NO20121165A1 - System og metode ved et kraftfordelingsnettverk pa havbunnen - Google Patents

Description

SYSTEM OG METODE VED ET KRAFTFORDELINGSNETTVERK PÅ

HAVBUNNEN

RELATERTE SØKNADER

[0001] Denne patentsøknaden krever fordelene ved United States Provisional Application nr. 61/322,199 som ble innlevert 8. april 2010.

BAKGRUNN

[0002] Denne delen gir bakgrunnsinformasjon som en hjelp for å kunne få en bedre forståelse av de forskjellige aspektene ved oppfinnelsen. Man skal forstå at utsagnene i denne delen av dokumentet skal leses med dette i tankene og ikke som innrømmelser om mothold.

[0003] Oppfinnelsen relaterer seg generelt til innretninger og metoder for å tilføre elektrisk kraft til produksjonsinstallasjoner på havbunnen og mer spesifikt til et integrert strømnettverk på havbunnen som en hjelp ved kraftfordeling til og regulering av funksjoner ved produksjonssystemet på havbunnen.

[0004] Det trengs elektrisk kraft for å bruke forskjellige komponenter (f.eks. innretninger og systemer) som er forbundet med produksjonssystemer på havbunnen. Produksjonsbrønner trenger f.eks. ofte strøm for å drive sensorer som befinner seg i brønnen og/eller på brønnhodet, elektriske nedsenkbare pumper (ESP) som er plassert i brønnene og ventiler og/eller aktuatorer som befinner seg i brønnen og forbindelsesledninger. Det trenges også elektrisk kraft for å drive boosterpumper eller kompressorer som brukes for å pumpe produksjonsvæske (f.eks. olje, vann og/eller gass) fra brønner eller behandlingssystemer på havbunnen til et fjernanlegg på overflaten som befinner seg på vannflaten elle på land. De høye kravene til elektrisk kraft, strenge miljøforhold og ofte lange avstander som strømmen må begrenses over, begrenser ofte mengden strøm som kan tilføres på en effektiv måte.

SAMMENDRAG

[0005] Iht. ett eller flere aspekt av oppfinnelsen omfatter produksjonssystemet på havbunnen et vertsanlegg på overflaten som omfatter en elektrisk kraftkilde på overflaten, en kraftfordelingshub på havbunnen som er operativt koplet til den elektriske kraftkilden på overflaten for å tilføres høyspenning der kraftfordelingshuben på havbunnen har en transformator som tilfører mellomspenning og lavspenning, en brønnpumpe som er plassert i en havbunnsbrønn, brønnpumpen er koplet til spenningsutgangen på kraftfordelingshuben på havbunnen og en boosterpumpe på havbunnen som er koplet til én av spenningsutgangene på kraftfordelingshuben på havbunnen.

[0006] En utforming av en metode for å tilføre elektrisk kraft til et produksjonssystem på havbunnen som omfatter tilføring av høyspenning fra et vertsanlegg på overflaten til en kraftfordelingshub som befinner seg i nærheten av havbunnen, nedjustering av høyspenningen ved kraftfordelingshuben på havbunnen til mellomspenning og lavspenning, tilføring av to eller flere mellomspenningsinnretninger på produksjonssystemet på havbunnen og tilføring av én eller flere lavspenningsinnretninger på produksjonssystemet på havbunnen.

[0007] Iht. én eller flere utforminger av oppfinnelsen omfatter de integrerte innretningene i kraftfordelingsnettverket ved et produksjonssystem på havbunnen en kraftfordelingshub på havbunnen som er tilpasset for å koples til et vertsanlegg på overflaten for å tilføres høyspenning og for å justere ned høyspenningen til mellomspenning og lavspenning, en kontrollkabel for å operativt kople kraftfordelingssystemet på havbunnen til vertsanlegget på overflaten. Kontrollkabelen omfatter en spenningsførende leder for å overføre høyspenningen og dataoverføringslinje for å overføre utdata fra vertsanlegg på overflaten til fordelingshuben på havbunnen og inndata fra kraftfordelingshuben på havbunnen til vertsanlegget på overflaten, en forbindelse som er tilpasset for å koples operativt til en brønnpumpe til mellomspenningsutgangen, en forbindelse som er tilpasset for å operativt kople en boosterpumpe på havbunnen til mellomspenningsutgangen og en forbindelse som er tilpasset for å operativt kople en sensor som er plassert i en havbunnsbrønn, til lavspenningsutgangen.

[0008] Ovennevnte er et sammendrag av noen av funksjonene og de tekniske fordelene ved oppfinnelsen slik at det er lettere å forstå følgende detaljert beskrivelse av oppfinnelsen. Andre funksjoner til og fordeler ved oppfinnelsen som beskrives heretter, danner grunnlaget for kravene til oppfinnelsen.

KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE

[0009] Det er lettest å forstå offentliggjøringen ut i fra følgende detaljert beskrivelse når den leses sammen med de vedlagte figurene. Det understrekes at iht. standard praksis innen industrien, er forskjellige funksjoner ikke tegnet i målestokk. Faktisk kan målene i de forskjellige funksjonene være vilkårlig økt eller redusert for å gjøre dem tydeligere når de skal forklares.

[0010] Figur 1 er en skjematisk illustrasjon av en utforming av det integrerte, elektriske kraftfordelingssystemet ved et produksjonssystem på havbunnen iht. ett eller flere aspekt av oppfinnelsen.

[0011] Figur 2 er en skjematisk illustrasjon av kraftfordelingshuben på havbunnen iht. ett eller flere aspekt av oppfinnelsen.

[0012] Figur 3 er en skjematisk visning av en annen utforming av det integrerte kraftfordelingssystemet ved et produksjonssystem på havbunnen.

DETALJERT BESKRIVELSE

[0013] Det skal forstås at følgende offentliggjøring inneholder mange forskjellige utforminger eller eksempler for å implementere forskjellige funksjoner til forskjellige utforminger. Spesifikke eksempler av komponenter og arrangementer beskrives nedenfor for å forenkle offentliggjøringen. Disse er selvsagt kun eksempler og er ikke tiltenkt å være begrensende. I tillegg kan offentliggjøringen gjenta referansetall og/eller bokstaver i de forskjellige eksemplene. Denne gjentakelsen er for å gjøre det enklere og tydeligere og tilsier ikke i seg selv at det finnes et forhold mellom de forskjellige utformingene og/eller konfigurasjonene som beskrives. Dessuten kan formasjonen av en første formasjon over en andre formasjon i følgende beskrivelse inkludere utformninger der første og andre formasjon er formet i direkte kontakt og kan også inkludere utforminger der tilleggsfunksjoner kan formes mellom den første og den andre funksjonen slik at den første og andre funksjonen ikke er i direkte kontakt med hverandre.

[0014] Figur 1 er en skjematisk illustrasjon av en utforming av det integrerte, elektriske kraftfordelingsnettverket ved et produksjonssystem på havbunnen iht. ett eller flere aspekt av oppfinnelsen. Produksjonssystemet på havbunnen som vises og som betegnes generelt med tallet 8, inneholder produksjonsbrønnene 12 på havbunnen, produksjonssamlestokken 15, injeksjonsbrønnene 13, behandlingsenheten(e) 14 (f.eks. separatorer, koalescer osv), boosterpumpen(e)16 og injeksjonspumpene 18. Brønnene 12 og 13 bores inn i undergrunnsformasjonene under havbunnen 24. Hver av de kompletterte brønnene 12 og 13 har vanligvis én eller flere sensorer (f.eks. måleinstrumenter), instrumentering og overflateventiler (f.eks. brønnhode, treventiler). Brønnene 12 og 13 kan også inneholde ventiler under overflaten og brønnpumper (f.eks. elektriske nedsenkbare pumper). Produksjonsbrønnen 12 har væskeforbindelse med vertsanlegget på overflaten 22 via en forbindelsesledning(er) 20. I utformingen som vises, er forbindelsesledningen 20 koplet til vertsanlegget på overflaten 22 ved bordingventilen 28. Boosterpumpene 16 har vanligvis væskeforbindelse med produksjonsbrønnene 12 (f.eks. brønnpumpene 56) for å gi mer trykkhøyde for å pumpe den produserte væsken fra brønnen 12 til vertsanlegget på overflaten 22.

[0015] Vertsanlegget på overflaten 22 befinner seg på et sted på overflaten 26 (f.eks. på land, på vannoverflaten) som kan være langt unna (f.eks. avstanden mellom dem) havbunnen 2 4 der komponentene i produksjonsanlegget befinner seg. Avstanden til vertsanlegget på overflaten 22 kan f.eks. være fra 10 til 150 km eller mer der vekselstrøm må overføres og 300 km der likestrøm må overføres. I figur 1 vises vertsanlegget på overflaten 22 som et fartøy (f.eks. skip, tankskip, plattform osv) som befinner seg på vannoverflaten. I noen utforminger kan vertsanlegget på overflaten 22 befinne seg på land.

