风力海上水生产设施和用于制造这种设施的方法与流程

1.本发明涉及一种海上(offshore)水生产设施。
2.此外，本发明涉及一种用于制造这种海上水生产设施的方法。


背景技术：

3.强化采油(eor)是一种通过附加(机械)装置从储层或油井中提取石油的原理。eor增加了可以从油田回收的油量。eor可以通过注水来实现。eor在该领域的后期阶段起作用。因此，在船已经工作一段时间之后，经常将注水包装添加到水面船上。水面船应该具有可用的空间来放置该包装，并且应该具有可用的(重量)容量。情况可能并非总是如此。可选地，如果有重量和空间的调整，水面船在其寿命的大部分时间内不会以最大的有效载荷容量工作。
4.本技术的目的是克服或减轻这些缺点。


技术实现要素：

5.本发明通过一种定位在水体上的海上水生产设施来实现，海上水生产设施包括：浮动物体、至少一个风力涡轮机、联接到所述风力涡轮机的发电机、以及水生产系统，
[0006]-所述浮动物体包括多个浮力组件，所述多个浮力组件支承至少一个柱，在至少一个柱上安装有风力涡轮机；
[0007]-在所述至少一个柱上，还安装有在所述风力涡轮机的操作区域下方和水面水平上方的工艺设备甲板；
[0008]-所述水生产系统布置在所述工艺设备甲板上，
[0009]
其中，所述水生产系统配置成用于海底井注水，并且包括用于待注入的水的超滤单元和膜脱气单元。
[0010]
本发明提供了一种海上水生产设施，由于超滤和膜脱气需要少得多的空间，与使用较大尺寸的过滤塔(或过滤床)和脱气单元的现有技术系统相比，海上水生产设施更轻并且消耗更少的电力。
[0011]
本发明通过将优质水注入到油气藏提供改善的油回收，其中，优质水由可再生能源生成。此外，海上水生产设施可以独立于石油或天然气生产设施(例如fpso)操作。海上水生产设施可以定位在距地面设施相当远的注水井附近。这也降低了注水立管的成本。此外，海上水生产设施是可再定位的，并且可以根据需要定位在油气藏之上。石油或天然气生产设施不需要为水生产系统预留甲板空间。
[0012]
此外，本发明涉及一种用于制造海上水生产设施的方法，包括：
[0013]-生成浮动物体，浮力组件包括支承至少一个柱的多个浮力组件，至少一个柱用于在其上安装风力涡轮机和联接到风力涡轮机的发电机；
[0014]-在所述至少一个柱上，在所述风力涡轮机的操作区域下方和水面水平上方生成工艺设备甲板；
[0015]-在所述工艺设备甲板上布置水生产系统，
[0016]
其中，所述水生产系统配置成用于海底井注水，并且包括超滤单元和膜脱气单元。
[0017]
此外，根据实施方式，该方法提供了在浮动物体生产设施的码头位置处，将工艺设备甲板、至少一个风力涡轮机和水生产系统安装在浮动物体上。有利的是，该实施方式允许以相对较低的难度安装设备，因为环境条件、风和波浪在码头比现场(site)减少得多。
[0018]
有利的实施方式由从属权利要求进一步限定。
附图说明
[0019]
下面将参考附图更详细地解释本发明，在附图中示出本发明的示例性实施方式。附图仅仅是为了说明的目的，而不是对本发明概念的限制。本发明的范围仅由所附权利要求中给出的定义来限定。
[0020]
在附图中，具有相同附图标记的元件表示相同或相应的元件。
[0021]
图1示意性地示出油气藏上方的海上现场，包括根据实施方式的风力海上水处理系统；
[0022]
图2示意性地示出根据实施方式的水生产系统的布局；
[0023]
图3示出根据实施方式的浮动物体的侧视图；
[0024]
图4示出根据实施方式的工艺设备甲板的俯视图布局；
[0025]
图5示意性地示出根据实施方式的水生产系统的电源图。
具体实施方式
[0026]
将参考特定实施方式并且参考某些附图来描述本发明，但本发明不限于此。所描述的附图仅是示意性的，而非限制性的。在附图中，为了说明的目的，一些元件的尺寸可以被夸大并且不是按比例绘制的。
[0027]
图1示意性地示出油气藏上方的海上现场2，包括根据实施方式的风力海上水生产系统100。
[0028]
在海上现场，生产船200(诸如用于油气或fpu(即半潜式或tlp(张力腿平台))的浮式生产和卸载设施fpo(或浮式生产存储和卸载设施fpso))定位在海底油气藏上方的海1处。生产船200可以是停泊在该位置的任何类型的油气生产设施。任何类型的停泊系统(未示出)，例如展开停泊或转塔停泊，都可以用于停泊生产船。生产船通过立管(未示出)联接到从其收集油气的海床上的一个或多个生产井。随着时间的推移，在油气藏的开采期间，井的压力将降低，这将使油气的生产复杂化。为了提高油气的产量，在海床上的注入位置4处将水注入油气藏中。注入位置通常与油气井和生产船200的位置相距相当远的距离。
[0029]
根据实施方式，由海上水生产设施100提供注水，海上水生产设施100由配备有水生产系统10的浮动物体和用于操作水生产系统的电源实现。电源基于可再生能源，例如风力涡轮机驱动的发电机25、26。
[0030]
根据这种实施方式，浮动物体包括多个浮力组件30，浮力组件30支承至少一个柱40，风力涡轮机26和发电机25安装在柱40上。
[0031]
如图1所示，浮动物体包括具有多个浮力组件30的桁架结构，浮力组件30支承中心柱40，每个浮力组件具有至少一个径向连接元件32。浮力组件通过横向连接元件34相互连
接。
[0032]
