无需使用钻机的修井作业 |
|||||||
| 申请号 | CN201180008956.0 | 申请日 | 2011-02-09 | 公开(公告)号 | CN102753759A | 公开(公告)日 | 2012-10-24 |
| 申请人 | 国际壳牌研究有限公司; | 发明人 | R·L·拜尔斯; S·W·戴维斯; J·H·盖奇; J·J·肯尼; W·M·普里彻特; B·C·沃尔克特; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种方法，其包括：提供漂浮在 水 体 水面上的第一船；将第一缆绳从所述第一船连接到水下结构；将所述水下结构在所述水体内提升；将第二缆绳从所述第二船连接到所述水下结构；将所述第一缆绳与所述水下结构分离；以及通过所述第二缆绳将水下结构提升到所述第二船。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种方法，包括： |
||||||
| 说明书全文 | 无需使用钻机的修井作业技术领域背景技术[0002] 目前，水下设备（例如潜水泵、管汇和采油树）可使用半水下钻机部署和/或收回。通常，钻机被构造成用于通过使用缆线和缆绳将水下设备从洋底吊到水面。当水下设备已经到达水面时，可将其提升穿过钻机中央的开口（例如：月池），并且提升到钻探设备的甲板上。这样，正在收回或部署的那件水下设备可能在运输过程中遭受损坏。而且，钻机作业特别昂贵，花费约$600,000-$800,000/天用于租赁和作业。而且，与其他浮式船（例如轮船、拖船）相比较，钻机以非常低的速率运输，这可能增长收回和/或部署水下设备所花费的时间量。因此，需要用于收回和/或部署水下设备的高效且具有成本效益的系统。 [0003] 美国专利申请公开号2003/0221602公开了一种使用工程船或其他可能的船来部署和安装水下设备的替代方案。所述设备不直接由船支撑，而是由波动带下方的一个或多个浮筒支撑。所述浮筒由将其连接到工程船的链、钢缆和合成缆绳的组合控制。这样，通过从波动带下方的那些浮筒支撑有效负载（payload），本文所述的浮筒系统将船的移动与有效负载分离。由于浮筒位于波浪作用及其相关的湍流下方，因此几乎没有动能，由此几乎没有移动倾向。结果提供一种能够在宽的水深范围内服务于大的水下有效负载的稳定、廉价、操作灵活的系统。美国专利申请公开号2003/0221602的全文以引用的方式并入本文中。 [0004] 美国专利号7,314,084公开了一种系统，其包括连接到中间流入口（IFI）的泵送模块，其中，所述IFI连接到一被布置在从一个或多个油井按照规定路线开采的出油管上的基部结构，从而允许通过来自廉价船的缆线快速容易地安装或收回水下泵送模块。本发明还通过IFI上的开关阀为水下泵送模块提供液压隔离，由此可容易地安装或收回泵送模块，而不会造成水下溢油。连接部的密封为金属-金属式。还可能将清管器穿过所述系统，进行出油管的清洁。美国专利号7,314,084的全文以引用的方式并入本文中。 [0005] 美国专利号7,150,325公开了一种设置在海底的水下泵送组件，其用于将井流体从水下井泵送到水平面。泵送组件具有管状外部壳体，其至少部分嵌入海底中。管状主壳体设置在所述外部壳体中，具有带有座（receptacle）的下端。环形间隙围绕所述外部壳体内的主壳体，用于将流体输送到主壳体下端处的座。容器（capsule）可下入主壳体并且从主壳体收回。所述容器与所述座密封地接合，用于接收来自环形空间的井流体。潜水泵设置在所述容器内部。所述泵具有接收井流体的入口和将井流体排出到该容器外部的排出口。所述容器在其入口中具有阀，所述阀在闭合时防止井流体从所述容器泄漏。所述容器可通过开放海洋收回，而不需要立管。美国专利号7,150,325的全文以引用的方式并入本文中。 [0006] 美国专利申请公开号2005/0220645公开了一种用于从海底采油井采收烃类的增压泵送系统。该增压泵送系统包括：（1）潜水泵，其液力连接到所述采油井，用于向烃流提供能量，并且通过立管将产品推进到例如水下采收设施或水面等另一个目的地；（2）入口导管，其用于接收来自采油井的流体，并且将所述流体与虚拟井眼隔离，将所述流体引导到泵的入口；和（3）马达，其暴露于所述虚井眼，用于驱动所述泵。所述虚井眼可充入海水或利用海水再循环来冷却马达。美国专利申请公开号2005/0220645的全文以引用的方式并入本文中。 [0007] 美国专利申请公开号2006/0118310公开了一种水下采收系统，用于通过位于WCT上游并安装在海底上的水下离心泵（SCP）辅助人为地提升来采收石油，其包括具有泵模块，该泵模块具有一个或多个串联或并联安装的SCP，关于垂直方向倾斜高达85度，所述模块可连接到出油管基部，以便允许采收“旁路”，并且其中，所述泵模块和所述出油管基部可由缆绳连接来以安装和收回。一采收管路的上游连接在所述泵模块的上游，另一个采收管路的下游连接到泵模块。描述了一种在新井口中安装所述系统的方法，以及用于将所述系统安装在已有井口中的方法。还描述了水下采收系统用于增压多相流、注入井中水的注入和油在两个收集点之间的输送的用途。美国专利申请公开号2006/0118310的全文以引用的方式并入本文中。 [0008] 美国专利申请公开号2008/0314598公开了一种用于借助船安装大长度水下模块的系统，其使用缆绳来安装和/或收回，还描述了用于其中的方法。所述系统允许在船上将水下模块运输到大海中的某个位置，并且在竖直位置处将水下模块下降到大海中，以安装在海底。美国专利申请公开号2008/0314598以其全文以引用的方式并入本文中。 发明内容[0009] 本发明的一个方面提供一种方法，该方法包括：提供漂浮在水体表面上的第一船；将第一缆绳从所述第一船连接到水下结构；将所述水下结构在所述水体中提升；将第二缆绳从第二船连接到所述水下结构；将所述第一缆绳与所述水下结构分离；和通过所述第二缆绳，将水下结构提升到所述第二船。 [0010] 本发明的另一方面提供一种方法，该方法包括：提供漂浮在水体水面上的第一船；将第一缆绳从第一船连接到水下结构；将所述水下结构在所述水体内下降；将第二缆绳从第二船连接到所述水下结构；将所述第一缆绳与所述水下结构分离；将所述第二船、第二缆绳和水下结构移动到期望安装位置；和将所述水下结构安装在所述水体内的期望位置处。 附图说明 [0011] 图1-8示出了根据本发明实施例的用于电动潜水泵（ESP）沉箱的收回和/或部署系统。 [0012] 图9示出了根据本发明实施例的收回的ESP沉箱的正面视图。 具体实施方式[0013] 在一个方面，本文公开的实施例涉及收回和部署水下设备（例如电动潜水泵沉箱）的方法。具体而言，本文公开的实施例涉及使用工程船和浮式开采、存储与卸载船（FPSO）的侧甲板来收回、部署和/或维修ESP的方法。 [0014] 图1： [0015] 首先参照图1，示出了根据本发明实施例的用于将一件水下设备100附接到工程船102的系统。在该实施例中，该件水下设备100被设置在泥线101处和/或位于泥线101下方。当修理、升降、更换或进行本领域中已知的其他操作需要安装、收回或其他修井作业时，则工程船102可通过缆绳104和连接器103连接到该件水下设备100。工程船102可包括提升装置116，例如起重机、绞盘、升降机或本领域中已知的其他提升装置。缆绳104优选为具有高弹性极限和高强度与重力比的缆绳，例如扭矩平衡钢绳，但是其也可包括链、缆绳、钢绳、绳索或本领域中已知的其他收回或部署装置。连接器103可以是螺纹连接器、干涉配合连接器、旋转节、钩或本领域中已知的其他连接装置。在本文公开的一个实施例中，连接器103可将缆绳104连接到一基本上刚性的结构，该基本上刚性的结构被固定到该件水下设备100的本体。另外，在本文公开的另一个实施例中，连接器103可将缆绳104连接到与该件水下设备100连接的缆绳/缆线或一系列缆绳/缆线。本领域中的普通技术人员将会意识到品种繁多的可用的提升装置、缆绳和连接器，它们可获得并且可用于将该件水下设备100附接到工程船102，而不偏离本文公开的实施例的范围。 [0016] 在一个实施例中，该件水下设备100，例如沉箱分离器、潜水泵或其他已知设备，可位于泥线下方。在另一个实施例中，该件水下设备100，例如水下分离器、井口、采油树、管汇或其他已知设备可位于泥线上方。 [0017] 图2和图3： [0018] 现在参照图2和图3，示出了用于从井口回收该件水下设备100，并且将该件水下设备100运输到FPSO 106的系统。在一个实施例中，该件水下设备可从布置在主井筒中的底盘移下。布置在工程船102上的提升装置116通过将缆绳104拉入，将该件水下设备100从井筒升高。所述提升装置116可以是绞盘、起重机、升沉补偿系统或本领域中已知的其他提升装置。缆绳的回收可在工程船102将该件水下设备100运输到FPSO 106的位置处的运输深度下进行。