Спосіб перекриття витоку нафти чи газу з дна водоймищ та пристрій для його реалізації

Номер патенту: 109251

Опубліковано: 10.08.2015

Автор: Настасенко Валентин Олексійович

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Спосіб перекриття витоку нафти чи газу з дна водоймищ, згідно з яким використовують захисний ковпак, що має отвори, обладнані запірними пристроями для їх перекриття, і широкий фланець на основі ковпака, який підводять до гирла витоку і накривають гирло цим ковпаком за допомогою переміщення вантажів, а до головки ковпака приєднують відвідну трубу, пов'язану з нафтовидобувною або газовидобувною платформою, який відрізняється тим, що вантажі пов'язані з широким фланцем на основі ковпака, на ковпаку виконують додаткові сопла і/або отвори, і/або щілини, які оснащені запірними пристроями для їх перекриття, і під час підводу ковпака та завантаження фланця вантажами ці пристрої тримають відчиненими, а потім їх по черзі закривають.

2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що для відкачки нафти чи газу з-під ковпака, останній виконують з забірним конусом, на якому виконують додаткові сопла і/або отвори, і/або щілини, які оснащені запірними пристроями для їх перекриття.

3. Спосіб за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що для перекриття сопел і/або отворів, і/або щілин для витоку нафти чи газу їх оснащують вентилями і/або засувками, і/або заслінками, і/або поворотними дверцятами.

4. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що ковпак підвішують до надводного плаваючого засобу за допомогою тросів, з'єднаних з головкою ковпака і/або з його фланцем, і опускають ковпак до гирла, а поруч з ним опускають пари вантажів, які закріплені на тросі, що введений у отвори на фланці, або у вушка стійок, що встановлені з нахилом на його периферії і додатково підвішені на тросах до платформи чи до іншого плаваючого засобу, та розміщують ці вантажі на дні навколо гирла.

5. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що під ковпак готують виїмку під опорну подушку і створюють цю подушку з матеріалів, які здатні утримувати нафту чи газ.

6. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що під ковпак готують виїмку під опорну подушку і створюють цю подушку з глини і/або цементу, і/або рідкого скла.

7. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що фланець додатково завантажують вантажем, в т.ч. тим, що додатково спускають зверху по тросах, підведених до фланця.

8. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що весь ковпак накривають шаром, що утримує нафту чи газ.

9. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що весь ковпак накривають шаром, що утримує нафту чи газ, а зверху нього накривають шаром ґрунту.

10. Захисний ковпак для перекриття витоку нафти чи газу з дна водоймищ, який має отвори, обладнані пристроями для їх перекриття, і широкий фланець на основі ковпака, а до його головки приєднана відвідна труба, що зв'язана з нафтодобувною, або газодобувною платформою, який відрізняється тим, що містить вантажі, які пов'язані з широким фланцем на основі ковпака, а на поверхні ковпака виконані додаткові сопла і/або отвори, і/або щілини, які обладнані запірними пристроями для їх перекриття.

11. Захисний ковпак за п. 10, який відрізняється тим, що на його бічній поверхні і/або на поверхні його забірного конуса виконані отвори і/або щілини, які обладнані поворотними дверцятами, що попередньо повернуті на шарнірах всередину ковпака, торцем до потоку нафти чи газу, і зафіксовані в цьому положенні з одного боку власним упором і/або опорою, виконаною на внутрішній поверхні ковпака, а з протилежного боку - висувною чекою, яка вставлена у адекватний їй отвір, виконаний на корпусі і/або на конусі ковпака, та в отвір закріпленого на зовнішній поверхні ковпака соленоїда, який має можливість утримування чеки в отворах і виймання її з отворів за рахунок зміни напряму дії електричного струму, при цьому форма дверцят виконана адекватною формі контактних поверхонь на ковпаку і/або на конусі, а для полегшення виводу чеки, її поверхня за посадковим отвором виконана зі зменшенням її перерізу у напрямку до кінцівки, що введена у ковпак.

12. Захисний ковпак за п. 10, який відрізняється тим, що на його бічній поверхні і/або на поверхні його забірного конуса виконані отвори і/або щілини, які обладнані поворотними дверцятами, що попередньо повернуті на шарнірах всередину ковпака, торцем до потоку нафти чи газу, і зафіксовані в цьому положенні з одного боку власним упором і/або опорою, виконаною на внутрішній поверхні ковпака, а з протилежного боку - висувною чекою, яка вставлена у адекватний їй отвір, виконаний на корпусі і/або на конусі ковпака, та в отвір закріпленого на зовнішній поверхні ковпака соленоїда, який має можливість утримування чеки в отворах і виймання її з отворів за рахунок зміни напряму дії електричного струму, при цьому форма дверцят виконана адекватною формі контактних поверхонь на ковпаку і/або на конусі, а для полегшення виводу чеки, її поверхня за посадковим отвором виконана конічною зі зменшенням перерізу у напрямку до кінцівки, що введена у ковпак.

