Блок противовыбросовых превенторов и система питания

Блок противовыбросовых превенторов и система питания

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к блоку противовыбросовых превенторов (задвижек), содержащему компоненты блока противовыбросовых превенторов, имеющие средство электропривода противовыбросового превентора для приведения в действие по меньшей мере одного соответствующего противовыбросового превентора (ПВП) и по меньшей мере с одним устройством аккумулирования кинетической энергии для подачи энергии и аккумулирования энергии.

Обычно бурильные колонны, собранные из бурильных штанг, применяютcя в глубоком бурении для достижения подземных залежей нефти и/или природного газа. На конце бурильной колонны оборудуют бурильную головку для разрушения породы с истиранием, например, шарошечное долото или алмазное долото (долото PDC). Бурильные штанги имеют внутренний диаметр от приблизительно 51 мм (2 дюйма) до приблизительно 1,22 м (48 дюймов) и длину обычно 9,1 м (30 футов) или приблизительно 14 м (46 футов). Бурильную колонну собирают из соединенных бурильных штанг. Диаметр бурильных штанг бурильной колонны, в настоящее время применяемых для бурения, зависит от глубины бурения. Бурильные штанги скрепляют бурильными замками, при этом сотни бурильных штанг должны соединяться друг с другом для достижения глубин тысяч метров. При этом достигают максимальной глубины приблизительно до 12000 м от поверхности грунта. На входе в скважину отливают бетонный фундамент для крепления скважины. Из скважины выступает участок бурильной колонны, который соединяется с мачтовым краном (краном с подвесной стрелой) или так называемым дерриком, соответственно, для удержания бурильной колонны и возможно также для приведения ее в действие, например, с помощью верхнего привода. Во время бурения строят скважины отличающегося диаметра и глубины, в которые спускают соответствующую трубную обсадную колонну и в которых выполняют бетонирование цилиндрической кольцевой стенки для крепления скважины в отливке, для удержания бурильных штанг в нужном положении и их направления. Кроме того, трубы обсадной колонны служат также для предотвращения обрушения горной породы или предотвращения поступления грунтовых вод. Обычно скважина состоит из многочисленных трубных колонн отличающихся диаметров и длины. При этом диаметры трубных колонн уменьшаются от глубин вблизи поверхности в направлении к большим глубинам.

Во время бурения бурильная головка разрушает с истиранием материал горной породы, который в общем находится под ней. Обычно, материал горной породы подается насосом вдоль свободного цилиндрического кольцевого пространства ствола, проходящего вокруг бурильных штанг от забоя скважины до устья скважины. Для данной цели промывочая жидкость, обычно вода/нефть с глиной и/или баритом, подается насосом через бурильные штанги под высоким рабочим давлением приблизительно до 2000 бар (30000 фунт/дюйм², 200 МПа), которая выходит на бурильной головке и выдавливает материал горной породы (вверх) в направлении к устью скважины. При этом промывочная жидкость служит для стабилизации скважины, охлаждения и смазки бурильной головки, удаления материала горной породы и удаления материала горной породы из оконечности скважины.

Вследствие высокого потребления нефти и природного газа человечеством, растет потребность эксплуатации все глубже залегающих и/или весьма трудно достижимых запасов, при этом сегодня извлечение нефти/природного газа из подземных запасов на глубинах 2000 м - 4000 м является рутинным. В частности, бурение на морском дне (подводное бурение), которое выполняется с буровых судов или морских буровых платформ/искусственных островов для бурения, применяют для эксплуатации новых запасов нефти и/или природного газа. В сравнении с глубоким бурением на суше, глубокое бурение на морском дне создает значительные технические трудности, поскольку забуривание скважины может происходить на глубине 4500 м (15000 футов) под водой. На такую большую глубину прямой доступ человека является невозможным, при этом требуется применение дистанционно-управляемых систем. Данные системы подвержены ошибкам, и их замена требует больших затрат времени. Дополнительно, в условиях воздействия соленой морской воды и высокого давления на морском дне общий износ механических частей, которые необходимы для бурения, увеличивается. Механические части подвергаются ускоренной коррозии и/или амортизации. Бурение также предпринимают в водоемах с пресной водой, однако такое бурение является менее распространенным, чем глубокое бурение на морском дне, и служит в основном исследовательским целям, но не эксплуатации нефтяных залежей и/или залежей природного газа.