[0016] Det integrerte elektriske kraftfordelingsnettverket som betegnes generelt med tallet 10, er tilpasset for å tilføre elektrisk kraft til flere forbrukere innen grensene til produksjonssystemet på havbunnen 8. Grensene til produksjonssystemet på havbunnen 8 kan strekke seg fra brønnkompletteringer av havbunnsbrønnene 12, 13 til bordingventilen i vertsanlegget på overflaten 22. Iht. minst én utforming omfatter det elektriske fordelingsnettverket 10 en elektrisk kraftkilde 30 og en prosessorbasert kontrollinnretning 32 (f.eks. programmerbar logikkstyring)som befinner seg i vertsanlegget på overflaten 22 og en kraftfordelingshub 34 som befinner seg på havbunnen (f.eks. havbunn 24) i nærheten av komponentene i produksjonssystemet på havbunnen 8. Kraftfordelingshuben 34 er operativt koplet til den elektriske kraftkilden på overflaten 30 og kontrollinnretningen på overflaten 32 gjennom en kontrollkabel 36. Kontrollkabelen 36 kan ha én eller flere ledere (f.eks. vaiere, optiske fibre osv.) for å overføre elektrisk kraft og data mellom vertsanlegget på overflaten 22 og fordelingshuben på havbunnen 34. Kontrollkabelen 36 kan være koplet til fordelingshuben på havbunnen 34 med f.eks. en «wet mate»-kopling. Fordelingshuben på havbunnen 34 er operativt koplet til strømforbrukerne (f.eks. under overflaten og pumper, sensorer, ventiler, aktuatorer, varmeapparater osv.) med forbindelser 38 (f.eks. kontrollkabler, kabler, ledninger, ledere, optiske fibre). Forbindelser 38 kan innbefatte elektriske kraftledere og/eller dataoverføringslinjer.

[0017] Figur 2 er en skjematisk illustrasjon av kraftfordelingshuben på havbunnen 34 iht. ett eller flere aspekt av oppfinnelsen. Kontrollkabelen 36 forbinder fordelingshuben på havbunnen 34 med strømkilden på overflaten 30 og kontrollinnretningen på overflaten 32 ved vertsanlegget på overflaten 22, I utformingen som vises, har kontrollkabelen 36 én eller flere elektriske ledere 40 for å overføre elektrisk kraft fra strømkilden 30. Høyspenningen (f.eks. mer enn 22.000 V AC) kan f.eks. overføres fra vertsanlegget på overflaten 22 til fordelingshuben på havbunnen 34 for å minimere tverrsnittet på lederen og overføringstap. Iht. til ett eller flere aspekt av oppfinnelsen omfatter kontrollkabelen 36 ett eller flere dedikerte dataoverføringslinjer 42 (f.eks. I-wire, kabel, ledning, optisk fiber osv.) for å overføre utgående kontrolldata fra kontrollinnretningen på overflaten 32 til fordelingshuben på havbunnen 34 (f.eks. datahub på havbunnen 41) og deretter til de forskjellige strømforbrukerne (f.eks. pumper, sensorer, ventiler, aktuatorer osv.) i produksjonssystemet på havbunnen 8 og for å overføre inndata som mottas ved fordelingshuben på havbunnen 34 til kontrollinnretningen på overflaten 32.

[0018] I utformingen som vises i figur 2, har fordelingshuben på havbunnen 34 en datahub på havbunnen 41 som er tilpasset for å motta inndata som samles inn av komponentene i produksjonssystemet på havbunnen 8, som omfatter produksjonssystemparametere som f.eks. tilstanden i brønnene 12, 13 (f.eks. trykk, temperatur, strømningshastighet, sandproduksjon, væskefasesammensetning, skalering osv.), havbunnspumpe 16, 18 parametere (f.eks. trykk, temperatur, elektrisk strøm, strømningshastigheter osv.) tilstanden i produksjonsenheten 14 (f.eks. resonanstiden, trykk, temperaturer, elektrisk strøm, inn- og utgående væskefasesammensetning, inn- og utgående strømningshastigheter osv.) og tilstanden til forbindelsesledningene (f.eks. trykk, temperatur, hydratdannelse, strømningshastigheter, temperaturer osv.). Inndata (dvs. produksjonssystemparametere) mottas ved datahuben på havbunnen 41 fra komponentene i produksjonssystemet på havbunnen 8 via forbindelser 38. Inndata fra de forskjellige komponentene i produksjonssystemet på havbunnen 8 konsolideres i datahuben på havbunnen 41 og overføres via én eller flere dedikerte dataoverføringslinjer 42 i kontrollkabelen 36 til vertsanlegget på overflaten 22 og kontrollinnretningen på overflaten 32.

[0019] Inndataene kan brukes av kontrollinnretningen på overflaten 32 til lukket sløyfekontroll av forskjellige komponenter i produksjonssystemet på havbunnen inkludert uten begrensning, brønnpumper (f.eks. elektriske nedsenkbare pumper (ESP), havbunnspumper (f.eks. boosterpumper 16, injeksjonspumper 18)og behandlingsenheter 14. Vertsanlegget på overflaten 22, dvs. kontrollinnretningen 32, kan f.eks. brukes for å balansere kraftfordelingen mellom komponentene i produksjonssystemet på havbunnen 8. Iht. én utforming av oppfinnelsen, bistår systemet 10 med sikker, pålitelig og optimalisert havbunnsproduksjon ved å konsolidere alle inndata fra

produksjonssystemet på havbunnen 8 som registreres av

kontrollinnretningen 32. Den prosessorbaserte kontrollinnretningen på overflaten 32 kan koples til interaktive fjernovervåkingssystemer og diagnostiske systemer f.eks. for å overvåke tilstanden til komponentene i produksjonssystemet på havbunnen 8 og/eller produksjonsparametere.

