RU102673U1 - OIL EMERGENCY EMISSION SYSTEM FROM DEEP WATER WELLS AND OIL PIPELINES - Google Patents

OIL EMERGENCY EMISSION SYSTEM FROM DEEP WATER WELLS AND OIL PIPELINES Download PDF

Info

Publication number
RU102673U1
RU102673U1 RU2010141958/03U RU2010141958U RU102673U1 RU 102673 U1 RU102673 U1 RU 102673U1 RU 2010141958/03 U RU2010141958/03 U RU 2010141958/03U RU 2010141958 U RU2010141958 U RU 2010141958U RU 102673 U1 RU102673 U1 RU 102673U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
oil
working chamber
cap
sealing
emergency
Prior art date
Application number
RU2010141958/03U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Гелий Борисович Мелентьев
Василий Михайлович Короткий
Елена Николаевна Малинина
Леонид Михайлович Делицын
Михаил Васильевич Короткий
Евгений Александрович Пучин
Вера Евгеньевна Кожевникова
Анатолий Сергеевич Власов
Original Assignee
Гелий Борисович Мелентьев
Василий Михайлович Короткий
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Гелий Борисович Мелентьев, Василий Михайлович Короткий filed Critical Гелий Борисович Мелентьев
Priority to RU2010141958/03U priority Critical patent/RU102673U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU102673U1 publication Critical patent/RU102673U1/en

Links

Abstract

1. Система ликвидации аварийных выбросов нефти из глубоководных скважин и нефтепроводов, содержащая оборудование для их герметизации со средствами для доставки и размещения в зоне выброса нефти, отличающаяся тем, что указанное оборудование содержит рабочую камеру, выполненную в виде колпака с шарнирно укрепленными в его открытой части силовыми фиксирующими захватами, снабженными дистанционно управляемыми приводами, причем части колпака и захватов, контактирующие с аварийным трубопроводом, снабжены упругими герметизирующими элементами для образования в рабочей камере замкнутой полости, а на закрытой части колпака размещены узлы крепления технологических трубопроводов для контролируемого отвода нефти из замкнутой полости в накопительные емкости на борту надводного судна и подачи герметизирующего реагента в замкнутую полость рабочей камеры. ! 2. Система по п.1, отличающаяся тем, что колпак рабочей камеры выполнен в форме параллелепипеда, цилиндра, части сферы или их комбинации, силовые фиксирующие захваты выполнены, преимущественно, в виде захватов грейферного типа, приспособленных для крепления рабочей камеры на аварийных трубопроводах с частичным или полным разрушением стенок, а приводные механизмы выполнены, преимущественно, в виде гидроцилиндров, входящих в состав автономной гидросистемы, расположенной на рабочей камере. ! 3. Система по п.1, отличающаяся тем, что на борту надводного судна установлена основная, а на колпаке дополнительная емкости для контролируемой подачи в замкнутую полость рабочей камеры герметизирующего алюмосиликатного реагента или его компонентов. ! 4. Система по п.1, отлича� 1. The system for eliminating accidental oil emissions from deep water wells and oil pipelines, containing equipment for their sealing with means for delivery and placement in the oil discharge zone, characterized in that said equipment contains a working chamber made in the form of a cap with pivotally mounted in its open part power locking grippers equipped with remotely controlled drives, and the parts of the cap and grippers in contact with the emergency pipeline are equipped with elastic sealing elements for the formation of a closed cavity in the working chamber, and on the closed part of the cap, technological piping fasteners are placed for the controlled drainage of oil from the closed cavity into storage tanks on board the surface vessel and the supply of the sealing reagent to the closed cavity of the working chamber. ! 2. The system according to claim 1, characterized in that the cap of the working chamber is made in the form of a parallelepiped, cylinder, part of a sphere or a combination thereof, the power locking grips are made mainly in the form of grippers of the type adapted for mounting the working chamber on emergency pipelines with partial or complete destruction of the walls, and the drive mechanisms are made mainly in the form of hydraulic cylinders that are part of an autonomous hydraulic system located on the working chamber. ! 3. The system according to claim 1, characterized in that on board the surface vessel the main one is installed, and on the cap an additional container for the controlled supply of a sealing aluminosilicate reagent or its components into the closed cavity of the working chamber. ! 4. The system according to claim 1, excellent

