[go: up one dir, main page]

NO20140600A1 - Kraftgenerering på havbunnen - Google Patents

Kraftgenerering på havbunnen Download PDF

Info

Publication number
NO20140600A1
NO20140600A1 NO20140600A NO20140600A NO20140600A1 NO 20140600 A1 NO20140600 A1 NO 20140600A1 NO 20140600 A NO20140600 A NO 20140600A NO 20140600 A NO20140600 A NO 20140600A NO 20140600 A1 NO20140600 A1 NO 20140600A1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
underwater
power generation
power
unit
flow
Prior art date
Application number
NO20140600A
Other languages
English (en)
Other versions
NO345809B1 (no
Inventor
John Yarnold
Matt W Niemeyer
Jason Gandolfi
Javier Cascudo
Larry W Phillips
Original Assignee
Schlumberger Technology Bv
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schlumberger Technology Bv filed Critical Schlumberger Technology Bv
Publication of NO20140600A1 publication Critical patent/NO20140600A1/no
Publication of NO345809B1 publication Critical patent/NO345809B1/no

Links

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B41/00Equipment or details not covered by groups E21B15/00 - E21B40/00
    • E21B41/0085Adaptations of electric power generating means for use in boreholes
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B33/00Sealing or packing boreholes or wells
    • E21B33/02Surface sealing or packing
    • E21B33/03Well heads; Setting-up thereof
    • E21B33/035Well heads; Setting-up thereof specially adapted for underwater installations
    • E21B33/0355Control systems, e.g. hydraulic, pneumatic, electric, acoustic, for submerged well heads
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/16Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03BMACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • F03B13/02Adaptations for drilling wells
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03BMACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • F03B13/10Submerged units incorporating electric generators or motors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2220/00Application
    • F05B2220/60Application making use of surplus or waste energy
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2220/00Application
    • F05B2220/60Application making use of surplus or waste energy
    • F05B2220/602Application making use of surplus or waste energy with energy recovery turbines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00Components
    • F05B2240/90Mounting on supporting structures or systems
    • F05B2240/95Mounting on supporting structures or systems offshore
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00Components
    • F05B2240/90Mounting on supporting structures or systems
    • F05B2240/97Mounting on supporting structures or systems on a submerged structure
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/50Hydropower in dwellings
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/20Hydro energy
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/72Wind turbines with rotation axis in wind direction
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P80/00Climate change mitigation technologies for sector-wide applications
    • Y02P80/10Efficient use of energy, e.g. using compressed air or pressurized fluid as energy carrier

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
  • Diaphragms For Electromechanical Transducers (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Abstract

En metode som forenkler driften av anordninger på havbunnen uten at det hydrauliske trykket og/eller de elektriske signalene må føres gjennom en kontrollkabel fra et sted på overflaten. En væskestrømning som f.eks. en injisert kjemisk væskestrømning, føres minst delvis gjennom en strømningsomformer som er plassert på et sted på havbunnen. Strømningsomformeren omformer energi fra væskestrømningen til energi som brukes til å drive kraftgenereringsanordningen. Kraftgenereringsanordningen kan utformes til å generere elektrisk, hydraulisk eller annen egnet kraft som brukes på stedet på havbunnen.