将参照图2描述其实施方式的水生产系统10，该水生产系统10布置成吸入海水并且在处理海水之后通过注水立管6将水输送到海底注入点4。此外，脐带缆8可以在浮动物体和海底注入点4之间运行，用于传输电力和/或控制信号。
[0033]
浮动物体通过停泊系统50定位在海底注入点4的附近或海底注入点4的位置处。在海床中提供锚点52，锚点52通过(张紧的)停泊线或钢筋54连接到浮动物体。
[0034]
为了从浮动生产船200向海上水生产设施提供远程控制，在浮动生产船和海上水生产设施上提供通信系统60、61，优选地是无线通信系统。
[0035]
图2示意性地示出根据实施方式的水生产系统10的布局。
[0036]
水生产系统10包括超滤单元12、膜脱气单元14、硫酸盐回收单元16、水提升泵18、给水泵20和注水泵24。
[0037]
水提升泵18布置成吸入海水。水提升泵18的出口经由入口(粗)过滤器22连接到超滤单元12的输入端。超滤单元12布置成从水提升泵18接收的海水中生成高质量的处理过的水(淡水)。
[0038]
超滤单元12的出口连接到给水泵20的入口。给水泵20的出口连接到硫酸盐回收单元16的入口，硫酸盐回收单元16布置成从水中去除硫酸盐离子。
[0039]
硫酸盐回收单元16的出口连接到膜脱气单元14的入口，膜脱气单元14布置成从水中除去溶解的气体。膜脱气单元14的出口最终布置成用于联接海底井注水系统(包括高压水泵24)。
[0040]
在一些实施方案中，水生产系统10包括用于将化学添加剂供给到水的供给系统(未示出)。这种化学添加剂可以用于减少注入后储层内的采出水的有害反应。
[0041]
水生产系统10由定位在浮动物体的柱40上的基于风力涡轮机的发电机25、26供电。
[0042]
图3示出根据实施方式的浮动物体的侧视图。
[0043]
根据实施方式，水生产系统10安装在工艺设备甲板42上。工艺设备甲板42安装在承载风力涡轮机25(包括发电机26)的柱40上。工艺设备甲板42定位在涡轮机的操作区域(即，由转子的直径所覆盖的区域)和海面的水平面之间。
[0044]
根据另一个实施方式，在工艺设备甲板42和海平面之间的柱40上安装有附加的船降落甲板44。船降落甲板44用于停泊服务船，服务船可以输送化学品和其它材料以供水生产系统10使用。
[0045]
在实施方式中，船降落甲板44的面积基本上小于工艺设备甲板42的面积。
[0046]
图4示出根据实施方式的工艺设备甲板42的俯视图布局。
[0047]
在工艺设备甲板42上，水生产系统10的组件以重力点(在水平方向)相对于仅支承基于风力涡轮机的发电机的柱不显著变化的方式安装。
[0048]
在所示的实施方案中，水生产系统10包括作为组件的一对超滤单元12、一对膜脱气单元14和一对硫酸盐回收单元16。此外，将采出水供给到海底注水点4的注水泵24在布局图中示出。
[0049]
工艺设备甲板42的区域被保留为用于由服务船运输的货物的放置区域36。起重机38定位在放置区域36附近，用于穿过甲板移动货物。
[0050]
任选地，第二起重机可以设置在工艺设备甲板的放置区域的外部上。
[0051]
在工艺设备甲板42上的水生产系统部件的布局可以使得放置区域36定位在工艺设备甲板42的位于船降落甲板44上方并且与船降落甲板44重叠的区段中。水生产系统10的组件可以以这样一种方式布置，即高风险设备和化学品的储存不在工艺设备甲板的放置区域36中，该放置区域36与在其下方的船降落甲板44的区域重叠。
[0052]
图5示意性地示出根据实施方式的水生产系统10的图。
[0053]
水生产系统10和基于风力涡轮机的发电机25、26布置在浮动物体300上或布置在浮动物体300中。
[0054]
水生产系统10将进入的海水的流81处理成高质量水的流82，高质量水的流82将由注水泵24注入海底油气藏中。发电机25向水生产系统10的组件12、14、18、24提供电力84。在该实施方案中，可选地，也可以安装硫酸盐回收单元16。
[0055]
浮动物体300可以实施为由以上参照图1、图3和图4描述的浮力组件的桁架结构支承的浮动塔结构。可选地，浮动物体300可以实施为半潜式结构302，其承载至少一个柱310，风力涡轮机26和发电机25安装在柱310上。潜水结构302可以布置成承载两个或更多个柱，每个柱支承风力涡轮机和发电机。
[0056]
根据实施方式，海上水生产设施根据一种方法制造，该方法包括：
[0057]-生成包括多个浮力组件的浮动物体，浮力组件支承至少一个柱，柱用于在其上安装风力涡轮机和联接到风力涡轮机的发电机；
[0058]-在至少一个柱上，在风力涡轮机的操作区域下方和水面水平上方生成工艺设备甲板；
[0059]-在工艺设备甲板上布置水生产系统，
[0060]
其中，水生产系统配置成用于海底井注水，并且包括超滤单元和膜脱气单元。
[0061]
优选地，在浮动物体生产设施的码头位置处，至少一个风力涡轮机26、发电机25和水生产系统10安装在浮动物体上。在码头位置处安装风力涡轮机和发电机以及水生产系统的组件显着地降低了成本和工作量，因为码头的工作条件通常比海上位置处的工作条件好。
[0062]
已经参考一些实施方式描述了本发明。本领域技术人员在阅读和理解前面的详细描述后将会想到明显的修改和改变。本发明旨在被解释为包括所有这样的修改和改变，只要它们在所附权利要求的范围内。