Description

Полезная модель относится к области нефтедобычи, более конкретно, к системе ликвидации аварийных выбросов нефти из глубоководных скважин и нефтепроводов, связанных с полным или частичным разрушением стенок трубопроводов или с разрушением трубопроводной арматуры и сопровождающихся самопроизвольным выходом нефти. Предложенное техническое решение может найти применение при создания локальных и региональных систем и комплексов для предупреждения аварийных ситуаций на морских плавучих платформах при шельфовой добыче нефти.The utility model relates to the field of oil production, and more specifically, to a system for eliminating accidental oil emissions from deep water wells and oil pipelines associated with the complete or partial destruction of pipeline walls or with the destruction of pipeline valves and accompanied by spontaneous oil output. The proposed technical solution can be used to create local and regional systems and complexes for preventing emergencies on offshore floating platforms during offshore oil production.
Одной из причин разрушения глубоководных нефтепроводов и скважин являются пожары и взрывы на морских плавучих платформах, которые возникают, в том числе, в случаях аварийного возгорания оборудования и вспомогательных систем в период интенсивной эксплуатации глубоководных скважин. Пожары и связанные с ними разливы нефти могут нанести значительный ущерб экологии близлежащих акваторий при разработке нефтегазовых месторождений, они также приносят большой урон государственным интересам, ответственным компаниям, разработчикам и инвесторам. Площадь распространения экологического загрязнения водного бассейна при аварийных выбросах нефти из глубоководных скважин и нефтепроводов может достигать многих квадратных км., а убыток исчисляться сотнями миллионов долларов.One of the reasons for the destruction of deep-sea oil pipelines and wells is fires and explosions on offshore floating platforms, which occur, inter alia, in cases of emergency ignition of equipment and auxiliary systems during the period of intensive operation of deep-sea wells. Fires and related oil spills can cause significant damage to the ecology of nearby water areas during the development of oil and gas fields, they also bring great damage to state interests, responsible companies, developers and investors. The area of the spread of environmental pollution of the water basin during accidental oil emissions from deep-water wells and oil pipelines can reach many square kilometers, and the loss is estimated at hundreds of millions of dollars.
Для капитального и текущего ремонта наземных магистральных нефтепроводов, как правило, используют ремонтные конструкции в виде муфт, например, серии П2, П3, П4, П5, П5У, П6, производимых, в частности, Великолукским заводом «Транснефтемаш» - филиала ОАО «Верхневолжские магистральные нефтепроводы». Муфты такого рода предназначены для ремонта труб и сварных соединений на действующих магистральных нефтепроводах диаметром от 430 до 1220 мм с нормальной толщиной стенки от 7 до 18 мм, работающих под давлением до 7 МПа. Однако применение такого рода устройств требует значительных изменений и доработок для применения в условиях ликвидации повреждений на подводных нефтепроводах.As a rule, repair structures in the form of couplings, for example, the П2, П3, П4, П5, П5У, П6 series, produced, in particular, by the Velikoluksky Transneftemash Plant, a branch of the Verkhnevolzhskie Trunk OJSC, are usually used for overhaul and maintenance of land-based oil pipelines. oil pipelines. " Couplings of this kind are designed to repair pipes and welded joints in existing oil pipelines with a diameter of 430 to 1220 mm and a normal wall thickness of 7 to 18 mm, operating under pressure up to 7 MPa. However, the use of such devices requires significant changes and improvements for use in the conditions of liquidation of damages on submarine pipelines.
Известно устройство для ликвидации повреждений на нефтепроводе, состоящее из корпусов, устанавливаемых на концах труб с разорванным стыком, отличающееся тем, что корпуса выполнены в виде пары полумуфт с внутренней расточкой под диаметр труб и конусной по наружной поверхности, с торца большего основания конуса имеют круговые выточки, верхние полумуфты имеют вертикальную радиальную выточку-канавку, соединенную с круговой выточкой под железные прутки, а для предотвращения теплового воздействия на соединение оно снабжено винтовой стяжкой (см. патент РФ №2011107 от 03.05.90, опубл. 15.04.1994).A device for repairing damage on an oil pipeline is known, consisting of bodies installed at the ends of pipes with a broken joint, characterized in that the bodies are made in the form of a pair of half-couplings with an internal bore for the diameter of the pipes and conical on the outer surface, with circular undercut from the end of the larger base of the cone , the upper coupling halves have a vertical radial groove-groove connected to a circular groove under the iron rods, and to prevent thermal effects on the connection, it is equipped with a screw tie (See. The RF Patent №2011107 of 03/05/90, publ. 15.04.1994).
В соответствии с известным техническим решением, для исключения проведения огневых работ и повышения надежности герметизации, на очищенную поверхность наносят слой клеящей композиции, на расстоянии 20 мм от разрыва сварного стыка слева и справа на трубе на клее устанавливают пару полумуфт. Концы труб между стыком и полумуфтами на клее обматывают веревочной обмоткой, пропитанной тем же клеем до уровня нависшей точки стыка. Поверхность обмотки и пространство разорванного стыка на клее обматывают в 2 ряда пропитанной этим же клеем брезентовой лентой толщиной около 1 мм и шириной, равной расстоянию между парами полумуфт. Затем круговую выточку через вертикальную плотно заправляют железными прутками. Поверхность прутков до наружной поверхности полумуфт обматывают пропитанной клеем веревочной обмоткой. Полученное соединение в целом обматывают в 2 ряда мягкой железной или алюминиевой проволокой диаметром 2,5-3 мм.In accordance with the known technical solution, in order to exclude hot work and increase the sealing reliability, a layer of adhesive composition is applied to the cleaned surface, at a distance of 20 mm from the gap of the welded joint, a pair of coupling halves are installed on the adhesive on the left and right of the pipe. The ends of the pipes between the joint and the coupling halves on the adhesive are wrapped with a rope winding soaked with the same adhesive to the level of the hanging point of the joint. The surface of the winding and the space of the torn joint on the adhesive are wrapped in 2 rows with a tarpaulin tape soaked with the same adhesive, about 1 mm thick and equal to the distance between the pairs of coupling halves. Then the circular undercut through the vertical tightly tucked with iron rods. The surface of the rods to the outer surface of the coupling halves is wrapped with a rope winding impregnated with glue. The resulting compound is generally wrapped in 2 rows with a soft iron or aluminum wire with a diameter of 2.5-3 mm.
Недостатком данного устройства является сложность его использования при ликвидации повреждений на нефтепроводах и скважинах морского базирования, сопровождающихся несанкционированным выбросом нефти. Основными причинами этого являются значительная глубина и высокое гидростатическое давление в зоне проведения ремонтных работ. Кроме того, надежность герметизации дефектных нефтепроводов под водой сравнительно мала (см. Забела К.А. Ликвидация аварий и ремонт подводных трубопроводов, М.: Недра, 1986, с.103).The disadvantage of this device is the difficulty of its use in the elimination of damage in oil pipelines and wells based offshore, accompanied by unauthorized release of oil. The main reasons for this are the significant depth and high hydrostatic pressure in the area of repair work. In addition, the reliability of sealing defective oil pipelines underwater is relatively small (see Zabela K.A. Liquidation of accidents and repair of underwater pipelines, M .: Nedra, 1986, p.103).
Наиболее близким техническим решением к предложенному является система ликвидации аварийных выбросов нефти из подводных нефтепроводов, содержащая оборудование для их герметизации со средствами для доставки и размещения в зоне выброса нефти (см. Комплекс оборудования для капитального ремонта подводных переходов магистральных газопроводов и нефтепроводов - разработчик ЗАО "Подводник", [Электронный ресурс]: экспертный канал / 2010 г. - Режим доступности http://www.yarpodvodnik.ru/pages/works - прототип).The closest technical solution to the proposed one is a system for eliminating accidental oil emissions from subsea oil pipelines, containing equipment for sealing them with means for delivery and placement in the oil release zone (see Equipment for overhaul repair of underwater crossings of gas and oil pipelines - developed by Pododnik CJSC ", [Electronic resource]: expert channel / 2010 - Availability mode http://www.yarpodvodnik.ru/pages/works - prototype).
В известной системе ремонт дефектов основного металла, расположенного под водой нефтепровода (вмятины, гофры, коррозия, потеря металла, задиры, расслоения, трещины, разрывы и т.п.) выполняют с помощью специального оборудования, включающего универсальную подводную камеру, выполненную в виде кессона.In the known system, the repair of defects of the base metal located under the water of the oil pipeline (dents, corrugations, corrosion, loss of metal, scuffing, delamination, cracks, tears, etc.) is performed using special equipment, including a universal underwater camera made in the form of a caisson .
Указанное оборудование предназначено для устранения повреждений подводных переходов нефтепроводов в сухих условиях под нормальным давлении с применением тех же методов ремонта, что и на поверхности. Подводная камера позволяет производить ремонт дефектных участков труб различными способами, в том числе, путем установки или врезки приварных или композитных муфт с использованием шлифовки и сварки. Ремонт изоляции магистрального газопровода и другие работы возможны указанным способом на трубах диаметром до 1420 мм. Аварийные работы на подводных переходах с использованием известной системы позволяют оперативно ликвидировать такие ситуации, как утечки газа или нефти, повреждения трубопровода якорями, критические размывы нефтепровода и газопровода на рабочей глубине до 30 м.The specified equipment is intended to eliminate damage to underwater crossings of oil pipelines in dry conditions under normal pressure using the same repair methods as on the surface. The underwater camera allows you to repair defective pipe sections in various ways, including by installing or inserting welded or composite couplings using grinding and welding. Repair of the insulation of the main gas pipeline and other works are possible in this way on pipes with a diameter of up to 1420 mm. Emergency work at underwater crossings using the well-known system allows you to quickly eliminate situations such as gas or oil leaks, damage to the pipeline by anchors, critical erosion of the oil pipeline and gas pipeline at a working depth of up to 30 m.
