(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
深海採掘方法であって、
−水域の底から物質処理プラットフォームへと、ライザライン内に有価物質の上方流を生み出すステップと、
−前記処理プラットフォームで前記物質を処理するステップと、
−前記処理プラットフォームから前記水域の前記底に向かう海水および前記物質の非有価部分の混合物の戻り流を戻りパイプ内に生み出すステップと、
−戻りパイプ圧力信号を与える為に使用される測定手段によって前記戻りパイプ内の圧力を測定するステップと、
−前記戻りパイプ内の真空、前記戻りパイプの圧壊及び／又は前記戻りパイプ内のキャビテーションを避ける為に、圧力制御手段によって前記戻りパイプ内の圧力を制御するステップと、
を含み、
前記戻りパイプ内の前記圧力を制御するステップは、前記戻り流の流量を制御する工程を含み、前記戻り流の前記流量を制御する工程は、前記戻りパイプ圧力信号に応じて前記圧力制御手段を作動させることを含む、方法。
【請求項２】
前記戻り流の前記流量を制御するステップは、圧力制御手段を準備する工程を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記圧力制御手段は、能動手段および受動手段を含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記圧力制御手段は、絞り弁、ベンドのシステム、タービン、タービンとして使用されるポンプ、ポンプ、混合物カラムの高さの為の制御手段から選択される、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記圧力制御手段は、前記戻りパイプ圧力信号に応じて、応答時間制限内で作動し、前記応答時間制限は、０．５秒から１０秒である、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記物質は、ガスハイドレートを含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
戻りラインの為の深海採掘流量制御システムであって、
−戻りパイプ圧力信号を準備する為に戻りパイプの内部圧力を測定する為の測定手段と、
−物質処理プラットフォームから水域の底に向かって、海水および非有価物質部分の混合物の戻り流を前記戻りパイプ内で制御する為の圧力制御手段と、
を含む、深海採掘流量制御システム。
【請求項８】
前記圧力制御手段は、能動手段および受動手段を含む、請求項７に記載の深海採掘流量制御システム。
【請求項９】
前記圧力制御手段は、絞り弁、ベンドのシステム、タービン、タービンとして使用されるポンプ、ポンプ、混合物カラムの高さの為の制御手段から選択される、請求項８に記載の深海採掘流量制御システム。
【請求項１０】
深海採掘システムであって、−有価物質部分および非有価物質部分へと物質を処理する為の物質処理プラットフォームと、
−水域の底から前記物質処理プラットフォームへと、掘り出された物質の上昇流を内部に生み出す為のライザラインと、
−前記処理プラットフォームから前記水域の前記底に向かう、海水および前記非有価物質部分の混合物の戻り流を内部に生み出す為の戻りパイプと、
−前記戻りパイプ内のキャビテーションおよび／または前記戻りパイプの圧壊を避けるように、特に、前記戻りパイプの上部内のキャビテーションおよび／または前記上部の圧壊を避けるように前記戻りパイプ内の前記圧力を制御する為の、請求項７〜９のいずれか一項にしたがう深海採掘流量制御システムと、
を含む、深海採掘システム。
【発明の詳細な説明】
【背景】
【０００１】
本発明は、深海の為の採掘方法に関する。
【０００２】
WO2012091706は、ウェル・アニュラス（well annulus）の為の海底圧力制御システムに関し、このシステムは、ウェル・アニュラスから水上位置までの掘削流体の流れを変更できるように制限し、海底位置に位置決めされる海底チョークと、海底チョークを自動的に作動させる海底処理制御システムとを含み、所望の圧力がウェル・アニュラス内で維持される。
【０００３】
一般的に、物質が海底で掘り出され、船まで上方に圧送されて処理されるとき、運搬量には、大抵、廃棄物が含まれる。これらは、海底までパイプを経て下方に戻される。採掘において、水より重いスラリは、海底まで戻される。もし、戻りパイプ内のスラリカラムの静水圧が摩擦損失およびカラム水圧の合計より高い場合、戻りパイプの最上部での真空という高リスクが残る。
