RU2553757C2 - System of hydrocarbons underwater production - Google Patents
System of hydrocarbons underwater production Download PDFInfo
- Publication number
- RU2553757C2 RU2553757C2 RU2012155005/03A RU2012155005A RU2553757C2 RU 2553757 C2 RU2553757 C2 RU 2553757C2 RU 2012155005/03 A RU2012155005/03 A RU 2012155005/03A RU 2012155005 A RU2012155005 A RU 2012155005A RU 2553757 C2 RU2553757 C2 RU 2553757C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- subsea
- underwater
- data
- network
- distributor
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 70
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 title claims description 28
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 title claims description 28
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 50
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 50
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 45
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims description 20
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 6
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 4
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 13
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 9
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 5
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/01—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells specially adapted for obtaining from underwater installations
- E21B43/017—Production satellite stations, i.e. underwater installations comprising a plurality of satellite well heads connected to a central station
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B33/00—Sealing or packing boreholes or wells
- E21B33/02—Surface sealing or packing
- E21B33/03—Well heads; Setting-up thereof
- E21B33/035—Well heads; Setting-up thereof specially adapted for underwater installations
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B33/00—Sealing or packing boreholes or wells
- E21B33/02—Surface sealing or packing
- E21B33/03—Well heads; Setting-up thereof
- E21B33/035—Well heads; Setting-up thereof specially adapted for underwater installations
- E21B33/0355—Control systems, e.g. hydraulic, pneumatic, electric, acoustic, for submerged well heads
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Pipeline Systems (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
- Small-Scale Networks (AREA)
- Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
- Pyrrole Compounds (AREA)
- Laying Of Electric Cables Or Lines Outside (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
- Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION
Настоящее изобретение относится к подводной добыче углеводородов, в частности к системам для соединения основного промыслового объекта и подводных скважин.The present invention relates to the underwater production of hydrocarbons, in particular to systems for connecting the main production facility and subsea wells.
Уровень техники, к которой относится изобретениеBACKGROUND OF THE INVENTION
В системах подводной добычи углеводородов основной промысловый объект, такой как береговая промысловая платформа или морская промысловая платформа, как правило, соединяют с одной или несколькими подводными скважинами. Промысловые трубопроводы соединяют каждую подводную скважину с основным промысловым объектом. Промысловые трубопроводы используют для передачи добытых углеводородов на основной промысловый объект. Помимо промысловых трубопроводов необходимо обеспечить каждую подводную скважину определенными вспомогательными устройствами. Они могут включать устройства для передачи электроснабжения, данных, рабочих текучих сред для гидравлических систем, обеспечивающие скважинный поток текучих сред, таких как химические добавки. Эти четыре вспомогательных устройства, как правило, содержат подводный шлангокабель.In subsea hydrocarbon production systems, a main oilfield facility, such as an onshore oilfield platform or offshore oilfield platform, is typically connected to one or more subsea wells. Production pipelines connect each subsea well with the main production facility. Field pipelines are used to transfer produced hydrocarbons to the main field facility. In addition to production pipelines, it is necessary to provide each subsea well with certain auxiliary devices. These may include devices for transmitting electrical power, data, and working fluids for hydraulic systems, providing a downhole fluid flow, such as chemical additives. These four accessories typically include an underwater umbilical.
Рассмотрим фиг.1 в настоящем документе, которая схематически иллюстрирует сеть подводных скважин, соединенную с основным промысловым объектом 1. Несколько подводных шлангокабелей 2, 3, 4, 5 соединены с основным промысловым объектом 1. Каждый шлангокабель соединяет несколько подводных скважин (показанных в виде кружков на фиг.1) и основной промысловый объект 1. Возьмем в качестве примера шлангокабель 5, который соединяет подводные скважины 7, 8 и 9 и основной промысловый объект 1. Следует отметить, что каждая подводная скважина, например подводная скважина 7, может включать несколько физических скважин. Помимо шлангокабелей передающие углеводороды трубопроводы также показаны в виде сплошных черных линий, которые проходят практически по тому же пути, как шлангокабели 2, 3, 4, 5.Consider figure 1 in this document, which schematically illustrates a subsea well network connected to a
Фиг.2 исключительно для иллюстративных целей представляет устройства, содержащиеся в шлангокабеле. Шлангокабель 2, как правило, включает несколько трубопроводов 10, передающих рабочие текучие среды для гидравлических систем (на фиг.2 представлены четыре из них), которые обеспечивают гидравлическую энергию для открытия и закрытия клапанов. Кроме того, шлангокабель, как правило, включает несколько трубопроводов 11 с обеспечивающей скважинный поток текучей средой (на фиг.2 представлены четыре из них), которые переносят обеспечивающие скважинный поток текучие среды, имеющие различные составы, в зависимости от состава скважинного потока и цели, обеспечивающей скважинный поток текучей среды. На фиг.2 показаны семь электрических кабелей 12, которые снабжают электроэнергией подводные модули управления. В свою очередь, подводные модули управления снабжают подводные скважины гидравлической энергией. Кроме того, на фиг.2 представлены четыре пучка кабелей 13 для передачи данных. Разумеется, данные числа приведены исключительно для иллюстративных целей и различные шлангокабели могут содержать различное число трубопроводов 10, передающих рабочие текучие среды для гидравлических систем, трубопроводов 11 для обеспечивающих скважинный поток текучих сред, электрических кабелей 12 и кабелей 13 для передачи данных. Это зависит от разнообразных факторов, таких как число подводных скважин, обслуживаемых шлангокабелем, расстояние, которое должен пройти шлангокабель, и т.д. Кроме того, предусмотрена защитная оболочка 14.2, for illustrative purposes only, represents devices contained in a umbilical.
Подводный шлангокабель 2 соединяет подводные скважины 7, 8, 9 и основной промысловый объект 1 последовательно, как правило, по шлейфу. Другими словами, чтобы обеспечивать передачу электроэнергии и данных между основным промысловым объектом и подводными скважинами, данные устройства должны проходить подводные скважины 7 и 8. Типичный подводный шлангокабель может обслуживать 12 или более подводных скважин, но существуют практические ограничения числа подводных скважин, которые может обслуживать подводный шлангокабель.An
Поскольку системы управления для подводных скважин стали более усложненными, возрастают требования к передаче электроэнергии и данных для каждой подводной скважины. С течением времени это приведет к уменьшению числа подводных скважин, которые можно соединять с каждым подводным морским шлангокабелем, или потребует от подводных шлангокабелей большей мощности для передачи электроэнергии и данных. Это может значительно увеличивать стоимость подводных шлангокабелей.As control systems for subsea wells have become more sophisticated, there is increasing demand for power and data transmission for each subsea well. Over time, this will lead to a decrease in the number of subsea wells that can be connected to each underwater marine umbilical, or will require more submarine umbilicals to transmit electricity and data. This can significantly increase the cost of submarine umbilicals.
Еще одна проблема существующих подводных шлангокабелей заключается в том, что стоимость удлинения подводного морского шлангокабеля к новой подводной скважине в новом периферийном объекте может оказаться запретительно высокой, особенно если подводная скважина должна быть соединена с основным объектом через новый шлангокабель.Another problem with existing underwater umbilicals is that the cost of lengthening an underwater marine umbilical to a new subsea well in a new peripheral facility can be prohibitively high, especially if the subsea well must be connected to the main object through a new umbilical.