Основным недостатком известной системы с использованием кессона является невозможность его использования при ликвидации аварийных выбросов нефти на нефтепроводах и скважинах, расположенных в море на глубинах более 100-1000 м., прежде всего, по причине высокого гидростатического давления окружающей среды, достигающего в предельных случаях 10 MПa и выше.The main disadvantage of the known system using the caisson is the impossibility of its use in the elimination of accidental oil emissions from oil pipelines and wells located at sea at depths of more than 100-1000 m, primarily due to the high hydrostatic pressure of the environment, reaching in extreme cases 10 MPa and higher.
В апреле 2010 г. вследствие пожара на нефтяной платформе, принадлежащей компании British Petroleum (BP), платформа затонула, а из поврежденной скважины в воды Мексиканского залива начала выливаться нефть (см. «BP ищет способ устранения разлива нефти в Мексиканском заливе» [Электронный ресурс]: экспертный канал / 04 мая 2010 - Режим доступности http://www.forbesrussia.ru/news/49109-bp).In April 2010, as a result of a fire on an oil platform owned by British Petroleum (BP), the platform sank and oil spilled from a damaged well into the Gulf of Mexico (see "BP is looking for a way to eliminate oil spills in the Gulf of Mexico" [Electronic resource ]: expert channel / May 04, 2010 - Availability mode http://www.forbesrussia.ru/news/49109-bp).
Компанией British Petroleum были предложены системы и способы ликвидации выброса нефти при аварии на подводном нефтепроводе, в том числе, с использованием подводных роботов для перекрытия поврежденной скважины, с помощью специальных подводных камер, которыми должны накрываться места утечек для откачки нефти из скважины в нефтеналивные суда или путем сбрасывания диспергирующих веществ непосредственно над местом основной утечки нефти. Кроме того, рассматривались вопросы бурения перехватывающей скважины, которая на большой глубине должна пересечется с поврежденной скважиной для направления нефти из нее по новому руслу (см. «Компания BP придумала пять способов ликвидации последствий взрыва на нефтяной платформе Deepwater Horizon в Мексиканском заливе» [Электронный ресурс]: экспертный канал / 04 мая 2010 - Режим доступности Lenta.Ru. http://www.livestream.ru/news).British Petroleum has proposed systems and methods for eliminating oil spills during an accident on an underwater oil pipeline, including using underwater robots to block a damaged well, using special underwater chambers that should cover the leakage areas for pumping oil from the well into oil vessels or by dropping dispersants directly above the site of the main oil leak. In addition, the issues of drilling an interceptor well, which at great depths should intersect with a damaged well to direct oil from it in a new direction (see "BP came up with five ways to deal with the effects of the explosion on the Deepwater Horizon oil platform in the Gulf of Mexico" [Electronic resource ]: expert channel / May 04, 2010 - Lenta.Ru availability mode. http://www.livestream.ru/news).
Решаемой задачей является создание сравнительно недорогой и эффективной системы ликвидации аварийных выбросов нефти из глубоководных скважин и нефтепроводов, содержащей автоматизированное оборудование для их герметизации со средствами доставки и размещения в зоне самопроизвольного выхода нефти. Такое оборудование должно надежно герметизировать частичные или полные разрывы на аварийных участках трубопроводов с последующей откачкой нефти в накопительные емкости и нефтеналивные суда, способствовать частичному или полному прекращению самопроизвольного выхода нефти.The task to be solved is the creation of a relatively inexpensive and effective system for eliminating accidental oil emissions from deep-water wells and oil pipelines, containing automated equipment for sealing them with delivery and placement means in the zone of spontaneous oil output. Such equipment should reliably seal partial or complete breaks in emergency sections of pipelines with subsequent pumping of oil into storage tanks and oil loading vessels, and contribute to the partial or complete cessation of spontaneous oil output.
Указанная задача решается тем, что в системе ликвидации аварийных выбросов нефти из глубоководных скважин и нефтепроводов, содержащей оборудование для их герметизации со средствами для доставки и размещения в зоне выброса нефти, согласно полезной модели, указанное оборудование содержит рабочую камеру, выполненную в виде колпака с шарнирно укрепленными в его открытой части силовыми фиксирующими захватами, снабженными дистанционно управляемыми приводами, причем части колпака и захватов, контактирующие с аварийным трубопроводом, снабжены упругими герметизирующими элементами для образования в рабочей камере замкнутой полости, а на закрытой части колпака размещены узлы крепления технологических трубопроводов для контролируемого отвода нефти из замкнутой полости в накопительные емкости на борту надводного судна и подачи герметизирующего реагента в замкнутую полость рабочей камеры.This problem is solved in that in the system for eliminating accidental oil emissions from deep-water wells and oil pipelines, containing equipment for sealing them with means for delivery and placement in the oil discharge zone, according to a utility model, said equipment contains a working chamber made in the form of a hinged cap reinforced in its open part with power fixing clamps equipped with remotely controlled drives, and the parts of the cap and grips in contact with the emergency pipeline are equipped with us elastic sealing elements to form a closed working chamber in the cavity, and a closed portion of the cover has attachment sites for industrial pipelines controlled discharge of oil from the closed cavity in storage tanks on board the surface vessel and supplying the sealing agent into the closed cavity of the working chamber.
Кроме того, колпак рабочей камеры может быть выполнен в форме параллелепипеда, цилиндра, части сферы или их комбинации, силовые фиксирующие захваты могут быть выполнены, преимущественно, в виде захватов грейферного типа, приспособленных для крепления рабочей камеры на аварийных трубопроводах с частичным или полным разрушением стенок, а приводные механизмы могут быть выполнены, преимущественно, в виде гидроцилиндров, входящих в состав автономной гидросистемы, расположенной на рабочей камере.In addition, the hood of the working chamber can be made in the form of a parallelepiped, cylinder, part of a sphere, or a combination thereof, the force fixing clamps can be made mainly in the form of grippers of the type adapted for mounting the working chamber on emergency pipelines with partial or complete destruction of the walls , and the drive mechanisms can be performed mainly in the form of hydraulic cylinders that are part of an autonomous hydraulic system located on the working chamber.
Кроме того, на борту надводного судна может быть установлена основная, а на колпаке дополнительная емкости для контролируемой подачи в замкнутую полость рабочей камеры герметизирующего алюмосиликатного реагента или его компонентов.In addition, on board a surface vessel, the main tank can be installed, and on the cap an additional container for the controlled supply of a sealing aluminosilicate reagent or its components into a closed cavity of the working chamber.
Кроме того, дистанционно управляемые средства для доставки и размещения рабочей камеры в зоне выброса нефти могут содержать первый блок, расположенный на борту надводного судна для управления процессом ликвидации аварийных выбросов нефти, второй блок для доставки рабочей камеры в зону выброса нефти, третий блок для дистанционного визуального контроля положения аварийного трубопровода и рабочей камеры, четвертый блок для ее ориентирования и крепления на аварийном трубопроводе и пятый блок для энергообеспечения аппаратуры и силовых агрегатов, в том числе, входящих в состав рабочей камеры, причем второй блок содержит лебедки с тросами для спуска с борта надводного судна несущей рамы с закрепленной на ней рабочей камерой.In addition, remotely controlled means for the delivery and placement of the working chamber in the oil release zone may include a first unit located on board the surface vessel for controlling the process of eliminating emergency oil emissions, a second unit for delivering the working chamber to the oil discharge zone, and a third unit for remote visual monitoring the position of the emergency pipeline and the working chamber, the fourth block for its orientation and mounting on the emergency pipeline and the fifth block for energy supply of equipment and power ag regattas, including those that are part of the working chamber, and the second block contains winches with cables for lowering the carrier frame from the surface vessel with the working chamber fixed on it.
Кроме того, дистанционно управляемые средства для доставки и размещения оборудования в зоне выброса нефти могут содержать автономный плавучий робототехнический комплекс, выполненный с возможностью дополнительного контроля и обеспечения функционирования системы ликвидации аварийных выбросов нефти из глубоководных скважин и нефтепроводов.In addition, remotely controlled means for the delivery and placement of equipment in the oil discharge zone may contain an autonomous floating robotic complex made with the possibility of additional monitoring and ensuring the functioning of the system for eliminating emergency oil emissions from deep-water wells and oil pipelines.
Такое выполнение полезной модели позволяет создать достаточно надежную, сравнительно недорогую и эффективную систему ликвидации аварийных выбросов нефти из глубоководных скважин и нефтепроводов, характеризующуюся наличием комплекса автоматизированного оборудования для доставки, ориентирования и фиксации рабочей камеры на аварийном нефтепроводе или скважине с последующей откачкой нефти в накопительные емкости, а также созданием условий для снижения или полного прекращения самопроизвольного выхода нефти.This implementation of the utility model allows you to create a fairly reliable, relatively inexpensive and efficient system for eliminating accidental oil emissions from deep-water wells and oil pipelines, characterized by the presence of a set of automated equipment for delivering, orienting and fixing the working chamber in an emergency oil pipeline or well with subsequent pumping of oil into storage tanks, as well as the creation of conditions for reducing or completely stopping the spontaneous release of oil.