В процессе бурения и эксплуатации скважины имеется опасность выброса, т.e. неуправляемого выхода материала, например, нефти, газа, почвы, воды, горных пород или другого материала, если, например, быстрое изменение давления возникает во время бурения или эксплуатации скважины. Данное возникает в частности в процессе бурения, когда бурильная головка вскрывает нефтяные или газовые залежи. Для предотвращения выброса, который приводит к серьезным повреждениям экологии и потере запасов, в практической работе применяют противовыбросовые превенторы (ПВП).

Противовыбросовые превенторы (ПВП) являются известной техникой и служат для регулирования давления и для закрытия скважины в случае выброса. Обычно блок, состоящий из отличающихся противовыбросовых превенторов, устанавливают на нулевой отметке начала скважины. Блоки противовыбросовых превенторов могут весить до 1000 т и достигать высоты до 20 м. Блоки противовыбросовых превенторов в общем содержат напорные трубы, которые могут производить давление на материал в скважине или сбрасывать давление из скважины для регулировки давления в скважине и при этом, например, обеспечивать управляемое бурение или эксплуатацию для добычи нефти и/или газа из скважины. Блоки противовыбросовых превенторов различных типов применяютcя во время бурения скважины и во время эксплуатации скважины. Противовыбросовые превенторы для бурения имеют время эксплуатации приблизительно 6 месяцев и подлежат проверке после эксплуатации. В варианте глубоководного морского бурения блок противовыбросовых превенторов в целом должен подниматься для данной цели с морского дна на поверхность. Для добычи также можно применять более простую конструкцию, например, устьевую фонтанную арматуру/устьевую эксплуатационную арматуру. Устьевая фонтанная арматура имеет гораздо большее время работы, до 25 лет. Устройство и число противовыбросовых превенторов в блоке противовыбросовых превенторов определяет максимальную глубину бурения, поскольку обычно противовыбросовый превентор, адаптированный для каждого диаметра трубы, применяемой во время бурения, имеется в блоке противовыбросовых превенторов.

Противовыбросовые превенторы могут иметь вид плашечных противовыбросовых превенторов или универсальных противовыбросовых превенторов. Плашечные противовыбросовые превенторы обычно содержат две противоположно расположенных плашки, тиски или задвижки, которые могут перемещаться относительно друг друга. Универсальные противовыбросовые превенторы обычно включают в себя кольцевой упругий элемент, который может иметь множество кольцевых сегментов, которые можно усиливать металлическими сегментами и которые могут смещаться так, что образуют герметичное уплотнение с помощью своих контактных поверхностей. В зависимости от конструктивного решения и, в частности, в зависимости от вида тисков, плашечные противовыбросовые превенторы могут служить для полного срезания, уплотнения или сдавливания бурильной штанги бурильной колонны, проходящей вдоль оси скважины в противовыбросовый превентор, для противодействия давлению материала, проходящего вверх из скважины. Обычно несколько противовыбросовых превенторов размещают в блоке противовыбросовых превенторов, при этом противовыбросовые превенторы, расположенные ближе к залежи, обычно выполнены с возможностью охвата и уплотнения бурильных штанг, а противовыбросовые превенторы, расположенные дальше от залежи, оборудованы для отделения бурильной колонны и герметизации скважины. Универсальные противовыбросовые превенторы могут закрываться с регулированием уровня герметичности и выполняются с возможностью достижения герметизации скважины или уплотнения вокруг бурильных штанг. Противовыбросовые превенторы и дополнительные компоненты блока противовыбросовых превенторов обычно управляются и приводятся в действие с помощью гидравлического оборудования. Для данной цели в противовыбросовые превенторы подается под давлением гидравлическая текучая среда, которая может приводить в действие противовыбросовые превенторы, смещая или сжимая плашки и/или кольцевые упругие элементы известным способом, например, открывая или закрывая их.

