烴類流體輸送系統的製作方法
2023-09-15 10:39:45 2
專利名稱：烴類流體輸送系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用來輸送從一或多個近海井生產出的烴類流體的系統與方法。從近海油田將烴類流體輸送到接收站一事，乃是選擇用於開發近海油田的合適的生產系統中的一個關鍵因素。鋪設於海床上的管道已被廣泛地用作長距離地輸送石油和天然氣的可靠裝置。但是對於沿岸的油田或是對於管道安裝在技術或是在經濟上不可行的地方，可能還需要有其它的烴類輸出系統。除此，可能還要提供某種應急的烴類輸出系統，這種系統只用在特殊的環境下或是用在某段時間內主輸出系統不能利用的情況下。
在德克薩斯州Houston市舉行的海洋技術19屆年會(4月27日～30日)上，所提出的OTC(海洋技術會議)論文5585號中描述了一種周知的原油輸出系統。這一系統包括一座鋼製的採油平臺，平臺上連接著若干「衛星」井，同時從此平臺上經由一吊掛式波形撓性提升管，將一輸出輸流管延伸到一艘永久性舶留的浮式生產、儲存與卸荷油船(FPSO油船)上。作業期間，石油從平臺經輸出輸流管泵送入FPSO油船中。從FPSO油船，石油轉運到在這一轉運期間臨時定位於FPSO油船附近的短途集散油船上。此種系統在惡劣天氣下易受停工的影響，這是因為當輸流管會從FPSO油船上脫開時就必須中止生產。此外，將短途集散油船定位於FPSO鄰近也只能限於較平靜的氣象條件下。
本發明的目的之一便是要去解決先有技術中前述的種種問題，同時提供一種用來從近海井輸送近海烴類流體的改進了的系統與方法。
根據本發明，提出了一種用來輸送從近海井生產出的烴類流體的系統，此系統具有與近海井通連的烴類流體儲存裝置以及至少一個烴類流體的輸出系統，這一輸出系統包括一艘短途集散油船，它設有定位裝置，使此油船只能游離開一選定地區作有限運動；
一根輸流管，用來將井中生產出的烴類流體輸送給上述油船，此輸流管至少有一部分形成一條連續的撓性輸流管，於其一端設有一連接件用來使此輸流管與上述油船作可松釋的連接，同時設有一用來打開或關閉此輸流管的閥，上述撓性的輸流管沿海床延伸，並在此輸流管連接到上述油船上時以提升管形式通向油船，在此輸流管與所述油船相連接時，該撓性輸流管不會隨此油船作所述有限運動時而運動；以及一種裝置，用來當此輸流管與油船脫開時，使前述提升管的上端在海床與油船之間運動。
本發明的方法則包括下述步驟提供與近海井通連的烴類流體儲存裝置以及至少一個烴類流體輸出系統，此輸出系統包括一短途集散油船，上面設有一隻能使油船離開一選定地區作有限運動的定位裝置；一根用來將所述烴類流體輸送至此油船的輸流管，此輸流管至少有一部分形成一條連續的撓性輸流管，而在其一端設有一連接件用來將此輸流管可松釋地連接到所述油船上，同時設有一個用來打開或關閉此輸流管的閥，所述撓性的輸流管沿海床延伸，並在此輸流管連接到油船上時從此海床上以提升管形式通向油船，在此輸流管與所述油船相連接時，該撓性輸流管則不會隨此油船作所述有限運動時而運動；以及一種裝置，用來在所述輸流管與油船脫開時，使提升管的上端在海床與油船之間運動；使所述輸流管與上述油船連接；使井中產出的烴類流體通過上述輸流管輸送到油船內；關閉上述閥，使此輸流管與油船脫開，同時讓輸流管的上端在海床與油船間運動；以及將井中產出的烴類流體輸送入儲存裝置中。