Выполнение рабочей камеры в виде колпака с шарнирно укрепленными в его открытой части силовыми фиксирующими захватами, снабженными герметизирующими элементами и дистанционно управляемыми приводами, обеспечивает образование в рабочей камере замкнутой полости для контролируемого отвода нефти и подачи в нее герметизирующего реагента. Выполнение фиксирующих захватов в виде захватов грейферного типа с приводными гидроцилиндрами позволяет надежно с усилием в несколько тонн закрепить рабочую камеру на глубоководных аварийных скважинах и нефтепроводах с частичным или полным разрушением стенок. Использование технологических трубопроводов для подачи в замкнутую полость рабочей камеры подготовленного герметизирующего алюмосиликатного реагента или его компонентов для ускорения желатинизации нефтяной эмульсии, в свою очередь, обеспечивает снижение или полное прекращение самопроизвольного выхода нефти за счет создания в рабочей камере пробки из гелеобразного материала на основе указанного реагента.The implementation of the working chamber in the form of a cap with power locking clamps pivotally mounted in its open part, equipped with sealing elements and remotely controlled drives, provides for the formation of a closed cavity in the working chamber for controlled oil drainage and the supply of a sealing reagent to it. The implementation of the fixing grippers in the form of grippers of the clamshell type with driven hydraulic cylinders makes it possible to securely fasten the working chamber with a force of several tons to deep-water emergency wells and oil pipelines with partial or complete destruction of the walls. The use of technological pipelines for feeding a prepared sealing aluminosilicate reagent or its components to the closed chamber of the working chamber to accelerate the gelation of the oil emulsion, in turn, ensures the reduction or complete cessation of spontaneous oil output due to the creation of a tube from the gel-like material based on the specified reagent in the working chamber.
Дистанционно управляемые средства для доставки и размещения рабочей камеры в зоне выброса нефти содержат комплекс необходимого оборудования в виде первого, второго, третьего, четвертого и пятого блоков для обеспечения автоматического функционирования рабочей камеры при управлении процессом ликвидации аварийных выбросов нефти с борта судна. Дополнительное использование универсального подводного робототехнического комплекса повышает возможности системы.Remote-controlled means for the delivery and placement of the working chamber in the oil discharge zone contain a set of necessary equipment in the form of the first, second, third, fourth and fifth blocks to ensure the automatic functioning of the working chamber when controlling the process of eliminating emergency oil emissions from the ship. The additional use of a universal underwater robotic complex increases the capabilities of the system.
На фиг.1 представлена принципиальная блок-схема системы, на фиг.2 показан вид сбоку на рабочую камеру для ликвидации аварийных выбросов нефти из глубоководных нефтепроводов, на фиг.3 дан общий вид рабочей камеры для использования при аварии на глубоководной скважине.Figure 1 presents a schematic block diagram of a system, figure 2 shows a side view of the working chamber for eliminating emergency oil emissions from deepwater pipelines, figure 3 shows a General view of the working chamber for use in an accident at a deepwater well.
На фиг.1, 2, 3 представлены примеры конкретного выполнения системы ликвидации аварийных выбросов нефти из глубоководных нефтепроводов (фиг.1, 2) и скважин (фиг.3). На аварийном трубопроводе 1 нефтепровода в закрепленном состоянии показана рабочая камера 2, выполненная в виде колпака 3 с шарнирно укрепленными в его открытой части силовыми фиксирующими захватами 4, снабженными дистанционно управляемыми приводами 5, причем части колпака 3 и захватов 4, контактирующие с аварийным трубопроводом 1, снабжены упругими герметизирующими элементами 6 для образования в рабочей камере замкнутой полости 7, а на закрытой части колпака 3 размещены узлы 8 крепления технологических трубопроводов 9, 10 для контролируемого отвода нефти из замкнутой полости 7 в накопительные емкости 11 на борту надводного судна 12 и подачи герметизирующего реагента из основной емкости 13 в замкнутую полость 7 рабочей камеры 2. Здесь и далее под термином «замкнутая полость» подразумевается конструктивная часть объема рабочей камеры 2, которая в состоянии фиксации на аварийном трубопроводе 1 ограничена стенками камеры 2, узлами 8 крепления технологических трубопроводов 9, 10, силовыми фиксирующими захватами 4 грейферного типа с упругими герметизирующими элементами 6 и, частично, стенками аварийного трубопровода 1, в других случаях данный термин является условным.Figure 1, 2, 3 presents examples of a specific implementation of the system for the elimination of emergency oil emissions from deepwater pipelines (figure 1, 2) and wells (figure 3). On the emergency pipeline 1 of the oil pipeline in a fixed state, the working chamber 2 is shown, made in the form of a cap 3 with power locking clamps 4 pivotally mounted in its open part, equipped with remotely controlled actuators 5, and parts of the cap 3 and grips 4 in contact with the emergency pipeline 1, equipped with elastic sealing elements 6 for the formation in the working chamber of a closed cavity 7, and on the closed part of the cap 3 there are nodes 8 of the fastening of technological pipelines 9, 10 for controlled drainage of oil from the closed cavity 7 to the storage tanks 11 on board the surface vessel 12 and the supply of the sealing reagent from the main tank 13 to the closed cavity 7 of the working chamber 2. Hereinafter, the term "closed cavity" means the structural part of the volume of the working chamber 2, which the state of fixation on the emergency pipeline 1 is limited by the walls of the chamber 2, by the nodes 8 of the fastening of the technological pipelines 9, 10, by the power fixing grips 4 of the clamshell type with elastic sealing elements 6 and, partially, nkami emergency pipe 1, in other cases, this term is arbitrary.
По крайней мере, один из узлов 8 содержат дистанционно управляемые регулируемые вентили (не показаны) для обеспечения контролируемого по расходу и давлению отвода нефти и быстродействующие запорные клапаны (не показаны) для полного перекрытия, в случае необходимости, выхода нефти из замкнутой полости 7. Узел 8 для контролируемой подачи в полость 7 указанного герметизирующего реагента также содержит регулируемые вентили и быстродействующие запорные клапаны (не показаны). В верхней части указанных узлов 8 имеются приспособления, например, в виде сильфонов для надежного крепления технологических трубопроводов 9, 10 с рабочей камерой 2, обеспечивающих их герметичное соединение, в том числе, при погружении, поворотах и фиксации камеры 2 на аварийном трубопроводе 1.At least one of the nodes 8 contain remotely controlled adjustable valves (not shown) to provide oil flow and pressure control and quick-acting shut-off valves (not shown) to completely block, if necessary, the oil exit from the closed cavity 7. Node 8 for controlled supply into the cavity 7 of the specified sealing reagent also contains adjustable valves and quick shut-off valves (not shown). In the upper part of these nodes 8 there are devices, for example, in the form of bellows for reliable fastening of technological pipelines 9, 10 with a working chamber 2, ensuring their tight connection, including when immersing, turning and fixing the chamber 2 on the emergency pipeline 1.
Колпак 3 рабочей камеры 2 на фиг.1 выполнен в форме параллелепипеда. В отдельных случаях колпак 3 может иметь форму цилиндра, части сферы или их комбинации, что определяется, в том числе, условиями погружения, типом используемого оборудования и т.п. Силовые фиксирующие захваты 4 выполнены в виде захватов грейферного типа, наиболее приспособленных для крепления рабочей камеры 2 на аварийном трубопроводе 1 с частичным разрушением стенок. При полном разрыве трубопровода 1 схема крепления рабочей камеры 2 может быть выполнена с соответствующими изменениями, например, по схеме, изображенной на фиг.3. Дистанционно управляемые приводы 5 выполнены в виде гидроцилиндров, входящих в состав автономной гидросистемы 14, расположенной на рабочей камере и содержащей баллоны с гидравлической жидкостью, насосы высокого давления, электродвигатели, блоки питания и управления, трубопроводную и запорную арматуру (не показаны).The cap 3 of the working chamber 2 in figure 1 is made in the form of a parallelepiped. In some cases, the cap 3 may take the form of a cylinder, part of a sphere, or a combination thereof, which is determined, inter alia, by immersion conditions, the type of equipment used, etc. Power locking grips 4 are made in the form of grippers of the clamshell type, most suited for mounting the working chamber 2 on the emergency pipeline 1 with a partial destruction of the walls. With a complete rupture of the pipeline 1, the fastening circuit of the working chamber 2 can be made with corresponding changes, for example, according to the diagram depicted in figure 3. Remote-controlled drives 5 are made in the form of hydraulic cylinders that are part of an autonomous hydraulic system 14 located on the working chamber and containing cylinders with hydraulic fluid, high pressure pumps, electric motors, power supply and control units, pipeline and shutoff valves (not shown).
Технологический трубопровод 10, выходящий из основной емкости 13, содержащей необходимый запас готового к применению герметизирующего алюмосиликатного реагента, подсоединен к одному из узлов 8 крепления в верхней части колпака 3 для подачи его в замкнутую полость 7 рабочей камеры 3. На колпаке 3 рабочей камеры 2 может быть размещена дополнительной емкость 15 для подачи указанного реагента или его компонентов в замкнутую полость 7 вместе или независимо от подачи через технологический трубопровод 10.Technological pipeline 10, leaving the main tank 13, containing the necessary supply of ready-to-use sealing aluminosilicate reagent, is connected to one of the attachment points 8 in the upper part of the cap 3 for feeding it into the closed cavity 7 of the working chamber 3. On the cap 3 of the working chamber 2 can an additional container 15 is placed for supplying the specified reagent or its components to the closed cavity 7 together or independently of the supply through the process pipeline 10.
Следует отметить, что расчет поступления герметизирующего алюмосиликатного реагента из емкостей 13, 15 связан, в том числе, с расчетом времени прохождения реагента через технологический трубопровод 10 в замкнутую полость 7 и времени, необходимого для завершения процесса гелеобразования нефтяной эмульсии в рабочей камере 2. Для корректировки времени гелеобразования, например, его ускорения, из дополнительной емкости следует подавать вспомогательное количество герметизирующего алюмосиликатного реагента с меньшим временем гелеобразования или только его щелочного компонента. На фиг.1 дугообразной пунктирной линией условно обозначена динамически изменяющаяся граница между объемом нефти в замкнутой полости 7 и поступающим в нее объемом алюмосиликатного реагента и его компонентов из емкостей 13, 15.It should be noted that the calculation of the receipt of the sealing aluminosilicate reagent from the tanks 13, 15 is associated, inter alia, with the calculation of the time the reagent passes through the process pipe 10 into the closed cavity 7 and the time required to complete the gelation of the oil emulsion in the working chamber 2. For correction gelation time, for example, its acceleration, an additional amount of a sealing aluminosilicate reagent with a shorter gelation time should be supplied from an additional container or only the alkaline component. In Fig.1, an arched dashed line conventionally indicates a dynamically changing boundary between the volume of oil in the closed cavity 7 and the volume of aluminosilicate reagent and its components from the containers 13, 15 entering it.
