Рабочий модуль для проведения подводных внутрискважинных работ
Иллюстрации
Показать всеИзобретение относится к рабочему модулю для проведения подводных внутрискважинных работ в подводных нефтяных скважинах. Технический результат заключается в усовершенствовании рабочего модуля для более экологичного проведения подводных внутрискважинных работ. Рабочий модуль для проведения подводных внутрискважинных работ, выполняемых с надводного судна внутри скважины через оголовок скважины, при этом указанный рабочий модуль содержит: несущую конструкцию; трубный блок, прикрепленный к указанной несущей конструкции и имеющий два противоположных конца, внутренний диаметр, а также полость, выполненную с возможностью вмещения в нее рабочего инструмента для повышения давления в указанной полости до внутрискважинного давления при присоединении к оголовку скважины или к противовыбросовому приспособлению, размещенному наверху указанного оголовка скважины, перед открыванием по меньшей мере одного затвора оголовка скважины и погружением в скважину указанного инструмента; соединительный элемент, соединенный с первым концом указанного трубного блока для обеспечения присоединения к оголовку скважины; беспроводной рабочий инструмент с внешним диаметром, снабженный блоком электропитания. На указанном соединительном элементе имеется открытый первый конец, соединяемый с оголовком скважины или противовыбросовым приспособлением, а также сквозное отверстие, обеспечивающее канал для прохождения текучей среды от первого конца к полости. 4 н. и 14 з.п. ф-лы, 13 ил.
Реферат
Настоящее изобретение относится к рабочему модулю для проведения работ внутри подводной скважины с борта надводного судна или с буровой установки. Изобретение относится также к системе для проведения работ внутри подводной скважины и способу проведения работ внутри подводной скважины.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
При осуществлении нефтедобычи может потребоваться выполнение эксплуатационных работ внутри скважины или открытие промысловой скважины. Такие работы внутри скважины называют внутрискважинными работами. Внутрь скважины помещают эксплуатационную колонну, закрытую сверху оголовком скважины. Оголовок скважины может находиться на земле, на буровой платформе или под водой на дне моря.
Если оголовок скважины расположен глубоко на дне моря, проведение внутрискважинных работ затруднено тем, что соединение с оголовком скважины осуществляется под водой.
Из уровня техники известно, что для выполнения подводных внутрискважинных работ рабочий модуль опускают с надводного судна на конструкцию оголовка скважины посредством группы дистанционно-управляемых аппаратов (ДУА).
Перед погружением внутрь скважины рабочий инструмент помещают в лубрикатор. Для опускания и подъема рабочего инструмента в скважине, а также для снабжения инструмента электричеством предусмотрено подключение верхней части указанного инструмента к проводной линии от лебедки, пропущенной сквозь лубрикатор. Лубрикатор представляет собой длинную трубу высокого давления, пригнанную под верхнюю часть оголовка скважины и обеспечивающую возможность подачи инструментов в скважину высокого давления. Верхняя часть лубрикатора содержит секцию закачки смазки под высоким давлением и элементы, обеспечивающие уплотнение вокруг проводной линии. При помещении инструмента в лубрикатор давление в лубрикаторе увеличивают до внутрискважинного давления перед тем, как произойдет открытие затворов оголовка скважины и погружение в скважину инструмента.
Для того чтобы создать уплотнение вокруг проводной линии, проходящей сквозь указанную секцию закачки смазки под высоким давлением, в окружающее кольцевое пространство вкачивают смазку с целью получения герметичного динамического уплотнения, поддерживаемого при проведении работы путем дополнительной закачки необходимого количества смазки. Штатно предусмотрено незначительное протекание смазки, при этом добавление свежей смазки позволяет эффективно поддерживать устойчивость уплотнения. Поскольку при проведении работ смазка вытекает из указанной секции закачки смазки в море, такое решение не является безупречным с экологической точки зрения. Таким образом, существует необходимость в более экологичном техническом решении, отвечающем растущей потребности в защите окружающей среды.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Один из аспектов настоящего изобретения направлен, по меньшей мере частично, на преодоление указанных недостатков известных технических решений по выполнению подводных работ внутри скважины путем создания усовершенствованного рабочего модуля для более экологичного проведения подводных внутрискважинных работ.
