NO342222B1 - Anordning for å hindre forurensing under boring etter og produksjon av olje/gass til havs fra en installasjon på havoverflaten. - Google Patents

Abstract

Oppfinnelsen omhandler en anordning som blir anbrakt under en oljerigg eller en produksjonsplattform før boring/produksjon starter og som fullstendig vil hindre oljeforurensning til havet dersom en ukontrollert utblåsning skulle inntreffe. Anordningen har integrert olje/vann skiller og anker/ankerfeste. Den kan også ha integrert brønnhode bunnseksjonen og lenserør på toppen. Anordningen har egne ballasttanker/oppdriftstanker i bunnseksjonen (4) og den flkesible slangen (5) kan ha en tilnærmet nøytral vekt i sjøen. Dette gjør det mulig å bygge konstruksjonen i den lengden en måtte ønske. Anordningen vil tilpasses flyttbare oljerigger og kunne flyttes sammen med disse fra sted til sted. Anordningen kan også installeres på eksterne fartøy.

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en anordning for å hindre forurensing under boring etter og produksjon av olje/gass til havs fra en installasjon på havoverflaten.

Eksempelvis tenker man på forurensninger som kan oppstå som følge av en ukontrollert utblåsning av olje og gass under boring eller produksjon fra flytende eller stasjonære plattformer på havet. Ved oppfinnelsen søker man også å forbedre muligheten til å kontrollere på en gassutblåsning og derved redusere risikoen for boreriggen og dens personell. Anordningen er også tiltenkt installert på hjelpefartøyer og benyttes like etter at en ukontrollert utblåsning har startet.

En ukontrollert utblåsning av olje er det verst tenkelige scenariet som kan skje ved oljeleting eller oljeproduksjon fra flytende eller stasjonære plattformer. Når dette skjer er det i realiteten i dag svært få effektive virkemidler å sette inn som vil kunne hindre omfattende forurensing. I mange tilfeller vil det over lang tid strømme olje fritt ut i havet med de katastrofale følger som det i de fleste tilfeller vil få. Man må da enten vente til trykket i reservoaret har falt på naturlig måte eller man kan bore en eller flere avlastningsbrønner. Dette tar lang tid og katastrofen vil være et faktum.

Når det gjelder teknikkens stilling skal det vises de to amerikanske patentpublikasjonene US- 8.173.012 og US-4.324.505.

Førstnevnte US-8.173.012 kan betraktes som den nærmeste teknikkens stilling. Dette patentet omtaler en vertikal og fleksibel oljestrømnings-styrende slange som skal anvendes til å utvinne og lede oljesøl fra sjøbunnen til vannflaten. Sjøvann filtreres ut av oljen som akkumuleres på toppen av nevnte slange, og kan deretter pumpes inn i en oljetank eller en annen lagringsbeholder. I mellomtiden er gassene fra brønnhodet også ledet opp mot overflaten via den samme slangen, og skal kan i gasstanker på overflaten.

US-4.324.505 viser en oppsamleranordning og dens plassering over et undervannsbrønnhode 10. Figur 1 viser således et undervannsbrønnhode og en strøm av hydrokarbon (gass og væske) etter at en utblåsning har skjedd.

Mens løsningene ifølge de to US-patentene skal utføre et arbeid etter at en utblåsning har funnet sted, tar man med oppfinnelsen sikte på en anordning som utfører et forebyggende arbeid.

Anordningen ifølge den foreliggende oppfinnelse er kjennetegnet ved en seksjonert sylindrisk bunnseksjon forbundet med en fleksibel slange, midler til å nedsenke og anordne bunnseksjonen på havbunnen med slangen forløpende opp til installasjonen, og slangen omfatter en ventil/sluse for innføring av en borestreng henholdsvis et produksjonsrør til innvendig i slangen, og bunnseksjonen omfatter et integrert brønnhode innrettet til å føre borestreng henholdsvis produksjonsrør i havbunnen.

