專利名稱：無需使用鉆機的修井作業(yè)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于安裝和/或收回水下部件而無需使用鉆機的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
目前，水下設(shè)備(例如潛水泵、管匯和采油樹)可使用半水下鉆機部署和/或收回。通常，鉆機被構(gòu)造成用于通過使用纜線和纜繩將水下設(shè)備從洋底吊到水面。當水下設(shè)備已經(jīng)到達水面時，可將其提升穿過鉆機中央的開口(例如月池)，并且提升到鉆探設(shè)備的甲板上。這樣，正在收回或部署的那件水下設(shè)備可能在運輸過程中遭受損壞。而且，鉆機作業(yè)特別昂貴，花費約$600，000-$800，000/天用于租賃和作業(yè)。而且，與其他浮式船(例如輪船、拖船)相比較，鉆機以非常低的速率運輸，這可能增長收回和/或部署水下設(shè)備所花費的時間量。因此，需要用于收回和/或部署水下設(shè)備的高效且具有成本效益的系統(tǒng)。 美國專利申請公開號2003/0221602公開了一種使用工程船或其他可能的船來部署和安裝水下設(shè)備的替代方案。所述設(shè)備不直接由船支撐，而是由波動帶下方的一個或多個浮筒支撐。所述浮筒由將其連接到工程船的鏈、鋼纜和合成纜繩的組合控制。這樣，通過從波動帶下方的那些浮筒支撐有效負載(payload)，本文所述的浮筒系統(tǒng)將船的移動與有效負載分離。由于浮筒位于波浪作用及其相關(guān)的湍流下方，因此幾乎沒有動能，由此幾乎沒有移動傾向。結(jié)果提供一種能夠在寬的水深范圍內(nèi)服務(wù)于大的水下有效負載的穩(wěn)定、廉價、操作靈活的系統(tǒng)。美國專利申請公開號2003/0221602的全文以引用的方式并入本文中。美國專利號7，314，084公開了一種系統(tǒng)，其包括連接到中間流入口(IFI)的泵送模塊，其中，所述IFI連接到一被布置在從一個或多個油井按照規(guī)定路線開采的出油管上的基部結(jié)構(gòu)，從而允許通過來自廉價船的纜線快速容易地安裝或收回水下泵送模塊。本發(fā)明還通過IFI上的開關(guān)閥為水下泵送模塊提供液壓隔離，由此可容易地安裝或收回泵送模塊，而不會造成水下溢油。連接部的密封為金屬-金屬式。還可能將清管器穿過所述系統(tǒng)，進行出油管的清潔。美國專利號7，314，084的全文以引用的方式并入本文中。美國專利號7，150，325公開了一種設(shè)置在海底的水下泵送組件，其用于將井流體從水下井泵送到水平面。泵送組件具有管狀外部殼體，其至少部分嵌入海底中。管狀主殼體設(shè)置在所述外部殼體中，具有帶有座(receptacle)的下端。環(huán)形間隙圍繞所述外部殼體內(nèi)的主殼體，用于將流體輸送到主殼體下端處的座。容器(capsule)可下入主殼體并且從主殼體收回。所述容器與所述座密封地接合，用于接收來自環(huán)形空間的井流體。潛水泵設(shè)置在所述容器內(nèi)部。所述泵具有接收井流體的入口和將井流體排出到該容器外部的排出口。所述容器在其入口中具有閥，所述閥在閉合時防止井流體從所述容器泄漏。所述容器可通過開放海洋收回，而不需要立管。美國專利號7，150，325的全文以引用的方式并入本文中。美國專利申請公開號2005/0220645公開了一種用于從海底采油井采收烴類的增壓泵送系統(tǒng)。該增壓泵送系統(tǒng)包括(1)潛水泵，其液力連接到所述采油井，用于向烴流提供能量，并且通過立管將產(chǎn)品推進到例如水下采收設(shè)施或水面等另一個目的地；(2)入口導(dǎo)管，其用于接收來自采油井的流體，并且將所述流體與虛擬井眼隔離，將所述流體引導(dǎo)到泵的入口 ；和(3)馬達，其暴露于所述虛井眼，用于驅(qū)動所述泵。所述虛井眼可充入海水或利用海水再循環(huán)來冷卻馬達。美國專利申請公開號2005/0220645的全文以引用的方式并入本文中。