Следующая проблема, связанная с существующими подводными шлангокабелями, заключается в том, что когда в подводном морском шлангокабеле возникает неисправность, она может повлиять на все подводные скважины, расположенные далее по потоку относительно данной неисправности, и, таким образом, ремонт и усовершенствования могут оказаться дорогостоящими с учетом потери производительности.A further problem with existing subsea umbilicals is that when a malfunction occurs in the subsea marine umbilical, it can affect all subsea wells downstream of the malfunction, and thus repairs and improvements can be costly with given the loss of performance.
В существующих подводных шлангокабелях используют переменный ток. Каждая линия электропередачи в подводном морском шлангокабеле действует в качестве конденсатора, и, таким образом, при использовании переменного тока емкостные свойства проявляются параллельно электрической нагрузке. Это приводит к потерям при передаче электроэнергии, что ограничивает практическую длину подводного морского шлангокабеля на уровне около 150 км.Existing underwater umbilicals use alternating current. Each power line in an underwater marine umbilical acts as a capacitor, and thus, when using alternating current, capacitive properties appear parallel to the electrical load. This leads to losses in the transmission of electricity, which limits the practical length of the underwater marine umbilical to about 150 km.
Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION
Автор настоящего изобретения обнаружил, что существующая система обеспечения обслуживания подводных скважин с использованием подводных шлангокабелей имеет несколько проблем, которые описаны выше. Задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы смягчить некоторые из этих проблем и предложить улучшенную систему обеспечения передачи данных и электроэнергии для подводных скважин.The present inventor has found that the existing subsea well service system using subsea umbilicals has several problems that are described above. An object of the present invention is to mitigate some of these problems and to propose an improved data and power transmission system for subsea wells.
Согласно первому аспекту настоящего изобретения предложена система подводной добычи нефти и/или газа. Данная система обеспечивает основной промысловый объект и множество подводных скважин. Предусмотрена транспортная сеть текучей среды, которая соединяет каждую подводную скважину и основной промысловый объект. Предусмотрена отдельная сеть электроснабжения и передачи данных для снабжения электроэнергией постоянного тока и данными в рабочем соединении с каждой подводной скважиной, чтобы обеспечивать каждую подводную скважину службами электроснабжения и передачи данных. Использование постоянного тока гарантирует, что сеть электроснабжения и передачи данных сможет передавать энергию на расстояния, значительно превышающие те, которые доступны в настоящее время, и использование отдельных сетей для передачи текучих сред и для передачи электроэнергии и данных делает систему значительно более гибкой.According to a first aspect of the present invention, there is provided a system for underwater production of oil and / or gas. This system provides the main production facility and many subsea wells. A fluid transport network is provided that connects each subsea well and the main production site. A separate power supply and data transmission network is provided for supplying DC electric power and data in a working connection with each subsea well to provide each subsea well with power and data transmission services. The use of direct current ensures that the power supply and data transmission networks can transmit energy over distances significantly greater than those currently available, and the use of separate networks for the transmission of fluids and for the transmission of electricity and data makes the system much more flexible.
Транспортная сеть текучей среды опционально предназначена для передачи любых текучих сред, скважинного потока рабочей текучей среды и добытых углеводородов. Предполагается, что широкое использование настоящего изобретения должно заменить шлангокабели, передающие скважинный поток рабочей текучей среды и гидравлические текучие среды, но данную систему можно также использовать в промысловых трубопроводах для передачи добытых углеводородов.The fluid transport network is optionally designed to transfer any fluid, downhole flow of the working fluid and produced hydrocarbons. The widespread use of the present invention is intended to replace umbilicals transmitting the borehole flow of the working fluid and hydraulic fluids, but this system can also be used in field pipelines to transfer produced hydrocarbons.
Помимо соединения с транспортной сетью текучей среды сеть электроснабжения и передачи данных опционально соединена дополнительно с любой из систем, таких как подводная обсерватория, автономные транспортные средства, четырехмерные сетки сейсмических профилей на морском дне, подводные обрабатывающие устройства, углеводородные трубопроводы и системы наблюдения. Это позволяет соединять ту же сеть электроснабжения и передачи данных с другими аспектами подводных исследований и добычи углеводородов. В качестве варианта, подводная сеть электроснабжения и передачи данных содержит волоконно-оптические соединения для передачи данных. Это обеспечивает высокую скорость передачи данных и отсутствие помех от источников электроэнергии.In addition to connecting to the fluid transport network, the power supply and data transmission network is optionally additionally connected to any of the systems, such as an underwater observatory, autonomous vehicles, four-dimensional seismic profile meshes on the seabed, underwater processing devices, hydrocarbon pipelines and monitoring systems. This allows you to connect the same power supply and data transmission network with other aspects of underwater research and hydrocarbon production. Alternatively, the subsea power and data network includes fiber optic connections for data transmission. This provides a high data rate and the absence of interference from sources of electricity.
Расстояние между подводной скважиной и основным промысловым объектом составляет необязательно более чем 150 км. Это становится возможным при использовании постоянного тока высокого напряжения.The distance between the subsea well and the main production site is not necessarily more than 150 km. This is made possible by using direct current high voltage.
Система подводной добычи углеводородов необязательно дополнительно включает распределитель, предназначенный для уменьшения напряжения постоянного тока, получаемого от основного промыслового объекта, перед направлением электроэнергии на каждую подводную скважину, причем распределитель также предназначен для передачи данных. Распределитель можно присоединять к другому распределителю, чтобы способствовать резервированию и балансу нагрузки.The subsea hydrocarbon production system optionally further includes a distributor designed to reduce the DC voltage received from the main production facility before directing electricity to each subsea well, the distributor also designed to transmit data. The distributor can be connected to another distributor to facilitate redundancy and load balancing.
Система подводной добычи углеводородов необязательно содержит, по меньшей мере, один блок разветвления между основным промысловым объектом и распределителем, причем распределитель предназначен для уменьшения напряжения электроэнергии, получаемой от блока разветвления, перед направлением электроэнергии на подводную скважину. Блок разветвления принимает энергетические и информационные кабели от основного промыслового объекта (или от другого блока разветвления) и направляет отдельные энергетические и информационные кабели к множеству распределителей. Это позволяет подавать высокое напряжение непосредственно от основного промыслового объекта к нескольким распределителям через один или несколько блоков разветвления перед уменьшением напряжения распределителями для использования в подводных скважинах.The subsea hydrocarbon production system optionally comprises at least one branching unit between the main production facility and the distributor, the distributor being designed to reduce the voltage of the electric power received from the branching unit before directing the electric power to the subsea well. The branching unit receives power and data cables from the main production facility (or from another branching unit) and routes the individual power and information cables to a plurality of distributors. This allows you to apply a high voltage directly from the main production facility to several distributors through one or more branching units before reducing the voltage by the distributors for use in subsea wells.
Сеть электроснабжения и передачи данных опционально предназначена для передачи постоянного тока высокого напряжения между основным промысловым объектом и распределителем, причем распределитель предназначен для снижения напряжения перед направлением электроэнергии к множеству подводных скважин.The power supply and data transmission network is optionally designed for transmitting high-voltage direct current between the main production facility and the distributor, the distributor being designed to reduce voltage before directing electricity to many subsea wells.
Транспортная сеть текучей среды может включать основание райзера между основным промысловым объектом и подводной скважиной. Основание райзера содержит множество соединений для подключения трубопроводов текучей среды между основанием райзера и, по меньшей мере, одной подводной скважиной.The fluid transport network may include a riser base between the main production site and the subsea well. The riser base comprises a plurality of connections for connecting fluid pipelines between the riser base and at least one subsea well.