Description

KRAFTGENERERING PÅ HAVBUNNEN
BAKGRUNN
[0001] Brønntestingsprosjekter, kompletteringsprosjekter og intervensjonsprosjekter i offshore-miljøet anvender et undervannstesttre som plasseres i en sikkerhetsventil mot utblåsning på havbunnen. Denne typen borestang muliggjør brønnstrømningskontroll samtidig som den muliggjør rask fråkopling av brønnhodet fra et dynamisk plassert eller forankret fartøy. Ventilene i testtreet på havbunnen aktiveres ved bruk av elektriske signaler fra fartøyet for å drive solenoider som regulerer strømningen av hydraulisk væske til plassering av ventilene. Det hydrauliske trykket og de elektriske signalene til regulering av systemet tilføres fra fartøyet med en kontrollkabel som strekker seg ned til undervannstesttreet.
SAMMENDRAG
[0002] Generelt gir den gjeldende offentliggjøringen et system og en metode som ikke krever føring av det hydrauliske trykket og/eller de elektriske signalene gjennom en kontrollkabel fra et sted på overflaten. En væskestrømning som f.eks. en injisert kjemisk væskestrømning, føres minst delvis gjennom en strømningsomformer som er plassert på et sted på havbunnen. Strømningsomformeren omformer energi fra væskestrømningen til energi som brukes til å drive kraftgenereringsanordningen. Kraftgenereringsanordningen kan utformes til å generere elektrisk og/eller hydraulisk kraft som brukes på stedet på havbunnen.
KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE
[0003] Visse utforminger beskrives heretter med henvisning til ledsagende tegninger der like referansetall betegner like elementer. Det skal imidlertid forståes at de ledsagende figurene kun er illustrasjoner av forskjellige implementeringer som beskrives i dette dokumentet, og det er ikke tanken at de skal begrense omfanget til de forskjellige teknologiene som beskrives i dette dokumentet, og:
[0004] Figur 1 er en skjematisk illustrasjon av et eksempel på et undervannssystem som anvender en undervannskraftenhet til å generere kraft til et sted på havbunnen iht. en utforming av offentliggjøringen.
[0005] Figur 2 er en skjematisk illustrasjon av et annet eksempel på et undervannssystem som anvender et testtre som er plassert i en sikkerhetsventil mot utblåsning iht. en utforming av offentliggjøringen.
[0007] Figur 3 er et diagram av et undervannssystem som anvender væskestrømning til å generere og lagre hydraulisk kraft på et sted på havbunnen iht. en utforming av offentliggjøringen.
[0008] Figur 4 er et diagram av et undervannssystem som anvender væskestrømning til å generere og lagre elektrisk kraft på et sted på havbunnen iht. en utforming av offentliggjøringen.
[0009] Figur 5 er et diagram av et undervannssystem som anvender væskestrømning til å generere hydraulisk kraft og elektrisk kraft på et sted på havbunnen iht. en utforming av offentliggjøringen.
DETALJERT BESKRIVELSE
[0010] Følgende beskrivelse viser en rekke detaljer som gir en forståelse av noen illustrerende utforminger av den gjeldende offentliggjøringen. Personer med vanlige ferdigheter i faget vil imidlertid forstå at systemet og/eller metodologien kan brukes uten disse detaljene og det finnes en rekke mulige variasjoner eller modifikasjoner av utformingene som beskrives.
[0011] Offentliggjøringen i dette dokumentet relaterer seg generelt til et system og en metodologi som muliggjør kraftgenerering på steder på havbunnen i forbindelse med havbunnsbrønner. Iht. en utforming av denne offentliggjøringen føres en undervannsvæskestrømning gjennom undervannskraftenheten som er omfattende av en strømningsomformerenhet. Strømningsomformeren omformer energi fra væskestrømningen til en form som kan drive kraftgenereringsenheten som igjen gir en ønsket energiform for å drive havbunnsanordninger. Kraftgenereringsanordningen kan også koples til en kraftlagringsenhet som er utformet til å lagre energi for å kunne brukes senere av kraftdrevne havbunnsanordninger.
[0012] I noen applikasjoner leveres væskestrømmen til et undervannsanlegg via en ledning som f.eks. en kontrollkabel, der minst en del av væskestrømmen føres gjennom en strømningsomformerenhet. I noen brønnrelaterte applikasjoner, omfatter væskestrømmen en kjemisk injeksjonsvæskestrøm som føres fra et sted på overflaten til et undervannsanlegg som f.eks. et undervannstre som befinner seg på havbunnen. Et kjemisk injeksjonsvæske brukes til å utføre en injeksjonsprosess, men der minst en del av den kjemiske injeksjonsvæskestrømmen styres gjennom strømningsomformerenheten.
[0013] Ved en kjemisk injeksjonsapplikasjon kan den kjemiske injeksjonsprosessen anvende en rekke forskjellige kjemikalier for å forbedre havbunnsbrønnen. Kjemiske løsninger kan f.eks. brukes til å forbedre oljegjenvinning, for å fjerne formasjonsskade, for å rense blokkerte perforeringer eller formasjonslag, til å redusere eller hindre korrosjon, til å oppgradere råolje og/eller til å håndtere problemer i forbindelse med strømningssikkerhet ved råolje. Kjemisk injeksjon kan skje kontinuerlig eller i batcher i injeksjonsbrønnen eller til visse tider i produksjonsbrønner. Kjemikaliene kan tilføres fra et sted på overflaten, f.eks. fra et overflatefartøy og pumpes gjennom et undervannstesttre ved bruk av en ledning som f.eks. en kontrollkabel. Metanol er et eksempel på et kjemikalie som brukes i væskeform til injeksjonsprosesser selv om andre kjemikalier og/eller sammensetninger av kjemikalier kan brukes til å forbedre brønnen.