美國專利申請公開號2006/0118310公開了一種水下采收系統(tǒng)，用于通過位于WCT上游并安裝在海底上的水下離心泵(SCP)輔助人為地提升來采收石油，其包括具有泵模塊，該泵模塊具有一個或多個串聯(lián)或并聯(lián)安裝的SCP，關(guān)于垂直方向傾斜高達85度，所述模塊可連接到出油管基部，以便允許采收“旁路”，并且其中，所述泵模塊和所述出油管基部可由纜繩連接來以安裝和收回。一采收管路的上游連接在所述泵模塊的上游，另一個采收管路的下游連接到泵模塊。描述了一種在新井口中安裝所述系統(tǒng)的方法，以及用于將所述系統(tǒng)安裝在已有井口中的方法。還描述了水 下采收系統(tǒng)用于增壓多相流、注入井中水的注入和油在兩個收集點之間的輸送的用途。美國專利申請公開號2006/0118310的全文以引用的方式并入本文中。美國專利申請公開號2008/0314598公開了一種用于借助船安裝大長度水下模塊的系統(tǒng)，其使用纜繩來安裝和/或收回，還描述了用于其中的方法。所述系統(tǒng)允許在船上將水下模塊運輸?shù)酱蠛Ｖ械哪硞€位置，并且在豎直位置處將水下模塊下降到大海中，以安裝在海底。美國專利申請公開號2008/0314598以其全文以引用的方式并入本文中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個方面提供一種方法，該方法包括提供漂浮在水體表面上的第一船；將第一纜繩從所述第一船連接到水下結(jié)構(gòu)；將所述水下結(jié)構(gòu)在所述水體中提升；將第二纜繩從第二船連接到所述水下結(jié)構(gòu)；將所述第一纜繩與所述水下結(jié)構(gòu)分離；和通過所述第二纜繩，將水下結(jié)構(gòu)提升到所述第二船。本發(fā)明的另一方面提供一種方法，該方法包括提供漂浮在水體水面上的第一船；將第一纜繩從第一船連接到水下結(jié)構(gòu)；將所述水下結(jié)構(gòu)在所述水體內(nèi)下降；將第二纜繩從第二船連接到所述水下結(jié)構(gòu)；將所述第一纜繩與所述水下結(jié)構(gòu)分離；將所述第二船、第二纜繩和水下結(jié)構(gòu)移動到期望安裝位置；和將所述水下結(jié)構(gòu)安裝在所述水體內(nèi)的期望位置處。


圖1-8示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的用于電動潛水泵(ESP)沉箱的收回和/或部署系統(tǒng)。圖9示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的收回的ESP沉箱的正面視圖。
具體實施例方式在一個方面，本文公開的實施例涉及收回和部署水下設(shè)備(例如電動潛水泵沉箱)的方法。具體而言，本文公開的實施例涉及使用工程船和浮式開采、存儲與卸載船(FPSO)的側(cè)甲板來收回、部署和/或維修ESP的方法。圖I :首先參照圖1，示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的用于將一件水下設(shè)備100附接到工程船102的系統(tǒng)。在該實施例中，該件水下設(shè)備100被設(shè)置在泥線101處和/或位于泥線101下方。當修理、升降、更換或進行本領(lǐng)域中已知的其他操作需要安裝、收回或其他修井作業(yè)時，則工程船102可通過纜繩104和連接器103連接到該件水下設(shè)備100。工程船102可包括提升裝置116，例如起重機、絞盤、升降機或本領(lǐng)域中已知的其他提升裝置。纜繩104優(yōu)選為具有高彈性極限和高強度與重力比的纜繩，例如扭矩平衡鋼繩，但是其也可包括鏈、纜繩、鋼繩、繩索或本領(lǐng)域中已知的其他收回或部署裝置。連接器103可以是螺紋連接器、干涉配合連接器、旋轉(zhuǎn)節(jié)、鉤或本領(lǐng)域中已知的其他連接裝置。