Данный аспект и преимущества, раскрытые далее в описании, могут быть реализованы посредством рабочего модуля для проведения подводных внутрискважинных работ в скважине через оголовок скважины с надводного судна, содержащего:
несущую конструкцию;
трубный блок, прикрепленный к указанной несущей конструкции и имеющий два противоположных конца, внутренний диаметр, а также полость под размещение рабочего инструмента для повышения давления в полости до давления в стволе скважины при присоединении к оголовку скважины или противовыбросовому приспособлению, расположенному сверху оголовка скважины, перед открытием по меньшей мере одного затвора оголовка скважины и погружением в скважину указанного инструмента; соединительный элемент, соединенный с первым концом указанного трубного блока для обеспечения соединения с оголовком скважины или противовыбросовым приспособлением;
беспроводной рабочий инструмент, имеющий внешний диаметр и снабженный блоком электропитания.
причем указанный соединительный элемент имеет открытый первый конец, соединяемый с оголовком скважины или противовыбросовым приспособлением, и сквозное отверстие, обеспечивающее прохождение текучей среды от указанного первого конца к указанной полости.
Под соединительным элементом подразумеваются любые средства, обеспечивающие присоединение к оголовку скважины или противовыбросовому приспособлению.
Согласно одному из вариантов осуществления изобретения, беспроводной рабочий инструмент может внешний диаметр, составляющий по меньшей мере 50%, предпочтительно по меньшей мере 75%, более предпочтительно по меньшей мере 90% внутреннего диаметра трубного блока.
Другим вариантом предусмотрено, что трубный блок может иметь внутренний диаметр меньше внутреннего диаметра соединительного элемента.
Согласно еще одному из вариантов осуществления изобретения, трубный блок может иметь внутренний диаметр меньше внутреннего диаметр оголовка скважины и/или противовыбросового приспособления.
При этом соединительный элемент может иметь внутреннюю высоту, равную по меньшей мере 10 см, предпочтительно по меньшей мере 15 см, более предпочтительно по меньшей мере 20 см.
Помимо этого, трубный блок может иметь длину, равную по меньшей мере 5 метров, предпочтительно по меньшей мере 8 метров, более предпочтительно по меньшей мере 10 метров.
Кроме того, внешний диаметр устройства может составлять менее чем 4 3/4 дюйма или 12 см.
Кроме того, трубный блок может иметь внешний диаметр меньше 22 см, предпочтительно меньше 20 см, более предпочтительно меньше 18 см.
Согласно одному из вариантов осуществления изобретения, второй конец трубного блока может иметь соединительное устройство.
В другом варианте соединительное устройство может являться несмазываемым.
В еще одном из вариантов соединительное устройство может образовывать собой заглушку или крышку указанного второго конца.
Кроме того, соединительное устройство может являться сплошным. Соединительное устройство может представлять собой также нетекучее соединение или сплошное соединение.
Помимо этого, трубный блок может иметь узел сопряжения, содержащий: первый конец для сцепления с рабочим инструментом с целью подзарядки и/или передачи данных и/или управляющих сигналов на рабочий инструмент и от рабочего инструмента;
второй конец для подключения к источнику электроэнергии и/или устройству связи.
Одним из вариантов осуществления изобретения предусмотрено, что узел сопряжения размещен на втором конце трубного блока.
Узел сопряжения может представлять собой устройство индуктивной связи, снабженное первой катушкой, обращенной внутрь трубного блока, и второй катушкой, обращенной наружу трубного блока.
При этом узел сопряжения может также содержать стыковочную секцию для сцепления с рабочим инструментом с целью подзарядки и/или передачи данных и/или управляющих сигналов на рабочий инструмент и от рабочего инструмента.
Кроме того, стыковочная секция может содержать водонепроницаемый разъем для сцепления с соответствующим соединительным разъемом в рабочем инструменте.
При этом стыковочную секцию можно разместить на втором конце трубного блока.
Кроме того, заявленный рабочий модуль для проведения подводных внутрискважинных работ может содержать устройство связи, при этом стыковочную секцию трубного блока можно соединить с устройством связи.
В одном из вариантов рабочий модуль может также содержать контейнер с биоразложимой текучей средой.
Указанный контейнер может иметь объем менее 30% объема полости.
В другом варианте узел сопряжения представлять собой устройство индуктивной связи, снабженное первой катушкой, обращенной внутрь трубного блока, и второй катушкой, обращенной наружу трубного блока.