Обычный блок противовыбросовых превенторов имеет на своем конце, обращенном к скважине, соединительный узел устьевого оборудования, который служит для герметичного закрытия самой верхней обсадной колонны из муфтовых труб (обсадная труба направления), короткий участок которой выступает из бетонного пола устья скважины, и при этом соединения блока противовыбросовых превенторов со скважиной. Для данной задачи соединительный узел устьевого оборудования имеет обычно диаметр больше, чем у обсадной трубы направления, и снабжен сегментами зажимной конусной втулки, расположенными на внутренней окружности. Если соединительный узел устьевого оборудования устанавливают на обсадной трубе направления, сегменты зажимной конусной втулки могут прижиматься под давлением в упор к соединительному узлу блока, который установлен на конце обсадной трубы направления, для обеспечения герметичного уплотнения. В случае выхода из строя блока противовыбросовых превенторов или если блок противовыбросовых превенторов подлежит рутинной замене, соединительный узел устьевого оборудования должен открываться для обеспечения удаления блока противовыбросовых превенторов из скважины и заменяться новым блоком противовыбросовых превенторов или, в случае подготовки к эксплуатации, устьевой фонтанной арматурой.

Сверху соединительного узла устьевого оборудования следуют один или множество противовыбросовых превенторов с трубными плашками для уплотнения соответствующих труб отличающихся диаметров. Противовыбросовые превенторы с трубными плашками имеют противоположно расположенные плашки с выемками, которые соответствуют диаметру бурильной штанги. Если противовыбросовый превентор с трубными плашками активируется, противоположно расположенные плашки перемещаются друг к друг до охвата ими с уплотнением бурильной штанги с диаметром, соответствующим выемке. В зависимости от глубины бурения, разное число противовыбросовых превенторов с трубными плашками размещают с установкой друг на друга.

Сверху противовыбросовых превенторов с трубными плашками следует противовыбросовый превентор со срезающими плашками, который оборудуют для срезания бурильных штанг бурильной колонны. Для данной цели плашки противовыбросовых превенторов со срезающими плашками имеют срезающие кромки, которыми можно срезать бурильные штанги на манер ножниц. Предпочтительно, противовыбросовый превентор со срезающими плашками также служит для срезания бурильной штанги с одновременной герметизацией отверстия бурильной штанги. В вместе с тем, уплотнение противовыбросового превентора со срезающими плашками не является удовлетворительным, так что часто универсальный противовыбросовый превентор дополнительно ставят на него сверху. Это служит для герметизации отверстия бурильной штанги и/или скважины в целом.

Затем следует дополнительный универсальный противовыбросовый превентор, который служит для герметизации блока противовыбросовых превенторов. Верхний универсальный противовыбросовый превентор соединяется с нижним узлом морского райзера (LMRP).

В частном случае противовыбросового превентора на морском дне за универсальным противовыбросовым превентором следует соединительный узел райзера. Узел предназначен для герметичного соединения райзера. Райзер обычно содержит герметичные стальные трубы, во внутреннее пространство которых направляются бурильная колонна и промывочная жидкость. Внутренний диаметр райзера больше диаметра бурильной колонны и обычно составляет приблизительно 533 мм (21 дюйм).

Нижний соединительный узел морского райзера (LMRP) составляет еще одну плоскость разъема блока противовыбросовых превенторов, если райзер требуется отделить от блока противовыбросовых превенторов. Такое может потребоваться, если буровое судно должно покинуть свою позицию, например, вследствие дрейфа айсберга в направлении к буровому судну. В таком случае скважину можно герметизировать с помощью блока противовыбросовых превенторов. Буровое судно после отсоединения нижнего узла морского райзера (LMRP) может покинуть свою позицию и позже повторно соединить райзер с блоком противовыбросовых превенторов.