[0020] Iht. minst én utforming overføres høyspenning (f.eks. mer enn 22.000 V AC) fra vertsanlegget 22 via kontrollkabelen 36 til fordelingshuben på havbunnen 34. Deretter justerer fordelingshuben 34 på havbunnen ned strømmen, og fordeler strømmen til de forskjellige elektriske komponentene i produksjonssystemet på havbunnen 8 via én eller flere kretser (f.eks. utganger). I utformingen som vises, tilfører f.eks. fordelingshuben på havbunnen 34 en mellomspenningsutgang 44(f.eks. 3000-7000 V AC), en lavspenningsutgang 46(f.eks. 110-700 VAC) og en likestrømsutgang 48.

[0021] I utformingen som vises, er komponenter i produksjonssystemet på havbunn 8 som er kategorisert som mellomspenning, operativt koplet til kretsen med tilførsel av mellomspenning 44, f.eks. en transformator 50 og et drev med variable hastigheter 52 (f.eks. frekvensomformer). Eksempler på mellomspenningsinnretninger inkluderer uten begrensing, pumper (f.eks. elektriske nedsenkbare brønnpumper, boosterpumper og injeksjonspumper), kompressorer og enheter til væskefaseseparasjon (f.eks. prosessorenheter). Drevet med variable hastigheter 52 bistår med å overføre strøm til pumpeutstyr i brønnen og på havbunnen ved den nødvendige driftshastigheten (Hz)og bistår med selektive endringer i hastigheten fra vertsanlegget på overflaten for f.eks. å tilfredsstille kravene til produksjonshodet og strømning. Kraftbalansen og lastfordelingen mellom forskjellige produksjonspumper, f.eks. kombinasjoner av brønnpumper (f.eks. elektriske nedsenkbare pumper, løftepumper) og boosterpumper på havbunnen kan utføres med kontrollinnretningen på overflaten 32 i vertsanlegget på overflaten 22. Det integrerte strømfordelingsnettverket på havbunnen bistår ved at det samtidig styrer driften av flere komponenter i produksjonssystemet på havbunnen 8 fra vertsanlegget på overflaten 22.

[0022] Lavspenningsinnretningene vises skjematisk der de er operativt koplet til kretsen med lavspenningsutgang 46 og med en transformator 50. Kretsen med lavspenningsutgang 4 6 kan omfatte et drev med variable hastigheter 52. Lavspenningskomponenter (f.eks. innretninger) inkluderer uten begrensning, sensorer som f.eks. flerfasemålere, ventiler og aktuatorer som f.eks. kan befinne seg i brønnen (dvs. under overflaten), ved brønnhodene (f.eks. ventiltre), forbindelsesledninger og samlestokker, lokale kjemiske injeksjonspumper og kontroll- og instrumenteringssystemer. Brukere av statisk høy elektrisk kraft inkluderer uten begrensninger, varmeinnretninger i forbindelsesledningene og elektrostatiske koalescer (f.eks. behandlingsenheter).

[0023] Innretninger som drives med likestrøm, vises skjematisk operativt koplet til en krets med likestrømsutgang 48 og som har en transformator 50 og en likeretter 54. Innretninger som drives med likestrøm, inkluderer uten begrensning, sensorer som f.eks. uten begrensning trykksensorer, temperatursensorer, strømningshastighetsmålere, flerfasemålere, elektrisk strøm o.l.

[0024] Figur 3 er en skjematisk illustrasjon av en annen utforming av det integrert kraftfordelingsnettverket 10 og et produksjonssystem på havbunnen 8. Figur 3 viser en produksjonsbrønn 12 og en injeksjonsbrønn 13 som begge penetrerer én eller flere undergrunnsformasjoner som er identifisert generelt som formasjon 70 og identifisert enkeltvis som formasjon 70a, formasjon 70b osv. Hver av brønnene 12, 13 omfatter en komplettering 72 som er plassert i brønnen og som er operativt koplet til brønnhodet 74 (f.eks. ventiltre, tre osv.). Hver komplettering 72 kan inneholde én eller flere driftsinnretninger (f.eks. pumper, sensorer, ventiler osv.) som er operativt koplet til kraftfordelingshuben 34 og vertsanlegget på overflaten 22. Den viste produksjonsbrønnen 12 har f.eks. minst én sensor 60, en brønnventil 58 og en elektrisk nedsenkbar pumpe 56 der hver av dem er operativt koplet til vertsanlegget 22 via fordelingshuben på havbunnen 34. Som den beskrives videre nedenfor, kan produksjonsbrønnen 12 overvåkes, forsynes med strøm og styres fra vertsanlegget på overflaten 22 (dvs. kontrollinnretningen 32) via kraftfordelingshuben på havbunnen 34.