Согласно одному из вариантов осуществления изобретения, первую катушку можно разместить на одном конце рабочего инструмента.
Согласно другому варианту, вторую катушку можно подключить к проводной линии.
В еще одном варианте указанный узел сопряжения может содержать электрическое соединение.
При этом электрическое соединение может являться электрически изолированным.
Второй конец узла сопряжения может содержать средство разъемного соединения с рабочим инструментом.
Рабочий инструмент может также содержать средства разъемного соединения со стыковочным узлом.
Согласно одному из вариантов, указанное разъемное соединение между стыковочным узлом и рабочим инструментом может представлять собой электрическое соединение.
В другом варианте осуществления модуль может дополнительно содержать обойму с набором батарей, что позволяет рабочему инструменту подзаряжать батарею внутри трубного блока.
В еще одном варианте рабочий инструмент может содержать устройство для замены батарей в обойме на новые.
Помимо этого, указанное соединительное устройство может содержать муфту или соединительную гайку для присоединения устройства к трубному блоку.
При этом указанные муфта или соединительная гайка могут содержать по меньшей мере одно средство уплотнения, например уплотнительное кольцо.
В другом варианте блок электропитания может представлять собой батарею, например аккумуляторную батарею.
Согласно еще одному варианту осуществления, рабочий модуль для проведения подводных внутрискважинных работ можно дополнительно снабдить поплавковой системы, предназначенной для регулировки плавучести погруженного в воду рабочего модуля, и/или наводящим приспособлением, и/или внутрискважинным манипулятором.
Наличие поплавковой системы предотвращает сильные удары рабочего модуля с дном моря или оголовком скважины, которые могли бы привести к повреждению самого модуля или других элементов. Кроме того, обеспечено более легкое управление модулем посредством дистанционно-управляемого аппарата (называемого также ДУА).
Кроме того, рабочий модуль для проведения подводных внутрискважинных работ может иметь верхнюю часть и нижнюю часть, весящую больше указанной верхней части.
При этом несущая конструкция может представлять собой рамную конструкцию, имеющую наружный каркас и ограничивающую собой внутреннее пространство, содержащее внутрискважинный манипулятор и наводящее приспособление, причем и внутрискважинный манипулятор и наводящее приспособление расположены в границах наружного каркаса.
При этом наводящее приспособление может иметь по меньшей мере один движитель для управления перемещением модуля в воде.
Согласно одному из вариантов осуществления изобретения, несущая конструкция может представлять собой рамную конструкцию, высота, длина и ширина которой соответствуют размерам стандартного грузового контейнера.
В другом варианте осуществления модуль может дополнительно содержать систему управления внутрискважинным манипулятором, наводящим приспособлением, поплавковой системой и/или работами внутри скважины.
Согласно еще одному варианту осуществления изобретения, несущая конструкция может представлять собой рамную конструкцию, имеющую наружный каркас и ограничивающую собой внутреннее пространство, содержащее систему управления, причем указанная система управления расположена в границах наружного каркаса.
Кроме того, наводящее приспособление может содержать по меньшей мере один направляющий рычаг для обхвата другой конструкции с целью направления модуля в заданное место.
При этом наводящее приспособление может содержать средство слежения для определения положения рабочего модуля.
Поплавковая система может также содержать мерный бак, средство управления заполнением бака и средство расширения для вытеснения морской воды из указанного мерного бака при обеспечении модуля плавучестью, позволяющей уравновесить в воде сам рабочий модуль.
Согласно одному из вариантов осуществления изобретения, средство слежения может содержать по меньшей мере одно средство записи изображения.
В другом варианте внутрискважинный манипулятор может содержать систему подачи инструмента, содержащую по меньшей мере один инструмент для погружения в скважину, средство для погружения инструмента внутрь скважины через оголовок скважины, по меньшей мере одно средство присоединения к оголовку скважины, также средство управления затвором оголовка скважины для управления по меньшей мере первым затвором оголовка скважины с целью обеспечения доступа инструмента внутрь скважины через указанное средство соединения с оголовком скважины.
В еще одном варианте указанный инструмент может содержать по меньшей мере один механический привод для продвижения инструмента в скважине, запитанный от бока электропитания.
При этом внутрискважинный манипулятор может содержать средство съема колпака для снятия защитного колпака с оголовка скважины.