Дистанционно управляемые средства для доставки и размещения рабочей камеры 2 в зоне выброса нефти содержат первый блок 16, расположенный в командном пункте на борту надводного судна 12 для управления процессом ликвидации аварийных выбросов нефти. Второй блок 17 для доставки рабочей камеры 2 в зону выброса нефти содержит лебедки 18 с тросами 19 для спуска с борта судна 12 несущей рамы 20 с закрепленными на ней рабочей камерой 2, третим и четвертым блоками 21, 22. Третий блок 21 предназначен для дистанционного освещения и визуального контроля взаимного расположения аварийного трубопровода 1 и рабочей камеры 2, а четвертый блок 22 предназначен для управления процессом изменения пространственного расположения рабочей камеры 2 относительно несущей рамы 20 и крепления на аварийном трубопроводе 1 с помощью дополнительных приводов 23, обеспечивающих необходимую длину частей тросов 24 между рамой 20 и колпаком 3 рабочей камеры 2. Тросы 24 могут быть заменены поворотными рычажными механизмами (не показаны).Remote-controlled means for delivering and placing the working chamber 2 in the oil discharge zone comprise a first block 16 located at a command post on board a surface vessel 12 for controlling the process of eliminating accidental oil emissions. The second block 17 for delivering the working chamber 2 to the oil discharge zone contains winches 18 with cables 19 for lowering the supporting frame 20 from the vessel 12 with the working chamber 2 fixed to it, the third and fourth blocks 21, 22. The third block 21 is designed for remote lighting and visual control of the relative position of the emergency pipeline 1 and the working chamber 2, and the fourth block 22 is designed to control the process of changing the spatial location of the working chamber 2 relative to the supporting frame 20 and mounting on the emergency pipeline 1 with p using additional drives 23, providing the necessary length of the parts of the cables 24 between the frame 20 and the cap 3 of the working chamber 2. The cables 24 can be replaced by rotary linkages (not shown).
Пятый блок 25 на борту судна 12 предназначен для энергообеспечения через герметичные силовые и коммуникационные кабели 26 аппаратуры и силовых агрегатов, входящих в состав рабочей камеры 2, в том числе, упомянутых блоков 21, 22, гидросистемы 14, приводов 23, дистанционно управляемых регулируемых вентилей и быстродействующих запорных клапанов в узлах 8 крепления технологических трубопроводов 9, 10 и в дополнительной емкости 15 для своевременной подачи герметизирующего алюмосиликатного реагента или его компонентов в замкнутую полость 7 вместе или независимо от его подачи через технологический трубопровод 10.The fifth block 25 on board the vessel 12 is intended for energy supply through sealed power and communication cables 26 of the equipment and power units that make up the working chamber 2, including the said blocks 21, 22, hydraulic system 14, actuators 23, remote-controlled adjustable valves and high-speed shut-off valves in the attachment points 8 of the process pipelines 9, 10 and in the additional tank 15 for the timely supply of the sealing aluminosilicate reagent or its components into the closed cavity 7 together or Regardless of its supply through the process pipeline 10.
Для дополнительного контроля и обеспечения более полного и надежного функционирования предложенной системы ликвидации аварийных выбросов нефти из глубоководных скважин и нефтепроводов возможно использование в зоне аварии спускаемого на тросе или автономного дистанционно управляемого плавучего робототехнического комплекса 27, содержащего необходимые вспомогательные средства для освещения, визуального контроля и ориентирования положения рабочей камеры 2 относительно аварийного трубопровода 1, энергообеспечения его бортовой аппаратуры и блоков управления и силовых агрегатов, например, приводов (не показаны) манипуляторов 28.For additional control and ensuring a more complete and reliable functioning of the proposed system for eliminating accidental oil emissions from deep-water wells and oil pipelines, it is possible to use a rope-launched or autonomous remote-controlled floating robot complex 27 in the accident zone containing the necessary auxiliary means for lighting, visual monitoring and orientation the working chamber 2 relative to the emergency pipeline 1, the power supply of its on-board appar Tours and control units and power units, for example, actuators (not shown) of the manipulators 28.
На фиг.2 представлен вид сбоку на рабочую камеру 2 когда грейферные захваты 4 находятся в рабочем фиксированным относительно аварийного трубопровода 1 положении, то есть когда камера 2 плотно притянута к нему с помощью гидроцилиндров 5 в положение, при котором в камере 2 образуется герметичная замкнутая полость, обеспечивающая контролируемый вывод нефти из аварийного трубопровода 1 и/или подачу в данную полость герметизирующего алюмосиликатного реагента.Figure 2 presents a side view of the working chamber 2 when the clamshell 4 are in the working position fixed relative to the emergency pipeline 1, that is, when the chamber 2 is tightly drawn to it by means of hydraulic cylinders 5 in a position in which a sealed closed cavity is formed in the chamber 2 providing a controlled output of oil from the emergency pipeline 1 and / or supply to this cavity a sealing aluminosilicate reagent.
На фиг.3 показан вариант выполнения системы для ликвидации аварийных выбросов нефти из глубоководных скважин 29, когда аварийный трубопровод (на фиг.3 не показан) для отвода от нее нефти полностью оторван в области устья скважины 29. В данном случае колпак 3 рабочей камеры выполнен в виде цилиндра, в нижней части которого шарнирно закреплены четыре, крестообразно расположенных, грейферных захвата 30, преимущественно, прямоугольной в плане формы. Между ними размещены четыре вспомогательные герметизирующие пластины 31 треугольной формы, также шарнирно закрепленные в нижней части колпака 3. Взаимное смыкание концевых частей грейферных захватов 30 на скважине 29 и герметизирующих пластин 31 с боковыми сторонами захватов 30 под действием гидроцилиндров 32, 33 (при наличии соответствующих упругих уплотнений 34) обеспечивает необходимую герметичность и функционирование такой рабочей камеры при ликвидации аварийных выбросов нефти из глубоководных скважин 29.Figure 3 shows an embodiment of a system for eliminating accidental oil emissions from deep-water wells 29, when the emergency pipeline (not shown in figure 3) for removing oil from it is completely torn off in the area of the wellhead 29. In this case, the cap 3 of the working chamber is made in the form of a cylinder, in the lower part of which four, crosswise located, clamshell grips 30 are predominantly rectangular in shape. Between them are four auxiliary sealing plates 31 of a triangular shape, also pivotally mounted in the lower part of the cap 3. Mutual closing of the ends of the grab grippers 30 in the well 29 and the sealing plates 31 with the sides of the grippers 30 under the action of hydraulic cylinders 32, 33 (in the presence of corresponding elastic seals 34) provides the necessary tightness and the functioning of such a working chamber during the elimination of emergency oil emissions from deep water wells 29.
Предложенная система функционирует следующим образом.The proposed system operates as follows.
Данная система ликвидации аварийного выброса нефти из подводного нефтепровода или скважины относится к системам, использующим специальные камеры, которые должны накрывать места утечек для отвода нефти из скважины в нефтеналивные суда, а также к системам, обеспечивающим сбрасывание или введение коагулирующих, дисперсных и цементирующих веществ и материалов непосредственно в места утечки нефти.This system for eliminating the accidental release of oil from an underwater pipeline or well refers to systems that use special chambers that must cover the leakage points to divert oil from the well to oil loading vessels, as well as to systems that allow the discharge or introduction of coagulating, dispersed and cementing substances and materials directly to oil spills.
В данном предложении (фиг.1) обеспечивается максимально быстрое размещение рабочей камеры 2 в зоне выброса нефти. Для этого с помощью первого и второго блоков 16, 17, расположенных на борту судна 12, обеспечивается доставка рабочей камеры 2 к аварийному трубопроводу 1 с помощью лебедок 18 с тросами 19 и несущей рамы 20, на которой закреплена рабочая камера 2. Спуск рабочей камеры 2 на заданную глубину в зону аварийного выброса нефти, а также закрепленных на ней технологических трубопроводов 9, 10 и герметичных силовых и коммуникационных кабелей 26 контролируется с помощью третьего блока 21, обеспечивающего дистанционный визуальный контроль взаимного расположения аварийного трубопровода 1 и рабочей камеры 2. Ориентирование и крепление рабочей камеры 2 на аварийном трубопроводе 1 обеспечивают дополнительные приводы 23, размещенные на раме 20 и управляемые с помощью второго, четвертого и первого блоков 17, 22, 16. При этом необходимое положение колпака 3 рабочей камеры 2 относительно трубопровода 1 задается с помощью изменения соответствующей длины частей тросов 24 между рамой 20 камерой 2.In this proposal (figure 1) provides the fastest possible placement of the working chamber 2 in the zone of oil discharge. To do this, using the first and second blocks 16, 17 located on board the vessel 12, the working chamber 2 is delivered to the emergency pipeline 1 using winches 18 with cables 19 and a supporting frame 20, on which the working chamber 2 is fixed. Lowering the working chamber 2 to a predetermined depth in the zone of emergency oil ejection, as well as technological pipelines 9, 10 and sealed power and communication cables 26 fixed to it, is controlled using the third unit 21, which provides remote visual control of the relative position emergency pipeline 1 and the working chamber 2. Orientation and mounting of the working chamber 2 on the emergency pipeline 1 is provided by additional drives 23 located on the frame 20 and controlled by the second, fourth and first blocks 17, 22, 16. In this case, the necessary position of the hood 3 of the working camera 2 relative to the pipeline 1 is set by changing the corresponding length of the parts of the cables 24 between the frame 20 of the camera 2.