Согласно второму аспекту настоящего изобретения предложен подводный узел (выше называется термином «распределитель») для использования в системе подводной добычи нефти и/или газа. Подводный узел включает устройства для передачи данных и электроэнергии множеству подводных скважин, причем подводные скважины обслуживают, по меньшей мере, две отдельные транспортные сети текучей среды, соединяющие подводные скважины и основной промысловый объект.According to a second aspect of the present invention, there is provided an underwater assembly (referred to above as the term “distributor”) for use in an underwater oil and / or gas production system. The subsea assembly includes devices for transmitting data and electric power to a plurality of subsea wells, the subsea wells serving at least two separate fluid transport networks connecting the subsea wells and the main production site.
Подводный узел необязательно дополнительно включает устройства для передачи данных и электроэнергии любой из таких систем, как подводные обсерватории, автономные транспортные средства, четырехмерные сетки сейсмических профилей на морском дне, подводные обрабатывающие устройства, углеводородные трубопроводы и системы наблюдения.The subsea assembly optionally further includes devices for transmitting data and electric power to any of such systems as underwater observatories, autonomous vehicles, four-dimensional seismic profile meshes on the seabed, underwater processing devices, hydrocarbon pipelines and monitoring systems.
В предпочтительном варианте осуществления устройство для передачи данных включает волоконно-оптические системы связи, которые гарантируют отсутствие помех от источников электроэнергии.In a preferred embodiment, the data device includes fiber optic communication systems that ensure that there is no interference from electrical sources.
Подводный узел может дополнительно включать устройства для рабочего соединения подводного морского узла через устройства для передачи данных и электроэнергии и следующего подводного морского узла. Это позволяет соединять подводные узлы друг с другом для обеспечения резервирования, а также обеспечивает баланс нагрузки в сети электроснабжения и передачи данных.The underwater unit may further include devices for operatively connecting the underwater marine unit through devices for transmitting data and electricity and the next underwater marine unit. This allows you to connect underwater nodes to each other to ensure redundancy, and also provides a load balance in the power supply and data transmission networks.
Подводный узел необязательно включает устройства для уменьшения напряжения получаемой электроэнергии перед направлением электроэнергии при уменьшенном напряжении к множеству подводных скважин. Это позволяет получать постоянный ток высокого напряжения от основного промыслового объекта или узла разветвления, который можно передавать на большое расстояние, и затем снижать напряжение таким образом, что оно становится подходящим для использования подводными скважинами.The subsea assembly optionally includes devices for reducing the voltage of the generated electric power before directing the electric power at a reduced voltage to a plurality of subsea wells. This allows you to receive a direct current of high voltage from the main production facility or branching unit, which can be transmitted over a long distance, and then reduce the voltage so that it becomes suitable for use by subsea wells.
Согласно третьему аспекту настоящего изобретения предложена система подводной добычи углеводородов, включающая основной промысловый объект, причем основной промысловый объект соединен с первой транспортной сетью текучей среды, соединяющей, по меньшей мере, одну подводную скважину и основной промысловый объект, и второй транспортной сетью текучей среды, соединяющей, по меньшей мере, еще одну подводную скважину и основной промысловый объект. Кроме того, предусмотрена отдельная подводная сеть электроснабжения и передачи данных для передачи электроэнергии постоянного тока и данных, причем сеть электроснабжения и передачи данных включает распределитель, где сеть присоединяет к распределителю основной промысловый объект и, по меньшей мере, две отдельные транспортные сети текучей среды.According to a third aspect of the present invention, there is provided a subsea hydrocarbon production system comprising a main oilfield facility, wherein the main oilfield object is connected to a first fluid transport network connecting at least one subsea well and a main oilfield object and a second fluid transport network connecting at least one other subsea well and a main production facility. In addition, a separate subsea power supply and data transmission network is provided for transmitting direct current electric power and data, the power supply and data transmission network including a distributor, where the network connects a main production facility and at least two separate fluid transport networks to the distributor.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
Фиг.1 схематически иллюстрирует множество подводных скважин, присоединенных к основному промысловому объекту;Figure 1 schematically illustrates a plurality of subsea wells attached to a main production site;
фиг.2 схематически иллюстрирует вид поперечного сечения подводного морского шлангокабеля;2 schematically illustrates a cross-sectional view of an underwater marine umbilical;
фиг.3 схематически иллюстрирует множество подводных скважин, присоединенных к основному промысловому объекту согласно варианту осуществления настоящего изобретения;3 schematically illustrates a plurality of subsea wells connected to a main production facility according to an embodiment of the present invention;
фиг.4 схематически иллюстрирует в виде блок-схемы подводный узел согласно варианту осуществления настоящего изобретения; и4 schematically illustrates in block diagram form an underwater assembly according to an embodiment of the present invention; and
фиг.5 схематически иллюстрирует вид поперечного сечения кабеля для электроснабжения и передачи данных.5 schematically illustrates a cross-sectional view of a cable for power supply and data transmission.
Подробное описание изобретенияDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Автор настоящего изобретения обнаружил, что многие из проблем, связанных с предшествующим уровнем техники подводных шлангокабелей, можно смягчить путем разделения обслуживающих устройств. Согласно настоящему изобретению подводные шлангокабели используют, главным образом, чтобы передавать гидравлическую текучую среду и скважинный поток рабочей текучей среды, и их не используют для передачи электроэнергии к подводным морским скважинам или для обмена данными между подводной скважиной и основным промысловым объектом. Предусмотрена отдельная сеть передачи электроэнергии и данных. В следующем описании вводится термин «подводный гидравлический трубопровод», который означает подводный трубопровод, который используют для передачи текучих сред, таких как гидравлические текучие среды и скважинный поток рабочей текучей среды, но его не используют для передачи электроэнергии или данных.The present inventor has found that many of the problems associated with the prior art of submarine umbilicals can be mitigated by separating service devices. According to the present invention, subsea umbilicals are mainly used to transmit hydraulic fluid and a borehole flow of a working fluid, and are not used to transmit electric power to subsea boreholes or to exchange data between a subsea borehole and a main production site. A separate electricity and data transmission network is provided. In the following description, the term “subsea hydraulic pipe” is introduced, which means a subsea pipe that is used to transfer fluids, such as hydraulic fluids and a borehole flow of a working fluid, but is not used to transmit electricity or data.
Рассмотрим фиг.3 в настоящем документе, которая схематически иллюстрирует множество подводных скважин, соединенных с основным промысловым объектом 15. Трубопроводы, передающие углеводороды, проиллюстрированы сплошными черными линиями. Подводные гидравлические трубопроводы проиллюстрированы штриховыми линиями, и отдельная сеть для передачи данных и электроэнергии проиллюстрирована пунктирными линиями. Отдельная сеть содержит кабели для передачи электроэнергии и данных, распределяемые различными способами. Сеть такого типа называется в настоящем документе термином «сеть DC/FO», поскольку она обеспечивает передачу электроэнергии постоянного тока (DC) и передачу данных путем использования волоконно-оптических (FO) кабелей.Consider FIG. 3 in this document, which schematically illustrates a plurality of subsea wells connected to a main production facility 15. The pipelines transmitting hydrocarbons are illustrated by solid black lines. The subsea hydraulic pipelines are illustrated by dashed lines, and a separate network for transmitting data and electricity is illustrated by dashed lines. A separate network contains cables for the transmission of electricity and data, distributed in various ways. This type of network is referred to herein as the “DC / FO network” because it provides direct current (DC) power transmission and data transmission using fiber optic (FO) cables.