Отказ блока противовыбросовых превенторов недопустим, поскольку потеря герметичности скважины в случае выброса связана со значительными экономическими и экологическими потерями. Поэтому, существуют высокие требования безопасности к блоку противовыбросовых превенторов, в особенности для бурения на морском дне. Применение нескольких дублирующих систем снабжения и безопасности является, таким образом, обязательным. Поэтому блоки противовыбросовых превенторов содержат, кроме собственно противовыбросовых превенторов, линии глушения скважины и штуцерные линии, соединенные с отдельными линиями, которые выполнены с возможностью инжектировать заполняющий материал под высоким давлением в скважину и/или блок противовыбросовых превенторов или уменьшать давление в блоке противовыбросовых превенторов с помощью выпуска материала для обеспечения успешной герметизации скважины в варианте полного или частичного выхода из строя противовыбросового превентора.

Документ US 3,667,721 раскрывает противовыбросовый превентор, содержащий уплотнительный элемент, имеющий упругое уплотнительное средство. Множество металлических смещающих средств может перемещаться со скольжением в упор к искривленной внутренней поверхности кожуха для приведения уплотнительного элемента в герметизирующее положение, в котором уплотнительное средство расположено в упор к управляющему поршню. Уплотнительное средство может находиться в контакте по окружности с искривленной внутренней поверхностью кожуха для образования уплотнения. Уплотнительный элемент может реагировать на изменения диаметра компонентов бурильной колонны с помощью регулирования уплотнительного элемента.

Документ US 2008/0023917 A 1 раскрывает уплотнение и способ изготовления уплотнения для противовыбросового превентора. Уплотнение включает в себя вставку из жесткого материала, расположенную в эластомерном корпусе, в котором по меньшей мере один участок избирательно лишен связи с эластомерным корпусом. На вставку из жесткого материала, которая лишена связи с эластомерным корпусом, может наноситься разделительный состав подобный силикону. Способ содержит генерирование модели уплотнения с анализом методом конечных элементов, где график деформации анализируют на основе условий смещения, и где затем в анализе методом конечных элементов идентифицируют по меньшей мере один участок вставки из жесткого материала, который избирательно лишен связи с эластомерным корпусом. Способ дополнительно содержит изготовление уплотнения с вставкой из жесткого материала, которая избирательно лишена связи с эластомерным корпусом.

Документ US 6,719,042 B2 раскрывает компоновку срезающих плашек для срезания нефтяного райзера. Устройство содержит две скользящие плашки, которые соответственно могут скользить вдоль разных осей плашки, одна из которых имеет верхнее лезвие, и другая имеет нижнее лезвие. Поверхности лезвий плашек сближаются, становясь смежными, когда лезвия для срезания нефтяного райзера перемещаются в направлении друг к другу. Уплотнительная система установлена в выемке в верхней поверхности нижнего лезвия. Уплотнительная система содержит эластомерное уплотнение и исполнительный механизм для уплотнения нижней плоской поверхности верхнего лезвия. Исполнительный механизм перемещается относительно нижнего лезвия для приведения эластомерного уплотнения в напряженное состояние.

Документ US 5,655,745 раскрывает легкий гидравлический противовыбросовый превентор, содержащий корпус противовыбросового превентора, шарнирные плиты и две пары плашек. Корпус противовыбросового превентора имеет отверстия для направления бурильной штанги и, перпендикулярно ему, две наложенные друг на друга противоположно расположенные направляющие, каждую для соответствующей пары плашек. Две крышки соответственно крепятся к корпусу противовыбросового превентора небольшим числом соединительных болтов, которые на виде от оси плашки, расположены перпендикулярно друг другу вдоль непрерывного радиуса или вдоль одной линии. Крышки образуют продолжения направляющих, в каждой из которых, соответственно, функционирует плашка. Гидравлический поршень соответствующей плашки окружен металлическим уплотнением, соответственно. Крышки расположены на шарнирных плитах. Соединительные болты крышек можно отвинчивать и обеспечивать крышкам поворот в шарнире от корпуса с помощью шарнирных плит.

