[发明专利]用于取回和替换海底生产和处理设备的方法

说明书

技术领域

本发明总体上涉及用于海底石油和天然气操作的设备，并且更具体地，本发明涉及可以用于帮助取回和替换海底石油和天然气生产和/或处理设备的方法。

背景技术

与近海石油和天然气操作相关联的最具挑战性的活动之一是取回和/或替换可以定位在海床上或附近的设备，例如，海底生产和处理设备，等等。如可以理解，以下一般统称为海底设备的海底生产和处理设备会偶尔需要日常维护或修理，这是由于常规磨损，或由于会与意料之外的操作混乱或停工相关联的海底设备的损坏和/或故障，以及诸如此类。在这样的情况下，必须执行操作以从其在海床处的位置取回海底设备以用于修理和替换海底设备，以便使生产和/或处理操作可以在基本有限的中断下继续进行。

在许多应用中，各种成本和物流设计考虑要素会导致至少某些海底设备部件配置为一个或多个海底生产或处理设备防滑包(skid package)的一部分，所述海底生产或处理设备防滑包在此一般称为海底设备包或海底设备防滑包。例如，诸如容器、泵、分离器、压缩机等的各种机械设备部件可以借助各种互连的管道系统和流动控制部件而被组合在常见的防滑包内，所述管道系统和流动控制部件例如是管道、配件、法兰、阀和类似物。然而，虽然海底设备的防滑包装通常提供许多制造和搬运益处，但是它会在脱烃、减压以及将设备取回到水面期间存在至少某些挑战，如以下将说明的。

依据给定的海底设备防滑包的尺寸和复杂性，构成防滑包的各种设备和管道系统部件在正常操作期间会包含有数百加仑或甚至更多的碳氢化合物。通常，在设备取回处理期间在海底设备防滑包中的该体积的碳氢化合物必须被适当地搬运和/或容纳，从而避免碳氢化合物不期望地释放到周围的海底环境。

在许多应用中，海底系统经常在5000英尺或更大的水深中并且在超过10000psi或更大的内压下操作。将应理解，虽然技术上会可行的是在维持海底设备处于这种高压下的同时封闭海底设备并且将海底设备从这些深度取回到水面，但是会难以在近海平台或干预船舶上和附近安全地搬运和移动设备包，如在海底设备处于这种高压下的同时会出现这种情况。此外，并且依据当地监管要求，会不允许在这样的设备和/或设备防滑包处于内压下的同时移动或运输这样的设备和/或设备防滑包。

对于海底设备的另一个关注之处在于，在设备存在于海底环境中的同时，由于这样或者那样的原因，当流过设备的流动停止时，有时会产生问题。例如，在某些情况下，流过海底设备的给定件的流动可以被故意地停止，以便使设备可以被封闭和隔离以用于取回到水面。在其它情况下，在由于操作混乱和/或设备故障而出现的意外的系统停工期间，流动会意外地停止。无论是什么原因，当流过海底设备的流动停止时，有时会在设备的内侧形成水合物和/或其它不期望的碳氢化合物析出物，例如，沥青质、树脂、石蜡，等等。在这样的情况下，存在的任何不想要的析出物或水合物在意外的停工之后会可能淤塞设备和阻止系统重新起动，或者任何不想要的析出物或水合物在设备已经取回到水面之后会使维护和/或修理努力变复杂。因此，在这样的时间期间，如当流过设备的流动停止时，通常必须例如通过去除和/或中和会导致这样的问题的成分来解决这些问题。

在其它情况下，诸如二氧化碳(CO₂)或硫化氢(H₂S)等的潜在的破坏性成分会以溶液形式存在于液态碳氢化合物中，所述液态碳氢化合物可以在停工期间被捕集在设备内部。例如，硫化氢可以在存在有水的情况下可能形成硫酸(H₂SO₄)，所述硫酸尤其当流过设备的流动停止并且硫酸会在延长的时间段上保持与设备的湿部件接触时可以侵袭某些海底设备的材料。此外，众所周知的是二氧化碳也可以存在于所捕集的碳氢化合物中，并且有时可以从溶液里出来而与可以存在于设备中的任何产出的水结合，从而形成碳酸(H₂CO₃)，所述碳酸在延长的暴露期间也会破坏构成设备的湿部件的材料。正如上述与水合物和碳氢化合物析出物相关联的问题一样，有时需要补救措施来解决这样的问题，即，所述问题是与当流过设备的流动停止时可以导致湿部件的材料破坏的各种成分有关。

因此，需要开发出这样的系统和设备构造，即，所述系统和设备构造可以用于克服或至少缓解上述可以与海底石油和天然气设备的取回和/或替换相关联的问题中的一个或多个。

发明内容