13. Захисний ковпак за п. 10, який відрізняється тим, що на його бічній поверхні і/або на поверхні його забірного конуса виконані отвори і/або щілини, які обладнані поворотними дверцятами, що попередньо повернуті на шарнірах всередину ковпака, торцем до потоку нафти чи газу, і зафіксовані в цьому положенні з одного боку власним упором і/або опорою, виконаною на внутрішній поверхні ковпака, а з протилежного боку - висувною чекою, яка вставлена у адекватний їй отвір, виконаний на корпусі і/або на конусі ковпака, та в отвір закріпленого на зовнішній поверхні ковпака соленоїда, який має можливість утримування чеки в отворах і виймання її з отворів за рахунок зміни напряму дії електричного струму, при цьому форма дверцят виконана адекватною формі контактних поверхонь на ковпаку і/або на конусі, а для полегшення виводу чеки, її поясок, що входить у отвір на ковпаку, виконаний з повільно розчинних у воді матеріалів.

14. Захисний ковпак за п. 10, який відрізняється тим, що на його бічній поверхні і/або на поверхні його забірного конуса виконані отвори і/або щілини, які обладнані поворотними дверцятами, що попередньо повернуті на шарнірах всередину ковпака, торцем до потоку нафти чи газу, і зафіксовані в цьому положенні з одного боку власним упором і/або опорою, виконаною на внутрішній поверхні ковпака, а з протилежного боку - висувною чекою, яка вставлена у адекватний їй отвір, виконаний на корпусі і/або на конусі ковпака, та в отвір закріпленого на зовнішній поверхні ковпака соленоїда, який має можливість утримування чеки в отворах і виймання її з отворів за рахунок зміни напряму дії електричного струму, при цьому форма дверцят виконана адекватною формі контактних поверхонь на ковпаку і/або на конусі, а для полегшення виводу чеки, її поясок, що входить у отвір на ковпаку, виконаний з металу, який забезпечує його електролітичне розчинення у воді за рахунок природної різниці власних електричних потенціалів з металом ковпака.

15. Захисний ковпак за п. 10, який відрізняється тим, що на його бічній поверхні і/або на поверхні його забірного конуса виконані отвори і/або щілини, які обладнані поворотними дверцятами, що попередньо повернуті на шарнірах всередину ковпака, торцем до потоку нафти чи газу, і зафіксовані в цьому положенні з одного боку власним упором і/або опорою, виконаною на внутрішній поверхні ковпака, а з протилежного боку - висувною чекою, яка вставлена у адекватний їй отвір, виконаний на корпусі і/або на конусі ковпака, а кожна чека оснащена кільцем з введеним в нього витяжним канатом, який з'єднаний з підводним плаваючим і/або пересувним засобом.

16. Захисний ковпак за п. 10, який відрізняється тим, що на його бічній поверхні і/або на поверхні його забірного конуса виконані отвори і/або щілини, які обладнані поворотними дверцятами, що попередньо повернуті на шарнірах всередину ковпака, торцем до потоку нафти чи газу, і зафіксовані в цьому положенні з одного боку власним упором і/або опорою, виконаною на внутрішній поверхні ковпака, а з протилежного боку - висувною чекою, яка вставлена у адекватний їй отвір, виконаний на корпусі і/або на конусі ковпака, а кожна чека оснащена кільцем з введеним в нього витяжним канатом, який введений у встановлений на ковпаку боковий упор з вушком і L-подібно з'єднаний з можливістю вертикального переміщення з надводного плаваючого засобу, а напрям установки і виходу чеки з отвору співпадає з напрямом дії сили витяжного канату.

17. Захисний ковпак за п. 10, який відрізняється тим, що на його бічній поверхні і/або на поверхні його забірного конуса виконані отвори і/або щілини, які обладнані поворотними дверцятами, що попередньо повернуті на шарнірах всередину ковпака, торцем до потоку нафти чи газу, і зафіксовані в цьому положенні з одного боку власним упором і/або опорою, виконаною на внутрішній поверхні ковпака, а з протилежного боку - висувною чекою, яка вставлена у адекватний їй отвір, виконаний на корпусі і/або на конусі ковпака, а кожна чека оснащена зовнішньою попередньо стиснутою пружиною, яка зафіксована поперечною вилкою, що має U-подібну форму і входить у пази на бічній поверхні чеки, або має форму стрижня і входить у отвір в стрижні чеки, а витяжний канат з'єднаний з вилкою та з підводним плаваючим і/або пересувним засобом.

18. Захисний ковпак за п. 10, який відрізняється тим, що на його бічній поверхні і/або на поверхні його забірного конуса виконані отвори і/або щілини, які обладнані поворотними дверцятами, що попередньо повернуті на шарнірах всередину ковпака, торцем до потоку нафти чи газу, і зафіксовані в цьому положенні з одного боку власним упором і/або опорою, виконаною на внутрішній поверхні ковпака, а з протилежного боку - висувною чекою, яка вставлена у адекватний їй отвір, виконаний на корпусі і/або на конусі ковпака, а кожна чека оснащена зовнішньою попередньо стиснутою пружиною, яка зафіксована поперечною вилкою, що має U-подібну форму і входить у пази на бічній поверхні чеки, або має форму стрижня і входить у отвір в стрижні чеки, а витяжний канат, з'єднаний з вилкою, введений у встановлений на ковпаку боковий упор з вушком і L-подібно з'єднаний з можливістю вертикального переміщення з надводним плаваючим засобом.