Документ US 7,300,033 B1 раскрывает систему герметизации управляющего устройства противовыбросового превентора содержащую герметизирующий элемент, шток поршня, кожух управляющего устройства, поршень, втулку и стержень герметизации. Шток поршня соединяется одним концом со стержнем герметизации. Кожух управляющего устройства устроен соединенным одним концом с крышкой и вторым концом с головкой. Шток поршня проходит через крышку в кожух управляющего устройства и в нем соединяется с поршнем, имеющим корпус и фланец. Втулка закреплена на спирали в полости поршня и, с помощью фиксирующего стержня, который вращательно закреплен на головке, может смещаться аксиально относительно поршня. Один конец стержня затвора проходит через головку и может функционировать под водой снаружи кожуха управляющего устройства.

Документ WO 02/36933 A1 раскрывает противовыбросовый превентор, включающий в себя отсекающее устройство и соединительный канал. Отсекающее устройство может перемещаться поперечно по отношению к соединительному каналу с помощью приводного устройства. Отсекающее устройство содержит два индивидуально или синхронно управляемых электрических двигателя и зубчатый механизм с автоматической блокировкой. Зубчатый механизм с автоматической блокировкой соединен с возможностью приведения в движение с электрическими двигателями.

Задачей изобретения является создание улучшенного блока противовыбросовых превенторов, в частности для глубокого бурения на морском дне.

Согласно изобретению данную задачу решают с помощью блока противовыбросовых превенторов, содержащего компоненты блока противовыбросовых превенторов, по меньшей мере один из которых включает в себя противовыбросовый превентор и средство электропривода противовыбросового превентора для управления противовыбросовым превентором. Для данной цели энергию для управления противовыбросовым превентором обеспечивают посредством устройства аккумулирования кинетической энергии.

Предпочтительно, устройство аккумулирования кинетической энергии является устройством аккумулирования с центробежной массой. Множество устройств аккумулирования кинетической энергии могут являться устройствами аккумулирования с центробежной массой. Центробежной массой может являться маховик, качающийся стержень, колеблющийся цилиндр или т.п., и предпочтительно является маховик. Устройство аккумулирования кинетической энергии может иметь конструктивное решение в виде комбинации двигателя и генератора и принимать, преобразовывать, аккумулировать и повторно подавать энергию. В частности, устройство аккумулирования кинетической энергии может быть приспособлено для рекуперации энергии. Предпочтительно, устройство аккумулирования кинетической энергии преобразует аккумулируемую кинетическую энергию в электрическую энергию и/или электрическую энергию в кинетическую энергию. В предпочтительном варианте осуществления устройство аккумулирования кинетической энергии, например устройство аккумулирования с центробежной массой, содержит один или множество отличающихся магнитных материалов.

Устройство аккумулирования кинетической энергии, для примера, в виде устройства аккумулирования с центробежной массой, имеет скорости вращения предпочтительно 10000-12000 об/мин и может достигать скоростей до 100000 об/мин. Предпочтительно, устройства аккумулирования кинетической энергии блока противовыбросового превентора работают постоянно с максимальной скоростью вращения для службы в качестве постоянных источников энергии приводного средства противовыбросового превентора или для управления противовыбросовым превентором. Скорости вращения можно измерять с помощью блока управления, соединенного с устройством аккумулирования кинетической энергии. При этом, величина скорости вращения делает возможным определять подачу энергии устройств аккумулирования кинетической энергии, таких, например, как устройства аккумулирования энергии маховика. Для уменьшения или предотвращения высоких механических напряжений на подшипниках качения устройств аккумулирования кинетической энергии, подшипники качения предпочтительно являются магнитными подшипниками вращения. Индукционный тормоз для торможения устройств аккумулирования кинетической энергии является возможным.