Ifølge en foretrukket utførelse er den fleksible slangen, under lagring før montering, spolet inn på en trommel, så som på undersiden av riggen/installasjonen eller om bord på et eksternt fartøy i nærheten av installasjonen. Ifølge enda en foretrukket utførelse har slangen samme diameter som bunnseksjonen. Det foretrekkes videre at bunnseksjonen omfatter en integrert olje/vann-utskiller.

Fortrinnsvis har bunnseksjonen integrert anker eller ankerfester for oppankring til havbunnen. Videre foretrekkes det at bunnseksjonen er utstyrt med oppdrifts/ballast tanker. Ifølge enda en foretrukket utførelse er anordningen utstyrt med et rør, fortrinnsvis fleksibel som kan benyttes som lenserør for å lense olje fra anordningen og over i tankbåt. Videre er det montert en membran mellom havoverflaten og installasjonens underside, der borestrengen, gassrøret og oljerøret føres inn i den fleksible slangen.

Særlig foretrukket er bunnseksjonen utstyrt med sidepropeller for manøvrering, samt utstyr for TV-overvåkning under nedsenkning av anordningen til havbunnen.

Disse foretrukne utførelsene av anordningen ifølge oppfinnelsen framgår av kravene 2 - 9.

Ved oppfinnelsen omtales det eksempelvis en sylinderformet anordning som plasseres over stedet på havbunnen hvor det skal bores. Sylinderen kan ha en diameter på for eksempel 10 meter og en høyde på for eksempel 10 meter. Denne sylinderen inneholder brønnhode, preventere og anordninger for utskilling av olje fra vann ved ukontrollert utblåsning. Sylinderen er utformet slik at den sentrerer borestrengen når den blir senket ned og boring skal begynne. Fra sylinderen som er plassert på havbunnen, går det en fleksibel slange opp til plattformen på havoverflaten. Denne slangen har samme diameter som sylinderen som står på havbunnen. Den fleksible slangen kan spoles inn på en stor trommel som er festet på undersiden av plattformen. Både sylinderen på bunnen og den fleksible slangen er fylt med sjøvann og trykket inne i slangen/sylinderen er det samme som i sjøen utenfor.

Borestrengen eller produksjonsrøret ligger i senteret av anordningen. Det vil si at all boring eller produksjon av olje skjer inne i (gjennom) anordningen. Borestrengen/produksjonsrøret går inn i den fleksible slangen gjennom en ventil/sluse som ligge mellom havoverflaten og undersiden på plattformen.

Det er viktig at den fleksible slangen har tilstrekkelig diameter til å hindre trykkoppbygging ved en ukontrollert utblåsning av olje og gass. Trykkoppbygging kan spesielt være utfordrende dersom andelen gass i en ukontrollert utblåsning er stort, fordi gassen vil ekspandere mye etter hvert som trykket avtar når gassen strømmer oppover i sylinderen.

I den nederste seksjonen er også brønnhodet montert sammen med diverse sikkerhetsventiler som en integrert del av bunnseksjonen, samt utskillingsanordning for olje/sjøvann. Bunnseksjonen er i tillegg utstyrt med egne anker eller ankerfester, slik at den blir solid forankret til havbunnen.

Ballasttanker.

Bunnseksjonen er utstyrt med ballasttanker/oppdriftstanker og disse er en meget viktig del av anordningen for at den skal fungere som forutsett. Den fleksible slangen er laget av et meget sterkt materiale. Den kan for eksempel være bygget som en sandwich konstruksjon med ett brannresistent materiale ytterst og innerst og gjerne et nett av kunsttau, for eksempel spektratau mellom de to lagene. Det kan være en fordel at den fleksible slangen har tilnærmet nøytral vekt i vannet. Dette gjør det mulig å bygge anordninger med svært stor lengde, tilpasset alle relevante havdybder det i dag kan utvinnes olje fra.

Det henvises til de etterfølgende figurene 1-3, hvori:

Figur 1 viser hele anordningen inkludert en flytende borerigg.