Сеть DC/FO может, как правило, обеспечивать суммарную мощность системы, составляющую 100 кВт, и суммарную скорость передачи данных, составляющую 120 Гб/с, хотя предполагается, что можно использовать любую мощность и скорость передачи данных в пределах ограничений подводной среды. Сеть DC/FO в настоящем описании обслуживают распределители 16, 17 и 18, у каждого из которых, как правило, выходная мощность составляет 10 кВт и скорость передачи данных составляет 1 Гб/с (ограничено подводной системой управления), хотя предполагается, что можно использовать любую мощность и скорость передачи данных в пределах ограничений подводной среды. Сеть DC/FO передает постоянный ток высокого напряжения от основного промыслового объекта 15 (или другого источника), и функция распределителя заключается в том, чтобы преобразовывать это напряжение в меньшее напряжение, пригодное для использования подводными скважинами 19, 20, 21 (как правило, необходимо преобразование от приблизительно 10000 В постоянного тока до менее чем 1000 В постоянного тока). В примере на фиг.3 распределитель 16 передает электроэнергию и данные подводным морским скважинам 19, 20 и 21, и он может быть также соединен с распределителем 17. Сеть DC/FO является отдельной от подводной трубопроводной сети текучей среды и не обязательно проходит по такому же пути, как подводная трубопроводная сеть текучей среды.A DC / FO network can typically provide a total system power of 100 kW and a total data transfer rate of 120 Gb / s, although it is assumed that any power and data rate can be used within the limits of the underwater environment. The DC / FO network in the present description is serviced by distributors 16, 17 and 18, each of which, as a rule, has an output power of 10 kW and a data transfer rate of 1 Gb / s (limited by the underwater control system), although it is assumed that you can use any power and data rate within the limits of the underwater environment. The DC / FO network transmits a high-voltage direct current from the main fishing facility 15 (or another source), and the function of the distributor is to convert this voltage to a lower voltage, suitable for use by subsea wells 19, 20, 21 (usually necessary conversion from approximately 10,000 V DC to less than 1,000 V DC). In the example of FIG. 3, the distributor 16 transmits electricity and data to the subsea boreholes 19, 20 and 21, and it can also be connected to the distributor 17. The DC / FO network is separate from the underwater pipeline network of the fluid and does not necessarily go through the same paths like an underwater pipeline network of fluid.
Помимо распределителей сеть DC/FO в данном примере также содержит блоки разветвления 22, 24. Блок разветвления представляет собой эффективный кабельный разветвитель, где кабель высокого напряжения представляет собой вход и два или более кабелей высокого напряжения представляют собой выход. Преимущество использования блоков разветвления заключается в том, что в случае неисправности или поломки отдельные части сети DC/FO можно изолировать, не влияя на остальные части сети DC/FO. Подводная скважина может получать электроэнергию от распределителя, но не прямо от блока разветвления, поскольку напряжение, подаваемое блоком разветвления, является чрезмерно высоким. В этом случае будет установлен подводный узел (распределитель), встроенный или находящийся вблизи подводной скважины. Этот распределитель не представлен на фиг.3 для сохранения возможности чтения.In addition to the distributors, the DC / FO network in this example also contains branching units 22, 24. The branching unit is an efficient cable splitter where the high voltage cable is an input and two or more high voltage cables are an output. The advantage of using branching units is that in the event of a malfunction or breakdown, individual parts of the DC / FO network can be isolated without affecting the rest of the DC / FO network. A subsea well may receive electricity from the distributor, but not directly from the branching unit, since the voltage supplied by the branching unit is excessively high. In this case, an underwater unit (distributor) will be installed, built-in or located near the underwater well. This dispenser is not shown in FIG. 3 to maintain readability.
Для удлинения сети один или более проводников кабеля (представлены в виде несоединенных пунктирных линий при блоках разветвления 22 и 24) выводят из блока разветвления, и сращивается новый кабель. Его затем присоединяют к новому распределителю, и его можно затем использовать для присоединения распределителя к новым подводным морским объектам, таким как подводные скважины. Затем осуществляют последующее распределение сети DC/FO к подводным морским скважинам или другим подводным морским объектам путем последовательного соединения кабеля DC/FO от другой подводной скважины. Например, расстояние между основным промысловым объектом 15 и распределителем 16 составляет более чем 150 км. Таким образом, в сети DC/FO используют источник постоянного тока высокого напряжения между основным промысловым объектом 15 и распределителем 16. Распределитель 16 снижает напряжение до уровня, который является пригодным для использования подводными скважинами, но ограничен длиной передачи, составляющей несколько километров. Подводные скважины 19 и 20 соединены непосредственно с распределителем, и подводная скважина 21 соединена последовательно с подводной скважиной 20.To extend the network, one or more cable conductors (represented as unconnected dashed lines at branching units 22 and 24) are removed from the branching unit and a new cable is spliced. It is then attached to a new distributor, and it can then be used to connect the distributor to new subsea offshore facilities, such as subsea wells. Subsequently, the DC / FO network is subsequently distributed to subsea boreholes or other subsea marine objects by connecting the DC / FO cable from another subsea well in series. For example, the distance between the main fishing facility 15 and the distributor 16 is more than 150 km. Thus, in a DC / FO network, a high voltage direct current source is used between the main field object 15 and the distributor 16. The distributor 16 reduces the voltage to a level that is suitable for use by subsea wells but is limited by a transmission length of several kilometers. The subsea wells 19 and 20 are connected directly to the distributor, and the subsea well 21 is connected in series with the subsea well 20.
Подводный конец райзера DC/FO или приближающегося к берегу кабеля 23 может включать несколько кабелей DC/FO, которые, как правило, присоединены к сети DC/FO одним из двух способов; подводные выводимые отрезки можно предусмотреть на морском дне или в виде свернутых кабелей в раме, где каждый отрезок кабеля выводят для дальнейшего удлинения сети DC/FO согласно потребности. В качестве альтернативы (или дополнения), подводный конец райзера DC/FO или приближающегося к берегу кабеля 23 снабжен устройствами для подводного соединения высокого напряжения, которые обеспечивают непосредственное соединение подводного кабеля DC/FO и райзера DC/FO или приближающегося к берегу кабеля 23.The underwater end of a DC / FO riser or shore-based cable 23 may include several DC / FO cables, which are typically connected to a DC / FO network in one of two ways; underwater lead-outs can be provided on the seabed or in the form of coiled cables in a frame, where each piece of cable is led out to further extend the DC / FO network according to need. Alternatively (or in addition), the underwater end of the DC / FO riser or coastal cable 23 is equipped with high voltage underwater connection devices that directly connect the DC / FO submarine cable and the DC / FO riser or coastal cable 23.