上述儲存裝置在業已完成將烴類流體輸送到油船內且此油船已移向一使油船卸料的機構時，能夠保持烴類流體生產的連續性。這種烴類流體例如可以從井輸送到存儲裝置內，並從此經輸流管輸送至油船。或者，當此系統包括一個以上的流體輸出系統時，可使烴類流體直接輸送到油船內。不論是上述哪一種情形，都可不再要求將短途集散船舶留於一FPSO油船附近，而且即使是在極其惡劣的天氣條件下，也能繼續石油的生產。此外，通過使所述提升管的上端在海床與油船之間運動，此提升管便不會暴露於海浪或在水面運動的物體的影響之下。例如，當油船不在將提升管的上端鋪放到海床上，而在油船到達時將提升管的上端撤回，就能在不需輸送流體時使提升管脫離開浪區。這樣，當此提升管落定於海床上時，就能顯著減少海浪作用或船舶運動而損傷此提升管的風驗。
此種提升管最好包括一個浮力段，此浮力段有若干以選定的相互分隔的距離裝附於此提升管上的浮力組件，使此提升管取雙懸鏈線構型。
提升管的這種雙懸鏈線構型也稱之為吊掛式波形構型，它有利於使此提升管的上端能依隨海浪感應出的油船的運動，而不會使提升管蓄積過度的應力。
上述平臺可以是以重力為基礎的平臺，它有至少一個構成所述儲存裝置的烴類流體的儲存室，而輸流管則在此儲存室與油船之間延伸。
另外，上述儲存室也可由一種漂浮儲存裝置形成，它由錨鏈錨定於海床上，這時的輸流管便在此漂浮儲存裝置與油船之間延伸。
適用的一種飄浮儲存裝置構成了一種圓筒形室，它基本上是在水面下飄浮，具有一條大致於垂直方向中延伸的縱軸線，這種儲存裝置稱之為「圓柱件」。
在本發明的這種系統的另一實施例中，設置了兩個所述的烴類流體輸出系統，其中上述的烴類流體儲存裝置構成了這兩個烴類流體輸出系統之一中的前述短途散裝置油船。利用這一實施例，就能將烴類流體交替地輸送到這些短途散裝油船中之一，然後再輸送到其中的另一個，這樣當一艘這樣的油船已然離開去卸料時，並不會中斷烴類流體的生產與儲存。
當本發明的系統用作支承近海井的海上平臺的應急系統時，最好使前述輸流管作為一種連續的撓性的輸流管在此平臺與油船之間延伸，這種輸流管從上述平臺上以自由懸掛的方式吊下。這種構型可以通過將輸流管的一端安裝到平臺上例如在一個高出水面的位置上，而得以快速地安裝好輸流管，此輸流管的中間部分鋪放於海床上，而將另一端連接到油船上。
下面參看附圖以舉例方式說明本發明，在附圖中；
圖1示意地表明了本發明的一種系統，其中的海上採油平臺經一輸流管與一油船連接；圖2示意地表明了圖1中的系統在輸流管與油船脫開且油船已離開時的情形。
圖1中示出了用來從一批水面下油井(未示明)來生產石油與天然氣的近海平臺1。平臺1形成了一種傳統的以重力為基礎的平臺，此平臺1設有許多儲存室3，它們構成了平臺1的底座並排到成能給出平臺提供合適穩定性的構型。這些儲存室3取決於平臺1安裝過程中所需的鎮重條件以及此後的操作條件。平臺1有一甲板結構5，由四個立柱7支承，圖中示明了其中的兩根。儲存室3用來臨時儲存所生產的烴類流體，有一輸出輸流管9經由一通過立柱7延伸至甲板結構5的導管與儲存管3形成流體通連。此輸出輸流管9從甲板結構5延伸到油船11，這一油船11飄浮在水面12上，至平臺1的距離則是選定的。油船11備有一動態定物系統，此系統具有若干推力器13，在油船因風、浪與水流作用漂移開其選定位置時使油箱復位。這樣，為了保持油船的位置就可不需使用錨鏈來使油船停泊。