[0014] Med generell henvisning til figur 1 vises en illustrasjon av én type applikasjon for å gi kraft til et sted på havbunnen. Eksemplet er ment som en hjelp for å forklare og det skal forstås at en rekke forskjellige kraftgenereringsystemer kan brukes i en rekke forskjellige brønner i forbindelse med havbunnsapplikasjoner samt i mange typer havbunnsrelaterte applikasjonen uten brønn der det er ønskelig å tilføre et sted på havbunnen kraft uten å bruke kraftførende ledninger som f.eks. elektriske eller hydrauliske ledninger fra et sted på overflaten. Undervannsanlegget og andre konstruksjoner som beskrives i dette dokumentet, kan omfatte mange typer komponenter arrangert i forskjellige konfigurasjoner avhengig av parametrene til den bestemte undervannsapplikasjonen.
[0015] I figur 1 illustreres en utforming av et undervannssystem 20 som omfattende av et undervannsanlegg 22 som er plassert på et ønsket undervannssted 24 som f.eks. havbunnen. Undervannssystemet 20 kan også omfatte et stigerør eller annen konstruksjon 26 som strekker seg fra undervannsanlegget 22 til f.eks. et sted på overflaten. I det illustrerte eksempelet er undervannsanlegget 22 plassert over en havbunnsbrønn 28 med minst ett borehull 30 som er til hjelp for å regulere forskjellige operasjoner i forbindelse med brønnen 28. Andre typer undervannsanlegg 22 kan imidlertid brukes i forbindelse med brønner og i forbindelse med applikasjoner uten brønner. I brønnrelaterte applikasjoner kan brønnen 28 omfatte mange forskjellige typer brønnhull, inkludert brønnhull som er avledede, f.eks. horisontale, med enkelt hull, multilaterale, med foring og uten foring (åpent brønnhull).
[0016] Igjen med henvisning til figur 1, det illustrerte undervannsanlegget 22 omfatter en undervannskraftenhet 32 med en strømningsomformerenhet 34 og en kraftgenereringsenhet 36. En væskestrøm brukes til å drive strømningsomformerenheten 34 som igjen omformer energi i strømningsvæsken til en egnet form for å drive kraftgenereringsenheten 36. Som eksempel omfatter omformingsenheten 34 en turbin eller en væskedrevet motor som omformer strømningsvæsken til en rotasjonsbevegelse. Rotasjonsbevegelsen brukes til å drive kraftgenereringsenheten 36 som kan være en hydraulisk pumpe og/eller en elektrisk generator som beskrevet i mer detalj nedenfor. Væskestrømmen til undervannskraftenheten 32 tilføres via en ledning 38 med strømningspassasje 40. I en rekke forskjellige undervannsapplikasjoner kan ledningen 38 være en kontrollkabel 42 som f.eks. føres fra et sted på overflaten til undervannsanlegget 22. I noen utforminger kan kontrollkabelen 42 også brukes til å levere kjemisk injeksjonsvæske til undervannsanlegget 22 og videre inn i brønnen 28 som indikert med pilene 44.
[0017] Kraften som genereres via kraftgenereringsenheten 36 på stedet på havbunnen 24, kan brukes til å levere kraft til undervanns, kraftdrevne anordninger 46. Som eksempel omfatter de kraftdrevne anordningene 46 hydraulisk drevne anordninger og/eller elektrisk drevne anordninger. I noen applikasjoner, kan kraftgenereringsenheten 36 brukes til å leveres kraft, f.eks. hydraulisk og/eller elektrisk kraft, direkte til kraftdrevne anordninger 46. I andre applikasjoner kan imidlertid kraftgenereringsenheten 36 koples til en kraftlagringsenhet 48 som kan lagre energi som brukes senere av kraftdrevne anordninger 46. Systemet kan også utformes slik at det kan muliggjøre både direkte kraftforsyning til anordninger 46 via kraftgenereringsenheten 36 og kraftforsyning til anordninger 46 via kraftlagringsenheten 48. Avhengig av den bestemte applikasjonen, kan mange typer kraftdrevne anordninger 46 anvendes og eksempler på kraftdrevne anordninger 46 inkludert solenoider, hydraulisk aktiverte ventiler og skyvemuffer, andre typer strømningskontrollanordninger, sensorer og annet verktøy og komponenter drevet med hydraulisk, elektrisk eller annen kraft som kan genereres på stedet på havbunnen av kraftgenereringsenheten 36.
[0018] Med generell henvisning til figur 2 illustreres et spesifikt eksempel på et undervannsanlegg 22. I dette eksempelet omfatter undervannsanlegget 22 et juletre 50 som er montert på havbunnen. Over juletreet 50 omfatter undervannsanlegget 22 et undervannstesttre 52 som er plassert i en sikkerhetsventil mot utblåsning på havbunnen 54. Stigerøret 26 strekker seg ned til undervannstesttreet 52 fra et fartøy på overflaten 56, og kontrollkabelen 42 befinner seg inni stigerøret 26. Den kjemiske injeksjonsvæsken føres ned gjennom kontrollkabelen 42 og brukes både til å utføre den ønskede kjemiske injeksjonsprosessen i brønnen 28 og til å drive undervannskraftenheten 32 slik at det er mulig å generere ønsket hydraulisk og/eller elektrisk kraft på et brønnsted på havbunnen 58.