【発明の概要】
【０００４】
本発明は、深海採掘システムにおける戻り流の制御性を改善することを目的とする。
【０００５】
本発明の他の目的は、それに関連した課題が少なくとも部分的に解決される点で、既知の深海採掘方法を改善することである。
【０００６】
また更なる本発明の目的は、代用の深海採掘方法を提供することである。
【０００７】
本発明の第１態様によると、その目的は深海採掘方法で実現されるが、その方法は、
【０００８】
−水域の底から物質処理プラットフォームまで、ライザラインで掘り出された物質の上昇流を生み出すステップと、
【０００９】
−処理プラットフォームで物質を有価物質部分および非有価物質部分へと処理するステップと、
【００１０】
−処理プラットフォームから水域の底に向かって、物質の非有価部分および海水の混合物の戻り流を戻りパイプ内で生み出すステップと、
【００１１】
−戻りパイプ内のキャビテーションおよび／または戻りパイプの圧壊を避ける為に、特に、戻りパイプの上部で圧壊または上部におけるキャビテーションを避ける為に、戻りパイプ内の圧力を制御するステップと、を含む。
【００１２】
戻りパイプ内の圧力を制御するため、パイプの加圧能力（capacity）の使用を最適化しつつ、パイプの構造的保全性が維持できる。さらに、圧力制御は、戻り流からのエネルギ回収を可能にする。
【００１３】
水より重いスラリを戻すことに伴う問題は、もし、カラムの静水圧がパイプ内の摩擦損失より高い場合、物質は加速し、戻りパイプの最上部に真空がつくられるかもしれないことである。この真空は、パイプの圧壊に至る可能性がある。フォールパイプ船のような既知の非採掘システムでは、ダンピングレートや水流が制御できるので、全体の処理を制御可能できる。しかしながら、採掘システムでは、戻り流が産出物の流れに依存し、物質と水の流れは予め設定されており、順応性がない。戻りパイプ内の真空を積極的に制御するステップによる本発明に従い、必要な順応性が達成される。
【００１４】
本発明は、自由落下の原則に従って少なくとも部分的に作動する戻りパイプにとって特に有用である。しかしながら、圧力駆動式戻りパイプでは、「自由落下」も生じることが明らかである。
【００１５】
本発明は採掘事業および物質の流れに関するが、WO2012091706はオイルの流れまたはガスの流れに関わる事業に関する。システム及び事業に対して異なる要件を課す異なる流れの為、採掘事業と比べると、主として、オイル事業およびガス事業は異なる技術分野である。
【００１６】
本願において、深海は少なくとも５００ｍ、好ましくは少なくとも１０００ｍの深さを有する海を意味する。
【００１７】
物質処理プラットフォームは、船、さらに、海底システムまたは海洋のような水域の底によって支えられるシステムでもある。
【００１８】
物質処理プラットフォームで行われる処理の実施例は、たとえば：掘り出された物質の流れが、ガス、オイル、及び／又はハイドレートのような有価物質部分と、水のような非有価物質部分とに分離されてもよい。また、水分は、「脱水モジュール」によって掘り出された物質の上昇流から除去されてもよい。任意で、ガスが圧縮されてもよい。さらに、噴射前に予め処置されてもよい（海）水は、戻りパイプに噴射されてもよい。
【００１９】
本発明に従う方法の実施形態において、戻りパイプ内の圧力を制御するステップは、戻りパイプ圧力信号を提供する為に内部戻りパイプ圧力を測定する工程を含む。
【００２０】
この方法の実施形態において、戻りパイプ内の圧力を制御するステップは、戻り流の流量を制御する工程を含む。
【００２１】
この方法の実施形態において、戻り流の流量を制御する工程は、圧力制御手段を準備することを含む。
【００２２】
オプションとして、バッファすなわち中間バッファが戻りパイプの最上部につくられ、戻りパイプへの比例した物質の供給をつくってもよい。この結果は、このバッファを維持するのに必要なデッキ空間および耐荷力である。
【００２３】
この方法の実施形態において、圧力制御手段は、能動的および／または受動的手段を含む。
【００２４】
この方法の実施形態において、圧力制御手段は、より小さいパイプ径のような絞り弁、ベンドのシステム、タービン、タービンとして使用されるポンプ、ポンプ、混合物カラムの高さの為の制御手段から選択される。
【００２５】