輸流管9包括一個鋼製部段14從甲板結構5延伸到海床15，並沿海床1 5至一輸流管底座17。從輸流管底座17向上，輸流管9沿海床15作為一條連續的撓性輸流管20進一步延伸，並從海床15沿朝上方向到達油船11。從海床15沿朝上方向延伸到油船的這部分撓性輸流管確定一根提升管，它包括一個浮力段24，浮力段上設有一批浮力組件26，它們所在的位置使得提升管22取雙懸鏈線構型，此提升管22的下懸鏈段形成在海床15與浮力段24之間，而它的上懸鏈段則形成在浮力段24與油船11之間。撓性輸流管20不隨油船11因風、浪與水流的作用的運動而運動。於是，這部分沿海床15延伸的撓性輸流管20，由於此撓性輸流管20的較大或較小部分可從海床15上升起，取決於油船11相對於輸流管底座17的位置而有變化。提升管22的上端設有一連接器28，用來使提升管22在一可以斷開的方式下與油船11相連，還設有一閥29，此閥在打開狀態下時可使流體從提升管22流至油船11，而在閉合狀態下時則關閉提升管22的上端。此外，提升管22的上部設有一用來使油船11通風旋轉體(未示明)，藉此可使提升管繞自身縱軸線相對於油船11轉動。油船11上設有一萬向接頭裝置(未示明)，將提升管22連接成可使其相對於油船11依另一個方向轉動。連接器28與上述旋轉體可以形成為獨立的器件，或也可形成整體式的連接器旋轉體。
圖2中示明了圖1中的平臺1、輸出輸流管9以及輸流管底座17。在此，提升管12的上端不再與油船11連接(如圖1所示的情形)，此提升管22已從油船11上脫開並鋪放於海床15上，同時圖1中的油船業已離去。用一根鉸車鋼絲30的一端接裝到連接器28上，而在另一端連接到一浮標31上，同時有一浸沒式浮子32位在水面鄰近以保持鉸車鋼絲30繃緊。
在圖1與2的系統正常使用當中，從井中產出的原油向上流過生產用提升管並被泵送入儲存室3中，在此從烴類流體中分離出生產用水。提升管22落定於海床上(如圖2所示)，閥29是關閉的。當油船11到達選定位置時，浮標31與水下浮子32便被帶到船上，而油船11的動態定位系統便起動來保持油船的位置。鉸車鋼絲30便將提升管22從海床1 5上拉起，隨後連接器28便連接到油船11上。提升管22由於浮力組件26的作用自動地取它的雙懸鏈線形。由於提升管22的這種雙懸鏈線構型，油船11任何因風、浪或水流引起的運動都能為提升管22所適應。打開閥29，石油便從儲存室3通過輸流管9泵送入油船11內。當石油已從室3轉運到油船11內後，便關閉閥29而使連接器28與油船11斷開。隨後放鬆鉸車鋼絲30，直立提升管22落定於海床15上，然後松釋開浮標31與浮子12，使油船11脫離開平臺1。
當油船11或另一艘油船到達選定的位置時，重複上述過程。依此方式，提供了一種可靠的近海石油儲存與輸送系統，它可以用作永久性工作的常規的輸出系統，或只是用作在特殊環境下工作的應急的輸出系統。
油船11的上述動態定位系統通常是能夠保持油船的位置的，但在極端惡劣的天氣條件T，則可能需要中止卸料，使提升管22與油船11脫開，並使提升管22落定於海床上。當氣候條件允許再進行卸料時，便從海床上使提升管22復位而繼續開始卸料。
權利要求
1.一種用來輸送從近海井中產出的烴類流體的系統，此系統具有與此井通連的烴類流體儲存裝置以及至少一個烴類流體的輸出系統，這一輸出系統包括一艘短途集散油船，它設有定位裝置，使此油船只能離開一選定地區作有限運動；一根輸流管，用來將此井中產出的烴類流體輸送給油船，此輸流管至少有一部分形成一條連續的撓性輸流管，在其一端設有一連接件，用來使輸流管與油船作可松釋的連接，還設有一個閥，用來打開或關閉輸流管，所述撓性輸流管沿海床延伸，並在輸流管連接到輸油船上時以一提升管的形式通向油船，在此輸流管與油船連接時，撓性輸流管不會隨油船作所述有限運動時而運動；以及一種裝置，用來當此輸流管與油船脫開時，使提升管的上端在海床與油船之間運動。