Блок питания может представлять собой топливный элемент, дизельный генератор, синхронный генератор или другой источник или аналогичное средство энергоснабжения
Дополнительно модуль может также содержать источник энергии, размещенный снаружи трубного блока для подачи питания к соединению модуля с оголовком скважины или с другим модулем, например, кабель с надводного судна, батарею, топливный элемент, дизельный генератор, синхронный генератор или другой источник или аналогичное средство энергоснабжения.
В другом варианте осуществления изобретения указанный источник энергии может иметь резерв мощности, достаточный для того, чтобы система управления отсоединяла указанное средство присоединения к оголовку скважины от оголовка скважины, кабель подачи питания от источника энергии, проводную линию от рабочего модуля и/или средства соединения от конструкции оголовка скважины.
Согласно еще одному варианту осуществления изобретения, указанную несущую конструкцию можно, по меньшей мере, частично, изготовить из полых профилей.
При этом указанные полые профили могут заключать в себе укупорку, содержащую газ.
Заявленное изобретение относится также к системе для проведения подводных внутрискважинных работ, содержащей:
оголовок скважины и/или противовыбросовое приспособление;
по меньшей мере один рабочий модуль для проведения подводных работ, причем соединительный элемент указанного рабочего модуля выполнен с возможностью соединения непосредственно с указанными оголовком скважины или противовыбросовым приспособлением.
Система для проведения подводных внутрискважинных работ может также содержать по меньшей мере один дистанционно-управляемый аппарат для наведения рабочего модуля на оголовок скважины или на другой модуль под водой.
При этом указанный оголовок скважины может содержать верхнюю заглушку, имеющей внешний диаметр больше внутреннего диаметра трубного блока.
Кроме того, соединительный элемент может иметь внутреннюю высоту, превышающую высоту верхней заглушки.
Изобретение относится также к системе для проведения подводных внутрискважинных работ, содержащей:
по меньшей мере один описанный выше рабочий модуль для проведения подводных работ;
по меньшей мере один дистанционно-управляемый аппарат для наведения указанного рабочего модуля на оголовок скважины или на другой модуль под водой.
Дополнительно система для проведения подводных внутрискважинных работ может содержать по меньшей мере одно надводное средство дистанционного управления некоторыми или всеми функциями рабочего модуля.
Устройство связи можно соединить с поверхностью посредством проводной линии и обеспечить его связь с удаленной станцией посредством буя, имеющего спутниковый ретранслятор.
Система для проведения подводных внутрискважинных работ может также содержать по меньшей мере один автономный ретранслятор для приема сигналов от рабочего модуля, конвертации сигналов в переносимые по воздуху сигналы и передачи указанных переносимых по воздуху сигналов на средство дистанционного управления, и наоборот, для приема и конвертации сигналов от средства дистанционного управления и передачи конвертированных сигналов на рабочий модуль.
Кроме того, система может содержать рабочий модуль или части рабочего модуля, выполненные из металлов, например таких как сталь или алюминий, или из легкого материала, весящего меньше стали, например такого как полимеры, или композитного материала, например полимеров, армированных стекловолокном или углеродным волокном.
Изобретение относится также к способу проведения подводной внутрискважинной работы, осуществляемой посредством рабочего модуля по любому из предыдущих пунктов и содержащему следующие этапы: размещение надводного судна или буровой платформы в области подводного оголовка скважины,
присоединение к проводной линии на указанном судне рабочего модуля для проведения внутрискважинной подводной работы; подача указанного модуля в воду;
перемещение модуля на оголовок скважины или на противовыбросовое приспособление;
присоединение модуля к оголовку скважины;
приложение внутрискважинного давления к инструменту внутри трубного блока;
открытие затвора;
вход в скважину посредством рабочего инструмента для проведения работы; подзарядка батареи в трубном блоке;
причем этап присоединения модуля к оголовку скважины или к противовыбросовому приспособлению представляет собой присоединение соединительного элемента указанного модуля непосредственно к оголовку скважины или к противовыбросовому приспособлению.
Дополнительно способ может содержать следующие этапы:
замена батареи в трубном блоке;
и/или отправление и/или прием информации посредством узла сопряжения.