[0019] Den kjemiske injeksjonsvæsken kan pumpes med vesentlige trykk og strømningshastigheter under en injeksjonsprosess, og denne høytrykksvæsken med høy strømningshastighet kan brukes til å spinne omformerenheten 34, f.eks. til å spinne en væskedrevet motor eller turbin som igjen driver genereringsenheten 36, f.eks. en hydraulisk pumpe og/eller en vekselstrømgenerator. Dermed kan kraftgenereringsenheten 36 levere hydraulisk kraft og/eller strøm til undervannstesttreet 52. Som et resultat er det ikke lenger nødvendig med en hydraulisk kraftenhet og kontrollkabel med elektriske kraftkoplinger og hydrauliske slangekoplinger på overflaten for å kunne bruke undervannstesttreet 52.
[0018] Med generell henvisning til figur 3 illustreres en utforming av et undervanns-kraftgenereringssystem 60 som er omfattende av en undervannskraftenhet 32. I det illustrerte eksempelet omfatter undervanns-kraf tgenereringssystemet 60 flere undervannskraftenheter 32, f.eks. to undervannskraftenheter 32 for å gi reservekapasitet. Væske tilføres stedet på havbunnen 24 via minst én ledning 38 som kan plasseres inni kontrollkabelen 42 eller et annet egnet sted. I det spesifikke eksempelet som illustreres, brukes flere ledninger 38, f.eks. to ledninger for å levere væskestrømning til flere undervannskraftenheter 32, f.eks. to undervannskraftenheter. Ved å bruke to ledninger 38 kan en lukket sløyfekontrollventil 62 gi selektiv kontroll av væskestrømningen gjennom ledningene 38 slik at den ønskede funksjonen utføres, f.eks. kjemisk injeksjon eller helt enkelt går i en sløyfe tilbake til overflaten for å muliggjøre driften av undervannskraftenheten 32 uten å måtte utføre en tilleggsfunksjon.
[0021] I den illustrerte utformingen anvender undervanns-kraf tgenereringssystemet 60 en krets med avleder 64 mellom hver undervannskraftenhet 32 og en tilsvarende ledning 38. Hver krets med avleder 64 omfatter en avlederventil 66 som kan selektivt reguleres til å blokkere strømmen med aktiveringsvæske til tilsvarende undervannskraftenhet 32 eller for å muliggjøre at en del av væsken som strømmer langs den tilsvarende ledningen 38, passerer gjennom og driver undervannskraftenheten 32. Når avlederventilen 66 er åpen, styrer kretsen med avleder 64 væskestrømmen gjennom strømningsomformerenheten 34 på den tilsvarende undervannskraftenheten 32 og tilbake til samme ledning 38. I dette eksempelet kan væskestrømningen gjennom ledningene 38 omfatte en kjemisk injeksjonsvæske som brukes til å utføre den kjemiske injeksjonen i et undervannsanlegg 22 og/eller i en brønn 28.
[0022] Som illustrert kan strømningsomformerenheten 34 omfatte en væskedrevet motor eller turbin 68 som er koplet for å drive kraftgenereringsenheten 36 med f.eks. en aksling 70. Hvis væsken som styres gjennom ledningene 38, omfatter metanol, kan den væskedrevne motoren eller turbinen 68 omfatte en metanolmotor eller -turbin. Idet den strømmende væsken passerer gjennom strømningsomformerenheten 34, omformes energien til væskestrømmen til en rotasjonsbevegelse på akslingen 70 som driver kraftgenereringsenheten 36 på hver undervannskraftenhet 32. I det spesifikke eksempelet som illustreres, omfatter kraftgenereringsenheten 36 en hydraulisk pumpe 72.
[0023] Den hydrauliske pumpen 72 på hver undervannskraftenhet 32 mottar en hydraulisk aktiveringsvæske fra et reservoar 74. Reservoaret 74 er koplet til et inntak på hver hydraulisk pumpe 72 via en væskeledning 76, og hver hydraulisk pumpe 72 sender den hydrauliske aktiveringsvæsken gjennom en kontrollventil 78 og en utløpsledning 80. Utløpsledningen 80 kan føres til én eller flere av de kraftdrevne anordningene 46 og/eller til en kraftlagringsenhet 48. I det illustrerte eksempelet omfatter kraftlagringsenheten 48 minst én og ofte flere undervannsakkumulatorer 82. Undervannsakkumulatorene 82 gjør det mulig å bygge opp et lager med hydraulisk trykk som genereres av den hydrauliske pumpen eller pumpene 72, slik at trykket kan brukes på et senere tidspunkt til å aktivere den kraftdrevne anordningen eller anordningene 46. På den motsatte siden av den/de kraftdrevne anordningen(e) 46 gir en returledning 84 en returbane til den hydrauliske væsken tilbake til reservoaret 74. I det illustrerte eksempelet passerer væsken som returnerer til reservoaret 74 via returledningen 84, gjennom et filter 86.
[0024] I denne utformingen kan undervanns-kraftgenereringssystemet 60 også omfatte trykkavlastningskrets 88 som er plassert mellom en utløpsende på hver hydraulisk pumpe 72 og reservoaret 74. Som illustrert kan trykkavlastningskretsen 88 omfatte en trykkbegrensingsventil 90 en tilbakeslagsventil 92 som befinner seg i en serie i forhold til trykkbegrensningsventilen 90. I tillegg kan reservoaret 74 være koplet til en trykkompenseringsventil 94 og en fyllingsport 96 over et filter 98. En dreneringsport 100 kan også være koplet til reservoaret 74. I noen applikasjoner kan en ekstra fyllingsport 102 plasseres proksimalt med akkumulatorene 82 som hjelp for å fylle undervanns-kraftgenereringssystemet med hydraulisk aktiveringsvæske. Det gjøres oppmerksom på at den hydrauliske aktiveringsvæsken er isolert av undervanns-kraftgenereringssystemet 60 fra væsken, f.eks. kjemisk injeksjonsvæske som strømmer gjennom ledningene 38 og kretsene med avleder 64.