Помимо соединения с сетью DC/FO подводная скважина должна быть соединена с подводным гидравлическим трубопроводом, чтобы получать рабочие текучие среды для гидравлических систем и обеспечивающие скважинный поток текучие среды. Предусмотрена сеть отдельных подводных гидравлических трубопроводов. Они могут следовать по пути трубопровода, как показывают подводные скважины 25, 26 и 27. Эти подводные скважины получают электроэнергию и данные, доставляемые от распределителя 18, и рабочие текучие среды для гидравлических систем и обеспечивающие скважинный поток текучие среды через трубопровод, который может следовать по пути трубопровода, соединяющего подводные скважины 25, 26, 27 и основной промысловый объект.In addition to being connected to the DC / FO network, the subsea well must be connected to the subsea hydraulic pipe in order to receive working fluids for hydraulic systems and providing downhole fluids. A network of individual subsea hydraulic pipelines is provided. They can follow the path of the pipeline, as the
Однако подводные гидравлические трубопроводы можно предусмотреть в отдельной сети, которая не следует по пути трубопроводов между подводными скважинами и основным промысловым объектом. Один способ упрощения этого заключается в том, чтобы предусмотреть основания райзеров 28, 29. В данном случае подводный гидравлический трубопровод проходит от соединения с основным промысловым объектом 15 до основания райзера 28. Основание райзера 28 в данном примере содержит три выхода подводных гидравлических трубопроводов, что позволяет ему обслуживать несколько различных подводных скважин, которые не присоединены одним и тем же трубопроводом к основному промысловому объекту. Основание райзера 28 принимает рабочие текучие среды для гидравлических систем и обеспечивающие скважинный поток текучие среды от основного промыслового объекта 15 и предусматривает первый подводный гидравлический трубопровод, который обслуживает подводные скважины 30, 31, 32, второй подводный гидравлический трубопровод, который обслуживает подводные скважины 33, 34, и третий подводный гидравлический трубопровод, который обслуживает подводные скважины 19, 20 и 21. Если это необходимо, подводный гидравлический трубопровод можно удлинить от подводной скважины 21 к периферийному объекту 35 и передачу электроэнергии и данных к периферийному объекту 35 можно обеспечивать от распределителя 16. Предполагается, что можно разрабатывать периферийный объект 35, используя данные и электроэнергию, передаваемую от любого подходящего распределителя, и обеспечивать удлинение подводного гидравлического трубопровода от любой подходящей подводной скважины или непосредственно от основания райзера.However, subsea hydraulic pipelines can be provided in a separate network that does not follow the pipelines between subsea wells and the main production site. One way to simplify this is to provide the bases of risers 28, 29. In this case, the underwater hydraulic pipe extends from the connection with the main fishing object 15 to the base of the riser 28. The base of the riser 28 in this example contains three outlets of the underwater hydraulic pipes, which allows he should serve several different subsea wells that are not connected by the same pipeline to the main production facility. The riser base 28 accepts working fluids for hydraulic systems and provides well fluid from the main production facility 15 and provides a first subsea hydraulic pipeline that serves subsea wells 30, 31, 32, a second subsea hydraulic pipeline that serves subsea wells 33, 34 and a third subsea hydraulic pipeline that serves subsea wells 19, 20, and 21. If necessary, the subsea hydraulic pipeline can be extended from under one well 21 to the peripheral object 35 and the transmission of electricity and data to the peripheral object 35 can be provided from the distributor 16. It is assumed that it is possible to develop the peripheral object 35 using data and electricity transmitted from any suitable distributor and to provide elongation of the underwater hydraulic pipe from any a suitable subsea well or directly from the bottom of the riser.
Основание райзера необязательно должно полностью использоваться, но оно может быть доступным для дальнейшего расширения. Например, показано основание райзера 29, содержащее один входной подводный гидравлический трубопровод и только один выходной подводный гидравлический трубопровод, но еще два подводных гидравлических трубопровода можно соединить с основанием райзера 29 в том случае, если потребуется будущее расширение. Аналогичным образом, блок разветвления 24 не разделяет передачу электроэнергии и данных в более чем одну ветвь, но его можно использовать для осуществления этого в будущем.The riser base does not have to be fully utilized, but it may be available for further expansion. For example, the base of the riser 29 is shown containing one inlet subsea hydraulic pipe and only one outlet subsea hydraulic pipe, but two more subsea hydraulic pipes can be connected to the bottom of the riser 29 if future expansion is required. Similarly, the branching unit 24 does not separate the transmission of electricity and data into more than one branch, but it can be used to do this in the future.
Следует отметить, что большинство подводных скважин проиллюстрировано в качестве получающих электроэнергию и данные, передаваемые непосредственно от распределителя. Однако это не всегда является необходимым. Подводная скважина 21 проиллюстрирована в качестве получающей электроэнергию и данные, передаваемые за счет удлинения от подводной скважины 20. Вследствие низкого напряжения это ограничивает допустимое расстояние между подводными скважинами 20 и 21, в отличие от кабеля между основным промысловым объектом и распределителем, который, благодаря постоянному току высокого напряжения, может иметь протяженность, составляющую более чем 150 км, без существенной потери электроэнергии. Однако преимущества соединения с передачей электроэнергии и данных к подводной скважине 21 от другой подводной скважины включают уменьшение числа требуемых распределителей, что сокращает стоимость. Кроме того, рекомендуется, чтобы при установке сетей DC/FO некоторые подводные скважины могли сохранять существующие шлангокабели, которые передают данные, электроэнергию и текучие среды, в то время как другие были присоединены к новой сети DC/FO и новой сети подводных гидравлических трубопроводов.It should be noted that most subsea wells are illustrated as receiving electricity and data transmitted directly from the distributor. However, this is not always necessary. The subsea bore 21 is illustrated as receiving electricity and data transmitted by lengthening from the subsea bore 20. Due to the low voltage, this limits the allowable distance between the subsea boreholes 20 and 21, unlike the cable between the main field object and the distributor, which, thanks to the direct current high voltage, can have a length of more than 150 km, without significant loss of electricity. However, the advantages of connecting to the transmission of electric power and data to the subsea bore 21 from another subsea bore include a reduction in the number of distributors required, which reduces cost. In addition, it is recommended that when installing DC / FO networks, some subsea wells can retain existing umbilicals that transmit data, electricity, and fluids, while others are connected to the new DC / FO network and the new subsea hydraulic piping network.
Наличие сети и, возможно, также взаимосвязанных распределителей и блоков разветвления на разрабатываемом месторождении обеспечивает значительно упрощенную разработку периферийных объектов, поскольку отдельная сеть DC/FO позволяет обеспечивать передачу электроэнергии и данных к подводным скважинам независимо от места их расположения. Значительно менее дорогостоящим является удлинение существующих подводных гидравлических трубопроводов, поскольку данные и электроэнергию не требуется передавать, используя подводный шлангокабель, как в способах предшествующего уровня техники, и их передачу можно осуществлять отдельно до каждой подводной скважины. Это делает более привлекательным удлинение подводных гидравлических трубопроводов до новой возможной подводной скважины, которая может стать периферийным объектом. Периферийный объект 35 можно легко обеспечивать электроэнергией и данными, передаваемыми через распределитель 16, если это требуется.The presence of a network and, possibly, also interconnected distributors and branching units at the field under development provides a significantly simplified development of peripheral objects, since a separate DC / FO network allows the transmission of electricity and data to subsea wells, regardless of their location. Significantly less expensive is the extension of existing subsea hydraulic pipelines, since data and electricity do not need to be transmitted using an underwater umbilical, as in the methods of the prior art, and they can be transmitted separately to each subsea well. This makes the extension of subsea hydraulic pipelines more attractive to a new possible subsea well that could become a peripheral object. The peripheral object 35 can be easily provided with electric power and data transmitted through the distributor 16, if necessary.
