedhylsen (1) dypt ned i havbunnen (9), og dermed oppnå hensiktsmessig tetting ved basen. III. Fugemasse (8) blir deretter injisert i bunnen av beholderen/hylsen og fyller enhetens ringvolum (rom mellom BOP (7) og den indre overflaten av hylsen (IA)) inkludert BOP og sikrer en god binding av de to elementene. Heving av fugemassen (8) i ringvolumet overvåkes inntil overflaten av fugemassen omtrent når toppen av hylsen i skjæringspunktet med den koniske hetten. Gjennom hele fasen forblir skorstein (1C) åpen og fortsetter å tillate fri strømning av væske ved utblåsning fra BOP (7) og også av sjøvann fanget inne i beholderen/hylsen (1C) og presset opp av fugemassen (8). IV. Etter fugingen er ferdig, tilsvarer det gjenværende volumet av innesperret sjøvann mer eller mindre volumet av den koniske hetten (IB). Dette sjøvann blandes med olje og gass fra brønnen og med metanol som fortsatt injiseres. V. Ettersom mer metanol injiseres, øker konsentrasjonen derav i blandingen mens konsentrasjonen av sjøvann reduseres inntil den kritiske terskelen for hydratdannelse er nådd. Skorsteinens (1C) ventil lukkes deretter gradvis mens eksport-stigerøret (5) åpnes, som heretter overfører en blanding som nesten kun består av olje, gass og metanol og er ikke lenger utsatt for hydratdannelse.

Claims (3)

1. Anordning som danner et oppdemmingssystem for undervannsutblåsende oljebrønner hvor nevnte oljebrønner omfatter en utblåsnignsventil (BOP) plassert på toppen av et lederør (6) for olje, karakterisert vedat anordningen omfatter en hylse (IA) med dimensjoner større enn den aktuelle utblåsningsventil (BOP) på oljebrønnen som danner et ringrom mellom hylsen (IA) og BOP, hvor nevnte hylse (IA) inkluderer et konisk tak (IB) som danner en trakt over BOP, idet nevnte tak (IB) er utstyrt med et utslippsrør/skorstein (1C) med en nedstengingsventil med en forbindelsesflens for forankring og tetting av utstyr til utslippsrøret/skorsteinen (1C), hvor sammensetningen videre omfatter et antall sugeankere (2) plassert i periferien av hylsen (IA), hvor nevnte hylse (IA) også inkluderer et inntaksrør (3A) for injisering fugemasse ved basen og nevnte tak (IB) inkluderer minst ett inntaksrør (4A) for metanolinjeksjon og minst ett uttaksrør (5) for utførsel av olje/vann/metanolblanding.

2. Anordning i henhold til krav 1, karakterisert vedat hylsen (IA) omfatter en nivåindikator for å overvåke høyden av injisert fugemasse i hylsen (IA).

3. Fremgangsmåte for nedstenging en ukontrollert utblåsende oljebrønn med en skadet utblåsningsventil (BOP) med en anordning ifølge ethvert av kravene 1 - 2, karakterisert vedat nevnte fremgangsmåte omfatter følgende faser: I. beholderen/hylsen (IA) av monteringen i henhold til krav 1 eller 2 blir senket over BOP med den store skorsteinsventil (1C) åpen, for fritt utslipp av olje og gass fra toppen av den skadete BOP, og hvor metanol injiseres gjennom linje (4) i denne tidlige fasen for å hindre hydratdannelse og tetting av skorsteinen (1C); II. ventilene på sugeankerene (2) aktiveres for å skape et tilstrekkelig hydrostatisk undertrykk til å drive hovedhylsen (IA) dypt ned i havbunnen, og dermed oppnå hensiktsmessig tetting ved basen derav; III. fugemasse blir deretter injisert i bunnen av beholderen/hylsen (IA) for å fylle ringvolumet (rom mellom BOP og den indre overflaten av hylsen (IA)) inkludert BOP, og for å sikre en god binding av de to elementene mens heving av fugemassen i ringvolumet overvåkes inntil overflaten av fugemassen når basen av koniske taket (IB), og gjennom helle fasen forblir skorsteinen (1C) åpen og fortsetter å tillate uhindret utstrømming av væske fra BOP og også av sjøvann fanget inne i beholderen/hylsen (IA) og presset opp av fugemassen; IV. etter at fuging er ferdig, hvor det gjenværende volum av innesperret sjøvann mer eller mindre samsvarer med volumet av den koniske hetten (IB) hvor ved dette sjøvann blandes med olje og gass fra brønnen og med metanol som fortsatt injiseres; V. ettersom mer metanol injiseres, øker konsentrasjonen av denne metanolen i blandingen mens konsentrasjonen av sjøvann reduseres inntil den kritiske terskelen for hydratdannelse er nådd, hvorpå skorsteinensventilen (1C) deretter lukkes gradvis mens eksportstigerøret (5) åpnes, hvilket eksportstigerør (5) heretter overfører en blanding som nesten består kun av olje, gass og metanol og ikke lenger er utsatt for hydratdannelse.