Приводное средство противовыбросового превентора может управлять противовыбросовыми превенторами напрямую с помощью кинетической энергии от устройств аккумулирования кинетической энергии или с помощью электропривода, в виде электрических двигателей, которые предпочтительно снабжаются электроэнергией от устройств аккумулирования кинетической энергии.

Предпочтительно, приводные средства противовыбросового превентора содержат редукторы, в частности привод с шпинделем (волновой приводной редуктор), устройства аккумулирования кинетической энергии и/или электропривод. Привод/привода шпинделя или волновой приводной редуктор могут соединяться с шпинделем с ходовым винтом с помощью зубчатых колес. Привод шпинделя с ходовым винтом может соединяться с плашками плашечных противовыбросовых превенторов или кольцевыми упругими элементами универсальных противовыбросовых превенторов и может обеспечивать закрытие и открытие плашек или кольцевых упругих элементов. Привода шпинделя имеют скорости вращения значительно ниже, чем у устройств аккумулирования кинетической энергии и должны соединяться с устройствами аккумулирования кинетической энергии и/или приводными средствами противовыбросового превентора аналогично электрическим двигателям с помощью муфт и зубчатых устройств. Таким образом, центробежные массы устройств аккумулирования с центробежной массой, в являющемся примером варианте осуществления устройств аккумулирования кинетической энергии могут постоянно вращаться и могут постоянно вращаться с высокими оборотами, поскольку они могут отсоединяться от привода шпинделя. Предпочтительно, соответствующие устройства аккумулирования кинетической энергии соединяются с помощью электрoмеханической жестко блокирующей или жестко блокирующей муфты с соответствующим приводом шпинделя (волновой приводной редуктор). Предпочтительно, привода шпинделя имеют стальные роторы и могут усиливаться карбоновым волокном. Привода шпинделя могут также соединяться с приводными средствами противовыбросового превентора, аналогично, например электродвигателю, с помощью муфты и/или зубчатого механизма. Соответствующий привод шпинделя представляет собой предпочтительно зубчатые колеса с автоматической блокировкой, которые в стационарных условиях нельзя реверсировать без приводного средства противовыбросового превентора, аналогично, например электроприводу, или соединяется способом с автоматической блокировкой с соответствующими зубчатыми колесами. Действие автоматической блокировки можно реализовать, например с помощью набора эпициклических шестерен, планетарного зубчатого механизма или т.п. Предпочтительно, автоматическую блокировку обеспечивает червячная передача, содержащая по меньшей мере один червяк, связанный с приводным средством противовыбросового превентора и червячное колесо, связанное с одной из плашек. Червячное колесо может механически соединяться со шпинделем привода. Соединение с автоматической блокировкой привода со шпинделем с зубчатыми колесами можно реализовать для вращения в обоих направлениях.

В предпочтительном варианте осуществления два зубчатых колеса с автоматической блокировкой размещены вокруг зубчатого колеса привода шпинделя с ходовым винтом, которые оборудованы для привода переднего хода и реверсивного привода в приводе шпинделя с ходовым винтом, соответственно. Соответствующее одно из приводных средств противовыбросового превентора, соединенное с зубчатым колесом с автоматической блокировкой, соединено с системой энергоснабжения и управления, например, с Синей или Желтой системой энергоснабжения и управления. В данном тексте, системы обозначенные цветами, Синим и Желтым, являются двумя системами энергоснабжения и управления, пригодными для эксплуатации независимо друг от друга. Применение обозначения, Синего и Желтого, является обычным в промышленности.

В альтернативном варианте осуществления четыре зубчатых колеса с автоматической блокировкой расположены крестообразно вокруг зубчатого колеса привода шпинделя с ходовым винтом, при этом два из них, соответственно, оборудованы для привода переднего хода привода шпинделя с ходовым винтом, и два из них оборудованы для реверсивного привода шпинделя с ходовым винтом. Соответственно зубчатые колеса с автоматической блокировкой, оборудованные для привода переднего хода и оборудованные для реверсивного привода, соединены с соответствующей системой энергоснабжения и управления, например, Синей или Желтой системой. Для данного варианта осуществления зубчатые колеса с автоматической блокировкой предпочтительно перемещаются в направлении к зубчатому колесу привода шпинделя с ходовым винтом и от него, при этом зубчатые колеса с автоматической блокировкой могут находиться в контакте или не иметь контакта с зубчатым колесом привода шпинделя с ходовым винтом.