Дополнительно способ может содержать по меньшей мере один из следующих этапов:
подзарядка батареи в трубном блоке;
управление наводящим приспособлением на рабочем модуле;
управление системой управления с целью проведения одной или нескольких работ;
отсоединение модуля от оголовка скважины после выполнения работ;
возвращение модуля на надводное судно путем вытаскивания проводной линии;
присоединение к проводной линии на указанном судне второго рабочего модуля для проведения подводных внутрискважинных работ;
спуск указанного второго модуля с указанного надводного судна в воду путем сталкивания модуля через борт или край судна перед возвращением предыдущего рабочего модуля.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Ниже изобретение пояснено более подробно, со ссылками на чертежи, на которых:
фиг.1 - схематическое изображение проведения внутрискважинной работы;
фиг.2 - схематическое изображение заявленного рабочего модуля, состыкованного на оголовок скважины;
фиг.3 - схематическое изображение заявленного рабочего модуля;
фиг.4 и 5 - схематические изображения двух вариантов поплавковой системы для установки на заявленный рабочий модуль;
фиг.6А - схематическое изображение одного из вариантов осуществления заявленного рабочего модуля при снятии колпака с оголовка скважины;
фиг.6В - схематическое изображение другого варианта осуществления заявленного рабочего модуля для установки непосредственно на оголовке скважины;
фиг.6С - схематическое изображение другого варианта осуществления заявленного рабочего модуля для установки непосредственно на противовыбросовом приспособлении, расположенном на оголовке скважины;
фиг.7 - схематическое изображение другого варианта осуществления заявленного рабочего модуля;
фиг.8 - изображение одного из вариантов осуществления заявленной системы для проведения подводных внутрискважинных работ;
фиг.9 - изображение другого варианта осуществления заявленной системы;
фиг.10 - изображение еще одного варианта осуществления заявленной системы;
фиг.11 - вид в разрезе одного из вариантов трубного блока с соединительным элементом с открытым концом, выполненного согласно изобретению;
фиг.12 - вид в разрезе другого варианта трубного блока с соединительным элементом с открытым концом, выполненного согласно изобретению;
фиг.13 - вид в разрезе еще одного варианта трубного блока с соединительным элементом с открытым концом, выполненного согласно изобретению.
Чертежи представляют собой схематические изображения, выполняющие исключительно иллюстративную функцию.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение относится к рабочему модулю 100 для проведения подводных внутрискважинных работ в подводных нефтяных скважинах 101. Как показано на фиг.1, модуль 110 для проведения подводных работ спускают с надводного судна 102, например путем простого сталкивания указанного модуля 100 в море с палубы на корме судна 102 или через борт 103 судна 102. Благодаря возможности спуска модуля 100 путем простого сбрасывания в воду, спуск можно осуществлять с самых разных, в том числе с судов более общего назначения. Таким образом, рабочий модуль 100 можно спустить в воду 104 посредством, например, крана (не показан). Кроме того, указанный модуль можно спустить в воду 104 непосредственно с буровой платформы или с помощью вертолета.
На фиг.2 показано, что для выполнения работ внутри скважины спущенный в воду рабочий модуль 100 направляют к скважине 101 посредством наводящего приспособления 105 или дистанционного управляемого аппарата (также называемого ДУА).
В другом варианте наводящее приспособление 105 содержит средства связи, позволяющие оператору, например находящемуся на надводном судне 102, дистанционно управлять рабочим модулем 100 посредством системы 126 управления. Модуль 100 для проведения подводных работ можно спустить с помощью провода; после того, как выполнена стыковка рабочего модуля на оголовок скважины или противовыбросовое приспособление, провод отсоединяют для обеспечения возможности свободного плавания судна, что особенно полезно в штормовую погоду. Сигналы дистанционного управления наводящим приспособлением 105 и питание рабочего модуля 100 можно подавать по кабелю 106, например по гибкому подводному или фаловому кабелю, разматываемому с кабельной лебедки 107. Впоследствии кабель можно отсоединить и осуществлять связь беспроводным образом или с помощью ДУА или аналогичного средства.
