Устройство газонефтепровода в водных пространствах морей и океанов

Изобретение относится к области газовой и нефтяной промышленности. В устройстве газо-нефтепровода, содержащем трубопровод, баллоны, заполненные газом, компрессорную станцию, газо-нефтепровод выполнен из стали, или металлокерамики, или полимеров, глубина установки от 29 до 15000 м от поверхности воды, баллоны выполнены из стали, или металлокерамики, или полимеров, или упругих материалов, баллоны диаметром от 0,001-100 м, давление азота или инертного газа в баллонах 0,0001-500 МПа, баллоны установлены на расстоянии 0,001-2000 м друг от друга, обсадные трубы с баллонами выполнены из стали, или металлокерамики, или полимеров, или упругих материалов, баллоны диаметром от 0,001-100 м, давление азота или инертного газа в баллонах 0,0001-500 МПа, баллоны установлены на расстоянии от 0,001-2000 м друг от друга, главная компрессорная станция соединена со стальными или металлокерамическими или полимерными обсадными трубами платформы и баллоны закреплены тросами и якорями на небольшой глубине, а на большой глубине 4000-15000 м главная платформа закреплена ко дну моря тросами, соединенными с баллонами, и якорями. Технический результат изобретения - ограничение чрезмерных напряжений при укладке трубопровода на большие глубины. 1 ил.

 

Устройство газонефтепровода относится к области газовой и нефтяной промышленности, а именно предназначено для транспортирования газа и нефти по трубам в водных пространствах морей и океанов, в северных районах под льдом, а в районах с более теплым климатом под слоем воды.

Из патентной литературы известно устройство газопровода в водных пространствах морей по RU 2149304 C1, F16L I/14, 12.02.1998, 9 стр.(1). В известном способе раскрыто устройство газопровода, установленного на глубину от 30-2000 м (превышающую осадку морских судов), снабженного поплавками (баллонами), изготовленными из трубы, у которой заварены кольцевые сечения так, что представляют собой герметичную оболочку.

Кроме того, из технической литературы известно регулирование массы трубопровода при укладке на большие глубины для ограничения чрезмерных напряжений. Изменение массы подводных трубопроводов может быть достигнуто оснащением трубопровода понтонами (баллонами). По конструкции понтоны (баллоны) можно разделить на жесткие, твердые пластмассовые, мягкие (рис.9-12). Жесткие понтоны в виде металлических (например стальных) или пластиковых сфер или цилиндров могут быть заполнены газом. При использовании газа возможно предварительное увеличение давления в понтоне для компенсации наружного гидростатического давления при погружении понтона в воду. Мягкие понтоны изготавливаются из резины и пластика. Регулирование плавучести трубопровода вблизи дна можно осуществлять с помощью понтонов с присоединенными цепями или тросами (П.П.Бородавкин и др. Подводные трубопроводы. - М.: Недра, 1979. - С.198-205, рис.9-12, 9-14, с.64-69) (2).

Из патентной литературы известно обустройство морского нефтегазового месторождения по RU 2296836 C1, E02B 17/00 10.04.2007, 8 с. (3), включающее морские платформы с компрессорными станциями, связанными с трубопроводами. Причем трубопроводы снабжают поплавковыми устройствами (баллонами) с регулируемой плавучестью.

Недостатками известных устройств газонефтепровода являются:

- в известных устройствах газонефтепровода не показан целый ряд существенных признаков, которые улучшают его работу.

Техническим результатом предлагаемого устройства является обеспечение транспортирования газа и нефти по газонефтепроводу в водных пространствах морей и океанов это достигается тем, что в предлагаемом устройстве, содержащем трубопровод, баллоны, заполненные газом и компрессорную станцию, газонефтепровод выполнен из стали или металлокерамики или полимеров, глубина установки от 29 м до 15000 м от поверхности воды, баллоны выполнены из стали, или металлокерамики, или полимеров ,или упругих материалов, баллоны диаметром от 0,001-100 м, давление азота или инертного газа в баллонах 0,0001-500 МПа, баллоны установлены на расстоянии от 0,001-2000 м друг от друга, обсадные трубы с баллонами выполнены из стали, или металлокерамики, или полимеров, или упругих материалов, баллоны диаметром от 0,001-100 м, давление азота или инертного газа в баллонах 0,0001-500 МПа, баллоны установлены на расстоянии от 0,001-2000 м друг от друга, главная компрессорная станция соединена со стальными, или металлокерамическими, или полимерными обсадными трубами, платформы и баллоны закреплены тросами и якорями на небольшой глубине или на большой глубине от 4000-15000 м, главная платформа закреплена ко дну моря тросами, соединенными с баллонами и якорями.