これらの圧力制御手段は、換言すると、戻りパイプ内に含まれるエネルギ消散手段として、或いは、可能であれば、当該システムによって放散されるエネルギの一部を取り戻す為に潜在的エネルギと消散損失（すなわち、パイプ抵抗）を釣り合わせることによって真空を制御可能にする為のシステムのラインとして、作用する。
【００２６】
この方法の実施形態において、戻り流の流量を制御するステップは、戻りパイプ圧力信号に応じて、圧力制御手段を作動させる工程を含む。
【００２７】
この方法の実施形態において、圧力制御手段は、戻りパイプ圧力信号に応じて応答時間制限内で作動するが、応答時間制限は、低くても、０．５秒〜１０秒、好ましくは、１秒〜５秒である。
【００２８】
掘り出された物質は、ガスハイドレートを含んでもよい。
【００２９】
本発明の更なる態様によると、その目的は、戻りラインの為の深海採掘流量制御システムで実現されるが、そのシステムは、
【００３０】
−戻りパイプ圧力信号を与える為の、戻りパイプの内部圧力を測定する為の測定手段と、
【００３１】
−処理プラットフォームから水域の底に向かう、非有価物質部分および海水の混合物の戻り流を戻りパイプ内で制御する為の圧力制御手段と、を含む。
【００３２】
深海採掘流量制御システムの実施形態において、圧力制御手段は、能動的および／または受動的手段を含む。
【００３３】
深海採掘流量制御システムの実施形態において、圧力制御手段は、絞り弁、ベンドのシステム、タービン、タービンとして使用されるポンプ、ポンプ、混合物カラムの高さの為の制御手段から選択される。
【００３４】
もっと更なる本発明の態様によると、その目的は、戻りラインの為の流量制御システムを含む深海採掘システム、すなわち、
【００３５】
−水域の底から物質処理プラットフォームまで有価物質の上昇流を内部で生み出す為のライザラインと、
【００３６】
−有価物質部分および非有価物質部分へと物質を処理する為の物質処理プラットフォームと、
【００３７】
−処理プラットフォームから水域の底に向かって、物質の非有価部分および海水の混合物の戻り流を内部に生み出す為の戻りパイプと、
【００３８】
−戻りパイプの圧壊および／または戻りパイプ内のキャビテーションを避ける為に、特に、戻りパイプの上部におけるキャビテーションおよび／または上部の圧壊を避ける為に、戻りパイプ内の圧力を制御する為の、本発明に従う深海採掘制御システムと、
【００３９】
で実現される。
【００４０】
本発明は、さらに、上記説明で説明された特徴および／または添付図面で示された特徴のうちの一つ以上を含む装置に関する。
【００４１】
本発明は、さらに、上記説明で説明された特徴および／または添付図面で示された特徴のうちの一つ以上を含む方法に関する。
【００４２】
本願で検討された様々な態様は、追加の有利な利点を提供する為に組み合わせることが可能である。
【００４３】
【図面の簡単な説明】
【００４４】
以下、図１に示された好ましい実施形態を参照して、本発明を更に説明する。
【００４５】
【図１】図１は、本発明に従う深海採掘システムの概略側面図である。
【実施形態の詳細な説明】
【００４６】
図において、深海採掘システム１が部分的に示されている。深海採掘システムは、戻りライン６の為に流量制御システム３ａ−ｃを含む。深海採掘システムは、有価物質部分および非有価物質部分へと物質を処理する為に物質処理プラットフォーム２を含む。深海採掘システム１は、水域８の底から物質処理プラットフォーム２へと、有価物質の上昇流５を内部に生み出す為にライザライン４を含む。
【００４７】
深海採掘システム１は、処理プラットフォームから水域の底に向かって、物質の非有価部分および海水の混合物の戻り流７を生み出す為に戻りパイプ６を含む。
【００４８】
深海採掘システム１は、戻りパイプ６の圧壊を避ける為に戻りパイプ６内の圧力を制御するように深海採掘流量制御システム３ａ−ｃを含む。そのような流量制御システムの実施例は、絞り弁、ベンドのシステム、タービン、タービンとして使用されるポンプ、ポンプである。
【００４９】
また、上記説明および図面は、本発明の幾つかの実施形態を例示するために含まれたこと、保護範囲を制限するものではないことは明らかであろう。この開示内容から始まり、多くの実施形態が、この発明の本質および保護範囲内にあること、これらが、従来技術および本特許の開示内容の明白な組合せであることは、当業者にとって明らかであろう。
【図１】
0006460539.tif 000002