NO20110997A1 - System og fremgangsmate for levering av materialer til en undersjoisk bronn - Google Patents

Abstract

System og fremgangsmåte for levering av materialer til en undersjøisk brønn System og fremgangsmåte for levering av et materiale fra et fartøy ved en overflate!nstallasjon til en undersjøisk posisjon og inn i en undersjøisk brønn tilveiebringes. Systemet inkluderer generelt en førstetrinnpumpe plassert ved overflateinstallasjonen og er konfigurert for å motta materialet fra fartøyet. En rørdel strekker seg fra førstetrinnpumpen inn i den undersjøiske posisjonen. En andretrinnpumpe er plassert i den undersjøiske posisjonen og tilkoblet rørdelen. Førstetrinnpumpen konfigureres for å levere materialet gjennom rørdelen til andretrinnpumpen ved et første trykk, og andretrinnpumpen konfigureres for å motta materialet fra rørdelen og injisere materialet i brønnen ved et andre trykk høyere enn det første trykket.

Description

OPPFINNELSENS BAKGRUNN

1. Oppfinnelsens område

[0001] Denne oppfinnelsen er relatert til levering av materialer, slik som kjemiske belegginhibitorer, fra et fartøy ved en overflateinstallasjon til en undersjøisk posisjon og inn i en undersjøisk brønn, for å utføre undersjøiske beleggbehandlinger i en undersjøisk hydrokarbonbrønn.

2. Bakgrunnsteknikk

[0002] Beleggdannelse, uorganiske krystallavleiringer, kan oppstå gjennom alt utstyret som brukes i produksjonen av hydrokarboner. For eksempel kan dannelsen av belegg i en typisk situasjon oppstå som et resultat av vanntilstrømning, slik som når sjøvann injiseres i en brønn og blandes med formasjonsvannet inne i brønnen. Beleggdannelse kan også oppstå som resultat av endringer i overmetning av mineraler i formasjonen eller det produserte vannet, som forårsakes av trykk og/eller temperaturforandringer. Beleggdannelse kan også økes av kjernedanningsmaterialer, f. eks. sand og korrosjon. Beleggdannende utfellinger kan inkludere forskjellige mineraler, slik som kalsiumkarbon, kalsiumsulfat, bariumsulfat, magnesiumkarbonat, magnesiumsulfat og strontiumsulfat. For eksempel er det sannsynlig at sulfatavleiringsbelegg dannes når sjø vanntilførsel brukes til å gjenvinne avleirede hydrokarboner.

[0003] Slike belegg kan oppstå på innsiden og utsiden av brønnen, f. eks. inne i rør eller annet utstyr som produksjonsvæsker flyter gjennom fra brønnen, og representerer et viktig flytsikringsproblem i olje- og gassindustrien. I noen tilfeller kan beleggdannelsen redusere eller forhindre flyt gjennom bor og rør, forhindre drift av ventiler og pumper, og påvirke driften av utstyret forbundet med brønnen på andre måter.

[0004] Flere teknikker er tilgjengelig for kontroll av beleggdannende avsetninger. For eksempel inkluderer væskemodifiseringsteknikk injisering av vann i forskjellige sammensetninger (f.eks. vanndannende vann eller vann hvor sulfatet er fjernet) til reservoaret og utskilling av vannet fra produksjonsstrømmen. Den vanligste teknikken for å forhindre og behandle beleggdannende avsetninger er tilføring av kjemikalier som fungerer som belegginhibitorer. Slike kjemiske inhibitorer eller belegginhibitorer kan være vannbaserte, oljebaserte, emulsjoner, mikroinnkapslet, porøse impregnerte pellets og kombinasjonsprodukter (f. eks. korrosjons-/belegginhibitor, asfalten- ^elegginhibitor). Belegginhibitorer virker generelt ved å forhindre kjernedannelse og krystallvekst. Mange belegginhibitorer kan nyttes ved fortløpende tilførsel til produksjonsstrømmen eller brønnhullet av en beleggreduserende behandling. En typisk beleggreduserende behandling for behandling av en brønn med en belegginhibitor avbryter flyten av produksjonsvæsken fra brønnen og tilfører belegginhibitoren gjennom brønnen inn i reservoaret slik at belegginhibitoren reagerer med fjellmatrisen i reservoaret som skal adsorberes inn i formasjonen og deretter avsettes på mineraloverflater. Typisk involverer reduksjonsbehandlingen tilførsel av en forhåndsskyllingsløsning, etterfulgt av injisering av den kjemiske belegginhibitoren (hovedskylling), og endelig injisering av en etterskyllingsløsning. Deretter settes brønnen tilbake i drift og belegginhibitoren i reservoaret skilles ut eller løses opp i væsken i reservoaret, slik at produksjonsvæsken inneholder noe belegginhibitor. Belegginhibitoren forhindrer generelt eller reduserer avsettingen av belegg fra produksjonsvæskene i rørene og annet utstyr gjennom hvilke væskene flyter.