При максимально возможном сближении рабочей камеры 2 и аварийного трубопровода 1 по контролем блоков 21, 16 срабатывают дистанционно управляемые приводы в виде гидроцилиндров 5, которые поворачивают до контакта с аварийным трубопроводом 1 шарнирно укрепленные в открытой части колпака 3 силовые фиксирующие захваты 4 грейферного типа. Приводы 5 приводятся в движение давлением гидравлической жидкости из автономной гидросистемы 14, расположенной на рабочей камере 2. При этом части колпака 3 и захватов 4, контактирующие с аварийным трубопроводом 1, уплотняются посредством упругих герметизирующих элементов 6, вследствие чего в рабочей камере образуется замкнутая полость 7. С этого момента, выходящая из аварийного трубопровода 1 нефть, под давлением поступает из скважины в рабочую камеру 2, заполняет ее полость 7 и затем поступает через узел 8 крепления снабженный дистанционно управляемыми регулируемыми вентилями и быстродействующими запорными клапанами, в технологический трубопровод 9 для контролируемого отвода нефти из замкнутой полости 7 в накопительные емкости 11 на борту судна 12.At the maximum possible rapprochement of the working chamber 2 and the emergency pipeline 1 according to the control of the blocks 21, 16, remote-controlled drives in the form of hydraulic cylinders 5 are triggered, which are rotated until the contact with the emergency pipeline 1 is pivotally fixed in the open part of the cap 3 by the power fixing grips 4 of the grab type. The actuators 5 are driven by hydraulic fluid pressure from an autonomous hydraulic system 14 located on the working chamber 2. The parts of the cap 3 and grippers 4 in contact with the emergency pipe 1 are sealed by means of elastic sealing elements 6, as a result of which a closed cavity 7 is formed in the working chamber .From this moment, the oil leaving the emergency pipeline 1, under pressure enters from the well into the working chamber 2, fills its cavity 7 and then enters through the attachment unit 8 provided remotely controlled by adjustable valves and quick shut-off valves, into the technological pipeline 9 for the controlled removal of oil from the closed cavity 7 into the storage tanks 11 on board the vessel 12.
В период отбора нефти из аварийного трубопровода 1 через технологический трубопровод 9 на борт судна 12 можно начинать герметизацию зоны выброса нефти сначала в полости 7 рабочей камеры 2 при наличии оттока нефти через технологический трубопровод 9. Для этого через технологический трубопровод 10 в полость 7 подают, в контролируемом по расходу и давлению режиме, необходимое количество герметизирующего алюмосиликатного реагента из основной емкости 13 на борту судна 12. В случаях малого расхода нефти из разрыва в аварийном трубопроводе 1 возможна независимая подача алюмосиликатного реагента из дополнительной емкости 15, содержащей необходимый запас этого вещества, а при значительных расходах нефти возможна совместная подача реагентов из емкостей 13 и 15. В других случаях возможно полностью перекрыть отбор нефти из рабочей камеры с помощью быстродействующего запорного клапана в узле 8 крепления технологического трубопровода 9. Это дает время для принятия неотложных мер по ремонту нефтепровода и обеспечивает более эффективные условия гелеобразования в полости 7 рабочей камеры 2.During the period of oil extraction from the emergency pipeline 1 through the technological pipeline 9 on board the vessel 12, it is possible to start sealing the oil discharge zone first in the cavity 7 of the working chamber 2 in the presence of an outflow of oil through the technological pipeline 9. For this, the technological pipeline 10 is fed into the cavity 7, controlled by flow and pressure, the required amount of sealing aluminosilicate reagent from the main tank 13 on board the vessel 12. In cases of small oil flow from a break in the emergency pipeline 1 is possible independent supply of aluminosilicate reagent from an additional tank 15 containing the required supply of this substance, and at significant oil consumption, a joint supply of reagents from tanks 13 and 15 is possible. In other cases, it is possible to completely shut off the oil selection from the working chamber using a quick-acting shut-off valve in the mounting unit 8 process pipeline 9. This gives time for urgent measures to repair the pipeline and provides more effective conditions for gelation in the cavity 7 of the working chamber 2.
Энергообеспечение указанной аппаратуры и силовых агрегатов, в том числе, блоков 21, 22, гидросистемы 14 и приводов 23 обеспечивается через силовые и коммуникационные кабели 26 с борта судна 12. Комплекс необходимого оборудования в виде первого, второго, третьего, четвертого и пятого блоков обеспечивает заданное функционирование рабочей камеры 2 и управление процессом ликвидации аварийных выбросов нефти с помощью подготовленного обслуживающего и управляющего персонала. Для повышения надежности функционирования предложенной системы в зоне аварии используют спускаемый или автономный дистанционно управляемый плавучий робототехнический комплекс 27, который обеспечивает дополнительный визуальный контроль за положением рабочей камеры 2 и захватов 4 относительно аварийного трубопровода 1 с возможностью выполнения некоторых вспомогательных операций с помощью манипуляторов 28.Energy supply of the specified equipment and power units, including blocks 21, 22, hydraulic system 14 and drives 23 is provided through power and communication cables 26 from the side of the vessel 12. The complex of necessary equipment in the form of the first, second, third, fourth and fifth blocks provides the specified the functioning of the working chamber 2 and the management of the process of eliminating accidental oil emissions with the help of trained service and management personnel. To increase the reliability of the proposed system in the accident zone, a descent or autonomous remotely controlled floating robotic system 27 is used, which provides additional visual control over the position of the working chamber 2 and grips 4 relative to the emergency pipeline 1 with the possibility of performing some auxiliary operations using manipulators 28.
Подача в заданный момент в полость 7 рабочей камеры 2 компонентов герметизирующего алюмосиликатного реагента по истечении некоторого расчетного промежутка времени обеспечивает снижение или полное прекращение самопроизвольного выхода нефти за счет создания в рабочей камере 2 пробки из гелеобразного материала, сформированной на основе взаимодействия нефтяной эмульсии и указанного реагента. Для решения данной задачи в ОИВТ РАН представителями авторского коллектива были проведены необходимые исследования по иммобилизации на длительный промежуток времени жидких веществ с их преобразованием в минерально-матричную систему в виде устойчивого минерального геля (см. патент РФ №2291004, опубл. 10.01.2007). Иммобилизацию различных веществ, в том числе, жидких углеводородов, осуществляют путем их смешивания с раствором связующего материала в виде алюмосиликатного раствора в 10-20% растворе серной или соляной кислоты с последующей желатинизацией смеси в закрытой емкости в виде минерально-матричной системы. С целью определения эффективности иммобилизации были проведены экспериментальные работы по смешиванию различных веществ с заранее приготовленным жидким алюмосиликатным раствором, который при взаимодействии с жидкими веществами образует эмульсию.The supply at a given moment in the cavity 7 of the working chamber of 2 components of a sealing aluminosilicate reagent after a certain calculated period of time ensures the reduction or complete cessation of spontaneous oil output by creating in the working chamber 2 plugs of a gel-like material formed on the basis of the interaction of the oil emulsion and the specified reagent. To solve this problem, representatives of the team of authors conducted the necessary studies on the immobilization of liquid substances for a long period of time with their conversion into a mineral matrix system in the form of a stable mineral gel (see RF patent No. 2291004, publ. 10.01.2007). The immobilization of various substances, including liquid hydrocarbons, is carried out by mixing them with a solution of a binder material in the form of an aluminosilicate solution in a 10-20% solution of sulfuric or hydrochloric acid, followed by gelatinization of the mixture in a closed container in the form of a mineral matrix system. In order to determine the effectiveness of immobilization, experimental work was carried out to mix various substances with a pre-prepared liquid aluminosilicate solution, which, when interacting with liquid substances, forms an emulsion.
Экспериментально было определено, что рН полученного алюмосиликатного раствора должен находиться в диапазоне 2,8-3,1, который является оптимальным для самопроизвольной желатинизации смеси. При этом частички стороннего жидкого вещества капсулируются в структуре эластичного алюмосиликатного геля и не могут контактировать друг с другом. Время желатинизации смеси можно регулировать в широких пределах от нескольких минут до суток добавлением в нее заданного количества щелочи, что представляет большие возможности для разработки необходимой технологии связывания жидкостей в минерально-матричную систему. В качестве примера, подтверждающего эффективность желатинизации нефти в алюмосиликатном растворе, в лабораторных условиях смешивали в механической мешалке бутанол (промежуточный продукт нефтехимических производств) с алюмосиликатным раствором и заполняли смесью емкость с одновременной подачей в эмульсию 12% раствора NaOH. Желатинизация эмульсии закончилась через 15-20 мин. с образованием достаточна прочного эластичного геля.It was experimentally determined that the pH of the obtained aluminosilicate solution should be in the range of 2.8-3.1, which is optimal for spontaneous gelation of the mixture. In this case, particles of an external liquid substance are encapsulated in the structure of an elastic aluminosilicate gel and cannot contact each other. The gelatinization time of the mixture can be controlled over a wide range from several minutes to a day by adding a specified amount of alkali to it, which presents great opportunities for developing the necessary technology for binding liquids to the mineral matrix system. As an example, confirming the effectiveness of gelatinization of oil in an aluminosilicate solution, under the laboratory conditions, butanol (an intermediate product of petrochemical productions) was mixed in a mechanical stirrer with an aluminosilicate solution and the mixture was filled with a mixture while feeding a 12% NaOH solution to the emulsion. The gelatinization of the emulsion ended after 15-20 minutes. with the formation of a strong enough elastic gel.
Находящаяся в замкнутой полости 7 рабочей камеры 1 нефть, иммобилизованная в минерально-матричной системе эластичного геля, обеспечивает надежную герметизацию зон аварийного выброса нефти. Образованный в результате гель при этом длительное время (годы) не стареет и не теряет начальной прочности и эластичности. Такое выполнение предложенной полезной модели позволяет создать достаточно надежную и недорогую систему ликвидации аварийных выбросов нефти и на ее основе организовать разработку эффективной технологии защиты морских нефтедобывающих платформ от возможных катастрофических последствий при разрушении глубоководных скважин и нефтепроводов, в том числе, путем создания на больших глубинах условий для снижения или полного прекращения самопроизвольного выхода нефти.The oil located in the closed cavity 7 of the working chamber 1, immobilized in the mineral-matrix system of the elastic gel, provides reliable sealing of the zones of emergency release of oil. The gel formed as a result of this for a long time (years) does not age and does not lose its initial strength and elasticity. This implementation of the proposed utility model makes it possible to create a fairly reliable and inexpensive system for eliminating accidental oil emissions and, on its basis, organize the development of an effective technology for protecting offshore oil production platforms from possible catastrophic consequences during the destruction of deep-water wells and oil pipelines, including by creating conditions for great depths reduction or complete cessation of spontaneous oil output.