Как показано на фиг.2 и 7, оголовок 120 скважины расположен на дне моря, представляет собой верхний вывод скважины 101 и содержит два затвора 121 оголовка, а также средства, обеспечивающие соединение добывающего трубопровода (не показан) и различные постоянные и временные соединения. В общем случае для управления затворами 121 использованы механические или гидравлические средства или сочетание указанных средств. Как показано на фиг.6А, наверху оголовка 120 скважины имеется защитный колпак 123, снимаемый перед переходом к другим рабочим операциям внутри скважины. В общем случае подводные оголовки 120 скважины охвачены несущими конструкциями 112 с целью снижения нагрузки на сам оголовок 120 скважины при соединении с внешними узлами. Несущая конструкция 112 может содержать две, три или четыре соединительные опоры 113. Средства 111 соединения рабочего модуля 100 адаптированы под определенный тип несущей конструкции 112 оголовка 120 скважины, на котором стыкуют рабочий модуль. Средства 111 соединения могут просто обеспечивать опору для рабочего модуля на несущей конструкции 112 за счет силы тяжести, или же могут содержать по меньшей мере один фиксатор, удерживающий указанный модуль 100 оголовке 120 скважины по завершении стыковки.
Стыковкой рабочего модуля 100 управляют дистанционно. Как показано на фиг.2, модуль 100 направляют к оголовку 120 скважины, поворачивают для выравнивания с конструкцией указанного оголовка и подводят для стыковки на конструкции. Стыковку можно осуществлять посредством ДУА (не показан) или снабженного движителем наводящего приспособления 105, предусмотренного в указанном модуле 100.
Заявленный модуль 100, 160 для проведения подводных внутрискважинных работ образован несущей конструкцией 110 и прикрепленным к ней трубным блоком 170. Трубный блок 170, 178 имеет удлиненный корпус с двумя противоположными концами и полостью 182, в которой можно разместить рабочий инструмент 171 для увеличения давления в указанной полости до давления внутри ствола скважины перед тем, как откроют по меньшей мере один затвор 121 оголовка 120 скважины, и в скважину инструмент 171 погрузят. Первый конец 202 трубного блока 170, 178 соединен с указанным оголовком 120 посредством соединительного элемента. Модуль 100 содержит также беспроводной рабочий инструмент, подключенный беспроводным образом и размещенный в трубном блоке 170, 178 погруженного в воду модуля 100. Рабочий инструмент 170 содержит блок 196 электропитания, например комплект батарей, и поэтому не питается по кабельному проводу, непосредственно подсоединенному к одному из концов инструмента. Следовательно, в трубном блоке 170, называемом также лубрикатором, отсутствует смазывающая соединительная головка или система закачки смазки, поскольку уже не требуется обеспечивать возможность перемещения по лубрикатору проводной линии.
Заявленный рабочий модуль позволяет выполнять внутрискважинные работы в скважине 101 непосредственно через оголовок скважины (как показано на фиг.6А и 6В) или через противовыбросовое приспособление 236, размещенное на оголовке 120 скважины (как показано на фиг.6С). Трубный блок 170, 178 соединяют с оголовком скважины или противовыбросовым приспособлением посредством соединительного элемента 122, соединяемого с первым концом 202 трубного блока для соединения с оголовком 120 скважины или противовыбросовым приспособлением 236. Трубный блок 170, 178 имеет полость 182, в которой размещен рабочий инструмент 170. При присоединении к оголовку 120 или противовыбросовому приспособлению 236 давление в полости увеличивают до давления внутри ствола скважины перед открытием меньшей мере одного затвора 121 оголовка 120 скважины и погружением устройства в скважину. Как показано на фиг.6А, 11-13, на соединительном элементе 122 имеется открытый первый конец 237, соединяемый с оголовком 120 скважины или противовыбросовым приспособлением 236, и сквозное отверстие 240, обеспечивающее канал для текучей среды от первого конца к полости. Текучая среда, втекающая в трубный блок через соединительный элемент, отмечена на чертежах стрелками.
Соединительный элемент присоединяют непосредственно на оголовок 120 скважины или противовыбросовое приспособление 236, без использования промежуточных соединений, причем полость при погружении заполняется морской водой. Такое решение позволяет использовать очень простую конструкцию, и при присоединении к оголовку 120 скважины или противовыбросовому приспособлению 236 давление в полости легко увеличить до давления внутри скважины. При возвращении рабочего инструмента в трубный блок давление понижается, и перед отсоединением трубного блока происходит замена жидкой среды из скважины внутри трубного блока на более биоразложимую и незагрязняющую текучую среду.