[0005] Belegginhibitoren kan injiseres inn i en undersjøisk brønn fra en overflateinstallasjon, slik som en offshore plattform eller et flytende produksjons- og lagrings- og avlastings (FPLA)-fartøy via produksjonsrørledninger eller væskeflytlinjer (som kan inkludere et stigerør) og tilhørende fordelere som vanligvis flytter produksjonsvæskene opp fra den undersjøiske brønnen til overflateinstallasjonen. I dette tilfellet stoppes flyten i produksjonen gjennom stigerøret. Belegginhibitoren pumpes deretter inn i toppen av stigerøret ved overflateinstallasjonen og gjennom stigerøret til den undersjøiske brønnen og inn i det undersjøiske reservoaret. Det kreves typisk lave pumpehastigheter i tilførselen av belegginhibitoren på grunn av den relativt høye friksjonen som er forbundet med produksjonsflytlinjen og/eller viskositeten til belegginhibitoren, som kan øke ved de lavere temperaturene som forekommer i nærheten av sjøbunnen. I noen tilfeller brukes store mengder belegginhibitorer. For eksempel kan et typisk 15 km segment i en produksjonsflytlinje inneholde et volum på 5000 fat, avhengig av diameteren, hvor hele volumet i flytlinjen må fylles før belegginhibitoren begynner å flyte inn i reservoaret. Videre må flytlinjen i noen tilfeller tømmes og rengjøres i en plugg kjøring før den kjemiske inhibitoren pumpes inn i brønnhullet, for å unngå å pumpe avfall som finnes i flytlinjen, slik som belegg, voks og/eller sand, inn i formasjonen.

[0006] Når den undersjøiske produksjonen av forskjellige satellittbrønner føres sammen i en fordeler eller flytlinje, kan beleggbehandlinger bli dyre. I dette tilfellet kan det være nødvendig å stenge av alle brønnene, selv om kun én brønn skal behandles ettersom flytlinjen skal brukes til å levere belegginhibitoren. Denne uleiligheten kan unngås ved å tilføre en separat linje fra hver brønn til en produksjonsinstallasjon på overflaten, men bruk av dediserte linjer er ikke alltid mulig på grunn av tekniske begrensninger eller kostnadsbegrensninger. I noen tilfeller gjennomføres undersjøiske reduksjonsbehandlinger ved bruk av overflatefartøy, f. eks. et dykkerfartøy (DF) og en fleksibel slange festet til den undersjøiske fordeleren. Undersjøiske reduksjonsbehandlinger har også vært gjennomført ved å plassere innkapslede inhibitorer i brønnhodet. I dette tilfellet kan dykkerfartøyet transportere kapslene, som synker ved egen vekt gjennom et fleksibelt stigerør og inn i sumpen. Spredningen av belegginhibitoren finner sted på grunn av forskjeller i hellingskonsentrasjonsgradienter.

[0007] Selv om slike operasjoner har vært vellykket gjennomført og brukt i behandling av belegg i undersjøiske installasjoner, finnes det fortsatt behov for forbedrede systemer og fremgangsmåter for levering av materialer, slik som kjemikalier for beleggbehandling, til en undersjøisk brønn. Systemet og fremgangsmåten skal kunne brukes med en passasje som ikke er definert av et stigerør, f. eks. slik at den undersjøiske beleggbehandlingen kan gjennomføres uten uttømming av produksjonsvæskene fra stigerøret eller reversering av væskeflyten i stigerøret, og skal kunne brukes i systemer som inkluderer flere brønner og/eller forgreninger festet til en vanlig produksjonsflytlinje.

SAMMENDRAG AV OPPFINNELSEN

[0008] Utførelsene av herværende oppfinnelse tilveiebringer generelt systemer og fremgangsmåter for levering av materialer fra et fartøy ved en overflateinstallasjon til en undersjøisk posisjon og inn i en undersjøisk brønn, slik som for levering av én eller flere beleggreduksjonsbehandlinger tilpasset for å hindre beleggdannelse via en kontrollkabel eller annen rørdel for en undersjøisk beleggreduksjonsbehandling i brønnen. I henhold til én utførelse inkluderer systemet en førstetrinnpumpe plassert ved overflateinstallasjonen og konfigurert for å motta materialer fra fartøyet. En rørdel strekker seg fra førstetrinnpumpen inn i den undersjøiske posisjonen. En andretrinnpumpe plasseres i den undersjøiske posisjonen og tilkoblet rørdelen. For eksempel kan en andretrinnpumpe plasseres på sjøbunnen og/eller som en del av forgreningen ved brønnhodet i den undersjøiske brønnen. Førstetrinnpumpen er konfigurert for å levere materialet gjennom rørdelen til andretrinnpumpen ved et første trykk, og andretrinnpumpen er konfigurert for å motta materialet fra rørdelen og injisere materialet i brønnen ved et andre trykk høyere enn det første trykket.

[0009] I noen tilfeller kan rørdelen være et fleksibelt rør dannet av et termoplastisk materiale og/eller en fleksibel kontrollkabel som definerer en første rørpassasje for mottak og levering av materialet, og en andre rørpassasje med minst én ledende kabel for kommunikasjon mellom overflateinstallasjonen og den undersjøiske posisjonen. Den ledende kabelen kan konfigureres for å tilføre minst én av ett elektrisk signal for kontroll av andretrinnpumpen og elektrisk strøm for drift av andretrinnpumpen.