在本文公開的一個實施例中，連接器103可將纜繩104連接到一基本上剛性的結(jié)構(gòu)，該基本上剛性的結(jié)構(gòu)被固定到該件水下設(shè)備100的本體。另外，在本文公開的另一個實施例中，連接器103可將纜繩104連接到與該件水下設(shè)備100連接的纜繩/纜線或一系列纜繩/纜線。本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員將會意識到品種繁多的可用的提升裝置、纜繩和連接器，它們可獲得并且可用于將該件水下設(shè)備100附接到工程船102，而不偏離本文公開的實施例的范圍。在一個實施例中，該件水下設(shè)備100，例如沉箱分離器、潛水泵或其他已知設(shè)備，可位于泥線下方。在另一個實施例中，該件水下設(shè)備100，例如水下分離器、井口、采油樹、管匯或其他已知設(shè)備可位于泥線上方。圖2和圖3:現(xiàn)在參照圖2和圖3，示出了用于從井口回收該件水下設(shè)備100，并且將該件水下設(shè)備100運輸?shù)紽PSO 106的系統(tǒng)。在一個實施例中，該件水下設(shè)備可從布置在主井筒中的底盤移下。布置在工程船102上的提升裝置116通過將纜繩104拉入，將該件水下設(shè)備100從井筒升高。所述提升裝置116可以是絞盤、起重機、升沉補償系統(tǒng)或本領(lǐng)域中已知的其他提升裝置。纜繩的回收可在工程船102將該件水下設(shè)備100運輸?shù)紽PSO 106的位置處的運輸深度下進行。所述運輸深度可通過安全因素來確定，所述安全因素例如為水下地層、人工安裝、水流、水面情況、天氣、運輸速度、設(shè)備容量或其他可能影響運輸深度的適當因素。而且，所述深度可由經(jīng)濟因素來確定，所述經(jīng)濟因素例如為工程船的效率、船務(wù)人員的數(shù)量、設(shè)備磨損或其他可能影響操作成本的因素。在一個實施例中，對于水下設(shè)備100的底部的適當運輸深度可從約100米到約500米，例如從約250米到約350米。圖4:現(xiàn)在參照圖4，示出了用于將該件水下設(shè)備100回收到移開深度的系統(tǒng)。所述移開深度為第二纜繩連接到所述沉箱的所處的深度，并且可以與運輸深度相同或不與所述運輸深度相同。在回收過程中，例如第二纜繩可以是連接到FPSO 106的纜繩108。移開深度可 由水流、水面情況、氣候情況、設(shè)備操作深度或本領(lǐng)域中已知的其他原因確定。工程船102的提升裝置116可通過拉入或拉出一段纜繩104，而將所述纜繩104調(diào)整到特定深度，來回收沉箱100。連接到FPS0106的纜繩108可隨后放出到至少與懸浮的工程船纜繩104相同長度或深度的移開深度。FPSO纜繩108附接到提升裝置216，所述提升裝置為例如起重機、絞盤、升降機或本領(lǐng)域中已知的其它提升裝置。FPSO纜繩108可以是繩索、纜線、鏈或本領(lǐng)域中已知的其他收回或部署裝置。在一個實施例中，對于水下設(shè)備100的底部，適當?shù)囊崎_深度可以為從100米到約500米，例如從約200米到約400米。雖然圖4中示出FPSO 106，但是也可使用其他浮式系統(tǒng)來收回所述設(shè)備100，例如spar平臺、TLP、半潛式平臺、輪船或其他浮式系泊或非系泊油氣鉆井和/或采收船。圖5 參照圖5，示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的用于將該件水下設(shè)備100連接到FPS0106的系統(tǒng)。首先，工程船102和相應(yīng)的纜繩104支撐該件水下設(shè)備100的負載。FPSO 106的提升裝置216附接到纜繩108的第一端。纜繩108的自由端懸浮在水中，并且具有FPSO連接器203。載人潛水器例如潛水艇，或無人潛水器(UUV)例如水下機器人(ROV)llO，可用來通過FPSO連接器203將FPSO纜繩108附接到該件水下設(shè)備100。