Как показано на фиг.11-13, трубный блок 170, 178 имеет внутренний диаметр Dp, при этом беспроводной рабочий инструмент 170 имеет внешний диаметр Dt, составляющий по меньшей мере 50%, предпочтительно по меньшей мере 75% и более предпочтительно по меньшей мере 90% внутреннего диаметра трубного блока. Благодаря тому, что рабочий инструмент имеет внешний диаметр по меньшей мере 75% внутреннего диаметра трубного блока, количество текучей среды, подлежащей вытеснению при повышении давления или замене перед отсоединением трубного блока, значительно меньше по сравнению с лубрикаторами, известными из уровня техники. Для вытеснения загрязняющей текучей среды скважины модуль снабжен контейнером 239 биоразложимой текучей среды, например гликоля или другой незагрязняющей текучей среды. Благодаря тому, что внутренний диаметр трубного блока значительно меньше, чем у известных лубрикаторов, можно использовать контейнер, размеры которого также значительно меньше по сравнению с известными контейнерами. Использование контейнера меньшего размера позволяет уменьшить габариты и вес модуля. Объем контейнера составляет менее 30% объема полости.
Для того, чтобы обеспечить вытаскивание верхней заглушки, размещенной в качестве уплотнителя в оголовке скважины, лубрикаторы, известные из уровня техники, имеют диаметр немного больше диаметра верхней заглушки. Инструмент в лубрикаторе вытаскивает первую верхнюю заглушку, лубрикатор отсоединяется, и к оголовку скважины присоединяют второй инструмент для вытягивания второй верхней заглушки. Как показано на фиг.11-13, внутренний диаметр трубного блока меньше внутреннего диаметра Dc соединительного элемента. При этом внутренний диаметр соединительного элемента соответствует внешнему диаметру верхней заглушки, поэтому верхняя заглушка удерживается не в лубрикаторе, а в соединительном элементе. Поскольку внутренний диаметр лубрикатора или трубного блока меньше внешнего диаметра верхней заглушки, такое решение позволяет уменьшить размеры лубрикатора или трубного блока. Таким образом, можно использовать трубный блок, внутренний диаметр которого меньше внутреннего диаметра оголовка скважины и/или противовыбросового приспособления.
На фиг.11-13 размеры соединительного элемента таковы, что при присоединении к оголовку скважины или противовыбросовому приспособлению указанный соединительный элемент вмещает в себя верхнюю заглушку, вытягиваемую рабочим инструментом. Для того, чтобы получить такой большой диаметр соединительного элемента, толщина стенки (wc) соединительного элемента превышает толщину стенки (wp) трубного блока. Поскольку верхняя заглушка удерживается не в трубном блоке, а в соединительном элементе, это позволяет уменьшить толщину стенки трубного блока по сравнению с лубрикаторами, известными из уровня техники.
Кроме того, внутренняя высота соединительного элемента 122 больше высоты верхней заглушки. При этом внутренняя высота соединительного элемента составляет по меньшей мере 10 см, предпочтительно по меньшей мере 15 см и более предпочтительно по меньшей мере 20 см.
Модуль 110 для проведения подводных внутрискважинных работ подготавливают над водой, открывая трубный блок 170 и вводя рабочий инструмент 171 посредством специального инструмента, например разъема для вытаскивания первой и второй верхней заглушки, размещенных в оголовке 120 скважины или противовыбросовом приспособлении 236. Затем указанный специальный инструмент устанавливают на механический привод 195, например скважинный трактор, и рабочий инструмент 171. Затем трубный блок 170 снова закрывают, и модуль готов к погружению в море.
Трубный блок 170 снабжен соединительным устройством 184, обеспечивающим возможность его открывания и закрывания. Соединительное устройство 184 является несмазываемым, то есть в нем отсутствует средство, обеспечивающее его герметизацию вокруг проводной линии.
Как показано на фиг.11, трубный блок снабжен узлом 183 сопряжения для подачи электроэнергии на рабочий инструмент с целью подзарядки или передачи данных на рабочий инструмент и/или от рабочего инструмента. Указанный узел 183 сопряжения содержит первый конец 188 для соединения с источником 185 электропитания и/или средством 186 связи и второй конец 189 для сцепления с рабочим инструментом с целью подзарядки и/или связи с рабочим инструментом. Указанный второй конец может содержать водонепроницаемый разъем 238.