[0010] I henhold til en annen utførelse tilveiebringer herværende oppfinnelse en fremgangsmåte for levering av et materiale fra et fartøy ved overflateinstallasjonen til en undersjøisk posisjon og inn i en undersjøisk brønn. Fremgangsmåten inkluderer drift av en førstetrinnpumpe plassert ved overflateinstallasjonen for å pumpe materialer fra fartøyet gjennom en rørdel som strekker seg fra førstetrinnpumpen til den undersjøiske posisjonen, og drift av en andretrinnpumpe ved den undersjøiske posisjonen og koblet til rørdelen for injisering av materialet fra rørdelen inn i brønnen. For eksempel kan fremgangsmåten inkludere utplassering av en andretrinnpumpe på sjøbunnen og/eller posisjonering som en del av forgreningen ved brønnhodet i den undersjøiske brønnen. Driften av førstetrinnpumpen og andretrinnpumpen kan inkludere injisering av et kjemikalie for beleggbehandling inn i brønnen for deretter å utføre en beleggreduksjonsbehandling av brønnen og hindre beleggdannelse i brønnen og/eller stigerøret, produksjonsrøret, væskeflytlinjer eller annet nedhullutstyr i brønnen.

[0011] I noen tilfeller kan et fleksibelt rør dannet av et termoplastisk materiale eller en fleksibel kontrollkabel tilveiebringes som rørdelen, og førstetrinnpumpen kan drives for å pumpe materialet gjennom en første rørpassasje i kontrollkabelen. Kontrollkabelen kan tilveiebringes med minst én ledende kabel inne i kontrollkabelen i kommunikasjon ved overflateinstallasjonen og den undersjøiske posisjonen. Et elektrisk signal kan kommuniseres fra overflateinstallasjonen til den undersjøiske posisjonen via den ledende kabelen for å kontrollere driften av andretrinnpumpen, og/eller elektrisk strøm kan tilveiebringes fra overflateinstallasjonen til den undersjøiske posisjonen via den elektriske ledende kabelen for å gi strøm til driften av andretrinnpumpen.

KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE

[0012] Etter denne generelle beskrivelsen av oppfinnelsen vil det nå henvises til de tilhørende tegningene, som ikke nødvendigvis er i skala, og hvor:

[0013] Figur 1 er en vertikalprojeksjon som skjematisk illustrerer et system for levering av materialer fra en overflateinstallasjon til en undersjøisk posisjon og inn i en undersjøisk brønn i henhold til én utførelse av herværende oppfinnelse,

[0014] Figur 2 er et tverrsnitt som skjematisk illustrerer en kontrollkabel i henhold til én utførelse av herværende oppfinnelse,

[0015] Figur 3 er en vertikalprojeksjon som illustrerer et system for levering av materialer fra en flytende produksjonsinstallasjon til en undersjøisk posisjon og inn i en undersjøisk brønn i henhold til én utførelse av herværende oppfinnelse,

[0016] Figur 4 er en vertikalprojeksjon som illustrerer et system for levering av materialer fra et tjenestefartøy til en undersjøisk posisjon og inn i en undersjøisk brønn i henhold til en annen utførelse av herværende oppfinnelse, og

[0017] Figur 5 er en vertikalprojeksjon som illustrerer et system for levering av materialer fra et tjenestefartøy til en undersjøisk posisjon og inn i en undersjøisk brønn i henhold til en annen utførelse av herværende oppfinnelse.

DETALJERT BESKRIVELSE AV OPPFINNELSEN

[0018] Herværende oppfinnelse vil heretter bli beskrevet mer fullstendig med henvisning til de vedlagte tegningene, i hvilken noen, men ikke alle utførelsene av oppfinnelsen vises. Denne oppfinnelsen kan utføres i mange forskjellige former og skal ikke konstrueres som begrenset til utførelsene som presenteres heri. Det er heller slik at disse utførelsene stilles til rådighet slik at offentliggjøringen tilfredsstiller juridiske krav. Like tall viser til like elementer gjennom hele det følgende.

[0019] Med henvisning til tegningene og i særdeleshet med henvisning til figur 1, vises en skjematisering av et system 10 for levering av et materiale, slik som kjemikalier for gjennomføring av beleggbehandling til en undersjøisk brønn 12. Systemet 10 inkluderer generelt flere pumpeenheter 14,16 i et pumpearrangement i flere trinn for levering av materialet fra ett eller flere fartøyer 18 plassert ved en overflateinstallasjon 20 til en undersjøisk posisjon 22 via en rørdel 24 og injisering av materialet inn i brønnen 12.

[0020] Overflateinstallasjonen 20 kan være en hvilken som helst overflateenhet, slik som en offshore plattform eller oljerigg av hvilken som helst type. Fartøyet 18 kan inkludere én eller flere lagringstanker montert på overflateinstallasjonen 20 eller beholdere som bringes inn av skip eller på andre måter til installasjonen 20 og væsker koblet til installasjonen 20 slik at materialet 18 kan mottas av en førstetrinnpumpeenhet 14 plassert ved overflateinstallasjonen 20.