Следующее преимущество использования сети распределителей заключается в том, что передача электроэнергии и данных становится стандартизованной, приводя к снижению стоимости и повышению надежности. В настоящее время подводные шлангокабели, как правило, изготавливаются индивидуально, и подводные системы управления, как правило, используют собственные протоколы для передачи данных. Использование сети DC/FO позволяет упростить исследование и эксплуатацию периферийных объектов, как описано выше.A further advantage of using a distribution network is that the transmission of electricity and data becomes standardized, leading to lower costs and increased reliability. Currently, underwater umbilicals are usually manufactured individually, and underwater control systems, as a rule, use their own protocols for data transfer. Using a DC / FO network makes it easier to research and operate peripheral facilities as described above.
Настоящее изобретение можно также использовать на существующих рабочих месторождениях для замены неисправных или поврежденных шлангокабелей. Как правило, эта замена представляет собой дорогостоящий процесс, но его стоимость сокращается, если заменять существующие шлангокабели отдельными сетями DC/FO и подводными гидравлическими трубопроводами, в такой степени и тогда, когда это требуется (поскольку сеть гидравлических трубопроводов имеет более продолжительный ожидаемый срок службы). По мере окончания срока службы существующих шлангокабелей сети DC/FO и подводные гидравлические трубопроводы смогут заменять все эти шлангокабели.The present invention can also be used in existing production fields to replace faulty or damaged umbilicals. Typically, this replacement is a costly process, but its cost is reduced by replacing existing umbilicals with separate DC / FO networks and subsea hydraulic pipelines, to the same extent and when required (since the hydraulic piping network has a longer expected life) . At the end of the life of existing umbilicals, DC / FO networks and subsea hydraulic pipelines will be able to replace all of these umbilicals.
Кроме того, обеспечение подводной сети DC/FO, содержащей распределители, может сократить стоимость и других аспектов подводной добычи углеводородов. Например, помимо обеспечения передачи электроэнергии и данных к подводным скважинам распределители способны обеспечивать передачу электроэнергии и данных для наблюдения за состоянием подводной промысловой системы, подводных обсерваторий для наблюдения за окружающей средой 36, автономных транспортных средств (AUV), четырехмерных сеток сейсмических профилей на морском дне и т.д. Автономные транспортные средства используют, как правило, для управления клапанами, проверки инфраструктуры и, в некоторых случаях, для обслуживания и ремонта инфраструктуры. В настоящее время срок службы AUV ограничен сроком службы батарей, но сооружение подводной сети DC/FO позволит повторно заряжать батареи AUV в подводной среде.In addition, providing a subsea DC / FO network containing distributors can reduce the cost of other aspects of subsea hydrocarbon production. For example, in addition to providing electricity and data to subsea wells, distributors are capable of transmitting electricity and data to monitor the status of the subsea fishing system, 36 underwater observatories for environmental monitoring, autonomous vehicles (AUV), four-dimensional seismic profile meshes on the seabed and etc. Autonomous vehicles are used, as a rule, for valve control, inspection of infrastructure and, in some cases, for maintenance and repair of infrastructure. Currently, AUV's life is limited by battery life, but the construction of an underwater DC / FO network will allow re-charging AUV batteries in an underwater environment.
Кроме того, сеть DC/FO можно использовать для обеспечения передачи электроэнергии и данных к промысловым трубопроводам, которые используют для передачи углеводородов от подводной скважины на основной промысловый объект 15. Передача электроэнергии и данных может потребоваться, например, для наблюдения за потоком из скважины в ветви трубопровода, для наблюдения за состоянием промысловых трубопроводов, для наблюдения за положением клапанов, включением клапанов и т.д.In addition, the DC / FO network can be used to provide electricity and data transmission to the field pipelines, which are used to transfer hydrocarbons from the subsea well to the main field object 15. Electricity and data transmission may be required, for example, to monitor the flow from the well in the branch pipeline, to monitor the status of field pipelines, to monitor the position of the valves, the inclusion of valves, etc.
Сеть DC/FO и сеть подводных гидравлических трубопроводов можно также использовать, чтобы передавать электроэнергию и рабочие текучие среды для гидравлических систем к подводному обрабатывающему устройству 37. Примеры подводных обрабатывающих устройств включают устройства для поддержки скважинных потоков или устройства для разделения скважинных потоков (как правило, нефти, газа или воды).The DC / FO network and the subsea hydraulic piping network can also be used to transfer electric power and hydraulic fluid to the
Как описано выше, в предпочтительном варианте осуществления электроэнергия передается в виде постоянного тока. Преимущество использования постоянного тока заключается в том, что электроэнергию можно передавать на большие расстояния, чем при использовании переменного тока. Например, используя постоянный ток высокого напряжения (HVDC), можно сократить потери до приблизительно 20% на 1000 км, что делает постоянный ток более привлекательным для передачи электроэнергии к подводным скважинам от удаленного источника. Кроме того, использование постоянного тока сокращает капитальные расходы, поскольку можно использовать меньшее число проводников меньшей толщины по сравнению с передачей электроэнергии с использованием переменного тока. Это объясняется тем, что среднеквадратическое измеренное напряжение проводника переменного тока составляет лишь приблизительно 71% от максимального напряжения, которое определяет такие параметры, как толщина изоляции и минимальный диаметр проводника. Еще одно преимущество использования постоянного тока, а не переменного тока, заключается в том, что в распределенной электроэнергетической сети существует необходимость синхронизации источников переменного тока, и ее отсутствие позволяет дополнительно сокращать капитальные расходы. Использование постоянного тока позволяет передавать электроэнергию на расстояния, составляющие более чем 150 км.As described above, in a preferred embodiment, electric power is transmitted as direct current. The advantage of using direct current is that electricity can be transmitted over long distances than when using alternating current. For example, using high-voltage direct current (HVDC), losses can be reduced to approximately 20% per 1000 km, which makes direct current more attractive for transmitting electricity to subsea wells from a remote source. In addition, the use of direct current reduces capital costs, since it is possible to use a smaller number of conductors of smaller thickness than the transmission of electricity using alternating current. This is because the rms measured voltage of the AC conductor is only approximately 71% of the maximum voltage, which determines parameters such as insulation thickness and minimum conductor diameter. Another advantage of using direct current rather than alternating current is that in a distributed electric grid there is a need for synchronization of alternating current sources, and its absence can further reduce capital costs. The use of direct current allows the transmission of electricity over distances of more than 150 km.
Волоконно-оптические соединения являются предпочтительными для передачи данных, поскольку для них отсутствуют электромагнитные помехи от энергетической части кабеля постоянного тока, и они имеют более высокую скорость передачи данных, чем электрическая передача, и способны передавать данные на большие расстояния, чем электрическая передача, благодаря очень низким потерям.Fiber optic connections are preferred for data transmission because they do not have electromagnetic interference from the energy part of the DC cable, and they have a higher data transfer speed than electric transmission and are able to transmit data over long distances than electric transmission, thanks to low losses.