[0025] Med generell henvisning til figur 4 illustreres en annen utforming av undervanns-kraftgenereringssystemet 60. I denne utformingen brukes samme referansetall for å merke komponentene som korresponderer med lignende komponenter som illustrere og beskrives i utformingen i figur 3. Kraftgenereringsenheten 36 i utformingen i figur 4 omfatter imidlertid en elektrisk generator 104 istedenfor en hydraulisk pumpe 72. Som eksempel kan den elektriske generatoren 104 være en vekselstrømgenerator. Strømningsomformerenheten 34 kan igjen omfatte en væskedrevet motor eller turbin 68 som driver den elektriske generatoren 104 via akslingen 70. Selv om to undervannskraftenheter 32 igjen illustreres, kan andre applikasjoner bruke en enkel undervannskraftenhet 32 eller flere undervannskraftenheter 32.
[0026] Hver elektrisk generator 104 drives av den tilsvarende strømningsomformerenhet 34, elektrisk energi genereres og de elektriske ledningene 106 tilføres strøm. Den elektriske energien kan leveres direkte til den elektrisk drevne anordningen eller anordningene 46, og/eller elektrisk energi kan leveres til kraftlagringsenheten 48. I dette eksempelet kan kraftlagringsenheten 48 omfatte minst én elektrisk lagringsanordning 108 som f.eks. et batteri eller en kondensator. I mange applikasjoner omfatter den minst ene elektriske lagringsanordningen 108 flere batterier eller kondensatorer. Den elektriske lagringsanordningen eller anordningene 108 gjør det mulig å bygge opp et lager med elektrisk energi som genereres av de elektriske generatorene 104 slik at den elektriske energien kan brukes på et senere tidspunkt til å aktivere den kraftdrevne anordningen eller anordningene 46.
[0027] Med generell henvisning til figur 5 illustreres en annen utforming av undervanns-kraftgenereringssystemet 60. I denne utformingen brukes samme referansetall for å merke komponenter som korresponderer med lignende komponenter som illustreres og beskrives i figur 3 og figur 4. Kraftgenereringsenheten 36 omfatter imidlertid både en hydraulisk pumpe 72 og en elektrisk generator 104 for å danne både hydraulisk trykkenergi og elektrisk energi til bruk av begge de korresponderende kraftdrevne anordningene 46 på stedet på havbunnen.
[0028] I eksempelet som illustreres i figur 5, er strømningsomformerenheten 44 og hver av undervannskraftenhetene 32 utformet for å drive både den hydrauliske pumpen 72 og den elektriske generatoren 104 via f.eks. en enkel aksling eller flere akslinger 70. Den trykksatte væsken og/eller strømmen som leveres fra henholdsvis den hydrauliske pumpen 72 og den elektriske generatoren 104, kan leveres direkte til de kraftdrevne anordningene 46 eller energien kan lagres. I dette eksempelet omfatter kraftlagringsenheten 48 både undervannsakkumulatorene 82 og de elektriske lagringsanordningene 108 som leverer både hydraulisk trykk og elektrisk kraft til bruk for å aktivere de kraftdrevne anordningene 46 på et senere tidspunkt. Undervanns-kraf tgenereringssystemet 60 omfatter en kombinasjon av hydrauliske kretser, reservoarer, kontrollventiler og elektriske ledninger som beskrives i utformingene i figur 3 og figur 4.
[0029] Systemet og metodologien som beskrives i dette dokumentet, kan brukes i applikasjoner som ikke er relatert til brønner og som anvender undervannsverktøy som f.eks. aktiveres av hydraulisk og/eller elektrisk kraft. Undervannskraftenheten eller -enhetene kan drives av en rekke forskjellige væskestrømmer lang strømningspassasjene til kontrollkabelen eller langs andre ledninger som føres fram til stedet av interesse på havbunnen. På lignende måte kan systemet og metodologien anvende mange typer brønnapplikasjoner, inkludert mange typer kjemisk injeksjonsapplikasjoner der en kjemisk væskebehandling styres nedover gjennom en kontrollkabel eller annen ledning til et undervannsanlegg til injeksjon inn i en havbunnsbrønn. Minst en del av den kjemiske væskebehandlingsstrømmen avledes for å drive strømningsomformerenheten på hver undervannskraftenhet. I noen applikasjoner kan hver undervannskraftenhet drives av strømningsvæsken selv om det ikke utføres kjemiske injeksjonsbehandlinger. En lukket sløyfekontrollventil kan f.eks. aktiveres som beskrevet ovenfor, for å omdirigere strømningsvæsken gjennom en undervannssløyfe som inkluderer passasje gjennom hver strømningsomformerenhet. I tillegg gjøres det oppmerksom på at antall og type undervannskraftenheter, hydrauliske kretser, ventiler, elektriske kretser, kraftlagringsenheter, ledninger/kontrollkabler, undervannsanlegg og andre komponenter eller konfigurasjoner av det samlede systemet kan justeres for en rekke forskjellige applikasjoner og miljøer.
[0030] Selv om kun noen få utforminger av systemet og metodologien er beskrevet overfor i detalj ovenfor, vil personer med vanlige ferdigheter i faget lett kunne sette pris på at det finnes mange mulige modifikasjoner uten å avvike i vesentlig grad fra beskrivelsen av denne offentliggjøringen. Følgelig beregnes slike modifikasjoner som innenfor omfanget av denne offentliggjøringen som definert i følgende krav.