На чертеже показан общий вид устройства газонефтепровода для транспортирования газа и нефти в водных пространствах морей и океанов.

Газонефтепровод 1 выполнен из стали, или металлокерамики, или полимеров, глубина установки от 29 м до 15000 м от поверхности воды, баллоны 2 выполнены из стали, или металлокерамики, или полимеров, или упругих материалов, баллоны 2 диаметром от 0,001-100 м, давление азота или инертного газа в баллонах 0,0001-500МПа, баллоны 2 установлены на расстоянии от 0,001-2000 м друг от друга, обсадные трубы 3 с баллонами 4 выполнены из стали, или металлокерамики, или полимеров, или упругих материалов, баллоны диаметром от 0,001-100 м, давление азота или инертного газа в баллонах 0,0001-500 МПа, баллоны 4 установлены на расстоянии от 0,001-2000 м друг от друга, главная компрессорная станция 5 соединена со стальными, или металлокерамическими, или полимерными обсадными трубами 3, платформы 6 и баллоны 2 закреплены тросами 7 и якорями 8 на небольшой глубине или на большой глубине от 4000-15000 м, главная платформа 9 закреплена ко дну моря тросами 10, соединенными с баллонами 11 и якорями 12.

Газонефтепровод 1, баллоны 1, 4, обсадные трубы 3, плавающие платформы 6, 9 и тросы 7, 10 выполнены с водозащитным покрытием.

Верхний предел установки труб принят равным 29 м для безопасной работы газонефтепровода и морского транспорта, трубопроводы установлены на глубину, превышающую осадку морского транспорта. Максимальная осадка судов равна 27 м.

Устройство газонефтепровода работает следующим образом. Из скважины по обсадным трубам 3 газ под давлением поступает напрямую в главную компрессорную станцию 5, трубопровод 1, промежуточную компрессорную станцию 13 и по трубопроводу - к потребителю газа.

Нефть с помощью глубинного насоса закачивается в накопительные емкости, установленные на головной платформе 10 (глубинный насос и накопительные емкости не показаны). Из емкостей нефть подается в компрессорную станцию 5, трубопровод 1, компрессорную станцию 13 платформы 6 и по трубопроводу - к потребителю нефти.

Следует заметить, что при спуске обсадных труб 3 на дно моря на глубину 5000-150000 м собственный вес труб превышает предел прочности стали, а следовательно, может произойти разрушение труб, а при установке колонны обсадных труб на грунт дна моря возникает потеря устойчивости и их разрушение.

Для исключения поломок труб от собственного веса при потере устойчивости на обсадных трубах 3 закреплены баллоны 4, заполненные газом под давлением. Кроме этого, баллоны 4, заполненные газом, позволяют уменьшить нагрузку на крюк, трос, лебедку и двигатель внутреннего сгорания (крюк, трос, лебедка и двигатель не показаны) и обеспечить безопасную работу в процессе эксплуатации скважины.

Использование газонефтепровода и обсадных труб из полимеров или металлокерамики позволяет уменьшить вес труб и увеличить срок их работ в морской воде. Баллоны 11 снижают нагрузку на троса 10 растяжек платформы 10 от собственного веса, предохраняя от разрушения.

Устройство газонефтепровода в водных пространствах морей и океанов, содержащее трубопровод, баллоны, заполненные газом, компрессорную станцию, отличающееся тем, что газонефтепровод выполнен из стали или металлокерамики или полимеров, глубина установки 29-15000 м от поверхности воды, баллоны выполнены из стали или металлокерамики или полимеров или упругих материалов, баллоны диаметром 0,001-100 м, давление азота или инертного газа в баллонах 0,0001-500 МПа, баллоны установлены на расстоянии 0,001-2000 м друг от друга, обсадные трубы с баллонами выполнены из стали, или металлокерамики, или полимеров, или упругих материалов, баллоны диаметром 0,001-100 м, давление азота или инертного газа в баллонах 0,0001-500 МПа, баллоны установлены на расстоянии 0,001-2000 м друг от друга, главная компрессорная станция соединена со стальными, или металлокерамическими, или полимерными обсадными трубами платформы и баллоны закреплены тросами и якорями на небольшой глубине, а на большой глубине 4000-15000 м главная платформа закреплена ко дну моря тросами, соединенными с баллонами, и якорями.