[0021 ] Førstetrinnpumpeenheten 14 mottar materialet og pumper

materialet gjennom rørdelen 24, slik som en kontrollkabel, som strekker seg fra overflateinstallasjonen 20 til en undersjøisk posisjon 22.1 særdeleshet, som vist i figur 1, kan rørdelen 24 strekke seg inn i en andretrinnpumpeenhet 16 plassert ved den undersjøiske posisjonen 22, f. eks. ved eller i nærheten av sjøbunnen 26. Rørdelen 24 definerer én eller flere passasjer for flyt av materialer. Førstetrinnpumpeenheten 14 leverer materialet gjennom rørdelen 24 og til andretrinnpumpeenheten 16 ved et første trykk, typisk høyere enn det atmosfæriske trykket men utilstrekkelig for levering av materialet inn i brønnen 12 og reservoaret. Det vil verdsettes at trykket på materialet kan synke fra innløpet 28 på rørdelen 24 ved førstetrinnpumpeenheten 14 til utløpet 30 på rørdelen 24 ved andretrinnpumpeenheten 16. For eksempel kan materialet lagres i fartøyet 18 ved omtrent atmosfærisk trykk, førstetrinnpumpeenheten 14 kan øke trykket til et høyere trykk for å levere materialet gjennom rørdelen 24, og materialet kan tilveiebringes til andretrinnpumpeenheten 16 ved et enda høyere trykk.

[0022] Førstetrinnpumpeenheten 14 kan drives av en kraftkilde 32, f. eks. en elektrisk eller hydraulisk kraftkilde. Driften av kraftkilden 32 og førstetrinnpumpeenheten 14 kan kontrolleres av en kontrollenhet 40, f.eks. en datamaskindrevet enhet konfigurert for å motta manuelle inndata fra en menneskelig operatør og/eller drives i henhold til et program med forhåndsbestemte og definerte kommandoer og parametere. Kontrollenheten 40 og kraftkilden 32 kan også brukes til å kontrollere og/eller tilføre energi til andre komponenter i systemet 10, inkludert andretrinnpumpeenheten 16.1 noen tilfeller kan kontrollenheten 40 være en intervenerende

høytrykkskontrollsystemenhet.

[0023] Andretrinnpumpeenheten 16 ved den undersjøiske posisjonen 22 er koblet til rørdelen 24 og mottar materialet fra førstetrinnpumpeenheten 14 via rørdelen 24. Andretrinnpumpeenheten 16 øker trykket på materialet og injiserer materialet inn i brønnen 12 ved et andre trykk som er høyere enn det første trykket oppnådd ved førstetrinnpumpeenheten 14.

[0024] Multi-trinnpumpesystemet 10 i herværende oppfinnelse kan levere materialet til brønnen 12 under et trykk som er tilstrekkelig for injisering, mens det tilfører et relativt begrenset trykk på materialet gjennom hele resten av systemet 10. For eksempel dersom førstetrinnpumpeenheten 14 blir drevet uten andretrinnpumpeenheten 16, vil det kreves et høyere trykk i rørdelen 24 for å tilføre tilstrekkelig trykk ved den undersjøiske posisjonen 22 for injisering av materialet inn i brønnen 12. Den første pumpeenheten 14 ville kreves for å tilføre materialet under et trykk som er minst like stort som summen av trykkfallet som oppstår i rørdelen 24 mellom innløpet 28 og utløpet 30 og trykket som kreves for injisering inn i den undersjøiske brønnen 12.1 noen tilfeller, f. eks. hvor rørdelen 24 er en kontrollkabel eller en lavtrykksslange med en relativt liten diameter, og/eller rørdelen 24 er en lang del for dypvannsutstyr eller annet, kan trykkfallet langs hele lengden av rørdelen 24 bli relativt stor. I slike tilfeller kan trykket som kreves ved innløpet 28 av rørdelen 24 for å overkomme både trykkfallet gjennom rørdelen 24 og trykket som kreves ved den undersjøiske posisjonen 22 for injisering inn i brønnen 12 overstige styrken til rørdelen 24. For et enkelttrinnpumpesystem kan det være nødvendig å tilveiebringe en rørdel 24 med høyere styrke for å stå i mot de høye trykkene som kreves og/eller tilveiebringe en rørdel 24 med en relativt stor diameter slik at trykkfallet derigjennom ikke overstiger relativ høyde.

[0025] På den annen siden kan andretrinnpumpeenheten 16, som leveres ved den undersjøiske posisjonen 22 og nedhulls i rørdelen 24 brukes til å øke trykket til et nivå som er tilstrekkelig for injisering inn i brønnen 12 slik at trykket i rørdelen 24 kan begrenses til et nivå som er innenfor driftsgrensene til rørdelen 24. På denne måten kan trykket på materialet som tilføres ved den førstetrinnpumpeenheten 14 til rørdelen 24 være tilstrekkelig til å overkomme trykkfallet gjennom rørdelen 24 men mindre enn summen av trykkfallet gjennom rørdelen 24 og trykket som kreves ved den undersjøiske posisjonen 22 for injisering inn i brønnen 12. Det kan således være tilstrekkelig å bruke en rørdel 24 med relativt lavere styrke og/eller en relativt mindre diameter. Selv i dypvannsutstyr hvor rørdelen 24 er lang, kan en kontrollkabel ha tilstrekkelig styrke og størrelse for å tilpasse flyten av materialet og trykket som kreves for å fastholde flyten av materialet derigjennom. For eksempel kan rørdelen 24 være strukturert for å ha en styrke som er større enn trykkfallet som oppstår i rørdelen 24 slik at rørdelen 24 kan motstå trykket som kreves for å levere materialet derigjennom. Rørdelen 24 kan imidlertid struktureres for å ha en styrke som er mindre enn summen av trykkfallet som oppstår i rørdelen og trykket som kreves for injisering inn i den undersjøiske brønnen 12.1 særdeleshet kan rørdelen 24 i noen tilfeller struktureres for å tilveiebringe en sprengningsstyrke på 150.000 psi eller mindre, og materialet kan tilveiebringes ved et maksimalt trykk i rørdelen 24 som er mellom 3000 psi og 5000 psi.