所述运输深度可通过安全因素来确定，所述安全因素例如为水下地层、人工安装、水流、水面情况、天气、运输速度、设备容量或其他可能影响运输深度的适当因素。而且，所述深度可由经济因素来确定，所述经济因素例如为工程船的效率、船务人员的数量、设备磨损或其他可能影响操作成本的因素。在一个实施例中，对于水下设备100的底部的适当运输深度可从约100米到约500米，例如从约250米到约350米。 [0019] 图4： [0020] 现在参照图4，示出了用于将该件水下设备100回收到移开深度的系统。所述移开深度为第二缆绳连接到所述沉箱的所处的深度，并且可以与运输深度相同或不与所述运输深度相同。在回收过程中，例如第二缆绳可以是连接到FPSO 106的缆绳108。移开深度可由水流、水面情况、气候情况、设备操作深度或本领域中已知的其他原因确定。工程船102的提升装置116可通过拉入或拉出一段缆绳104，而将所述缆绳104调整到特定深度，来回收沉箱100。连接到FPSO106的缆绳108可随后放出到至少与悬浮的工程船缆绳104相同长度或深度的移开深度。FPSO缆绳108附接到提升装置216，所述提升装置为例如起重机、绞盘、升降机或本领域中已知的其它提升装置。FPSO缆绳108可以是绳索、缆线、链或本领域中已知的其他收回或部署装置。 [0021] 在一个实施例中，对于水下设备100的底部，适当的移开深度可以为从100米到约500米，例如从约200米到约400米。 [0022] 虽然图4中示出FPSO 106，但是也可使用其他浮式系统来收回所述设备100，例如spar平台、TLP、半潜式平台、轮船或其他浮式系泊或非系泊油气钻井和/或采收船。 [0023] 图5： [0024] 参照图5，示出了根据本发明实施例的用于将该件水下设备100连接到FPSO106的系统。首先，工程船102和相应的缆绳104支撑该件水下设备100的负载。FPSO 106的提升装置216附接到缆绳108的第一端。缆绳108的自由端悬浮在水中，并且具有FPSO连接器203。载人潜水器例如潜水艇，或无人潜水器（UUV）例如水下机器人（ROV）110，可用来通过FPSO连接器203将FPSO缆绳108附接到该件水下设备100。 [0025] 在本文公开的一个实施例中，连接器203可将缆绳108连接到基本上刚性的结构，该基本上刚性的结构被固定到该件水下设备100的本体。另外，在其他实施例中，FPSO连接器203可将缆绳108连接到该件水下设备100的缆绳/缆线或一系列缆绳/缆线。FPSO连接器203可以是螺纹连接器、干涉配合连接器、旋转节、钩或其它连接装置。FPSO连接器203可以或可不是与工程船连接器103相同类型的连接器。在本发明的一个实施例中，FPSO连接器203可将FPSO缆绳108连接到该件水下设备100的与工程船连接器103相同的结构，其中，所述结构可以如上面所述，是基本上刚性的结构、缆绳/缆线或该件水下设备100的其他元件。 [0026] 在本文公开的另一个实施例中，FPSO连接器203可将FPSO缆绳108连接到该件水下设备100的布置在与所述工程船连接器103不同的位置或方向的不同特征（结构）。另外，ROV 110可用于监控和/或辅助将所述设备下放到水中、将所述设备在水中升高和/或将所述设备定位在水中。 [0027] 在一个实施例中，工程船连接器103可连接到设备100的顶部，而FPSO连接器203可连接到所述设备100的底部，因此当FPSO缆绳108拉入时，所述设备上下翻转。 [0028] 图6： [0029] 在图6所示的实施例中，示出了用于将该件水下设备100从工程船102转移到FPSO106的系统。在将FPSO缆绳108例如通过ROV110附接到沉箱100的连接器203后，可进行将该件水下设备从工程船转移到FPSO。所述负载的转移可通过增大工程船缆绳104的长度、减小FPSO缆绳108的长度或通过这两者的组合进行。FPSO缆绳108和/或工程船缆绳104的长度的调节可通过设置在FPSO 106和工程船102上的提升装置116、216（图4）来实现。当FPSO缆绳108或工程船缆绳104的长度增大/减小，以使FPSO缆绳108或工程船缆绳104比其他缆绳长时，沉箱的负载被转移到支撑较短缆绳的结构，即工程船102或FPSO106。因而，在FPSO缆绳108由于支撑沉箱100负载而张紧时，ROV110可将工程船缆绳104从该件水下设备100释放，或者工程船缆绳104可在设备100被移到FPSO106旁边时，由FPSO106上的人员释放。 [0030] 图7： [0031] 现在参照图7，示出了用于将该件水下设备100提升到FPSO 106的支撑平台112的系统。FPSO 106上的提升装置216可通过缩短延伸到海中的FPSO缆绳108的长度来提升该件水下设备100。另外，缆绳108的长度可通过使用绞盘或本领域中已知的各种其他装置拉入缆绳108来缩短。该件水下设备100的顶部可升高在水面上方。 [0032] 图8： [0033] 在图8所示的实施例中，示出了用于将该件水下设备100固定到FPSO 106的系统。该件水下设备100从所述提升装置216悬置。在所示实施例中，提升装置216为起重机系统，但是如前面所述的，其也可以是绞盘、升降机或本领域中已知的其他提升装置，而不偏离本发明的范围。该件水下设备100可通过任何所需的装置沿平移或旋转方向而被操纵，以将所述设备100着陆在支持支架118内。支持支架118固定到FPSO 106的侧部，并且构造成用于接收该件水下设备100并将其固定到FPSO 106。本领域中的普通技术人员将意识到，多种类型的支架和锁定机构可用于固定该件水下设备，而不偏离本发明的范围。 [0034] 图9： [0035] 参照图9，示出了设置在FPSO 106的支撑平台112上的被收回的该件水下设备100。该件水下设备100可在FPSO106的甲板上修理、升级、存放、维修或更换。提升装置 216可分离，并且用于其他操作。 [0036] 设备部署： [0037] 另外，总体参照图1-9，类似于上面所述的那些方法的方法可用于部署一件水下设备100。在部署过程中，该件水下设备100通过缆绳108连接到FPSO 106的提升装置216。连接器203可以是之前描述的各种不同类型之一。该件水下设备100可从支架118释放，并且下放到移开深度。设置在工程船102上的提升装置116将缆绳104下放到至少移开深度。ROV 110可使用本领域中已知的任何适当的连接器103附接工程船缆绳104。将该件水下设备100的负载从FPSO 106转移到工程船102可通过放出FPSO缆绳108、拉入工程船缆绳104或两者的组合来实现。ROV 110可随后将FPSO缆绳108与连接器203分离，并且工程船102可放出或拉入缆绳104，以将该件水下设备100定位在运输深度。工程船102将该件水下设备100运输到井筒位置，工程船缆绳104在该井筒位置被放出，以将该件水下设备100下放至更靠近泥线101。该件水下设备100可通过例如ROV操纵，并且所述缆绳104的附加长度被放出，以将该件水下设备100固定在所述井筒中。工程船缆绳104随后与连接器103分离。 [0038] 示例性实施例： [0039] 有利地，本文公开的实施例提供用于收回和部署一件水下设备而不使用钻机的方法。因而，根据本文公开的实施例的系统可提供用于钻机上的其他操作的更大的空间和更多的资源。另外，所述方法可允许收回和部署一件水下设备来步骤来进行并不紧靠近钻机或FPSO的修理或更换。最后，所述方法可利用存在于附近周围的设备，例如工程船、FPSO、提升装置、缆绳和连接器，来执行新的任务。 [0040] 在一个实施例中，公开了这样一种方法，该方法包括：提供浮动在水体表面上的第一船；将第一缆线从第一船连接到水下结构；将水下结构在水体中提升；将第二缆绳从第二船连接到水下结构；将第一缆绳与水下结构分离；和使用第二缆绳，将水下结构提升到第二船。在一些实施例中，从第一船到水下结构的第一缆绳连接到至少一个水下浮筒，以将第一船的升沉与水下结构隔离。在一些实施例中，该方法还包括使用第二船上的平台支撑水下结构，并且还包括将第二缆绳与水下结构分离。在一些实施例中，该方法还包括将水下结构提升到第二船的甲板上。在一些实施例中，该方法还包括将水下结构运输到陆地。在一些实施例中，第一船包括具有至少一个绞盘和起重机的工程船。在一些实施例中，第二船包括FPSO。在一些实施例中，水下结构包括电动潜水泵。在一些实施例中，该方法还包括使用第一船将水下结构朝向第二船运输5公里到100公里的距离。 [0041] 在一个实施例中，公开这样一种方法，该方法包括：提供漂浮在水体表面上的第一船；将第一缆绳从第一船连接到水下结构；将水下结构下放到水体内；将第二缆绳从第二船连接到水下结构；将第一缆绳与水下结构分离；将第二船、第二缆绳和水下结构移动到期望安装位置；和将水下结构安装在水体内的期望位置处。 |
||||||
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