19. Захисний ковпак за п. 10, який відрізняється тим, що на його бічній поверхні і/або на поверхні його забірного конуса виконані отвори і/або щілини, які обладнані поворотними дверцятами, що попередньо повернуті на шарнірах всередину ковпака, торцем до потоку нафти чи газу, і зафіксовані в цьому положенні з одного боку власним упором і/або опорою, виконаною на внутрішній поверхні ковпака, при цьому поворотні дверцята мають можливість закриття тиском нафти чи газу, що витікає з гирла, а для виключення самовільного відкриття запірних дверцят після виснаження свердловини на зовнішній бічній поверхні і конусі ковпака додатково виконані поворотні дверцята протилежного внутрішнім дверцятам напряму дії, які потоком нафти чи газу з одної своєї сторони, відкриті до упору своїм власним упором у поверхню ковпака і мають можливість автоматичного закриття під тиском навколишньої води після припинення надлишкового тиску нафти чи газу з отворів чи щілин ковпака.

20. Захисний ковпак за п. 10, який відрізняється тим, що на його бічній поверхні і/або на поверхні його забірного конуса виконані отвори і/або щілини, які обладнані поворотними дверцятами, форма яких адекватна формі поверхонь ковпака, а для виключення дії реактивного моменту на ковпак від витоку нафти чи газу ці дверцята розташовані біля отворів і щілин дзеркально одна до одної у шаховому порядку.

21. Захисний ковпак за п. 10, який відрізняється тим, що на його бічній поверхні і/або на поверхні його забірного конуса виконані отвори і/або щілини, які обладнані поворотними дверцятами, які адекватні формі бічної поверхні і/або конусу ковпака, а для спрощення їх форми бічні поверхні ковпака виконані у формі плоского багатогранника, а його головка - у формі піраміди.