[0026] For eksempel er rørdelen 24 i figur 1 en fleksibel kontrollkabel, og tverrsnittet av kontrollkabelen illustreres videre i figur 2. Kontrollkabelen er en komposittkabel som inkluderer en ytre kabelarmering 42 som inneholder et mangfold av langsgående deler eller funksjonelle komponenter, slik som rør eller slanger dannet av termoplast eller stål eller andre materialer, elektriske eller optisk ledende kabler, forsterkningsdeler, og lignende. For eksempel, som vist i figur 2, inkluderer kontrollkabelen sylindriske rør 44a, 44b, 44c som definerer rørpassasjene 46 for levering av kjemikalier eller andre materialer mellom overflateinstallasjonen 20 og den undersjøiske posisjonen 22. For eksempel kan én eller flere av rørpassasjene 44a, 44b, 44c brukes for levering av belegginhibitorer under en undersjøisk beleggreduksjonsoperasjon eller for levering av hydrauliske væsker eller lignende for andre operasjoner. Kontrollkabelen inkluderer også ledende kommunikasjonskabler 48 som kan formes av elektriske eller optiske ledere, slik som fast eller tvunnet kopper eller aluminiumfibre eller fiberoptiske kabler. Kommunikasjonskablene kan brukes for kommunikasjon av kontrollsignaler for overføring av elektrisk strøm, og/eller for kommunikasjon av informasjon, slik som informasjon samlet inn av sensorer eller annet utstyr ved den undersjøiske posisjonen 22. Kablene kan være innkapslet i kabelarmering 50 av plastikk eller andre beskyttende materialer. Forsterkningsdeler 52 kan formes av stål, komposittmaterialer eller lignende og brukes til å øke styrken og/eller stivheten til kontrollkabelen. I tillegg kan andre deler eller materialer tilveiebringes innenfor den ytre kabelarmeringen 42. For eksempel kan mellomrommet 54 mellom de forskjellige delene i kabelarmeringen 42 i noen tilfeller fylles med plast eller andre materialer for å øke styrken, oppdrift, rigiditet eller forsegling av kontrollkabelen.

[0027] Det vil verdsettes at kontrollkabelen vist i figur 2 er en eksemplarisk rørdel 24 som kan brukes i systemet 10 i herværende oppfinnelse og at andre rørdeler også kan brukes, inkludert kontrollkabler i forskjellige størrelser, konfigurasjoner og materialer. For eksempel kan rørdelen 24 i noen tilfeller være et fleksibelt rør dannet av et polymer, et termoplastisk materiale, et forsterket komposittmateriale eller lignende. Rørdelen kan være et dedisert utstyr (eller en dedisert flytpassasje i en komposittkontrollkabel eller annet utstyr) som brukes for levering av materialet til brønnen men som ikke brukes for levering av produksjonsvæsker fra brønnen, og rørdelen (eller den dediserte passasjen) kan dimensjoneres tilsvarende, f.eks. mindre enn et typisk stigerør som leverer produksjonsvæsker fra en undersjøisk brønn til en flytende produksjonsinstallasjon. For eksempel kan den indre diameteren til væskeflytpassasjen i rørdelen som brukes for levering av materialet til brønnen være mellom lA tomme og 4 tommer, omtrent slik som lA tomme, 1 tomme eller 2 tommer, 3 tommer eller 4 tommer. For eksempel den første rørpassasjen 44a til kontrollkabelen vist i figur 2 kan ha en diameter på omtrent lA tomme eller<X>A tomme og kan brukes for levering av materialet til brønnen 12. For situasjoner hvor et større volum materiale skal leveres til brønnen 12, kan rørdelen 24 være en stor slange, slik som en slange med 3- eller 4-tommers diameter dannet av et komposittmateriale, slik som termoplastisk matrisemateriale med en syntetisk aramid eller annet forsterkningsmateriale.

[0028] Multi-stadiepumpesystemet 10 i herværende oppfinnelse er illustrert med to pumpeenheter 14,16 i figur 1, og hver pumpeenhet 14,16 kan tilveiebringes i andre utførelser. For eksempel kan flere pumper plasseres ved overflateinstallasjonen 20, den undersjøiske posisjonen 22 eller derimellom. Enda flere pumper kan konfigureres parallelt med de illustrerte pumpeenhetene 14,16 for å tilveiebringe økt pumpekapasitet eller overskudd, og/eller flere pumper kan tilveiebringes i serier med de illustrerte pumpeenhetene 14,16 for suksessivt å øke trykket i materialene langs flytbanen til materialet. Noen eller andre pumpeenheter 14,16 kan inkludere filtre for å forhindre levering av faste stoffer og partikler og derved forhindre injisering av slike faste stoffer og partikler inn i brønnen 12 og reservoarformasjonen. Videre kan hver pumpeenhet 14,16 tilpasses for selektivt å pumpe kjemikalier og/eller om nødvendig å blande kjemikalier.