Снова рассмотрим фиг.4, на которой схематически проиллюстрирован в виде блок-схемы пример подводного узла-распределителя 17. Распределитель 17 содержит блок 37 для получения электроэнергии и данных от внешнего источника. Процессор 38 используют для управления работой распределителя 17. Предусмотрен машиночитаемый носитель в форме запоминающего устройства 37, на котором содержится компьютерная программа 40. При выполнении процессором 38 программа 40 управляет работой распределителя 17. Запоминающее устройство 39 можно также использовать для хранения данных, таких как рабочий журнал распределителя 17. Предусмотрены блок 41 для обеспечения электроэнергии в сети и блок 42 для обеспечения передачи данных в сети. Следует предполагать, что данные блоки будут работать наиболее эффективно, если они будут физически объединены и будут включать множество соединительных устройств, причем каждое соединительное устройство будет иметь соединения, способные обеспечивать одновременную передачу данных и электроэнергии. Можно предусмотреть отдельные точки соединений для передачи электроэнергии и данных или гибридное соединительное устройство с точками соединений для передачи электроэнергии и точками соединений для передачи данных.Again, consider FIG. 4, which schematically illustrates in a block diagram an example of an underwater distributor assembly 17. The distributor 17 comprises a
Фиг.5 иллюстрирует вид поперечного сечения кабеля 43 для электроснабжения и передачи данных. Кабель включает защитную оболочку 44, в которой проходят оптические волокна 45 для передачи данных, и электрические кабели 46 предусмотрены для передачи электроэнергии. Каждый конец кабеля 43 имеет один или два соединительных устройства, один конец для соединения с распределителем 17 и другой конец для соединения с подводной скважиной (как правило, через подводный модуль управления) или с другой подводной системой, для которой требуются данные и электроэнергия. Фиг.5 представляет собой схематическое изображение, иллюстрирующее исключительно в качестве примера функциональные компоненты кабеля для электроснабжения и передачи данных. Типичный кабель содержит множество линий для передачи данных и одну или две линии для передачи электроэнергии, а также разнообразные защитные слои.5 illustrates a cross-sectional view of a
Настоящее изобретение эффективно разделяет функции подводных шлангокабелей предшествующего уровня техники на две отдельные сети: сеть электроснабжения и передачи данных и сеть подводных гидравлических трубопроводов, передающих рабочие текучие среды для гидравлических систем и обеспечивающие скважинный поток текучие среды к подводным скважинам. За счет создания отдельной сети передачи электроэнергии и данных снижается стоимость и значительно повышается гибкость, что обеспечивает упрощение эксплуатации периферийных объектов и передачу электроэнергии и данных к другим подводным системам, таким как четырехмерные сетки сейсмических профилей на морском дне, подводные обсерватории, автономные транспортные средства, системы наблюдения и промысловые трубопроводы.The present invention efficiently separates the functions of underwater umbilicals of the prior art into two separate networks: a power supply and data transmission network and a network of submarine hydraulic pipelines transmitting working fluids for hydraulic systems and providing downhole fluids to subsea wells. By creating a separate electricity and data transmission network, cost is reduced and flexibility is greatly increased, which simplifies the operation of peripheral objects and transfers electricity and data to other underwater systems, such as four-dimensional seismic profile meshes on the seabed, underwater observatories, autonomous vehicles, systems observation and field pipelines.
Как сможет оценить специалист в данной области техники, можно осуществлять разнообразные модификации описанных выше вариантов осуществления без выхода за пределы объема настоящего изобретения. Кроме того, оказывается возможным, что гидравлическая энергия для работы клапанов и т.д. может быть заменена электроэнергией, и в таком случае не потребуется передавать рабочую текучую среда для гидравлических систем на каждую подводную скважину.As one skilled in the art can appreciate, various modifications of the above described embodiments can be made without departing from the scope of the present invention. In addition, it is possible that hydraulic energy for valve operation, etc. can be replaced by electricity, and in this case it is not necessary to transfer the working fluid for hydraulic systems to each subsea well.
Claims (16)
основной промысловый объект;
множество подводных скважин;
транспортную сеть текучей среды, соединяющую каждую подводную скважину и основной промысловый объект; и
отдельную сеть электроснабжения и передачи данных для передачи электроэнергии постоянного тока и данных, оперативно соединенную с каждой подводной скважиной для снабжения каждой подводной скважины службами электроснабжения и передачи данных.1. A subsea oil and / or gas system comprising:
main fishing facility;
many subsea wells;
a fluid transport network connecting each subsea well and a main production facility; and
a separate power supply and data transmission network for transmitting DC power and data, operatively connected to each subsea well to supply each subsea well with power supply and data transmission services.
основной промысловый объект, причем основной промысловый объект соединен с первой транспортной сетью текучей среды, соединяющей, по меньшей мере, одну подводную скважину и основной промысловый объект, и второй транспортной сетью текучей среды, соединяющей, по меньшей мере, еще одну подводную скважину и основной промысловый объект;
подводную сеть электроснабжения и передачи данных для передачи электроэнергии постоянного тока и данных, причем сеть электроснабжения и передачи данных включает в себя распределитель, причем сеть соединяет с распределителем основной промысловый объект и, по меньшей мере, две отдельные транспортные сети текучей среды. 16. A subsea hydrocarbon production system comprising:
a main production facility, wherein the main production facility is connected to a first fluid transport network connecting at least one subsea well and a main production site, and a second fluid transport network connecting at least one further subsea well and a main production network an object;
an underwater power supply and data transmission network for transmitting direct current electric power and data, the power supply and data transmission network including a distributor, the network connecting a main production facility and at least two separate fluid transport networks to the distributor.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/EP2010/057403 WO2011147459A1 (en) | 2010-05-28 | 2010-05-28 | Subsea hydrocarbon production system |
Related Child Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015119433/03A Division RU2604603C1 (en) | 2015-05-22 | 2015-05-22 | Underwater hydrocarbon production system |
| RU2015130110A Division RU2607487C1 (en) | 2015-07-21 | 2015-07-21 | Underwater hydrocarbon production system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2012155005A RU2012155005A (en) | 2014-07-10 |
| RU2553757C2 true RU2553757C2 (en) | 2015-06-20 |
Family
ID=43478410
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012155005/03A RU2553757C2 (en) | 2010-05-28 | 2010-05-28 | System of hydrocarbons underwater production |
Country Status (11)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103025994A (en) |
| AP (1) | AP4004A (en) |