В предпочтительном варианте осуществления приводным средством противовыбросового превентора является электрический привод, например, электрический двигатель или т.п. Приводное средство противовыбросового превентора может также являться устройством аккумулирования кинетической энергии или содержать устройство аккумулирования кинетической энергии. Предпочтительно, каждый противовыбросовый превентор соединен с двумя или больше приводными средствами противовыбросового превентора, которые могут управлять работой противовыбросового превентора независимо друг от друга. Компоненты приводного средства противовыбросового превентора или приводное средство противовыбросового превентора полностью может являться заменяемым. В частности, замену приводного средства противовыбросового превентора можно выполнять при нахождении приводного средства противовыбросового превентора в эксплуатации, при этом не требуется прерывания эксплуатации блока противовыбросовых превенторов для замены приводного средства противовыбросового превентора. Подводная замена приводного средства противовыбросового превентора также является возможной.

Предпочтительно, компоненты блока противовыбросовых превенторов пригодны к эксплуатации полностью посредством электричества. Блок противовыбросовых превенторов полностью можно также эксплуатировать с чисто электрическим управлением.

Изобретение включает в себя реализацию чисто электрических систем, заявленных в изобретении, которые в отличие от гидравлической или гибридной электрогидравлической системы в основном известной в существующей технике и обычно находящей применение, являются более простыми, предлагают повышенную безопасность и также содействуют улучшенному обмену информацией. Повышенная безопасность является следствием более высокого резервирования чисто электрической системы безопасности, поскольку работой множества приводных средств противовыбросового превентора можно управлять независимо друг от друга. В частности резервирование для управления работой блока противовыбросовых превенторов является в сравнении с существующей техникой, улучшенным, благодаря возможностям систем аварийного энергоснабжения и систем аварийного управления. Кроме того, электрические части компонентов легче заменить, при этом только части компонента блока противовыбросовых превенторов требуют замены, результатом являются уменьшение объема работ по техническому обслуживанию. Улучшенный обмен информацией становится возможным, поскольку электрические системы могут передавать данные с датчиков и на них; например, эксплуатационную готовность противовыбросового превентора можно протестировать в любое время.

В предпочтительном варианте осуществления блока противовыбросовых превенторов блок противовыбросовых превенторов соединен с двумя или больше независимыми системами энергоснабжения и управления, например Синей системой энергоснабжения и управления и Желтой системой энергоснабжения и управления. Две или больше систем энергоснабжения и управления предпочтительно пригодны к эксплуатации независимо друг от друга. Системы энергоснабжения и управления оборудованы для снабжения компонентов блока противовыбросовых превенторов энергией. Кроме того, системы энергоснабжения и управления могут передавать сигналы данных для измерения параметров и/или управления компонентами блока противовыбросовых превенторов на компоненты блока противовыбросовых превенторов и приема их от компонентов блока противовыбросовых превенторов. Системы энергоснабжения и управления предпочтительно являются чисто электрическими и оборудованы с дублированием, что обеспечивает параллельную работу систем энергоснабжения и управления, а также переключение между разными приводами.