Claims (5)

1. Система ликвидации аварийных выбросов нефти из глубоководных скважин и нефтепроводов, содержащая оборудование для их герметизации со средствами для доставки и размещения в зоне выброса нефти, отличающаяся тем, что указанное оборудование содержит рабочую камеру, выполненную в виде колпака с шарнирно укрепленными в его открытой части силовыми фиксирующими захватами, снабженными дистанционно управляемыми приводами, причем части колпака и захватов, контактирующие с аварийным трубопроводом, снабжены упругими герметизирующими элементами для образования в рабочей камере замкнутой полости, а на закрытой части колпака размещены узлы крепления технологических трубопроводов для контролируемого отвода нефти из замкнутой полости в накопительные емкости на борту надводного судна и подачи герметизирующего реагента в замкнутую полость рабочей камеры.1. The system for eliminating accidental oil emissions from deep water wells and oil pipelines, containing equipment for their sealing with means for delivery and placement in the oil discharge zone, characterized in that said equipment contains a working chamber made in the form of a cap with pivotally mounted in its open part power locking grippers equipped with remotely controlled drives, and the parts of the cap and grippers in contact with the emergency pipeline are equipped with elastic sealing elements for the formation of a closed cavity in the working chamber, and on the closed part of the cap, technological piping fasteners are placed for the controlled drainage of oil from the closed cavity into storage tanks on board the surface vessel and the supply of the sealing reagent to the closed cavity of the working chamber.
2. Система по п.1, отличающаяся тем, что колпак рабочей камеры выполнен в форме параллелепипеда, цилиндра, части сферы или их комбинации, силовые фиксирующие захваты выполнены, преимущественно, в виде захватов грейферного типа, приспособленных для крепления рабочей камеры на аварийных трубопроводах с частичным или полным разрушением стенок, а приводные механизмы выполнены, преимущественно, в виде гидроцилиндров, входящих в состав автономной гидросистемы, расположенной на рабочей камере.2. The system according to claim 1, characterized in that the cap of the working chamber is made in the form of a parallelepiped, cylinder, part of a sphere or a combination thereof, the power locking grips are made mainly in the form of grippers of the type adapted for mounting the working chamber on emergency pipelines with partial or complete destruction of the walls, and the drive mechanisms are made mainly in the form of hydraulic cylinders that are part of an autonomous hydraulic system located on the working chamber.
3. Система по п.1, отличающаяся тем, что на борту надводного судна установлена основная, а на колпаке дополнительная емкости для контролируемой подачи в замкнутую полость рабочей камеры герметизирующего алюмосиликатного реагента или его компонентов.3. The system according to claim 1, characterized in that on board the surface vessel the main one is installed, and on the cap an additional container for the controlled supply of a sealing aluminosilicate reagent or its components into the closed cavity of the working chamber.
4. Система по п.1, отличающаяся тем, что дистанционно управляемые средства для доставки и размещения рабочей камеры в зоне выброса нефти содержат первый блок, расположенный на борту надводного судна для управления процессом ликвидации аварийных выбросов нефти, второй блок для доставки рабочей камеры в зону выброса нефти, третий блок для дистанционного визуального контроля положения аварийного трубопровода и рабочей камеры, четвертый блок для ее ориентирования и крепления на аварийном трубопроводе и пятый блок для энергообеспечения аппаратуры и силовых агрегатов, в том числе, входящих в состав рабочей камеры, причем второй блок содержит лебедки с тросами для спуска с борта надводного судна несущей рамы с закрепленной на ней рабочей камерой.4. The system according to claim 1, characterized in that the remotely controlled means for the delivery and placement of the working chamber in the oil release zone comprise a first unit located on board a surface vessel for controlling the process of eliminating accidental oil emissions, a second unit for delivering the working chamber to the zone oil emission, the third unit for remote visual control of the position of the emergency pipeline and the working chamber, the fourth block for its orientation and mounting on the emergency pipeline and the fifth block for energy supply Rural and power units, including those that are part of the working chamber, and the second block contains winches with cables for lowering from the side of the surface vessel of the supporting frame with the working chamber fixed on it.
5. Система по п.1, отличающаяся тем, что дистанционно управляемые средства для доставки и размещения оборудования в зоне выброса нефти содержат автономный плавучий робототехнический комплекс, выполненный с возможностью дополнительного контроля и обеспечения функционирования системы ликвидации аварийных выбросов нефти из глубоководных скважин и нефтепроводов.
Figure 00000001
5. The system according to claim 1, characterized in that the remotely controlled means for the delivery and placement of equipment in the oil release zone contain an autonomous floating robotic complex configured to provide additional control and ensure the functioning of the system for eliminating emergency oil emissions from deep-water wells and oil pipelines.
Figure 00000001
RU2010141958/03U 2010-10-14 2010-10-14 OIL EMERGENCY EMISSION SYSTEM FROM DEEP WATER WELLS AND OIL PIPELINES RU102673U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010141958/03U RU102673U1 (en) 2010-10-14 2010-10-14 OIL EMERGENCY EMISSION SYSTEM FROM DEEP WATER WELLS AND OIL PIPELINES