2.如權利要求1所述的系統，特徵在於所述提升管包括一浮力段，此浮力段上設有一批依選定的相互分隔的距離裝附到提升管上的浮力組件，而使得這一提升管取雙懸鏈線構型。
3.如權利要求1或2所述的系統，特徵在於所述儲存裝置形成為一座以重力為基礎的海上平臺的至少一個烴類流體儲存室，上述輸流管即在前述儲存裝置與油船中延伸。
4.如權利要求1或2所述的系統，其特徵在於所述儲存裝置是由用錨鏈錨定到海床上的一種漂浮儲存裝置，而所述輸流管則在此漂浮儲存裝置與油船之間延伸。
5.如權利要求4所述的系統，其特徵在於所述漂浮儲存裝置形成了一個基本上是在水面之下的圓筒形室，並具有一條基本上沿垂向延伸的縱軸線。
6.如權利要求1或2所述的系統，它包括有兩個前述的烴類流體輸出系統，特徵在於前述的烴類流體儲存裝置構成了這兩個烴類流體輸出系統中之一的一個短途集散油船。
7.如權利要求1至6中任一項所述的系統，特徵在於所述提升管設有一個位於其上部的旋轉體裝置，可使此提升管能圍繞它的縱軸線相對於油船轉動。
8.如權利要求1或7中任一項所述的系統，特徵在於所述提升管是經由一萬向接頭裝置連接到油船之上。
9.如權利要求1或7中任一項所述的系統，特徵在於所述輸流管是從一座支承前述近海井的海上平臺上作為一根連續的撓性輸流管延伸出，此輸流管是以自由懸掛的方式從此海上平臺上垂吊下。
10.一種用來輸送從一近海井產出的烴類流體的方法，此方法包括下述步驟提供與所述井通連的烴類流體儲存裝置以及至少一個烴類流體輸出系統，此輸出系統包括一艘短途集散油船，上面設有一隻能使此油船離開一選定地區作有限運動的定位裝置；一根用來將所述烴類流體輸送至油船的輸流管，此輸流管至少有一部分形成一條連續的撓性輸流管，而在其一端設有一連接件用來將輸流管可松釋地連接到該油船上，同時設有一個閥用來打開或關閉輸流管，所述撓性輸流管沿海床延伸，並在此輸流管連接到油船上時從此海床上以一提升管的形式通向此油船，在此輸流管連接到油船上時，該撓性輸流管不會隨此油船作所述有限運動時而運動；使輸流管與油船連接；使上述井中產出的烴類流體通過輸流管輸送到油船內；關閉閥，使輸流管與油船脫開，同時使輸流管的上端在海床與油船間運動；以及將此井中產出的烴類流體輸送入前述儲存裝置中。
11.在參看所述附圖之前基本上如以上所述的這種系統。
12.在參看所述附圖之前基本上如以上所述的這種方法。
全文摘要
提供了一種用來輸送從近海井中產出的烴類流體的系統。此系統具有與此井通連的烴類流體儲存裝置(3)以及至少一個烴類流體的輸出系統。這一輸出系統包括短途集散油船(11)，它設有定位裝置(13)使此油船只能離開一選定地區作有限運動；輸流管(9)，用來將井產出的烴類流體輸送給油船(11)。輸流管(9)的至少一部分形成一連續的撓性輸流管，在其一端設有用來使輸流管與油船從可松釋連接的連接件(28)以及用來開閉此輸流管的閥(29)，上述撓性輸流管沿海床(15)延伸並在輸流管與油船連接時從海床上以提升管(22)形式通向油船。在輸流管與油船相連接時，撓性輸流管不隨油船作上述有限運動時而運動。此輸系統還包括有當輸流管與油船脫開時，使前述提升管的上端在海床與油船之間運動的裝置。
文檔編號E21B43/01GK1139972SQ95191423
公開日1997年1月8日 申請日期1995年1月30日 優先權日1994年1月31日
發明者加裡·里奇蒙, 喬治·羅登布施 申請人:國際殼牌研究有限公司