Нефтедобывающая установка подводной станции

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 09 3 035 4 Е 2 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ И ПДТЕН на другой в порядке уменьшения надежности. Для этого установка в разграниченной зоне имеет распределительную раму. На раме имеется четыре направляющих цоколя для пары установленных один на другой соединительного и контрольного модулей. Для центрального управляющего модуля имеется центральный направляющий цоколь. ,Каждый модуль снабжен направляющими .втулками, геометрия которых соответствует геометрии направляющих приитэ способлении, р ляющих цоколях лительной рамы На нижней част мещенных на направ(57) Изобретени добывающим уста на подводных ст 1 О ЦА ся к нефтеаэмещенным относивкам,циях.техно ся разъем, вз той, размещенн нижнего модул кой разъема о ель изобрегическогония - упрощени обслуживания, ремсчет обеспечения и монтажа за разделени ством приемник нального разъе каждом модуле. повок скважинь зоны функциональадки модулей один ных модулеи и ук ОСУДАРСТЗЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Сосьете Насьональ ЕЛФ(56) Патент Франции 9 23715кл. Е 02 Р 29/00, 1977. основания и распредеили на нижних модулях. и каждого модуля имеет- ЕР имодействующий с муфй на верхней частиУправление блокировуществляется посреда внутреннего многокама, установленного на9 з.п, ф-лы, 1 ил.Изобретение относится к нефтедобывающим установкам, размещенным на подводных станциях на большой глубине.Цель изобретения - упрощение технологического обслуживания, ремонта и монтажа.На чертеже показана нефтедобывающая установка подводной станции с модулями и манипулятором их последовательностей установки на основание.Установка состоит из основания 1, Его особенность заключается в том, что на каждой малой стороне прямоугольника сгруппировано по два участка для головок скважин,в виде приемных отверстий, которые снабжены в виде составных частей направляющим цоколем 2, на четырех углах которого установлены направляющие колонны 3, а на диагональных швеллерах закреплена осевая зажимная муфта 4 головки скважины. На боковых сторонах основания с помощью направляющих стоек 5 и 6 крепятся трубопроводы для отвода продукции, головка 7 трубы для продукции или нагнетания и головка 8 для шланга, к которой подходят трубопроводы и кабели контрольно-управляющего блока на поверхности моря, последний может размещаться в нескольких десятках километров. от станции или от запасного буя, находящегося в нескольких сотнях метров на станции Причем трубопроводы и кабели направляются посредством направляющих стоек 9 и 10.Центральная зона 11 остается свободной и предназначена для установки распределительной рамы 12. С этой целью на продольных балках основания 1 выполнены направляющие стойки 13, на которые устанавливаются втулки 14 распределительной рамы 12. Направляющие стойки 5 и 6, прикрепленные к основанию, служат соответственно для крепления головки 8 для шланга и для направления головки 7 трубопровода для продукции или нагнетания. Участки для головок скважины предназначены для установки на каждомиз них эксплуатационной головки 15 в виде корпуса, в котором размеще- на "елка" 16, а также эксплуатационное предохранительное оборудование между верхней плитой 17, снабженной в центре зажимной муфтой 4, двумя направляющими колоннами 18 с обеих5 О 5 20 25 30 35 40 45 50 55 и блокировки разъемом. На четырех уг. лах квадрата установлено четыре направляющие колонны 3 умеренной длины.Цоколь 30 предназначен для установки соединительного модуля 28, выполненного в виде квадратного корпуса, содержащего верхнюю плиту 35, соединенную на четырех углах посредством направляющих втулок 36 с рамсторон от центра, приемником для внутреннего многоканального разъема 19 и нижней прямоугольной рамкой 20, в центре которой размещен механический разъем 21 для захвата и блокировки зажимной муфты 4 головки скважины на направляющем цоколе основания 1. На других углах рамки размещены направляющие втулки 22, скользящие по направляющим колоннам 3 направляющего цоколя основания; Блок содержит также приемник для наружного многоканального разъема 23, соединенного с контрольным модулем 24 посредством многоканального разъема 25, и выпускное устройство 26 для отходов, соединяемое с соединительным модулем через разъем 27.Распределительная рама 12, состоящая из продольных и поперечных балок и распорок, имеющая размеры, соответствующие зоне 1 основания 1, имеет четыре периферийных участка для соединительных модулей 28 и один центральный участок для центрального управляющего модуля 29. На каждой стороне размещены два направляющих цоколя 30 для соединительных модулей, а в центре - один центральный направляющий цоколь 31 для центрального управляющего модуля 29, снабженного двумя приемниками 32 для внутренних электрогидравлических многоканальных разъемов 33.