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010141958/03U RU102673U1 (en) 2010-10-14 2010-10-14 OIL EMERGENCY EMISSION SYSTEM FROM DEEP WATER WELLS AND OIL PIPELINES

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU102673U1 true RU102673U1 (en) 2011-03-10

Family

ID=46311482

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010141958/03U RU102673U1 (en) 2010-10-14 2010-10-14 OIL EMERGENCY EMISSION SYSTEM FROM DEEP WATER WELLS AND OIL PIPELINES

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU102673U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2464405C1 (en) * 2011-03-24 2012-10-20 Владимир Иванович Каширский Method of well pipe breakdown elimination (versions) and device to this end (version)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2464405C1 (en) * 2011-03-24 2012-10-20 Владимир Иванович Каширский Method of well pipe breakdown elimination (versions) and device to this end (version)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2011287397B2 (en) Corrosion protection of pipes suspended in seawater
CN105987253B (en) Oil-gas pipeline method for blocking
RU102673U1 (en) OIL EMERGENCY EMISSION SYSTEM FROM DEEP WATER WELLS AND OIL PIPELINES
CN106594451A (en) Pipe pressure leakage blockage device and leakage blockage method
WO2015049555A1 (en) Modular exploration and production system including an extended well testing service vessel
Kou et al. Application progress of oil and gas pipeline rehabilitation technology
US5074712A (en) Method and apparatus for remote repair of subsea pipelines
Mao et al. Deepwater pipeline damage and research on countermeasure
US20210138363A1 (en) A high-performance seafloor flexible oil storage system
CN107940052A (en) Automatic pipeline block valve
CN105240643A (en) Commissioning installation method for deepwater pipeline plugger
Timmermans et al. Large Diameter Pipeline PLEM Design for Remote, Arctic Application
CN1274988C (en) Device for sealing leakage through strong magnetism and plugging method
Bahrami et al. Innovative Rigless Well Intervention on Collided Platform Using New Designed Extended Deck on a Dynamic Positioning Barge
US20120298374A1 (en) Well head containment fitting device
CN105299469B (en) Offshore exploration development operation oil-containing mixed liquor recycling method
Galbraith et al. Beryl Bravo: Diverless Structural Repairs
Mohammadi Repair methods for damaged pipeline beyond diving depth
RU105356U1 (en) DEVICE FOR CONNECTING A DAMAGED PIPELINE AND TAKING OIL LEAK FROM A SUBWELL TO A SURFACE
CN2580275Y (en) Leak blocking device
CA2814759A1 (en) Pipeline enclosure
Selden Innovative Solution for Emergency Repair of a Deep Water Riser (Avoiding Flooding and Re-Commissioning, Minimizing Lost-Production) A Case Study of Independence Hub Flex-Joint Repair
Vivet Frigg Decommissioning Offshore Work
Childers et al. UMC Design Review
WO2019213726A1 (en) Method of use and tool for segmenting and sealing pipelines in general and umbilicals for maintaining and decommissioning subsea lines

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20111015

NF1K Reinstatement of utility model

Effective date: 20130827

MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20141015