Claims (20)

  1. Hva som kreves: 1. En metode for å gi kraft til et sted på havbunnen (24) som er omfattende av: kopling av en kontrollkabel (42) til et undervannsanlegg (22), levering av en kjemisk injeksjonsvæske gjennom kontrollkabelen (42) fra et sted på overflaten til undervannsanlegget (22) til injeksjon inn i en havbunnsbrønn (28), avledning av minst en del av den kjemiske injeksjonsvæsken gjennom en undervanns-strømningsomformerenhet (34) som omformer strømningsvæsken til en rotasjonsbevegelse, og bruken av undervanns-strømningsomformerenheten (34) til å drive en kraftgenereringsenhet (36) som kan generere energi til bruk i undervannsanlegget (22).
  2. 2. Metoden som beskrevet i krav 1, der tilførselen omfatter tilførsel av metanol.
  3. 3. Metoden som beskrevet i krav 1, der koplingen omfatter kopling av kontrollkabelen (42) til undervannstreet (52).
  4. 4. Metoden som beskrevet i krav 1, der avledningen omfatter avledning av minst en del av den kjemiske injeksjonsvæsken gjennom undervanns-strømningsomf ormerenhet (34) ved bruk av turbin (68).
  5. 5. Metoden som beskrevet i krav 1, der avledningen omfatter avledning av minst en del av den kjemiske injeksjonsvæsken gjennom undervanns-strømningsomf ormerenhet (34) ved bruk av en væskedrevet motor (68).
  6. 6. Metoden som beskrevet i krav 1, der bruken omfatter bruken av undervanns-strømningsomformerenheten (34) til å drive kraftgenereringsenheten (36) ved bruk av en hydraulisk pumpe (72).
  7. 7. Metoden som beskrevet i krav 6, som i tillegg er omfattende av bruken av den hydrauliske pumpen (72) for å bygge opp et hydraulisk trykk, og lagre det hydrauliske trykket i en undervannsakkumulator (82).
  8. 8. Metoden som beskrevet i krav 1, der bruken omfatter bruken av undervanns-strømningsomformerenheten (34) til å drive kraftgenereringsenheten (36) ved bruk av en elektrisk generator (104).
  9. 9. Metoden som beskrevet i krav 8, som i tillegg er omfattende av bruken av den elektriske generatoren (104) til å generere elektrisitet og lagre den elektriske energien i en kraftlagringsenhet (108) .
  10. 10. Metoden som beskrevet i krav 1, som i tillegg er omfattende av kraftdrivende anordninger (46) i undervannsanlegget (22) der energien leveres av kraftgenereringsenheten (36).
  11. 11. Et system for å gi kraft til et sted på havbunnen (24) som er omfattende av: et undervannsanlegg (22), en ledning (38) som strekker seg fra et sted på overflaten til undervannsanlegget (22) der ledningen (38) er omfattende av en strømningspassasje (40) der en væske føres fram, en strømningsomformerenhet (34) som er koplet til ledningen (38), strømningsomformerenheten (34) som drives av strømningen til minst en del av væsken, en kraftgenereringsenhet (36) som er koplet til strømningsomformerenheten (34), og en undervanns-energilagringsenhet (48) for å lagre energi som leveres av kraftgenereringsenheten (36).
  12. 12. Systemet som beskrevet i krav 11, der ledningen (38) omfatter en kontrollkabel (42).
  13. 13. Systemet som beskrevet i krav 11, der kraftgenereringsenheten (36) omfatter en hydraulisk pumpe (72).
  14. 14. Systemet som beskrevet i krav 11, der kraftgenereringsenheten (36) omfatter en elektrisk generator (104).
  15. 15. Systemet som beskrevet i krav 11, der kraftgenereringsenheten (36) omfatter en hydraulisk pumpe (72) og en elektrisk generator (104).
  16. 16. Systemet som beskrevet i krav 13, der undervanns-energilagringsenheten (48) omfatter flere hydrauliske trykkakkumulatorer (82).
  17. 17. Systemet som beskrevet i krav 14, der undervanns-energilagringsenheten (48) omfatter et batteri (108).
  18. 18. En metode som er omfattende av: føring av en ledning (38) til et sted på havbunnen (24), kopling av en strømningsomformerenhet (34) til ledningen (38) på stedet på havbunnen (24) med en krets med avleder (64) som avleder en del av væsken som strømmer gjennom ledningen (38) til strømningsomformerenheten (34) for å danne en rotasjonsbevegelse, og bruken av rotasjonsbevegelsen til strømningsomformerenheten (34) til å drive en kraftgenereringsenhet (36).
  19. 19. Metoden som beskrevet i krav 18, som i tillegg er omfattende av levering av hydraulisk kraft fra kraftgenereringsenheten (36).
  20. 20. Metoden som beskrevet i krav 18, som i tillegg er omfattende av å levere elektrisk kraft fra kraftgenereringsenheten (36).
NO20140600A 2011-11-04 2012-10-22 Kraftgenerering på havbunnen NO345809B1 (no)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/289,081 US8779614B2 (en) 2011-11-04 2011-11-04 Power generation at a subsea location
PCT/US2012/061330 WO2013066655A1 (en) 2011-11-04 2012-10-22 Power generation at a subsea location