[0025] Med henvisning til figur 1 til 3 er vertsanlegget på overflaten 22 operativt koplet via kontrollkabelen 36 til kraftfordelingshuben på havbunnen 34 og operativt koplet til forskjellige komponenter i produksjonssystemet 8 på havbunnen 34 med forbindelser 38. Kontrollkabelen 36 og forbindelsene 38 omfatter strømledere 40 og/eller dataoverføringslinjer 42 for å kople de forskjellige komponentene i produksjonssystemet på havbunnen 8 driftsmessig sammen. I utformingen som vises i figur 3, tilføres komponentene i produksjonssystemet på havbunnen 8 elektrisk kraft og/eller dataforbindelse på følgende måte: Brønnpumper 56 (dvs. under overflaten, nede i brønnhullet f.eks. løftepumper, injeksjonspumper, elektriske nedsenkbare pumper), havbunnspumper som f.eks. boosterpumpen 16 og injeksjonspumpen 18, ventiler 58 (f.eks. reduksjonsventiler, brønnventiler, ventiler på forbindelsesledningen, treventiler, manifolder osv.), sensorer 60 (f.eks. trykk, temperatur, strømningshastighet, væskefasesammensetning (dvs. olje, vann, gass), skalering, elektrisk strøm, deteksjon av sandproduksjon osv.), lokal instrumentering og kontroll 62 og andre innretninger i produksjonssystemet på havbunnen, identifiseres generelt med tallet 64 (f.eks. varmeinnretninger i forbindelsesledningene, kjemiske pumper, hydrauliske pumper osv.). Personer med ferdigheter i faget vil se at med fordelene ved denne offentliggjøringen kan komponentene i det driftsmessige produksjonssystemet på havbunnen 8 som f.eks. behandlingsenhetene 14, pumpene 56, 16, 18, inkludere sensorer, instrumentering og kontrollinnretninger som ikke illustreres enkeltvis eller separat i dette dokumentet.

[0026] Styring av hele det integrerte kraftfordelingsnettverket 10, og produksjonssystemet på havbunnen 8 kan opprettes med grensesnittet mellom strømkilden på overflaten 30 og kontrollinnretningen på overflaten 32 i vertsanlegget på overflaten 22. Kontrollsignalene kan overføres via dedikerte dataoverføringslinjer 42 i kontrollkabelen 36 som tilfører høyspenningen til fordelingshuben på havbunnen 34 og til de forskjellige komponentene i produksjonssystemet på havbunnen som respons på den lukkede tilbakemeldingssløyfen. Elektrisk kraft med høyspenning (f.eks. vekselstrøm og/eller likestrøm) kan overføres over lange avstander til fordelingshuben på havbunnen 34 der den elektriske kraften med høyspenning justeres ned (dvs. transformatorer 50) og overføres deretter til de elektriske komponentene i produksjonssystemet på havbunnen 8 i samsvar med kravene til styrespenning på systemkomponentene (f.eks. mellomspenning 44, lavspenning 46, likestrømsspenning 48). Én eller flere kretser i kraftfordelingshuben på havbunnen 34 kan omfatte drevet med variable hastigheter 52 som bistår med operativ styringen av komponentene i produksjonssystemet på havbunnen 8 fra kontrollinnretningen på overflaten 32 som f.eks. og uten begrensning, brønnpumper 56 og havbunnspumper 16, 18 og for å gi kraftbalansering.

[0027] Direkte høyfrekvent overføring av inndata til

kontrollinnretningen på overflaten 32 fra komponentene i produksjonssystemet på havbunnen 8 (f.eks. sensorer 60, lokal instrumentering og kontrollinnretninger osv.) muliggjør sanntidsovervåking av produksjonssystemet på havbunnen (dvs. oppsyn) og styrt kontroll av produksjonssystemet på havbunnen 8 for å optimalisere havbunnsproduksjonen og systemintegritet og -beskyttelse. Det kan gis prioritet for å behandle en nødstopp av inngangssignalene fra vertsanlegget på overflaten 22 for fullstendig systemsikkerhet. Utformingene av strømkildene på overflaten 30 og kontrollsystemet på overflaten 32 kan f.eks. koples til nødstoppet i vertsanlegget på overflaten 22 slik at havbunnsproduksjonen kan stanses på en sikker og styrt måte ved å sette i verk stengning av brønnen og pumpesystemets stoppesekvenser. Detaljert overvåking av et bredt kraftområde i produktsystemet 8 på havbunnen kan muliggjøre optimalisering av strømmen ved vertsanlegg på overflaten 22 via lastfordeling mellom f.eks. pumpesystemer på havbunnen 58, 16, 18 og muliggjør optimal oppstart og kjøring av havbunnspumper som drives i serie og i kombinasjoner i brønnen 56 og boosterpumper på havbunnen 16. I tillegg muliggjør egenlogikk modellering av produksjonssystemet på havbunnen 8 med simuleringer for å sikre optimal drift av utstyret.