Текст

Реферат: Спосіб перекриття витоку нафти чи газу з дна водоймищ, згідно з яким гирло витоку накривають ковпаком. Захисний ковпак має сопла і/або отвори, і/або щілини, які оснащені запірними пристроями для їх перекриття. Під час підводу ковпака та завантаження широкого фланця на основі ковпака вантажами, які пов′язані з широким фланцем, запірні пристрої тримають відчиненими, а потім їх по черзі закривають. До головки ковпака приєднана відвідна труба, пов'язана з нафтовидобувною, або газовидобувною платформою. Спрощується заведення ковпака над свердловиною, притискання його до ґрунту та консервування гирла витоку, усувається можливість протікання нафти та підвищується надійність способу і пристрою. UA 109251 C2 (12) UA 109251 C2 UA 109251 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до нафто- і газовидобування, а саме - до знешкодження викидів нафти чи газу з аварійних свердловин розломів і з дна водоймищ. Відомий пристрій для консервації донного гирла свердловини, який має пробку з під'єднуючими елементами до гирла свердловини, пальцями і зворотним клапаном та підйомноспускний механізм, який має корпус зі штовхачем і ущільнювальним вузлом, а також перехідник, що розміщений на корпусі підйомно-спускного механізму з можливістю осьового переміщення і виконання з Г-подібними пазами для розміщення в них пальців, причому ущільнювальний вузол виконаний як підпружинена втулка з конусоподібним нижнім торцем, при цьому верхній торець сідла зворотного клапана виконаний конічним для взаємодії з конусоподібним торцем втулки в робочому становищі при відкритому зворотному клапані (див. SU 1468060 А, 23.10.1990). Недоліком цього пристрою є складність й неможливість застосування у разі довільної деформації гирла свердловини, що може утворитися при аварії або при витіканні нафти чи газу з розломів чи отворів у ґрунті. Відомий також спосіб ліквідації витоку нафти з аварійної свердловини, при якому на першому етапі до неї підводять нафтодобувну платформу, з якої спускають до свердловини закріплений на трубі накривний ковпак, який має забірний конус з кутом при вершині менше 90 градусів (або виконаний по кривих, розрахованих по законах Бернуллі), а в основі ковпак має широкий фланець. У вушка або у отвори на фланці введені троси, які сполучені з парами вантажів (одним з них може бути диск або ролик, що буксирується плаваючим засобом). За їх допомогою, на другому етапі, заводять ковпак на свердловину і, протидіючи вантажами тиску витікаючої нафти, притискують ковпак до ґрунту. На третьому етапі завантажують фланець вантажами і накривають (тампонують) весь ковпак шаром ґрунту. Далі свердловину можна експлуатувати в звичайному режимі, відкачуючи нафту через трубу, що заощаджує витрати на буріння нової свердловини (див. http://npo.vo.uz//publ/ehkologija_soznaija/vybros_nefti_v_meksikanskom_zalive/32-1-0-177). Недоліком даного способу є складність заведення ковпака над гирлом свердловини і притискання його до ґрунту, оскільки при цьому доводиться протидіяти значному тиску нафти, чи газу, що витікає, а також є можливість їх протікання скрізь ґрунт під ковпаком. Задачею винаходу є підвищення надійності і спрощення способу та пристрою для консервування гирла і заведення ковпака над свердловиною та притискання його до ґрунту і усунення можливості протікання нафті скрізь ґрунт під ковпаком. Це вирішується тим, що для способу перекриття витоку нафти чи газу з дна водоймищ, використовують захисний ковпак з широким фланцем на його основі, який підводять до гирла витоку і накривають його цим ковпаком за допомогою вантажів, пов'язаних з фланцем, ковпак підвішують до надводного плаваючого засобу за допомогою тросів, з'єднаних з головкою ковпака і/або з його фланцем і опускають до гирла, а навколо гирла готують виїмку під опорну подушку і створюють цю подушку з глини і/або цементу, і/або рідкого скла, і/або з інших матеріалів, які здатні утримувати нафту чи газ, а для зменшення тиску потоку нафти чи газу на ковпак, на ньому виконують додаткові сопла і/або отвори, і/або щілини, які обладнані вентилями, і/або засувками, і/або заслінками, і/або поворотними дверцятами, і/або іншими запірними пристроями для їх перекриття, які під час підводу ковпака до гирла та завантаження фланця вантажами тримають відчиненими, а потім їх по черзі закривають, і в разі потреби додатково завантажують фланець і/або весь ковпак вантажем, в т.ч. тим, що додатково спускають зверху по тросах, підведених до фланця, а потім накривають весь ковпак шаром, що утримує нафту чи газ, та шаром ґрунту. Для відкачки нафти чи газу з під ковпака він має забірний конус, до якого приєднують відвідну трубу, пов'язану з нафто- чи газодобувною платформою. Захисний ковпак для реалізації цього способу має на поверхні додатково виконані сопла і/або отвори, і/або щілини, які обладнані вентилями, і/або засувками, і/або заслінками, і/або поворотними дверцятами, і/або іншими запірними пристроями для їх перекриття, а до вершини його конуса через запірний пристрій приєднана відвідна труба, що пов'язана з нафтодобувною або газодобувною платформою, а для зменшення навантаження на трубу ковпак може бути підвішений до платформи на тросах, які закріплені на конусі і/або на фланці. Поворотні дверцята для закриття отворів і щілин можуть бути попередньо повернуті на шарнірах всередину ковпака, торцем до потоку нафти чи газу, і зафіксовані в цьому положенні з одного боку власним упором, і/або опорою на ковпаку, а з протилежного боку - висувною чекою, яка вставлена у адекватний їй отвір, виконаний на корпусі чи на конусі ковпака, при вийманні якої потоки нафти чи газу забезпечують можливість повороту дверцят і закриття ними отвору чи щілини за рахунок надлишкового тиску цих потоків, при цьому форма дверцят адекватна формі контактних поверхонь на ковпаку, чи на конусі, а для полегшення виводу чеки, її поверхня за посадковим отвором може бути виконана конічною, або по іншим твірним кривим, що 1 UA 109251 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 зменшують її перетин у напрямку до кінцівки, чека може бути оснащена витяжним канатом, який з'єднаний з підводним плаваючим і/або пересувним засобом, або цей канат введений у