Publications (2)

Publication Number Publication Date
NO20140600A1 true NO20140600A1 (no) 2014-05-12
NO345809B1 NO345809B1 (no) 2021-08-16

Family

ID=48192617

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO20140600A NO345809B1 (no) 2011-11-04 2012-10-22 Kraftgenerering på havbunnen

Country Status (7)

Country Link
US (1) US8779614B2 (no)
AU (1) AU2012332991B2 (no)
BR (1) BR112014010754A2 (no)
CA (1) CA2854123A1 (no)
GB (1) GB2510516B (no)
NO (1) NO345809B1 (no)
WO (1) WO2013066655A1 (no)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2476238B (en) * 2009-12-15 2015-11-18 Ge Oil & Gas Uk Ltd Underwater power generation
US20130153242A1 (en) * 2011-12-16 2013-06-20 Kirk W. Flight In-riser power generation
US20150045969A1 (en) * 2013-08-09 2015-02-12 Halliburton Energy Services, Inc. Orka subsea pigging and hydrotesting unit
DE102013217383A1 (de) * 2013-08-30 2015-03-19 Klaus Biester Blowout-Preventer Stack und Versorgungssystem
US10190381B2 (en) * 2014-08-05 2019-01-29 HilFlo, LLC Variable ratio rotary energy control device for a blowout preventer safety device
CA2972462C (en) * 2015-01-05 2019-12-10 Weatherford Technology Holdings, Llc Control of multiple hydraulic chokes in managed pressure drilling
US9634581B2 (en) 2015-04-07 2017-04-25 Cameron International Corporation Piezoelectric generator for hydraulic systems
WO2017031564A1 (pt) * 2015-08-25 2017-03-02 Fmc Technologies Do Brasil Ltda Sistema submarino gerador de potência elétrica
GB201602726D0 (en) * 2016-02-16 2016-03-30 Lindahl Margaret R Improved subsea hydroelectric generation
DE102016216469A1 (de) * 2016-08-31 2018-03-01 Klaus Biester Blowout-Preventer Stack
NO343020B1 (no) * 2017-02-28 2018-10-01 Obs Tech As Et undervannsbasert hydraulikksystem som via drivkamrene på pumpeanordninger omdanner lagret energi til hydraulisk energi.
GB2573121B (en) * 2018-04-24 2020-09-30 Subsea 7 Norway As Injecting fluid into a hydrocarbon production line or processing system
CN109026863B (zh) * 2018-08-23 2020-11-17 吕律廷 全液控液压油田抽油机
CN112593898B (zh) * 2020-11-30 2022-09-23 内蒙古民族大学 一种风电混合动力驱动抽油机系统及其工作方法
AU2023254942A1 (en) 2022-10-07 2024-05-02 Petroleo Brasileiro S.A. - Petrobras Subsea electrical energy generation system
US12255519B1 (en) 2023-12-20 2025-03-18 Cameron International Corporation Systems and methods for electrical power generation