[0028] Kontrollinnretningen på overflaten 32 gir f.eks. lastbalansering mellom to eller flere elektriske nedsenkbare pumpesystemer 56 som plasseres i én eller flere brønner 12, 13 via drevet/drevene med variable hastigheter 52 og fordelingshuben på havbunnen 34. Kontrollinnretningen på overflaten 32 kan også brukes til å balansere laster mellom brønnpumpene 56 og boosterpumpene på havbunnen 16. Når pumpene i produksjonssystemet på havbunnen 8 koples i serie, er det f.eks. vanligvis en ujevn fordeling av lasten mellom pumpene. Kontrollinnretningen på overflaten 32 kan bistå med manuell eller automatisk balansering eller selektiv feiltilpassing av lasten på mer enn én pumpe 56, 16, 18. I andre utforminger kan kontrollinnretningen på overflaten 32 brukes til å handtere laster på pumpene som f.eks. brønnpumper 56 ved å regulere en ventil 58 (f.eks. en reduksjonsventil) som f.eks. befinner seg ved brønnhodet 74 (f.eks. et tre) og/eller produksjonssamlestokken 15.

[0029] Kontrollinnretningen på overflaten 32 kan brukes for å gi overstrømsvern eller annen elektrisk beskyttelse. I tillegg kan kontrollinnretningen på overflaten 32 bruke drevet med variable frekvenser 52 f.eks. for å gi lastekontroll mellom strømforbrukerne som f.eks. brønn- og havbunnspumper ved aktiv veksling av den elektriske kraftforsyningen ved fordelingshuben på havbunnen 34. Produksjonssystemparameterene, f.eks. strømningshastigheter, brønnhullstrykk, sandproduksjon o.l. kan iverksettes fra kontrollinnretningen på overflaten 32 som respons for å justere frekvensen på kraftsignalet som tilføres én eller flere bønnpumper 56 og/eller boosterpumper 16. Forskjellige produksjonsparametere (f.eks. fasefraksjoner, strømningshastigheter, trykk, sandproduksjon) kan iverksettes på lignende måte fra kontrollinnretningen på overflaten 32 som respons for å justere ventilene 58 (f.eks. reguleringsventil), behandlingsenhetene 14 og boosterpumpene 16.

[0030] Kontrollinnretningen på overflaten 32 kan gi sikkerhet og verne systemet. Data som registrerer komponentene 12, 14, 16, 18, 56, 58, 60, 62, i ett eller flere produksjonssystemer på havbunnen 8, kan f.eks. sette i gang styrte responser i kontrollinnretningen 32 på overflaten i sanntid. Kontrollinnretningen 32 kan f.eks. iverksette stengning av produksjonsbrønnen 12 som respons på innmating av en høytrykksmåling i brønnen 12, via stans av bønnpumpen 56 og stengning av én eller flere ventiler 58 som f.eks. sikkerhetsventiler under overflaten, brønnhodeventiler og produksjons-manifoldventiler. I et annet eksempel kan kontrollinnretningen på overflaten 32 iverksette tiltak som reduserer brønntrykk som respons på en høytrykksmåling i produksjonsbrønnen 12. Kontrollinnretningen på overflaten 32 kan f.eks. øke hastigheten, dvs. strømningshastigheten, til brønnpumpen 56, åpne én eller flere ventiler 58 og/eller redusere resonanstiden i behandlingsenheten 14. I et eksempel med sikkerhetsmåling der kontrollinnretningen på overflaten 32 iverksetter stengning av brønnpumpen 56, kan kontrollinnretningen på overflaten 32 hindre stengningen av én eller flere ventiler 58 som respons på datainnmating fra en sensor 60 som tyder på fortsatt drift av brønnpumpen 56. I et annet eksempel kan kontrollinnretningen på overflaten 32 iverksette en stengningsprosess av en brønnpumpe 56 som respons til datainnmating fra en sensor 60 som indikerer for mye vibrasjon i brønnpumpen 56.