Узел 183 сопряжения представляет собой устройство индуктивной связи, содержащее первую катушку 210, обращенную внутрь трубного блока 170, и вторую катушку 211, обращенную наружу трубного блока. Как показано на чертеже, вторая катушка 211 соединена и запитана посредством проводной линии 185. При этом проводную линию 106 можно также подсоединить к рабочему модулю в другом месте, где проводная линия проходит внутри рамной конструкции к трубному блоку. Помимо электрических кабелей, проводная линия может содержать отсоединяемый кабель связи. Витки катушки окружают один сердечник, проходящий внутрь соединительного устройства 184. Таким образом происходит передача тока снаружи трубного блока 170 внутрь указанного блока, причем для этого не требуется, чтобы проводная линия проходила сквозь верхнюю часть крышки - то есть, не нужна система закачки смазки.
Рабочий инструмент 171 снабжен внутренним блоком 196 электропитания, расположенным на одном из концов рабочего инструмента напротив узла 183 сопряжения, что позволяет подзаряжать блок питания путем сцепления с первым концом 189 узла сопряжения. Для обеспечения подзарядки указанный инструмент 171 снабжен средствами разъемного соединения со стыковочным узлом 183, например водонепроницаемым разъемом, при этом второй конец стыковочного узла аналогичным образом снабжен средствами разъемного соединения с инструментом, например соединительным разъемом, согласованным с указанным водонепроницаемым разъемом.
Как уже указано, узел 183 сопряжения может представлять собой устройство индуктивной связи, передающее ток по трубному блоку 170. На фиг.12 первая катушка 210 размещена на одном конце рабочего инструмента 171, причем если инструмент нуждается в подзарядке, первая катушка упирается во внутреннюю стенку второго конца 203 трубного блока 170 с целью подачи тока и тем самым зарядки блока питания в инструменте 171. Таким образом, устройство можно присоединять к стыковочному узлу 183 с возможностью отсоединения. Вторую катушку 211 присоединяют непосредственно к линии электропитания с целью обеспечения инструмента 171 электричеством. Это также происходит во время проведения работы или между проведением двух работ.
Соединительное устройство 184 с фиг.11 закрывает трубный блок 170 посредством винтового соединения, а соединительное устройство 184 с фиг.12 образует собой заглушку или крышку. Соединительное устройство 184 может также представлять собой часть трубного блока, то есть соединенную с ним без возможности отсоединения. Заглушка или крышка прикреплена снаружи к трубному блоку 170 посредством винтового соединения или защелкивающегося замка, в котором выступ трубного блока входит в зацепление с пазом в крышке. В целях облегчения закрывания трубного блока 170 соединительное устройство 184 можно снабдить муфтой или соединительной гайкой для присоединения устройства к трубному блоку без поворачивания при этом проводной линии.
Соединительное устройство 184 выполнено сплошным, и вместо смазки в нем использовано средство 212 уплотнения, например уплотнительное кольцо. Соединительное устройство 184 может также содержать электрическое соединение, электрически изолированное с целью предотвращения короткого замыкания системы, например такое как водонепроницаемый разъем 238.
Разъемное соединение между узлом 183 сопряжения и рабочим инструментом 171 может представлять собой электрическое соединение, то есть разъемное соединение инструмента и узла сопряжения конструктивно является электрической вилкой.
На фиг.6В указанный узел сопряжения содержит стыковочную секцию 127 для обеспечения сцепления с рабочим инструментом с целью подзарядки и/или передачи данных и/или управляющих сигналов на рабочий инструмент или от рабочего инструмента. Стыковочная секция 127 может содержать водонепроницаемый разъем 238 для сцепления с соответствующим соединительным разъемом в рабочем инструменте. Стыковочная секция 127 размещена на втором конце трубного блока, наиболее удаленного от оголовка 120 скважины.
Рабочий модуль 110 для проведения подводных работ может содержать устройство связи 186, при этом стыковочная секция 127 трубного блока 170, 178 соединена с указанным устройством связи с целью передачи данных на рабочий инструмент или от рабочего инструмента. Затем устройство связи принимает или передает указанные данные на удаленный центр управления или от удаленного центра управления.
Электрическое питание в инструменте можно обеспечить батареей, например, аккумуляторной батареей. На фиг.13 трубный блок 170 содержит обойму 197 с н