[0029] Sensorer 60 kan tilveiebringes for å overvåke relevante driftsparametere, slik som trykk, temperatur, flyt, viskositet eller lignende. Slike sensorer 60 kan tilveiebringes i fartøyet 18, pumpeenhetene 14,16, rørdelen 24 eller andre steder igjennom systemet 10. Signaler fira sensorene 60 kan kommuniseres til en sentral kontrollenhet, slik som kontrolleren 40, som deretter kan justere systemparameterne i henhold til betingelsene registrert av sensorene 60, f. eks. ved justering av ventiler tvers gjennom systemet 10, ved kontroll av driftstilstand og hastigheten til pumpeenhetene 14,16, og ved å kontrollere driften av oppvarmere eller annet utstyr gjennom systemet 10. Kontrolleren 40 kan også motta andre signaler fra sensorer installert på innsiden av forgreningen eller inne i brønnhullet. Sensorer ved den undersjøiske posisjonen 22 konfigureres typisk til å kommunisere med en overflateposisjon, f. eks. ved å sende signaler til kontrolleren 40 via kontrollkabelen. Dersom kontrolleren 40 ikke befinner seg ved samme overflateinstallasjon 20 som kontrollkabelen er koblet til, kan ytterligere ett kommunikasjonsledd, slik som en kablet eller trådløs forbindelse, tilveiebringes mellom overflateinstallasjonen 20 og kontrolleren 40.

[0030] Figur 3 illustrerer et system 10 i henhold til en annen utførelse av herværende oppfinnelse i hvilken andretrinnpumpeenhet 16 tilveiebringes som en integrert del av en undersjøisk forgrening 62. Som illustrert, er overflateinstallasjonen 20 en flytende produksjonsinstallasjon, slik som en offshore plattform ved overflaten 34. Førstetrinnpumpeenheten 14 er plassert i den flytende produksjonsinstallasjonen ved overflaten 20. Rørdelen 24 er en kontrollkabel og kobler sammen førstetrinnpumpeenheten 14 med andretrinnpumpeenheten 16, som er plassert på sjøbunnen 26 som del av en undersjøisk forgreining 62, som generelt kontrollerer flyten av væsker inn i og ut av brønnen 12. Andretrinnpumpeenheten 16 kan plasseres i nærheten av, men separat fra, forgreiningen 62. Alternativt, som vist i figur 3, kan andretrinnpumpeenheten 16 være en integrert del av treet 62, dvs. en del av et enkelt stykke utstyr som utplasseres som én enhet. I begge tilfellene kan kontrollkabelen kobles til andretrinnpumpeenheten 16 via en undersjøisk sluttmontasje 68 ved enden av kontrollkabelen. Videre kan kontrollkabelen, som illustrert, være væskekoblet til ytterligere segmenter som strekker seg til andre brønner eller lignende.

[0031] I en annen utførelse, vist i figur 4, er overflateinstallasjonen 20 et tjenestefartøy slik som et FPLA. Tjenestefartøy et kan inkludere førstetrinnpumpeenheten 14, fartøyet 18 for levering av belegginhibitoren eller andre materialer som skal injiseres, kontrolleren 40 og kraftkilden 32, slik at tjenestefartøy et kan tilveiebringe materialer for injiseringsoperasjonen. I tillegg kan tjenestefartøyet brukes til å sette ut kontrollkabelen eller andre rørdeler 24. For dette formålet kan et vinsj apparat 64 brukes til å kontrollere avspolingen av en kabel 66 festet til sluttmontasjen 68 som er koblet til enden av kontrollkabelen. Ettersom kabelen 66 spoles av tjenestefartøyet, kan sluttmontasjen 68 på kontrollkabelen senkes ned til den undersjøiske posisjonen 22, for slik å sette ut kontrollkabelen, som også kan spoles av tjenestefartøyet, f.eks. fra spole 70. Et fjernstyrt fartøy (ROV) eller annet nedsenkbart kontrollutstyr kan brukes for å bistå i tilkoblingen av sluttmontasjen 68 på kontrollkabelen som andretrinnpumpeenheten 16 er festet til, eller en del av den undersjøiske forgreiningen 62. Alternativt kan sluttmontasjen 68 på kontrollkabelen tilpasses for å feste seg til andretrinnpumpeenheten 16 og/eller forgreiningen 62, f.eks. autonomt eller under operatørkontroll. I noen utførelser kan sluttmontasjen 68 for kontrollkabelen inkludere annet utstyr for å bistå i festing av sluttmontasjen 68 på kontrollkabelen til andretrinnpumpeenheten 16 og/eller forgreiningen 62, slik som globalt posisjonssystem (GPS)-utstyr, ett eller flere kamera, fremdriftsenheter for kontroll av posisjonen og retningen på sluttmontasjen 68 på kontrollkabelen, elektriske og/eller hydrauliske systemer og lignende. Som vist i figur 4 kan oppdriftsutstyr 72 festes til et mangfold av posisjoner langs hele lengden til rørdelen 24 slik at oppdriftsutstyret 72 settes ut ved forskjellige dybder når rørdelen 24 i hovedsak befinner seg i vertikal stilling. Oppdriftsutstyret 72 reduserer generelt kreftene som virker gjennom rørdelen 24 og på koblingene i rørdelen 24 på grunn av vekten til rørdelen 24.