[0031] Havbunnsproduksjon kan styres via driftskontroll fra vertsanlegget på overflaten 22 og kontrollinnretningen på overflaten 32 i komponentene i ett eller flere produksjonssystemer på havbunnen 8. Driftforholdene ved komponentene i ett eller flere produksjonssystemer på havbunnen 8 kan f.eks. justeres fra kontrollinnretningen på overflaten 32 som respons på inndata som måles (f.eks. sensor 60, lokal instrumentering og kontroll osv.) i en produksjonsbrønn 12. Når inndata mottas (f.eks. tilbakemeldingssløyfe med data) fra en sensor 60 som er plassert i produksjonsbrønnen 12, øker f.eks. sandproduksjonen fra formasjonssonen 70b, og dersom utgående kontrollsignaler sendes fra kontrollinnretningen 32, kan det f.eks. redusere driftshastigheten på brønnpumpen 56 og/eller aktivere en ventil 58 ved f.eks. brønnhodet 74 for å øke trykket nede i brønnhullet i en produksjonsbrønn 12 og/eller aktivere én eller flere brønnventiler 58 for å isolere formasjonssonen 70a fra andre undergrunnsformasjoner. I et annet eksempel som gjelder driftskontroll av produksjonssystemet på havbunnen 8, kan driftsparametrene til behandlingsenheten(e) på havbunnen 14 justeres for å optimalisere separasjonen av fasesammensetningen av rå væske på havbunnen som produseres fra produksjonsbrønnene 12.

[0032] Foregående skisserer funksjonene i flere utforminger slik at personer med ferdigheter i faget kan få en bedre forståelse av aspektene ved offentliggjøringen. Personer med ferdigheter i faget vil sette pris på at de kan lett bruke offentliggjøringen som et grunnlagt for å designe eller modifisere andre prosesser og strukturer for å gjennomføre de samme formålene og/eller for å oppnå de samme fordelene som utformingene som introduseres i dette dokumentet, har. Personer med ferdigheter i faget bør også forstå at slike tilsvarende konstruksjoner ikke avviker fra offentliggjøringens tanke og omgang, og at de kan foreta forskjellige endringer, erstatninger eller forandringer i dette dokumentet uten å avvike fra offentliggjøringens tanke og omfang. Oppfinnelsens omfang skal bare bestemmes av språket i følgende krav. Meningen med begrepet «omfatter» i kravene er at det skal betyr «inkludere minst» slik at elementene som regnes opp i listen i et krav, er en åpen liste. Begrepene «en», «et» og andre begrep i entall er ment å inkludere flertallsformene med mindre disse helt bestemt utelukkes.

Claims (20)

1. Et produksjonssystem på havbunnen som omfatter: et vertsanlegg på overflaten som omfatter en elektrisk kraftkilde på overflaten, en kraftfordelingshub på havbunnen som er operativt koplet til den elektriske kraftkilden på overflate for å motta høyspenning, kraftfordelingshuben på havbunnen omfatter en transformator for å tilføre mellomspenning og lavspenning, en brønnpumpe som er plassert i en havbunnsbrønn. Brønnpumpen er koplet til én av spenningsutgangene på kraftfordelingshuben på havbunnen, og en boosterpumpe på havbunnen som er koplet til én av spenningsutgangene på kraftfordelingshuben på havbunnen.

2. Systemet i krav 1 der vertsanlegget på overflaten i tillegg omfatter en prosessorbasert kontrollinnretning som er operativt koplet til kraftfordelingshuben på havbunnen for å overføre utdata til kraftfordelingssystemet på havbunnen og for å motta inndata fra kraftfordelingssystemet på havbunnen.

3. Systemet i krav 2 der vertsanlegget på overflaten er operativt koplet til kraftfordelingshuben på havbunnen med en kontrollkabel som omfatter en høyspent leder og en dataoverføringslinje.

4. Systemet i krav 1 der strømkilden på overflaten er operativt koplet til kraftfordelingshuben på havbunnen med en kontrollkabel for å overføre 22.000 V AC eller mer fra strømkilden på overflaten til kraftfordelingshuben på havbunnen.

5. Systemet i krav 4 der mellomspenningsutgangen er omtrent 3.000 V AC til omtrent 7.000 V AC.

6. Systemet i krav 4 der lavspenningsutgangen er omtrent 110 V AC til omtrent 7 00 V AC.

7. Systemet i krav 4 der vertsanlegget på overflaten er plassert omtrent 10 km eller mer fra kraftfordelingshuben på havbunnen.

8. Systemet i krav 4 der vertsanlegget på overflaten er plassert omtrent 150 km fra kraftfordelingshuben på havbunnen.

9. Systemet i krav 1 der kraftfordelingshuben på havbunnen omfatter et drev med variable hastigheter som er operativt koplet til minst én av mellomspenningsutgangene og lavspenningsutgangene.

10. Systemet i krav 9 der vertsanlegget på overflaten i tillegg omfatter en prosessorbasert kontrollinnretning som er koplet operativt til kraftfordelingshuben på havbunnen for å overføre utdata til kraftfordelingshuben på havbunnen og for å motta inndata fra kraftfordelingshuben på havbunnen.