На боковой стороне распределительной рамы 12 закреплено два разъема 34, присоединяемые к цоколю трубопроводов 7 на основании 1Количество периферийных цоколей соответствует количеству головок скважин. Цоколи 30 и 31 могут быть насажены или могут быть составной частью распределительной рамы 12. Их конструкции идентичны конструкции направляющих известных цоколей.При этом квадратная рамка цоколя содержит распорки, расположенные по диагонали, на которых закреплена по оси муфта 4, выполненная для захватакой швеллеров 37. По оси модулей наверхней части плиты 35 закрепленыприемник для внутреннего многоканального разъема 38 и муфта 4, а нанижней части корпуса - механический 5разъем 21 для захвата и блокировкимуфты 4 распредительной рамы. Внутриразмещен многопроходной гибкий шлейф39, заканчивающийся разъемом 25 связи с контрольным выходом устройства 1026 для отходов "елки". На верхнейплите 35 с обеих сторон от центрарасположено две направляющих колонны 18.Оборудование этого модуля дополняют система гидравлического привода,обеспечивающая работу механическогоразъема 21, и другие гидравлическиесистемы, подключаемые к разъему эксплуатационной головки, в частности 20обеспечивающие связь соединительногомодуля с выходной муфтой головкискважины,Направляющие колонны 18 предназначены для углового позиционирования 25контрольного модуля 24 с помощью втулок 40, размещенных в модуле, которыйвыполнен в виде корпуса, закрытогоплитой 41. На последней закреплены,как и в модуле 28, две колонны 18 и З 0муфта 4, а также охватывающая часть42 внутреннего многоканального разъе 1ма. По бокам модуля размещены наружный многоканальный разъем 25 длясвязи с "елкой" 16 и приемник для на-Зружного многоканального разъема длясвязи с центральным управляющим модулем 29 (многоканальный разъем 43),Оборудование модуля дополняют элект-.ронные и электрогидравлические контейнеры 44.На нижней рамке, к которой посредством металлических листов и швеллеров прикреплена верхняя плита 41,установлены на четырех углах направляющие воронки 45, участвующие в направлении модуля с помощью линейныхнаправляющих, прикрепленных к колоннам 3 направляющего цоколя. На верхней части модуля установлены такжемеханический разъем 21, предназначенный для связи с соединительным модулем 28, и охватываемая часть многоканального разъема, 46 позволяющегоосуществлять функциональный контРольэлектрических и гидравлических систем модуля 28, а именно датчиковдавления, регулировочное сопло регулирования расхода и контрольное устройство, указатель наличия песка, гидравлические клапаны и др.Центральный направляющий цоколь 31 распределительной рамы 12 предназначен для установки на нем центрального управляющего блока 29, корпус которого образован верхний плитой 46. На четырех углах плиты 46 закреплены направляющие втулки 47, предназначенные для скольжения по колоннам 3 распределительной рамы.Кроме того, на модуле установлено четыре наружных электрогидравлических многоканальных разъема 43,ппя соединения с приемником контрольного модуля 24, один или два внутреннйх электрогидравлических многоканапьных разъема 48, соединяющих этот блок с охватывающей частью многоканальных разъемов 33 на распределительной раме 12 и другие наружные и подвижные охватываемые многоканальные разъемы 49, соеди яющие модуль с каждым контрольным модулем 24, а также наружные многоканальные разъемы 50. Внутри модуля размещены контейнеры 51 для гидравлических, электронных и электрогидравлических систем.Каждый участок, на котором ожидается установка модуля, и каждый модуль, остающийся временно или постоянно без модуля, после окончательной его установки защищен щитом .52 модульной конструкции, т,е. плитой 53, амортизирующей энергию удара, которая соединена с юбкой 54, служащей газовой ловушкой. На ней установлены две направляющие трубы 55 свнутренним диаметром, позволяющим входить направляющим колоннам 18, а по оси - муфта 56 для прохождения гидравлической жидкости на верхней плите 53 и механический разъем 2 на нижней части.Щит 52 предназначен для установки на центральный управляющий блок 29, но щиты такой же конструкции и, следовательно, взаимозаменяемые, могут предохранять модуль 15, являющийся головкой скважины, а также соединительный модуль 28 и контрольный модуль 24 или даже неиспользуемый учас. ток распределительной рамы 12.