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5839508A (en) 1995-02-09 1998-11-24 Baker Hughes Incorporated Downhole apparatus for generating electrical power in a well
US7234524B2 (en) 2002-08-14 2007-06-26 Baker Hughes Incorporated Subsea chemical injection unit for additive injection and monitoring system for oilfield operations
US7239037B2 (en) * 1999-03-10 2007-07-03 Gary Alstot Hydrocratic generator
US6575248B2 (en) 2000-05-17 2003-06-10 Schlumberger Technology Corporation Fuel cell for downhole and subsea power systems
US7096955B2 (en) 2000-05-17 2006-08-29 Schlumberger Technology Corporation Long duration fuel cell system
US6998724B2 (en) 2004-02-18 2006-02-14 Fmc Technologies, Inc. Power generation system
NO323785B1 (no) 2004-02-18 2007-07-09 Fmc Kongsberg Subsea As Kraftgenereringssystem
US7224080B2 (en) * 2004-07-09 2007-05-29 Schlumberger Technology Corporation Subsea power supply
US20060086498A1 (en) 2004-10-21 2006-04-27 Schlumberger Technology Corporation Harvesting Vibration for Downhole Power Generation
US8056619B2 (en) 2006-03-30 2011-11-15 Schlumberger Technology Corporation Aligning inductive couplers in a well
US7775275B2 (en) 2006-06-23 2010-08-17 Schlumberger Technology Corporation Providing a string having an electric pump and an inductive coupler
NO326575B1 (no) * 2006-07-19 2009-01-12 Framo Eng As System og fartoy for hydrokarbonproduksjon og fremgangsmate for intervensjon pa undervannsutstyr
JP2008242226A (ja) * 2007-03-28 2008-10-09 Fujifilm Corp 撮影装置、及び撮影レンズの合焦制御方法
US7980832B2 (en) * 2007-04-19 2011-07-19 Ahdoot Ned M Wave energy converter
US8049354B2 (en) * 2007-08-27 2011-11-01 Donald Alan Sternitzke Flow power converter apparatus employing a flow-controlled duct to capture flow energy
US7926438B2 (en) 2007-11-05 2011-04-19 Schlumberger Technology Corporation Subsea operations support system
US7963335B2 (en) 2007-12-18 2011-06-21 Kellogg Brown & Root Llc Subsea hydraulic and pneumatic power
US8330617B2 (en) 2009-01-16 2012-12-11 Schlumberger Technology Corporation Wireless power and telemetry transmission between connections of well completions
EP2546453B1 (en) 2009-03-27 2016-04-20 OneSubsea IP UK Limited Dc powered subsea inverter
US20100244451A1 (en) * 2009-03-30 2010-09-30 Ahdoot Ned M Ocean wave energy to electricity generator
US20110084490A1 (en) 2009-10-14 2011-04-14 Vetco Gray Inc. Electrical mudline system
GB2476238B (en) 2009-12-15 2015-11-18 Ge Oil & Gas Uk Ltd Underwater power generation
US20110155396A1 (en) 2009-12-29 2011-06-30 Schlumberger Technology Corporation System, method, and device for actuating a downhole tool
US7915750B1 (en) * 2010-06-03 2011-03-29 William Rovinsky Methods and apparatus for generating electrical energy with a submerged tank
US20110232912A1 (en) 2010-03-25 2011-09-29 Chevron U.S.A. Inc. System and method for hydraulically powering a seafloor pump for delivering produced fluid from a subsea well
US20120067567A1 (en) 2010-09-22 2012-03-22 Schlumberger Technology Corporation Downhole completion system with retrievable power unit

Also Published As

Publication number Publication date
US8779614B2 (en) 2014-07-15
CA2854123A1 (en) 2013-05-10
GB201408038D0 (en) 2014-06-18
NO345809B1 (no) 2021-08-16
US20130113213A1 (en) 2013-05-09
AU2012332991B2 (en) 2016-10-20
GB2510516A (en) 2014-08-06
AU2012332991A1 (en) 2014-05-22
GB2510516B (en) 2019-03-13
WO2013066655A1 (en) 2013-05-10
BR112014010754A2 (pt) 2020-10-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO20140600A1 (no) Kraftgenerering på havbunnen
US8955595B2 (en) Apparatus and method for providing a controllable supply of fluid to subsea well equipment
US9091258B2 (en) Subsea pumping system with interchangeable pumping units
US10246972B2 (en) In-riser power generation
US7051818B2 (en) Three in one combined power unit for nitrogen system, fluid system, and coiled tubing system
US8083501B2 (en) Subsea pumping system including a skid with wet matable electrical and hydraulic connections
AU2013206914B2 (en) In-riser hydraulic power recharging
US8382457B2 (en) Subsea pumping system
NO325845B1 (no) Hydraulisk kontrollenhet for a aktivere en hydraulisk styrbar nedihullsanordning og fremgangsmate for bruk av denne
NO323785B1 (no) Kraftgenereringssystem
US20090038804A1 (en) Subsurface Safety Valve for Electric Subsea Tree
NO343588B1 (no) Styresystemer og metoder for undervannsaktiviteter.
EP3783191B1 (en) Dual method subsea chemical delivery and pressure boosting
US20180135400A1 (en) Subsea Reservoir Pressure Maintenance System
NO20120541A1 (no) Utplassering av et elektrisk aktivert verktoy i en undersjoisk bronn
AU2019258318B2 (en) Injecting fluid into a hydrocarbon production line or processing system
AU2012367394B2 (en) Method and device for extending at least the lifetime of a Christmas tree or an umbilical
WO1997023708A1 (en) Wellhead apparatus
NO20180570A1 (en) Injecting fluid into a hydrocarbon production line or processing system
Loth Lower cost control systems for marginal fields
NO315576B1 (no) Fremgangsmåte for å utföre pigging av en undersjöisk manifold og et undersjöisk petroleums-produksjonsarrangement

Legal Events

Date Code Title Description
CHAD Change of the owner's name or address (par. 44 patent law, par. patentforskriften)

Owner name: ONESUBSEA IP UK LIMITED, GB