[0032] I en annen utførelse, vist i figur 5, er andretrinnpumpeenheten 16 koblet til rørdelen 24 og settes ut fira overflateinstallasjonen 20 sammen med rørdelen 24. For eksempel og som illustrert kan rørdelen 24 være en kontrollkabel og kontrollkabelen og kabel 66 kan kobles til andretrinnpumpeenheten 16 før den settes ut. Andretrinnpumpeenheten 16 kan settes ut sammen med kontrollkabelen ved bruk av vinsjapparatet 64 til å kontrollere avspolingen av kabelen 66. Ettersom kabelen 66 spoles av tjenestefartøyet, kan andretrinnpumpeenheten 16 senkes ned til den undersjøiske posisjonen 22, hvorved kontrollkabelen settes ut og spoles av tjenestefartøyet. Posisjonen til og konfigurasjonen av andretrinnpumpeenheten 16 kan kontrolleres ved bruk av et fjernkontrolldrevet fartøy (ROV) eller annen nedsenkbart kontrollutstyr eller ved bruk av annet utstyr tilveiebrakt med andretrinnpumpeenheten 16, slik som et globalt posisjonssystem (GPS)-utstyr, ett eller flere kamera, fremdriftsenheter for kontroll av posisjon og retning på sluttmontasjen 68 til kontrollkabelen, elektriske og/eller hydrauliske systemer og lignende.

[0033] Med rørdelen 24 konfigurert for tilkobling til første- og andretrinnpumpeenhetene 14,16, kan systemet 10 brukes til selektiv injisering av materialer inn i den undersjøiske brønnen 12.1 en typisk injeksjonsoperasjon drives førstetrinnpumpeenheten 14 ved et relativt lavt trykk, og andretrinnpumpeenheten 16 drives ved et relativt høyere trykk. Pumpeenhetene 14,16 kan tilveiebringe en flytrate for materialene inn i brønnen 12, og systemet 10 kan selektivt pumpe en serie materialer inn i brønnen 12. For eksempel kan forskjellige kjemikalier for gjennomføring av en forhåndsskylling, hovedskylling og etterskylling lagres i fartøyet(ene) 18. De forskjellige kjemikaliene kan leveres av systemet 10 til brønnen 12 suksessivt eller samtidig. I noen tilfeller kan fartøyet(ene) 18 inkludere oppvarmingsutstyr, slik som motstandsoppvarmere eller varmeomformere, for å justere temperaturen til kjemikaliene, f.eks. for å varme opp kjemikaliene og derved øke flytraten til kjemikaliene gjennom rørdelen 24.

[0034] Rørdelen 24 kan konfigureres for å kommunisere mellom pumpeenhetene 14,16, f.eks. i tilfeller hvor rørdelen 24 er en kontrollkabel. Kontrollkabelen kan således transportere kjemikalier for en beleggreduksjonsbehandlingsoperasjon så vel som kommunisere signaler fra sensorer ved hver ende av kontrollkabelen, og/eller levere strøm, f.eks. for kontroll av driften av pumpeenhetene 14,16. Mer bestemt kan signaler fra sensorer 60 ved posisjonen på sjøbunnen 22 kommuniseres via kontrollkabelen til kontrolleren 40 ved overflateinstallasjonen 20, og kontrolleren 40 kan via kontrollkabelen tilveiebringe enten eller både driftsstrøm for drift av andretrinnpumpeenheten 16 og driftskommandoer for kontroll av driften av andretrinnpumpeenheten 16 og derved kontrollere injiseringen av materiale for gjennomføring av undersjøisk beleggreduksjonsbehandling. Kommunikasjon av slike signaler gjennom rørdelen 24 kan gjennomføres ved bruk av elektriske signaler gjennom elektrisk ledende elementer (f.eks. kopperkabler) i rørdelen 24 eller ved bruk av optiske signaler gjennom optisk ledende elementer (f.eks. fiberoptikk) i rørdelen 24.1 noen tilfeller kan andretrinnpumpeenheten 16 drives med energi fra den undersjøiske forgreningen 62 eller via en fri kobling som er koblet til den undersjøiske sluttmontasjen 68 for kontrollkabelen.

[0035] I noen tilfeller er mengden materialer, slik som kjemisk belegginhibitor som brukes, relativt mindre enn det som er påkrevd ved andre anledninger i en konvensjonell fremgangsmåte for levering av materialet til den undersjøiske brønnen 12 via produksjonsledningen eller væskeflytlinjen, f.eks. fordi diameteren og volumet i rørdelen 24 generelt kan være mindre enn for en produksjonsledning på grunn av multi-trinnpumpearrangementet i herværende oppfinnelse. Videre, hvis rørdelen 24 er en kontrollkabel eller en annen relativ lavtrykks-, liten-diameterdel som ikke brukes for levering av produksjonsvæsker fra brønnen 12, kan mengden avfall og faste stoffer som pumpes inn i brønnhullet under injisering inn i brønnen 12 reduseres. Det betyr at selv om en rørledning eller en flytlinje typisk inneholder slikt avfall og slike faste stoffer, som kan injiseres inn i brønnen 12 dersom rørledningen eller flytlinjen brukes til injisering av væsker inn i brønnen 12, kan slik injisering av avfall og faste stoffer generelt unngås ved bruk av en separat rørdel 24 for injisering av belegginhibitoren eller andre materialer inn i brønnen 12. Det vil også verdsettes at nedetiden forbundet med injiseringen av materialer gjennom produksjonsledningen eller flytlinjen generelt kan unngås eller reduseres ved å bruke en separat rørdel 24 for injisering av materialet.