在本文公開的一個實施例中，連接器203可將纜繩108連接到基本上剛性的結(jié)構(gòu)，該基本上剛性的結(jié)構(gòu)被固定到該件水下設(shè)備100的本體。另外，在其他實施例中，F(xiàn)PSO連接器203可將纜繩108連接到該件水下設(shè)備100的纜繩/纜線或一系列纜繩/纜線。FPSO 連接器203可以是螺紋連接器、干涉配合連接器、旋轉(zhuǎn)節(jié)、鉤或其它連接裝置。FPSO連接器203可以或可不是與工程船連接器103相同類型的連接器。在本發(fā)明的一個實施例中，F(xiàn)PSO連接器203可將FPSO纜繩108連接到該件水下設(shè)備100的與工程船連接器103相同的結(jié)構(gòu)，其中，所述結(jié)構(gòu)可以如上面所述，是基本上剛性的結(jié)構(gòu)、纜繩/纜線或該件水下設(shè)備100的其他元件。在本文公開的另一個實施例中，F(xiàn)PSO連接器203可將FPSO纜繩108連接到該件水下設(shè)備100的布置在與所述工程船連接器103不同的位置或方向的不同特征(結(jié)構(gòu))。另夕卜，ROV 110可用于監(jiān)控和/或輔助將所述設(shè)備下放到水中、將所述設(shè)備在水中升高和/或?qū)⑺鲈O(shè)備定位在水中。在一個實施例中，工程船連接器103可連接到設(shè)備100的頂部，而FPSO連接器203可連接到所述設(shè)備100的底部，因此當FPSO纜繩108拉入時，所述設(shè)備上下翻轉(zhuǎn)。圖6 在圖6所示的實施例中，示出了用于將該件水下設(shè)備100從工程船102轉(zhuǎn)移到FPS0106的系統(tǒng)。在將FPSO纜繩108例如通過R0V110附接到沉箱100的連接器203后，可進行將該件水下設(shè)備從工程船轉(zhuǎn)移到FPS0。所述負載的轉(zhuǎn)移可通過增大工程船纜繩104的長度、減小FPSO纜繩108的長度或通過這兩者的組合進行。FPSO纜繩108和/或工程船纜繩104的長度的調(diào)節(jié)可通過設(shè)置在FPSO 106和工程船102上的提升裝置116、216(圖4)來實現(xiàn)。當FPSO纜繩108或工程船纜繩104的長度增大/減小，以使FPSO纜繩108或工程船纜繩104比其他纜繩長時，沉箱的負載被轉(zhuǎn)移到支撐較短纜繩的結(jié)構(gòu)，即工程船102或FPS0106。因而，在FPSO纜繩108由于支撐沉箱100負載而張緊時，R0V110可將工程船纜繩104從該件水下設(shè)備100釋放，或者工程船纜繩104可在設(shè)備100被移到FPS0106旁邊時，由FPS0106上的人員釋放。圖7 現(xiàn)在參照圖7，示出了用于將該件水下設(shè)備100提升到FPSO 106的支撐平臺112的系統(tǒng)。FPSO 106上的提升裝置216可通過縮短延伸到海中的FPSO纜繩108的長度來提升該件水下設(shè)備100。另外，纜繩108的長度可通過使用絞盤或本領(lǐng)域中已知的各種其他裝置拉入纜繩108來縮短。該件水下設(shè)備100的頂部可升高在水面上方。圖8 在圖8所示的實施例中，示出了用于將該件水下設(shè)備100固定到FPSO 106的系統(tǒng)。該件水下設(shè)備100從所述提升裝置216懸置。在所示實施例中，提升裝置216為起重機系統(tǒng)，但是如前面所述的，其也可以是絞盤、升降機或本領(lǐng)域中已知的其他提升裝置，而不偏離本發(fā)明的范圍。該件水下設(shè)備100可通過任何所需的裝置沿平移或旋轉(zhuǎn)方向而被操縱，以將所述設(shè)備100著陸在支持支架118內(nèi)。支持支架118固定到FPSO 106的側(cè)部，并且構(gòu)造成用于接收該件水下設(shè)備100并將其固定到FPSO 106。本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員將意識到，多種類型的支架和鎖定機構(gòu)可用于固定該件水下設(shè)備，而不偏離本發(fā)明的范圍。