Операции по установке модулей производятся манипулятором 57 укладки и соединения. Он выполнен в виде мачты крана 58, установленной ак"сиально ца плите или основании 59,снабженном двумя направляющими трубами 60 для направления колонн 18,размещенными с обеих сторон от центра плиты, и четырьмя направляющимиворонками 61, установленными на углах плиты для опускания скольжениемпо линейным направляющим, закрепленным на направляющих колоннах 3 осно- Ования. Соединительный элемент 62 навершине мачты для группы штанг позволяет производить его спуск с плавучего средства. Внутренний многоканальный разъем 63 служит для передачи электрических и гидравлических команд по связке кабелей и трубопроводов с поверхности на модуль, установленный на манипуляторе. На верхнейчасти плиты аксиально установлен ме Оханических разъем 21, предназначенный для захвата муфты 4 унифицированной конструкции, которая имеется влюбом модуле, На мачте шарнирно установлена телескопическая крановая 25стрела 64 с маципуляционным колпаком,воздействующим на многоканальныеразъемы, в виде манипуляционного органа 65, снабженного средствами 66визуальной индикации, Манипуляционный 3 Оорган снабжен электрогидравлическимиприводами для перемещения, блокировки и деблокировки наружных многоканальных разъемов на операционных модулях,35Установка подводной станции осуществляется следующим образом.С помощью спускающего оборудования на дно моря укладывают основание1, снабженное направляющими цоколями,.40и выравнивают его по уровню с помощью соответствующих механизмов. После бурения четырех скважин устанавливают головки 15 скважин и щиты, аналогичные щиту 52, опускают и устанав ливают распределительную раму 12 в1зоне, предусмотренной в центральнойчасти плиты основания, используя направляющие стойки 13, на которые насаживаются направляющие втулки 14.Спуск модуля, являющегося эксплуатационным блоком, может осуществляться с помощью манипулятора 57. Заблокированный с помощью разъема 21 намуфте 4 модуля и позиционированныйв угловом положении с помощью колонн18, входящих в направляющие трубы манипулятора, модуль спускают с судна с помощью группы штацг вдоль линейных направляющих, прикрепленных к колоннам 3, Благодаря средствам 66 визуальной индикации, установленным на манипуляторе, модуль, спущенный вблизи выбранного места для основания, позиционируют в угловом положении так, чтобы четыре направляющие втулки 22 модуля были насажены на четыре колонны 3 направляющего цоколя. После установки модуль блокируют на направляющем цоколе с помощью манипуляционного органа 65, который обеспечивает блокировку механического разъема 21 модуля на муфте 4 цоколя и функциональные операции модуля. После установки модуля разъединяют механические связи между манипулятором и модулем с помощью органа 65, и манипулятор снова освобождается для выполнения других операций,Цоколь, к которому сходятся все электрогидравлические соединения шланга, спускают и блокируют на уча. стке, образованном на боковой стороне распределительной рамы с помощью двух муфт и направляющих стоек 10 ос" новация, взаимодействующих с направляющими трубками цоколя. Затем шланг укладывают на дно моря до управляющего блока на поверхности, который может находиться в нескольких десят.ках километров от станции, и/или до буя, поставленного на якоре в нескольких сотнях метров от станции.Четыре соединительных модуля 28 опускают и крепят на направляющих цоколях таким же способом. Затем на верхней части каждого модуля 28 устанавливают контрольный модуль 24. Направление в непосредственной близости осуществляется с помощью колонн 18, которые дохкцы войти во втулки, размещенные внутри модулей 24. Во время этой операции охватываемый многоканальный разъем 46 соединяют с охватывающим многоканальным разъемом 38 соединительного модуля 28. Затем таким же способом на распределительную раму опускают центральный блок 29.Манипулятор 57 производит электрические и гидравлические соединения между различными модулями, Так, он приводит в действие многоканальные ,разъемы и обеспечивает соединениямежду центральным управляющим модулем29 и шлангом 8 (разъем 50 на муфту 4), центральным управляющим модулем 29 и контрольным модулем 24, соединительным модулем 28 и блоком головки 15 скважины; контрольным модулем 24 и блоком головки 15 скважины (разъем 25 и разъем 23), трубопроводами распределительной рамы и эксплуатационными трубопроводами (разъем 34 на цоколь 2).Соединения между модулями распределителя и модулями на основании осуществляются посредством связей, позволяющих относительное отклонение позиционирования. Что касается внут 15 ренних соединений модулей на распределителе, сближение соединяемых частей таково, что можно использовать для соединений менее гибкие материалы с небольшим отклонением, например, 20 между центрапьным управляющим модулем 24 и приводами внутренних клапанов распределителя.