[0036] Mange modifikasjoner og andre utførelser av oppfinnelsen som offentliggjøres her vil være nærliggende for en fagperson innen faget som denne oppfinnelsen angår med fordeler fra teknikken presentert i de foregående beskrivelsene og dertil hørende tegningene. Det skal derfor forstås slik at oppfinnelsen ikke skal være begrenset til de bestemte utførelsene som offentliggjøres og at modifikasjoner og andre utførelser er ment å være inkludert i rekkevidden av de tilføyde kravene. Selv om det nyttes bestemte terminologier her, brukes disse kun på en generisk og beskrivende måte og er ikke på noen måte begrensende.

Claims (16)

1. System for levering av et materiale fra et fartøy på en overflateinstallasjon til en undersjøisk posisjon og inn i en undersjøisk brønn, hvor systemet omfatter: en førstetrinnpumpe plassert ved overflateinstallasjonen og konfigurert for å motta materialet fra fartøyet, en rørdel som strekker seg fra førstetrinnpumpen til den undersjøiske posisjonen, og en andretrinnpumpe ved den undersjøiske posisjonen og koblet til rørdelen, hvor førstetrinnpumpen er konfigurert til å levere materialet gjennom rørdelen til andretrinnpumpen ved et første trykk, og andretrinnpumpen er konfigurert for å motta materialet fra rørdelen og injisere materialet inn i brønnen ved et andre trykk høyere enn det første trykket.

2. System i henhold til krav 1 hvor rørdelen er en fleksibel kontrollkabel, hvor kontrollkabelen definerer en første rørpassasje for mottak og levering av materialet, og en andre rørpassasje med minst én ledende kabel for kommunikasjon mellom overflaten og den undersjøiske posisjonen.

3. System i henhold til krav 2 hvor den ledende kabelen er konfigurert for å tilføre minst ett av et elektrisk signal for kontroll av andretrinnpumpen og elektrisk kraft for drift av andretrinnpumpen.

4. System i henhold til krav 1 hvor andretrinnpumpen er plassert på sjøbunnen.

5. System i henhold til krav 1 hvor andretrinnpumpen er posisjonert som en del av en forgreining ved hodet på den undersjøiske brønnen.

6. System i henhold til krav 1 hvor fartøyet er konfigurert for å tilveiebringe et kjemikalie for beleggreduksjonsbehandling tilpasset til å forhindre beleggdannelse og andretrinnpumpen er konfigurert for å injisere kjemikaliet inn i brønnen for å utføre beleggreduksjonsbehandling av brønnen.

7. System i henhold til krav 1 hvor rørdelen er en fleksibel slange dannet av et termoplastisk materiale.

8. Fremgangsmåte for levering av et materiale fra et fartøy ved en overflateinstallasjon til en undersjøisk posisjon og inn i en undersjøisk brønn, hvor fremgangsmåten omfatter: drift av en førstetrinnpumpe plassert ved overflateinstallasjonen for å pumpe materialet fra fartøyet gjennom en rørdel som strekker seg fra førstetrinnpumpen til den undersjøiske posisjonen, og drift av en andretrinnpumpe ved den undersjøiske posisjonen og koblet til rørdelen for å injisere materialet fra rørdelen inn i brønnen.

9. Fremgangsmåte i henhold til krav 8, videre omfattende en fleksibel kontrollkabel som rørdelen, hvor drift av førstetrinnpumpen omfatter pumping av materialet gjennom en første rørpassasje i kontrollkabelen, og videre omfattende å tilveiebringe minst én ledende kabel i kontrollkabelen i kommunikasjon med overflateinstallasjonen og den undersjøiske posisjonen.

10. Fremgangsmåte i henhold til krav 9, videre omfattende kommunikasjon av et elektrisk signal fra overflateinstallasjonen til den undersjøiske posisjonen via den ledende kabelen for å kontrollere driften av andretrinnpumpen.

11. Fremgangsmåte i henhold til krav 9, videre omfattende å tilveiebringe elektrisk kraft fra overflateinstallasjonen til den undersjøiske posisjonen via den elektrisk ledende kabelen for å kontrollere driften av andretrinnpumpen.

12. Fremgangsmåte i henhold til krav 8 hvor drift av førstetrinnpumpen omfatter levering av materialet til rørdelen ved et trykk som er høyere enn et trykkfall som oppstår gjennom rørdelen og mindre enn summen av trykkfallene som oppstår gjennom rørdelen og et trykk som kreves for injisering av materialet inn i brønnen.

13. Fremgangsmåte i henhold til krav 8, videre omfattende plassering av andretrinnpumpen på sjøbunnen.

14. Fremgangsmåte i henhold til krav 8, videre omfattende anbringelse av andretrinnpumpen i posisjon som en del av en forgreining ved hodet på den undersjøiske brønnen.

15. Fremgangsmåte i henhold til krav 8 hvor driften av førstetrinnpumpen og andretrinnpumpen omfatter injisering av et beleggbehandlingskjemikali inn i brønnen for derved å gjennomføre en beleggreduksjonsbehandling av brønnen og hindre beleggdannelse i brønnen.

16. Fremgangsmåte i henhold til krav 8, som videre omfatter tilveiebringing av et fleksibelt rør som rørdelen, hvor det fleksible røret blir dannet av termoplastisk materiale.