圖9 參照圖9，示出了設(shè)置在FPSO 106的支撐平臺112上的被收回的該件水下設(shè)備100。該件水下設(shè)備100可在FPS0106的甲板上修理、升級、存放、維修或更換。提升裝置216可分離，并且用于其他操作。設(shè)備部署另外，總體參照圖1-9，類似于上面所述的那些方法的方法可用于部署一件水下設(shè)備100。在部署過程中，該件水下設(shè)備100通過纜繩108連接到FPSO 106的提升裝置216。連接器203可以是之前描述的各種不同類型之一。該件水下設(shè)備100可從支架118釋放，并且下放到移開深度。設(shè)置在工程船102上的提升裝置116將纜繩104下放到至少移開深度。ROV 110可使用本領(lǐng)域中已知的任何適當?shù)倪B接器103附接工程船纜繩104。將該件水下設(shè)備100的負載從FPSO 106轉(zhuǎn)移到工程船102可通過放出FPSO纜繩108、拉入工程船纜繩104或兩者的組合來實現(xiàn)。ROV 110可隨后將FPSO纜繩108與連接器203分離，并且工程船102可放出或拉入纜繩104，以將該件水下設(shè)備100定位在運輸深度。工程船102將該件水下設(shè)備100運輸?shù)骄参恢?，工程船纜繩104在該井筒位置被放出，以將該件水下設(shè)備100下放至更靠近泥線101。該件水下設(shè)備100可通過例如ROV操縱，并且所述纜繩104的附加長度被放出，以將該件水下設(shè)備100固定在所述井筒中。工程船纜繩104隨后與連接器103分尚。示例性實施例有利地，本文公開的實施例提供用于收回和部署一件水下設(shè)備而不使用鉆機的方法。因而，根據(jù)本文公開的實施例的系統(tǒng)可提供用于鉆機上的其他操作的更大的空間和更多的資源。另外，所述方法可允許收回和部署一件水下設(shè)備來步驟來進行并不緊靠近鉆機或FPSO的修理或更換。最后，所述方法可利用存在于附近周圍的設(shè)備，例如工程船、FPS0、提升裝置、纜繩和連接器，來執(zhí)行新的任務(wù)。在一個實施例中，公開了這樣一種方法，該方法包括提供浮動在水體表面上的第一船；將第一纜線從第一船連接到水下結(jié)構(gòu)；將水下結(jié)構(gòu)在水體中提升；將第二纜繩從第二船連接到水下結(jié)構(gòu)；將第一纜繩與水下結(jié)構(gòu)分離；和使用第二纜繩，將水下結(jié)構(gòu)提升到第二船。在一些實施例中，從第一船到水下結(jié)構(gòu)的第一纜繩連接到至少一個水下浮筒，以將第一船的升沉與水下結(jié)構(gòu)隔離。在一些實施例中，該方法還包括使用第二船上的平臺支撐水下結(jié)構(gòu)，并且還包括將第二纜繩與水下結(jié)構(gòu)分離。在一些實施例中，該方法還包括將水下結(jié)構(gòu)提升到第二船的甲板上。在一些實施例中，該方法還包括將水下結(jié)構(gòu)運輸?shù)疥懙?。在一些實施例中，第一船包括具有至少一個絞盤和起重機的工程船。在一些實施例中，第二船包括FPSO。在一些實施例中，水下結(jié)構(gòu)包括電動潛水泵。在一些實施例中，該方法還包括使用第一船將水下結(jié)構(gòu)朝向第二船運輸5公里到100公里的距離。
在一個實施例中，公開這樣一種方法，該方法包括提供漂浮在水體表面上的第一船；將第一纜繩從第一船連接到水下結(jié)構(gòu)；將水下結(jié)構(gòu)下放到水體內(nèi)；將第二纜繩從第二船連接到水下結(jié)構(gòu)；將第一纜繩與水下結(jié)構(gòu)分離；將第二船、第二纜繩和水下結(jié)構(gòu)移動到期望安裝位置；和將水下結(jié)構(gòu)安裝在水體內(nèi)的期望位置處。