встановлений на ковпаку боковий упор з вушком і L-подібно з'єднаний з можливістю вертикального переміщення з надводним плаваючим засобом, при цьому напрям установки і виходу чеки з отвору може співпадати з напрямом дії сили витяжного канату, чека може бути оснащена зовнішньою попередньо стиснутою пружиною, яка зафіксована поперечною вилкою, що має U-подібну форму і входить у пази на бічній поверхні чеки, або має форму стрижня і входить у отвір чеки, а витяжний канат може бути з'єднаний з вилкою, аналогічно попереднім варіантами з'єднання його з чекою. Для виймання чеки, зовні на ковпаку можуть бути закріплені соленоїди, рухомим стрижнем яких є кінцівка чеки, окрім цього, поясок чеки, що входить у отвір на ковпаку, може бути виконаний з матеріалу, що забезпечує його електролітичне розчинення у морській воді за рахунок природної різниці електричних потенціалів з матеріалом отвору ковпака. На зовнішній поверхні ковпака можуть бути встановлені дверцята з можливістю дії, протилежної першим дверцятам, які мають власний упор, а з другої сторони - зафіксовані тією ж самою чекою, що й перші дверцята, виймання якої забезпечує можливість закриття дверці тиском навколишньої води. Для виключення дії реактивного моменту на ковпак від витоку нафти чи газу дверцята можуть бути розташовані навколо отворів і щілин дзеркально у шаховому порядку. Для спрощення форми дверцят бічні поверхні ковпака і його конуса можуть бути виконані у формі плоского багатогранника і піраміди. Етапи здійснення запропонованого способу і конструкції пристроїв, що його забезпечують, показані на кресленнях. На фігурах 1-4 показані загальні схеми дії способу та пристроїв. На першому етапі навколо аварійної свердловини 1 готують виїмку під подушку та подушку 2 з глини, цементу, рідкого скла, спеціального клею або з інших матеріалів, які здатні утримувати нафту чи газ. Для створення виїмки можуть використовувати пристрої зі стисненим повітрям і/або водогони, які попередньо закріплені на дні, наприклад якорями, або до гирла свердловини (гнати струмінь води можуть гвинти існуючих підводних плаваючих засобів). Для створення подушки можуть бути використані пристрої подібні шприцам, заповненим потрібною сумішшю, яка витискується стисненим повітрям або вибуховою хвилею і газами від спалювання розміщених в них речовин, що утворюють багато газу, наприклад малих зарядів вибухівки, при цьому дані пристрої також закріплені на дні будь яким з попередніх способів. На другому етапі до свердловини підводять нафто- чи газодобувну платформу 3, з якої опускають до неї трубу 4 із закріпленим на ній ковпаком 5, який має в основі ковпака широкий фланець 6, а у верхній частині забірний конус 7 з кутом при вершині ≤90° (або виконаний по кривим, розрахованим по законам гідродинаміки для плавного збільшення швидкості протікання нафти чи газу від основи до вершини конуса). Для зменшення навантаження на трубу, ковпак можуть додатково утримувати тросами, що під'єднані до конуса або до фланця. На конусі або по всій поверхні ковпака можуть бути виконані вихідні сопла 8 і/або отвори, і/або щілини, які обладнані запірними пристроями для їх перекриття, наприклад вентилями, засувками, заслінками, поворотними дверцятами та ін. У отвори на фланці або у стійки з вушками, що встановлені з нахилом на його периферії, введені троси, які сполучені з парами вантажів 9, що спускають на дно поруч з ковпаком на підведених до платформи чи до іншого плаваючого засобу тросах і розміщують їх навколо гирла (один з вантажів встановлюють нерухомо на дні, а другим може бути рухливий диск, ролик або рухлива платформа, або нерухлива платформа з лебідкою). На третьому етапі рухливі вантажі буксирують плаваючим засобом або просувають закріпленими на них водогонами чи пристроями зі стисненим повітрям, іншими реактивними двигунами або керованими вибухами, або за допомогою лебідок і за рахунок цих переміщень заводять ковпак точно над гирлом, протидіючи тиску нафти 10 чи газу, що витікає. Далі переміщенням вантажів, в т.ч. тих, що додатково спускають зверху по тросах, підведеним до фланця, і осадкою труби притискують ковпак до підготовленої нафтотривкої подушки, а для зменшення дії потоку нафти чи газу на ковпак запірні елементи розміщених на ньому додаткових сопел, отворів або щілин повинні бути відкритими. На четвертому етапі остаточно завантажують фланець вантажами, які можуть опускати по приєднаних до нього тросах, і далі по черзі закривають запірні елементи, у разі потреби додатково завантажують фланець, після чого весь ковпак накривають (тампонують) захисним шаром 11, який здатний утримувати нафту і ґрунтом 12. Таку свердловину можна буде експлуатувати в звичайному режимі, що заощадить витрати на буріння нової свердловини, замість аварійної. 2 UA 109251 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 У разі потреби повної консервації гирла свердловини, замість труби на ковпаку виконується додаткове сопло, отвір чи щілина з запірним пристроєм, або труба може бути від'єднана від вершини конуса, на якій також виконаний проміжний запірний пристрій 13. Для сопел, виконаних з гнучких матеріалів, можливе їх обкатування з поступовою деформацією, що зменшує розміри отвору до нульових. На фіг. 5 і 6 показаний найпростіший спосіб дії і конструкція запірного пристрою для запирання отворів і щілин на ковпаку. Запірним елементом є поворотні дверцята 14, які попередньо повернуті на шарнірах 15 всередину ковпака торцем до потоку П нафти, що витікає, і мають власний упор 16, або опору, виконану на ковпаку, які призначені для орієнтації дверцят. З протилежного боку вони зафіксовані в цьому положенні висувною чекою 17, яка вставлена у адекватний їй отвір 18, виконаний на корпусі чи на конусі ковпака, і в отвір соленоїда 19, закріпленого зовні на корпусі чи конусі ковпака. Утримування чеки в цих отворах здійснюється електричним струмом соленоїда, а виймання - зміною його напряму При цьому потік нафти чи газу самотужки повертає дверцята, які повторюють своєю формою контактну поверхню на ковпаку, чи на конусі, і за рахунок надлишкового тиску цього потоку надійно закривають отвори чи щілини 8. Джерелом електричного струму можуть бути індивідуальні, або загальний