Преимущества такой модульной конструкции подводной станции значительны. Над блоком головки 15 скважины не установлено никакого контрольного оборудования. Наоборот, такое оборудование частично установлено на соединительном модуле 28 (износорегули руемое сопло) и частично на контрольном модуле (электрогидравлический распределитель к соединительному модулю 28 и модуль головки 15 скважины после дешифровки команд).35Таким образом, все менее надежные модули размещены сверху так, что облегчен доступ к ним и манипуляции с ними и вне головки 15 эксплуатационной скважины. Каждый менее надежный 40 модуль можно поднять непосредственно с помощью манипулятора 57, который расцепляет автономно все взаимные соединения благодаря органу 65. Операции подъема и спуска, осуществляе мые с помощью манипулятора, выполняются с осевым приложением сил на каждый модуль благодаря системе муфта 4 - разъем 21, установленной по оси на каждом модуле. 50Формула изобретения1, Нефтедобывающая установка подводной станции, содержащая основа ние, снабженное по меньшей мере в одной прилегающей к его боковым сторонам зоне по крайней мере одним участком, имеющим закрепленный на основании направляющий цоколь по егокраям с выполненными в виде колонннаправляющими органами, установленныйна цоколе эксплуатационный модуль головки с елкой, и снабженное ограниченным участком с направляющими колоннами для размещения соединительного, управляющего и контрольного модулей, каждый из которых имеет направляющие органы в виде направляющихколонн и втулок, геометрия которыхсоответствует геометрии направляющихорганов, размещенных на основании илицоколе, трубопроводы отвода продукции, головку для трубопроводов и манипулятор укладки модулей, о т л ич а ю щ а я с я, тем, что, с цельюупрощения технологического обслуживания, ремонта и монтажа, она снабжена установленной на ограниченномцентральном участке основания распределительной рамой с центральным и периферийными направляющими цоколями,на которых размещены соответственноцентральный управляющий модуль ифункциональный модульный блок, состоящий из установленных один на другом соединительного и контрольногомодулей,2, Установка по п. 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что направляющие основания размещены на четырех углах его направляющего цоколя, а каждый модуль содержит две установленные на его верхней части с дбеих сторон от центра верхние направляющие колонны, расстояние между которыми одинаково для всех модулей, при этом модули, непосредственно не связанные с направляющим цоколем основания и распределительной рамы, снабжены направляющими втулками, взаимодействующими с верхними направляющими колоннами нижнего модуля.3, Установка по п. 1, о т л и - ч а ю щ а я с я тем, что каждый модуль снабжен установленными в центральной нижней части механическим разъемом, а в верхней части - соединительной муфтой под разъем верхнего модуля для захвата одним манипулятором укладки модулей.4. Установка по и, 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что в верхней части каждого модуля установлен приемник внутреннего многоканальногоразъема для управления блокировкой его разъема, а направляющие цоколи основания и распределительной рамы снабжены унифицированными муфтами.5. Установка по и. 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что модуль эксплуатационной головки с елкой снабжен приемником многоканального разъема для подсоединения к контроль. ному модулю и разъемом выпуска отхо О дов эксплуатационной головки для подсоединения к соединительному модулю.6, Установка.по пп. 1 и 5, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что соеди нительный модуль снабжен шлейфом с разъемом под разъем выпуска отходов эксплуатационной головки.7. Установка по п. 1, о т л и - ч а ю щ а я с я тем, что количество 20 направляющих цоколей основания соответствует количеству головок скважины,8, Установка по п. 1, о т л и - ч а ю Ш а я с я тем,что контрольный 25 модуль снабжен внутренним многоканальным разъемом для подсоединения к приемнику многоканального разъема соединительного модуля, приемником наружного многоканального разъема для подсоединения к центральному управляющему модулю и наружным многоканальным разъемом для подсоединения к модулю головки, а управляющий модуль снабжен по меньшей мере одним многоканальным разъемом для подсоединения к распределительной раме, четырьмя наружными многоканальными разъемами для подсоединения к контрольному модулю и двумя наружными многоканальными разъемами для подсоединения основного и вспомогательных аварийных шлангов.9, Установка по п, 8, о т л и - ч а ю щ а я с я тем, что трубопроводы отвода продукции и головка под трубопроводы размещены на основании.10. Установка по и. 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что она снабжена установленными на контролирующем и управляющем модулях индивидуальными шитами.