| AU (1) | AU2010353877B2 (en) |
| BR (1) | BR112012030170B1 (en) |
| CA (1) | CA2800702C (en) |
| DK (2) | DK180281B1 (en) |
| GB (1) | GB2497841B (en) |
| MX (1) | MX362064B (en) |
| NO (2) | NO345364B1 (en) |
| RU (1) | RU2553757C2 (en) |
| WO (1) | WO2011147459A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2778080C1 (en) * | 2021-10-01 | 2022-08-15 | Акционерное общество "Научно-производственный центр автоматики и приборостроения имени академика Н.А. Пилюгина" (АО "НПЦАП") | Control system of the underwater mining complex |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2848762A1 (en) | 2013-09-11 | 2015-03-18 | Alcatel Lucent | Providing power to a subsea node |
| EP2848763A1 (en) | 2013-09-11 | 2015-03-18 | Alcatel Lucent | Controlling a power supply at a subsea node |
| KR101596139B1 (en) * | 2014-05-14 | 2016-02-19 | 엘에스산전 주식회사 | Data processing device for high voltage direct current transmission system and method thereof |
| NO346905B1 (en) * | 2021-06-11 | 2023-02-20 | Aker Solutions As | An umbilical cable system and appurtenant method |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2299108A (en) * | 1995-03-20 | 1996-09-25 | Norske Stats Oljeselskap | Offshore production of hydrocarbons |
| WO2002072999A1 (en) * | 2001-03-09 | 2002-09-19 | Alpha Thames Ltd | Power connection to and/or control of wellhead trees |
| WO2004003339A1 (en) * | 2002-06-28 | 2004-01-08 | Alpha Thames Ltd | Subsea hydrocarbon production system |
| US20060175062A1 (en) * | 2005-07-29 | 2006-08-10 | Benson Robert A | Undersea well product transport |
| RU2330939C1 (en) * | 2004-04-30 | 2008-08-10 | Кэмерон Интенэшнл Копэрейшн | Power supply system (versions) |
| WO2009042319A1 (en) * | 2007-09-25 | 2009-04-02 | Exxonmobil Upstream Research Company | Method for managing hydrates in subsea production line |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4378848A (en) * | 1979-10-02 | 1983-04-05 | Fmc Corporation | Method and apparatus for controlling subsea well template production systems |
| GB2382600B (en) * | 2001-12-03 | 2005-05-11 | Abb Offshore Systems Ltd | Transmitting power to an underwater hydrocarbon production system |
| GB2393981B (en) * | 2002-10-10 | 2006-02-15 | Abb Offshore Systems Ltd | Controlling and/or testing a hydrocarbon production system |
| US7261162B2 (en) * | 2003-06-25 | 2007-08-28 | Schlumberger Technology Corporation | Subsea communications system |
| CN101517188B (en) * | 2006-09-21 | 2012-10-03 | 国际壳牌研究有限公司 | Systems and methods for drilling and producing subsea fields |
| AU2009201961B2 (en) * | 2007-02-12 | 2011-04-14 | Valkyrie Commissioning Services, Inc | Apparatus and methods for subsea control system testing |
| US7921919B2 (en) * | 2007-04-24 | 2011-04-12 | Horton Technologies, Llc | Subsea well control system and method |
| MX336652B (en) * | 2010-04-08 | 2016-01-27 | Framo Eng As | System and method for subsea production system control. |
-
2010
- 2010-05-28 CA CA2800702A patent/CA2800702C/en active Active
- 2010-05-28 BR BR112012030170-5A patent/BR112012030170B1/en active IP Right Grant
- 2010-05-28 AP AP2012006629A patent/AP4004A/en active
- 2010-05-28 MX MX2012013838A patent/MX362064B/en active IP Right Grant
- 2010-05-28 RU RU2012155005/03A patent/RU2553757C2/en active
- 2010-05-28 WO PCT/EP2010/057403 patent/WO2011147459A1/en active Application Filing
- 2010-05-28 GB GB1221223.9A patent/GB2497841B/en active Active
- 2010-05-28 CN CN2010800682513A patent/CN103025994A/en active Pending
- 2010-05-28 AU AU2010353877A patent/AU2010353877B2/en active Active
-
2012
- 2012-12-19 DK DKPA201270801A patent/DK180281B1/en active IP Right Grant
- 2012-12-27 NO NO20121553A patent/NO345364B1/en unknown
-
2017
- 2017-02-23 DK DKPA201770136A patent/DK180544B1/en active IP Right Grant
-
2020
- 2020-04-17 NO NO20200471A patent/NO20200471A1/en unknown
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2299108A (en) * | 1995-03-20 | 1996-09-25 | Norske Stats Oljeselskap | Offshore production of hydrocarbons |
| WO2002072999A1 (en) * | 2001-03-09 | 2002-09-19 | Alpha Thames Ltd | Power connection to and/or control of wellhead trees |
| WO2004003339A1 (en) * | 2002-06-28 | 2004-01-08 | Alpha Thames Ltd | Subsea hydrocarbon production system |
| RU2330939C1 (en) * | 2004-04-30 | 2008-08-10 | Кэмерон Интенэшнл Копэрейшн | Power supply system (versions) |
| US20060175062A1 (en) * | 2005-07-29 | 2006-08-10 | Benson Robert A | Undersea well product transport |
| WO2009042319A1 (en) * | 2007-09-25 | 2009-04-02 | Exxonmobil Upstream Research Company | Method for managing hydrates in subsea production line |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2778080C1 (en) * | 2021-10-01 | 2022-08-15 | Акционерное общество "Научно-производственный центр автоматики и приборостроения имени академика Н.А. Пилюгина" (АО "НПЦАП") | Control system of the underwater mining complex |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DK201270801A (en) | 2012-12-19 |
| GB2497841B (en) | 2017-08-30 |
| DK180544B1 (en) | 2021-06-14 |
| GB2497841A8 (en) | 2017-01-11 |
| CA2800702C (en) | 2017-08-22 |
| GB2497841A (en) | 2013-06-26 |
| NO20121553A1 (en) | 2012-12-27 |
| CA2800702A1 (en) | 2011-12-01 |
| NO20200471A1 (en) | 2012-12-27 |
| CN103025994A (en) | 2013-04-03 |
| AP4004A (en) | 2017-01-13 |
| AU2010353877A1 (en) | 2012-12-20 |
| MX362064B (en) | 2019-01-07 |
| WO2011147459A1 (en) | 2011-12-01 |
| GB201221223D0 (en) | 2013-01-09 |
| NO345364B1 (en) | 2020-12-28 |
| DK201770136A1 (en) | 2017-04-03 |
| BR112012030170A2 (en) | 2016-09-06 |
| AP2012006629A0 (en) | 2012-12-31 |
| MX2012013838A (en) | 2013-04-05 |
| BR112012030170B1 (en) | 2019-07-16 |
| RU2012155005A (en) | 2014-07-10 |
| DK180281B1 (en) | 2020-09-29 |
| AU2010353877B2 (en) | 2015-03-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9376893B2 (en) | Subsea hydrocarbon production system | |
| NO20200471A1 (en) | Subsea hydrocarbon production system | |
| RU2615503C2 (en) | System of direct electrical heating of remote well | |
| BR102013024576A2 (en) | POWER TRANSMISSION SYSTEM, WIND PARK AND METHOD FOR OPERATING A POWER TRANSMISSION SYSTEM | |
| BR112013000160B1 (en) | inductive coupler assembly for use in a downhole environment | |
| CN102102534A (en) | Underwater power generation | |
| EP2764599A2 (en) | Direct electric heating system for heating a subsea pipeline | |
| NO326036B1 (en) | Arrangement for controlled start-up of power supply for an underwater installation | |
| GB2466811A (en) | A system for electric heating of a pipeline | |
| RU2604603C1 (en) | Underwater hydrocarbon production system | |
| RU2607487C1 (en) | Underwater hydrocarbon production system | |
| WO2020242318A1 (en) | Subsea node for docking underwater intervention drones, method and system | |
| AU2015203040B2 (en) | Subsea hydrocarbon production system | |
| GB2545365A (en) | Subsea hydrocarbon production system | |
| EP3369143B1 (en) | Data switch for underwater use | |
| US10916941B2 (en) | Supply and control unit for electrical devices of a production system and method therefore | |
| Michel et al. | Dc/fo, a lean and powerful dc subsea control infrastructure | |
| KR20130050842A (en) | Structure and power management method for under sea plant | |
| US20230108320A1 (en) | Subsea Hydrocarbon Flowline System and Related Method and Use | |
| Barlow et al. | Latest generation subsea observatory standards-A systems architecture review | |
| Thomas et al. | Technology in undersea cable systems: 50 years of progress | |
| Sedita et al. | Power and submarine cable systems for the KM3NeT kilometre cube neutrino telescope |