акумулятори з дистанційно діючим перемикачем напряму струму, або виведені на загальний пульт провідники з індивідуальним чи загальним роз'ємами, які можуть бути підключені до підводного, або до надводного плаваючого засобу, що має джерело електричного струму. Для полегшення виводу чеки її поверхня 20 за посадковим отвором може бути виконана конічною або по інших кривих, які зменшують її переріз у напрямку до кінцівки, при цьому рух дверцят при їх закриванні додатково сприяє виводу чеки з отвору. Окрім цього, поясок чеки, що входить у отвір ковпака, може бути виконаний з металу, що забезпечує його електролітичне розчинення у воді за рахунок різниці власних електричних потенціалів з металом ковпака, або з інших повільно розчинних у воді матеріалів, що гарантує можливість виходу чеки і після пошкодження соленоїду. Для виключення самовільного відкриття запірних дверцят після виснаження свердловини біля отворів на зовнішній бічній поверхні і на конусі ковпака можуть бути додатково встановлені дверцята 21 протилежної дії першим, які мають власний упор 22 з однієї сторони, а з другої сторони - автоматично відкриваються під тиском нафти чи газу, що витікає з ковпака, і автоматично закриваються під тиском навколишньої води після припинення тиску на них нафти чи газу. Для виключення дії реактивного моменту на ковпак від витоку нафти чи газу, дверцята при отворах чи щілинах можуть бути розташовані дзеркально одна до одної у шаховому порядку. Для спрощення форми дверцят ковпак може бути виконаний у формі плоского багатогранника і піраміди. На фігурі 7 показана максимально можливе розміщення отворів 8 у блоках по 4 штуки і соленоїдів 19 на ковпаку, але для підвищення надійності системи кількість блоків з дверцятами і витяжними елементами мінімізують. Початкове утримання чеки забезпечується за рахунок незначного заклинювання її дверцями, що упираються на упор л, а витягування - за рахунок приєднання до чеки 17 кілець 23 і троса 24, який може бути безпосередньо приєднаний до підводного або через упор 25 з кільцем - до надводного плаваючого засобу. На фігурі 8 показана конструкція ковпака, у якому утримання чеки 17 забезпечується за рахунок різниці кута його ходу у отворі 18 і кута нахилу дверці 14, що упираються на свій упор, чим забезпечує ефект заклинювання, а витягування - за рахунок приєднання до чеки кільця 23 з тросом 24, який може бути напряму під'єднаний до підводного плаваючого і/або пересувного засобу, або через упор 25 з направляючим вушком, L-подібно з'єднаний з можливістю вертикального переміщення з надводним плаваючим засобом. При всіх вказаних варіантах напрям установки і виходу чеки з отвору може співпадати з напрямом дії сили витяжного канату, а силу заклинювання і витягування чеки слід мінімізувати підбором даних кутів. Для збільшення надійності виходу чеки при її витяганні з надводного плаваючого засобу, конічна поверхня ковпака може бути замінена плоскою. При дії ковпака на невеликій глибині, чека може бути оснащена зовнішньою попередньо стиснутою пружиною, яка зафіксована поперечною вилкою, що має U подібну форму і входить у пази на бічній поверхні чеки або має форму стрижня і входить у отвір в стрижні чеки, а витяжний канат може бути з'єднаний з вилкою, аналогічно попереднім варіантами його з'єднання з чекою - до підводного чи надводного плаваючого засобу. Чека може бути оснащена витяжним канатом, який з'єднаний з підводним плаваючим засобом, або цей канат введений у встановлений на ковпаку боковий упор з вушком. 3 UA 109251 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Сукупність заявлених ознак характеризують запропоновані способи і пристрої, що його забезпечують, як нові технічні рішення, які не випливають автоматично з відомих технічних рішень, що є ознакою винахідницького рівня. Їх виконання можливі в промислових умовах реального виробництва, при цьому забезпечується позитивний ефект, що полягає у поновленні роботи свердловини та у зменшенні забруднення навколишнього середовища. Таким чином в загальній сукупності всі ці ознаки характеризують запропоновані способи і пристрої, як можливі винаходи. Конкретне виконання запропонованих технічних рішень залежить від глибини моря та тиску, під яким виходить нафта або газ, для протидії яким розраховуються розміри фланця і вантажів для його заведення над гирлом свердловини і для його утримування, для чого можуть бути використані вже відомі методики та експериментальні дані для конкретного випадку витоку нафти чи газу та розмірів гирла. Оскільки обмежень на розміри фланцю чи на вагу вантажів для цих операцій практично не існує, а методики розрахунку доступні для спеціалістів з середнім рівнем професійних здібностей, тому наводити конкретний приклад виконання немає сенсу, оскільки він завжди індивідуальний, однак треба враховувати, що для зменшення сумарного тиску на внутрішню поверхню ковпака нафти чи газу, що витікають, які відривають ковпак від подушки, його розміри слід зменшувати. Економічний ефект від запропонованого технічного рішення полягає у зменшенні негативного впливу викидів нафти и газу на оточуюче середовище і на потребу їх ліквідації та у відсутності потреби буріння нової свердловини. Оскільки ці витрати залежать від конкретних умов, тому вони можуть сягати від мільйонів до мільярдів у.о., що значно перевершує вартість виконання запропонованих способів і виготовлення потрібних для цього пристроїв. Сукупність наведених даних свідчить про промислову можливість і доцільність широкого застосування запропонованого способу та пристроїв. При незначній переробці ковпака можливе застосування пропонованого способу при аваріях на підводних нафто і газопроводах. В даний період ведеться підготовка до впровадження запропонованого способу і пристроїв для ліквідації аварії у Мексиканській затоці. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 1. Спосіб перекриття витоку нафти чи газу з дна водоймищ, згідно з яким використовують захисний ковпак, що має отвори, обладнані запірними пристроями для їх перекриття, і широкий фланець на основі ковпака, який підводять до гирла витоку і накривають гирло цим ковпаком за допомогою переміщення вантажів, а до головки ковпака приєднують відвідну трубу, пов'язану з нафтовидобувною або газовидобувною платформою, який відрізняється тим, що вантажі пов'язані з широким фланцем на основі ковпака, на ковпаку виконують додаткові сопла і/або отвори, і/або щілини, які оснащені запірними пристроями для їх перекриття, і під час підводу ковпака та завантаження фланця вантажами ці пристрої тримають відчиненими, а потім їх по черзі закривають. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що для відкачки нафти чи газу з-під ковпака, останній виконують з забірним конусом, на якому виконують додаткові сопла і/або отвори, і/або щілини, які оснащені запірними пристроями для їх перекриття. 3. Спосіб за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що для перекриття сопел і/або отворів, і/або щілин для витоку нафти чи газу їх оснащують вентилями і/або засувками, і/або заслінками, і/або поворотними дверцятами. 4. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що ковпак підвішують до надводного плаваючого засобу за допомогою тросів, з'єднаних з головкою ковпака і/або з його фланцем, і опускають ковпак до гирла, а поруч з ним опускають пари вантажів, які закріплені на тросі, що введений у отвори на фланці, або у вушка стійок, що встановлені з нахилом на його периферії і додатково підвішені на тросах до платформи чи до іншого плаваючого засобу, та розміщують ці вантажі на дні навколо гирла. 5. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що під ковпак готують виїмку під опорну подушку і створюють цю подушку з матеріалів, які здатні утримувати нафту чи газ. 6. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що під ковпак готують виїмку під опорну подушку і створюють цю подушку з глини і/або цементу, і/або рідкого скла. 7. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що фланець додатково завантажують вантажем, в т. ч. тим, що додатково спускають зверху по тросах, підведених до фланця. 8. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що весь ковпак накривають шаром, що утримує нафту чи газ. 4 UA 109251 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 9. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що весь ковпак накривають шаром, що утримує нафту чи газ, а зверху нього накривають шаром ґрунту. 10. Захисний ковпак для перекриття витоку нафти чи газу з дна водоймищ, який має отвори, обладнані пристроями для їх перекриття, і широкий фланець на основі ковпака, а до його головки приєднана відвідна труба, що зв'язана з нафтодобувною, або газодобувною платформою, який відрізняється тим, що містить вантажі, які пов'язані з широким фланцем на основі ковпака, а на поверхні ковпака виконані додаткові сопла і/або отвори, і/або щілини, які обладнані запірними пристроями для їх перекриття. 11. Захисний ковпак за п. 10, який відрізняється тим, що на його бічній поверхні і/або на поверхні його забірного конуса виконані отвори і/або щілини, які обладнані поворотними дверцятами, що попередньо повернуті на шарнірах всередину ковпака, торцем до потоку нафти чи газу, і зафіксовані в цьому положенні з одного боку власним упором і/або опорою, виконаною на внутрішній поверхні ковпака, а з протилежного боку - висувною чекою, яка вставлена у адекватний їй отвір, виконаний на корпусі і/або на конусі ковпака, та в отвір закріпленого на зовнішній поверхні ковпака соленоїда, який має можливість утримування чеки в отворах і виймання її з отворів за рахунок зміни напряму дії електричного струму, при цьому форма дверцят виконана адекватною формі контактних поверхонь на ковпаку і/або на конусі, а для полегшення виводу чеки, її поверхня за посадковим отвором виконана зі зменшенням її перерізу у напрямку до кінцівки, що введена у ковпак. 12. Захисний ковпак за п. 10, який відрізняється тим, що на його бічній поверхні і/або на поверхні його забірного конуса виконані отвори і/або щілини, які обладнані поворотними дверцятами, що попередньо повернуті на шарнірах всередину ковпака, торцем до потоку нафти чи газу, і зафіксовані в цьому положенні з одного боку власним упором і/або опорою, виконаною на внутрішній поверхні ковпака, а з протилежного боку - висувною чекою, яка вставлена у адекватний їй отвір, виконаний на корпусі і/або на конусі ковпака, та в отвір закріпленого на зовнішній поверхні ковпака соленоїда, який має можливість утримування чеки в отворах і виймання її з отворів за рахунок зміни напряму дії електричного струму, при цьому форма дверцят виконана адекватною формі контактних поверхонь на ковпаку і/або на конусі, а для полегшення виводу чеки, її поверхня за посадковим отвором виконана конічною зі зменшенням перерізу у напрямку до кінцівки, що введена у ковпак. 13. Захисний ковпак за п. 10, який відрізняється тим, що на його бічній поверхні і/або на поверхні його забірного конуса виконані отвори і/або щілини, які обладнані поворотними дверцятами, що попередньо повернуті на шарнірах всередину ковпака, торцем до потоку нафти чи газу, і зафіксовані в цьому положенні з одного боку власним упором і/або опорою, виконаною на внутрішній поверхні ковпака, а з протилежного боку - висувною чекою, яка вставлена у адекватний їй отвір, виконаний на корпусі і/або на конусі ковпака, та в отвір закріпленого на зовнішній поверхні ковпака соленоїда, який має можливість утримування чеки в отворах і виймання її з отворів за рахунок зміни напряму дії електричного струму, при цьому форма дверцят виконана адекватною формі контактних поверхонь на ковпаку і/або на конусі, а для полегшення виводу чеки, її поясок, що входить у отвір на ковпаку, виконаний з повільно розчинних у воді матеріалів. 14. Захисний ковпак за п. 10, який відрізняється тим, що на його бічній поверхні і/або на поверхні його забірного конуса виконані отвори і/або щілини, які обладнані поворотними дверцятами, що попередньо повернуті на шарнірах всередину ковпака, торцем до потоку нафти чи газу, і зафіксовані в цьому положенні з одного боку власним упором і/або опорою, виконаною на внутрішній поверхні ковпака, а з протилежного боку - висувною чекою, яка вставлена у адекватний їй отвір, виконаний на корпусі і/або на конусі ковпака, та в отвір закріпленого на зовнішній поверхні ковпака соленоїда, який має можливість утримування чеки в отворах і виймання її з отворів за рахунок зміни напряму дії електричного струму, при цьому форма дверцят виконана адекватною формі контактних поверхонь на ковпаку і/або на конусі, а для полегшення виводу чеки, її поясок, що входить у отвір на ковпаку, виконаний з металу, який забезпечує його електролітичне розчинення у воді за рахунок природної різниці власних електричних потенціалів з металом ковпака. 