В дополнительном предпочтительном варианте осуществления блок противовыбросовых превенторов соединен одним или несколькими аварийными кабелями с одной или множеством систем аварийного электроснабжения и аварийного управления. Системы аварийного электроснабжения и аварийного управления предпочтительно выполняют функции аналогичные системам энергоснабжения и управления, т.e. системы аварийного электроснабжения и аварийного управления обеспечивают компоненты блока противовыбросовых превенторов по аварийному кабелю энергией и/или передают и принимают сигналы данных для измерения параметров и для управления компонентами блока противовыбросовых превенторов на компоненты блока противовыбросовых превенторов и с них. Аварийные кабели могут, например соединяться с буем, судном, наземной станцией, аппаратом дистанционного управления (подводным аппаратом дистанционного управления - ROV), подводным паротурбинным устройством или т.п., которые либо могут подавать энергию, передавать сигналы данных, принимать сигналы данных или обеспечивать комбинированное выполнение данных функций. Параллельно, также множество систем аварийного питания и аварийного управления может соединяться с блоком противовыбросовых превенторов и принимать данные с блока противовыбросовых превенторов. Предпочтительно, блок противовыбросовых превенторов выполнен так, что системы аварийного питания и аварийного управления соответственно имеют отличающуюся приоритетность, при этом управление в основном осуществляется с помощью одной системы, а другие системы служат, как дополнительные дублирующие аварийные системы. В частности, системы аварийного питания и аварийного управления выполнены с возможностью высвобождения в случае аварии, как в соединительном устройстве оборудования устья скважины (соединительный узел устьевого оборудования), так и в нижнем соединительном узле морского райзера (LMRP). При этом новый блок противовыбросовых превенторов можно установить на оборудование устья скважины, и райзер можно отделить от блока противовыбросовых превенторов. В частности, соединительное устройство оборудования устья скважины (соединительный узел устьевого оборудования) включает в себя дополнительные электрические соединительные узлы, которые могут отключаться для защиты дублирующих систем, если не работающие или короткозамкнутые электрические схемы соединены с ними.

Параллельная работа систем энергоснабжения и управления является дополнительным аспектом изобретения, который можно также реализовать независимо от других аспектов, описанных в данном документе. Параллельная работа систем энергоснабжения и управления предлагает в сравнении с гидравлическими системами, которые могут управляться только одной соответствующей системой и которые также не обеспечивают тестирования функциональности второй гидравлический системы (резервной системы) до отключения первой гидравлической системы, преимущества резервирования и возможности контроля функциональности применяемых систем. Кроме того, это обеспечивает соединение неограниченного числа дополнительных систем аварийного питания и аварийного управления с блоком противовыбросовых превенторов и с его компонентами, что обеспечивает дополнительное резервирование и, таким образом, безопасность.

Предпочтительно, системы энергоснабжения и управления соединены через однополюсную линию, например однополюсный коаксиальный кабель, в котором защитная оболочка является электропроводной в качестве земли, с блоком противовыбросовых превенторов или с компонентами блока противовыбросовых превенторов. Линии можно направлять в стальных трубах для их защиты от внешних воздействий, например падающих предметов, морских организмов или других воздействий окружающей среды. Один соединительный узел располагается на соответствующем конце однополюсной линии электропитания. Соединительные узлы, которые граничат с блоком противовыбросовых превенторов, предпочтительно герметизируют уплотнениями так, что морская вода не может проникнуть в соединительные узлы. Соединительные узлы могут содержать средство нагнетания давления или могут соединяться со средством нагнетания давления, которое создает избыточное давление в соединительных узлах, превышающее внешнее давление, для предотвращения проникновения морской воды. В предпочтительном варианте осуществления однополюсные линии соответственно соединяются с соединительным узлом блока противовыбросовых превенторов и с соединительным узлом системы энергоснабжения и управления. Предпочтительно, только одну линию оборудуют между системой энергоснабжения и управления и блоком противовыбросовых превенторов. В предпочтительном варианте осуществления каждый соединительный узел содержит один или несколько датчиков, оборудованных для оценки функциональности соединительного узла и создания сигнала данных, который может передаваться через однополюсную линию в систему энергоснабжения и управления. Передачу данных через однополюсную линию между компонентами блока противовыбросовых превенторов, датчиками, датчиками соединительных узлов и другими устройствами, установленными на морском дне, которые приспособлены для передачи данных, и системами энергоснабжения и управления и другими устройствами, приспособленными для передачи данных, предпочтительно получают ВЧ модуляцией питающего напряжения, подаваемого через один контакт однополюсной линии. Предпочтительно, питающее напряжение и