雖然已經(jīng)關(guān)于有限數(shù)量的實施例描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域中的受益于本發(fā)明的技術(shù)人員將意識到，可設(shè)計不偏離本文公開的本發(fā)明的范圍的其他實施例。因此，本發(fā)明的范圍應(yīng)僅由所附權(quán)利要求書限定。
權(quán)利要求
1.一種方法，包括 提供漂浮在水體表面上的第一船； 將第一纜繩從所述第一船連接到水下結(jié)構(gòu)； 將所述水下結(jié)構(gòu)在所述水體中提升； 將第二纜繩從第二船連接到所述水下結(jié)構(gòu)； 將所述第一纜繩與所述水下結(jié)構(gòu)分離；和 通過所述第二纜繩，將水下結(jié)構(gòu)提升到所述第二船。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，將從所述第一船到所述水下結(jié)構(gòu)的所述第一纜繩連接到至少一個水下浮筒，以將所述第一船的升沉與所述水下結(jié)構(gòu)隔離。
3.根據(jù)權(quán)利要求1-2中的一項或多項所述的方法，還包括通過所述第二船上的平臺支撐所述水下結(jié)構(gòu)；還包括將所述第二纜繩與所述水下結(jié)構(gòu)分離。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中的一項或多項所述的方法，還包括將所述水下結(jié)構(gòu)提升到所述第二船的甲板上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中的一項或多項所述的方法，還包括將所述水下結(jié)構(gòu)運輸?shù)疥懙亍?br> 6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中的一項或多項所述的方法，其中，所述第一船包括具有絞盤和起重機中的至少一個的工程船。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中的一項或多項所述的方法，其中，所述第二船包括FPSO。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中的一項或多項所述的方法，其中，所述水下結(jié)構(gòu)包括電動潛水栗。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中的一項或多項所述的方法，還包括通過所述第一船將所述水下結(jié)構(gòu)朝向所述第二船運輸5公里到100公里的距離。
10.一種方法，包括 提供漂浮在水體水面上的第一船； 將第一纜繩從所述第一船連接到水下結(jié)構(gòu)； 將所述水下結(jié)構(gòu)在所述水體內(nèi)下降； 將第二纜繩從第二船連接到所述水下結(jié)構(gòu)； 將所述第一纜繩與所述水下結(jié)構(gòu)分離； 將所述第二船、第二纜繩和水下結(jié)構(gòu)移動到期望安裝位置；和 將所述水下結(jié)構(gòu)安裝在所述水體內(nèi)的期望位置處。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種方法，其包括提供漂浮在水體水面上的第一船；將第一纜繩從所述第一船連接到水下結(jié)構(gòu)；將所述水下結(jié)構(gòu)在所述水體內(nèi)提升；將第二纜繩從所述第二船連接到所述水下結(jié)構(gòu)；將所述第一纜繩與所述水下結(jié)構(gòu)分離；以及通過所述第二纜繩將水下結(jié)構(gòu)提升到所述第二船。
文檔編號E02B17/08GK102753759SQ201180008956
公開日2012年10月24日 申請日期2011年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月12日
發(fā)明者B·C·沃爾克特, J·H·蓋奇, J·J·肯尼, R·L·拜爾斯, S·W·戴維斯, W·M·普里徹特 申請人:國際殼牌研究有限公司