15. Захисний ковпак за п. 10, який відрізняється тим, що на його бічній поверхні і/або на поверхні його забірного конуса виконані отвори і/або щілини, які обладнані поворотними дверцятами, що попередньо повернуті на шарнірах всередину ковпака, торцем до потоку нафти чи газу, і зафіксовані в цьому положенні з одного боку власним упором і/або опорою, виконаною на внутрішній поверхні ковпака, а з протилежного боку - висувною чекою, яка вставлена у адекватний їй отвір, виконаний на корпусі і/або на конусі ковпака, а кожна чека оснащена 5 UA 109251 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 кільцем з введеним в нього витяжним канатом, який з'єднаний з підводним плаваючим і/або пересувним засобом. 16. Захисний ковпак за п. 10, який відрізняється тим, що на його бічній поверхні і/або на поверхні його забірного конуса виконані отвори і/або щілини, які обладнані поворотними дверцятами, що попередньо повернуті на шарнірах всередину ковпака, торцем до потоку нафти чи газу, і зафіксовані в цьому положенні з одного боку власним упором і/або опорою, виконаною на внутрішній поверхні ковпака, а з протилежного боку - висувною чекою, яка вставлена у адекватний їй отвір, виконаний на корпусі і/або на конусі ковпака, а кожна чека оснащена кільцем з введеним в нього витяжним канатом, який введений у встановлений на ковпаку боковий упор з вушком і L-подібно з'єднаний з можливістю вертикального переміщення з надводного плаваючого засобу, а напрям установки і виходу чеки з отвору співпадає з напрямом дії сили витяжного канату. 17. Захисний ковпак за п. 10, який відрізняється тим, що на його бічній поверхні і/або на поверхні його забірного конуса виконані отвори і/або щілини, які обладнані поворотними дверцятами, що попередньо повернуті на шарнірах всередину ковпака, торцем до потоку нафти чи газу, і зафіксовані в цьому положенні з одного боку власним упором і/або опорою, виконаною на внутрішній поверхні ковпака, а з протилежного боку - висувною чекою, яка вставлена у адекватний їй отвір, виконаний на корпусі і/або на конусі ковпака, а кожна чека оснащена зовнішньою попередньо стиснутою пружиною, яка зафіксована поперечною вилкою, що має Uподібну форму і входить у пази на бічній поверхні чеки, або має форму стрижня і входить у отвір в стрижні чеки, а витяжний канат з'єднаний з вилкою та з підводним плаваючим і/або пересувним засобом. 18. Захисний ковпак за п. 10, який відрізняється тим, що на його бічній поверхні і/або на поверхні його забірного конуса виконані отвори і/або щілини, які обладнані поворотними дверцятами, що попередньо повернуті на шарнірах всередину ковпака, торцем до потоку нафти чи газу, і зафіксовані в цьому положенні з одного боку власним упором і/або опорою, виконаною на внутрішній поверхні ковпака, а з протилежного боку - висувною чекою, яка вставлена у адекватний їй отвір, виконаний на корпусі і/або на конусі ковпака, а кожна чека оснащена зовнішньою попередньо стиснутою пружиною, яка зафіксована поперечною вилкою, що має Uподібну форму і входить у пази на бічній поверхні чеки, або має форму стрижня і входить у отвір в стрижні чеки, а витяжний канат, з'єднаний з вилкою, введений у встановлений на ковпаку боковий упор з вушком і L-подібно з'єднаний з можливістю вертикального переміщення з надводним плаваючим засобом. 19. Захисний ковпак за п. 10, який відрізняється тим, що на його бічній поверхні і/або на поверхні його забірного конуса виконані отвори і/або щілини, які обладнані поворотними дверцятами, що попередньо повернуті на шарнірах всередину ковпака, торцем до потоку нафти чи газу, і зафіксовані в цьому положенні з одного боку власним упором і/або опорою, виконаною на внутрішній поверхні ковпака, при цьому поворотні дверцята мають можливість закриття тиском нафти чи газу, що витікає з гирла, а для виключення самовільного відкриття запірних дверцят після виснаження свердловини на зовнішній бічній поверхні і конусі ковпака додатково виконані поворотні дверцята протилежного внутрішнім дверцятам напряму дії, які потоком нафти чи газу з одної своєї сторони, відкриті до упору своїм власним упором у поверхню ковпака і мають можливість автоматичного закриття під тиском навколишньої води після припинення надлишкового тиску нафти чи газу з отворів чи щілин ковпака. 20. Захисний ковпак за п. 10, який відрізняється тим, що на його бічній поверхні і/або на поверхні його забірного конуса виконані отвори і/або щілини, які обладнані поворотними дверцятами, форма яких адекватна формі поверхонь ковпака, а для виключення дії реактивного моменту на ковпак від витоку нафти чи газу ці дверцята розташовані біля отворів і щілин дзеркально одна до одної у шаховому порядку. 21. Захисний ковпак за п. 10, який відрізняється тим, що на його бічній поверхні і/або на поверхні його забірного конуса виконані отвори і/або щілини, які обладнані поворотними дверцятами, які адекватні формі бічної поверхні і/або конусу ковпака, а для спрощення їх форми бічні поверхні ковпака виконані у формі плоского багатогранника, а його головка - у формі піраміди. 6 UA 109251 C2 7 UA 109251 C2 8 UA 109251 C2 9 UA 109251 C2 10 UA 109251 C2 11 UA 109251 C2 Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 12

Дивитися

Додаткова інформація

Автори англійською

Nastasenko Valentyn Oleksiiovych

Автори російською

Настасенко Валентин Алексеевич

МПК / Мітки

МПК: E02B 15/04, E21B 33/035, E21B 43/01

Мітки: реалізації, водоймищ, витоку, газу, дна, пристрій, нафти, спосіб, перекриття

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/14-109251-sposib-perekrittya-vitoku-nafti-chi-gazu-z-dna-vodojjmishh-ta-pristrijj-dlya-jjogo-realizaci.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб перекриття витоку нафти чи газу з дна водоймищ та пристрій для його реалізації</a>

Подібні патенти