Figur 2 viser den nederste seksjonen som står på bunnen.

Figur 3 viser anordningen installert på et forsyningsskip.

Praktisk bruk av anordningen ifølge oppfinnelsen..

Eksempel 1 – som illustrert på figur 1.

I dette eksempelet anvendes anordningen tilknyttet en flytende borerigg som skal foreta leteboring der havdybden er 200 meter. Den flytende boreriggen ankres opp på riktig sted. Bunnseksjonen 4 på anordningen henger under riggen, og når riggen er ferdig forankret, blir bunnseksjonen senket ned på havbunnen ved hjelp av vinsjer 6 som er forbundet med vaiere 7 til bunnseksjonen 4

Bunnseksjonen og den fleksible slangen 5 fylles med sjøvann når den senkes ned. Når bunnseksjonen 4, som også omfatter brønnhode med diverse preventere står på havbunnen, blir ballasttankene fylt med sjøvann og bunnseksjonen blir forankret til bunnen.

Borestrengen føres deretter inn i den fleksible slangen gjennom en sluse like under boreriggen, men over havoverflaten. I den samme slusen føres også et rør 10 som går opp til et flammetårn og skal ta hånd om og eventuelt brenne uønsket gass som danner seg i den fleksible slangen. Det går også et oljerør 11 gjennom slusen og et lite stykke under havoverflaten. Dette røret skal ta hånd om olje som kommer inn i systemet, for eksempel ved en ukontrollert utblåsning på havbunnen.

Dersom det nå skulle oppstå en hendelse som gjør at vi får en ukontrollert utblåsning av olje, vil denne oljen strømme opp gjennom bunnseksjonen og videre opp mot havoverflaten, men inne i den fleksible slangen. Etter hvert som det samler seg olje i den øverste delen av slangen, vil vann bli presset ut gjennom oljeutskilleren i seksjonen 4 som står på bunnen.

I dette eksempelet vil anordningen (her kalt SeaProtection) romme over 14000 m<3>olje før det blir nødvendig å starte lensing over i tankbåt. Dersom boringen forløper normalt, uten uforutsette hendelser, heises anordningen ifølge oppfinnelsen opp under riggen og slangen 5 spoles inn på trommelen 9 når boringen er avsluttet.

Eksempel 2 – som illustrert på figur 2.

I dette eksempelet skal anordningen benyttes på en fast installasjons/produksjonsplattform som står på havbunnen. Prosedyren er her den samme som i eksempel 1, men her festes anordningen permanent til plattformen som en integrert del av denne, og den store trommelen 9 er dermed unødvendig.

Eksempel 3- som illustrert på figur 3

I dette eksempelet plasseres anordningen på dekket av et forsyningsskip og brukes som et rent beredskapsalternativ. Anordningens bunnseksjon kan her ha en litt enklere utforming uten ventiler og brønnhode, men i tillegg kan denne seksjonen være utstyrt med små elektriske sidepropeller og TV–kameraer. Dersom vi får en ukontrollert utblåsning på en plattform og olje strømmer ut i sjøen fra havbunnen, vil forsyningsskipet som ligger i beredskap ved riggen, veldig raskt kunne senke anordningen ned i sjøen og ved hjelp av TE-kameraet og de elektriske sidepropellene manøvrere den i posisjon over utblåsnings stedet og oljeforurensningen blir samlet opp inne i den fleksible slangen og en økologisk krise er avverget.

Forklaring henvisningstall til figurene.

1 Oljeplattform

2 Havoverflate

3 Havbunn

4 Bunnseksjon

5 Fleksibel slange

6 Vinsj for opptrekk av bunnseksjon

7 Vaier / kjetting

8 Lede trommel for 5

9 Spole for inn spoling av 5

10 Flammetårn

11 Lenserør for olje

12 Sidepropeller

13 Forsyningsskip

14 Ukontrollert utblåsning