11. Systemet i krav 10 der: brønnpumpen er operativt koplet til kraftfordelingshuben på havbunnen for å motta utdata fra kraftfordelingshuben og for å overføre inndata til kraftfordelingshuben på havbunnen, og boosterpumpen på havbunnen er operativt koplet til kraftfordelingshuben på havbunnen for å motta utdata fra kraftfordelingshuben på havbunnen og for å overføre inndata til kraftfordelingshuben på havbunnen.

11. Systemet i krav 1 der kraftfordelingshuben omfatter en likeretter for å gi en likestrømsutgang.

12. Systemet i krav 1 der: vertsanlegget på overflaten i tillegg omfatter en prosessorbasert kontrollinnretning som er koplet operativt til kraftfordelingshuben på havbunnen for å overføre utdata til kraftfordelingssystemet på havbunnen og for å motta inndata fra kraftfordelingssystemet på havbunnen, den prosessorbaserte kontrollinnretningen og strømkilden på overflaten er operativt koplet til kraftfordelingshuben på havbunnen med en kontrollkabel som omfatter en høyspent leder og en dataoverføringslinje, kontrollkabelen overfører 22.000 V AC eller mer fra strømkilden på overflaten til kraftfordelingshuben på havbunnen, mellomspenningsutgangen er omtrent 3.000 V AC til omtrent 7.000 V AC, og lavspenningsutgangen er omtrent 110 V AC til omtrent 700 V AC.

13. En metode for å sørge for elektrisk kraft til et produksjonssystem på havbunnen som omfatter å: tilføre høyspenning fra et vertsanlegg på overflaten til en kraftfordelingshub som befinner seg i nærheten av havbunnen, justere ned høyspenningsutgangen på kraftfordelingshuben på havbunnen til en mellomspenningsutgang og en lavspenningsutgang, tilføre mellomspenningsutgang til to eller flere mellomspenningsinnretninger i produksjonssystemet på havbunnen og tilføre lavspenningsutgang til én eller flere lavspenningsinnretninger i produksjonssystemet på havbunnen.

14. Metoden i krav 13 der to eller flere mellomspenningsinnretninger omfatter: en brønnpumpe som er plassert i en produksjonsbrønn og en boosterpumpe på havbunnen i væskeforbindelse med brønnpumpen.

15. Metoden i krav 13 som i tillegg omfatter balansering av den elektriske kraftfordelingen fra kraftfordelingshuben på havbunnen til to eller flere mellomspenningsinnretninger.

16. Metoden i krav 15 der balansering av den elektriske kraftfordelingen omfatter tilførsel av utdata fra en prosessorbasert kontrollinnretning i vertsanlegget på overflaten til kraftfordelingshuben på havbunnen.

17. Metoden i krav 13 der: levering av høyspenningselektrisitet omfatter omtrent 22.000 V AC eller mer til kraftfordelingshuben på havbunnen fra vertsanlegget på overflaten som ligger mer enn 10 km unna kraftfordelingshuben på havbunnen.

18. Metoden i krav 17 der: mellomspenningsutgangen er omtrent 3.000 V AC til omtrent 7.000 V AC, og lavspenningsutgangen er omtrent 110 V AC til omtrent 700 V AC.

19. De integrerte innretningene i kraftfordelingsnettverket til et produksjonssystem på havbunnen omfatter: en kraftfordelingshub på havbunnen som er tilpasset for å koples til et vertsanlegg på overflaten, for å motta en høyspenningsinngang og for å justere ned høyspenningsinngangen til en mellomspenningsutgang og en lavspenningsutgang, kontrollkabelen er tilpasset for å kople kraftforsyningssystemet på havbunnen operativt til vertsanlegget på overflaten. Kontrollkabelen omfatter en elektrisk leder for å overføre høyspenningsinngangen og en dataoverføringslinje for å overføre utdata fra vertsanlegget på overflaten til fordelingshuben på havbunnen og inndata fra kraftfordelingshuben på havbunnen til vertsanlegget på overflaten, en forbindelse som er tilpasset for å kople brønnpumpen operativt til mellomspenningsutgangen, en forbindelse som er tilpasset for å kople boosterpumpen på havbunnen operativt til mellomspenningsutgangen, og en forbindelse som er tilpasset for å kople en sensor som er plassert i en havbunnsbrønn, operativt til lavspenningsutgangen.

20. De integrerte innretningene i kraftfordelingsnettverket i krav 1 som i tillegg omfatter en prosessorbasert kontrollinnretning som er plassert i vertsanlegget på overflaten og som er tilpasset for å motta inndata fra kraftfordelingshuben på havbunnen og for å sende kontrolldataene med utdata til kraftfordelingshuben på havbunnen.