CN102099543B - 用于引导流体流动的配置 - Google Patents
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Abstract
一种用于引导水下结构中流体流动或者由流体流动所运送的工具的配置，包括多个流动管线配置，每个流动管线配置都包括至少一个流动管线和在至少两个位置之间变化的至少两个分配装置，其中一个分配装置连接至少两个流动配置，取决于每一个分配装置的位置，提供流体流动模式的选择，将流体引导通过所述分配装置以及所述流动配置。本发明还包括用于引导流体流动或在流体流动内运送的工具的方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于引导水下结构中的流体流动或者由流体流动所运送的工具的配置(arrangement)和方法。
背景技术
现有技术中用于流体分配的各种设备和方法是已知的。
下面的出版物显示了用于流体分配的设备；
No 322524公开了一种用于连接或分开若干流体流中的一个的歧管。该歧管包括壳体，分流器系统转动布置在壳体内。
US 6000430显示了一种分配阀，其具有多个用于接收流入流的入口和用于流体流出流混合物的出口。此外，分配阀具有可转动的分配元件，该分配元件具有与开口连通的混合室。
发明内容
上述出版物显示了用于流体分配的设备，不涉及作为本发明目的的用于引导流动管线内的流体的配置。
本发明的该目的通过以下限定的配置和方法实现。
根据本发明涉及一种用于引导水下结构中流体流动或者由流体流动所运送的工具的配置和方法。所述工具可通过流体流动所产生的压力或者由其自身驱动装置来运送。该配置包括多个流动管线配置，每个都包括至少一个流动管线和要在至少两个位置之间变化的至少两个分配装置。一个分配装置连接至少两个流动配置，取决于每个分配装置的位置，提供流体流动模式的选择，将流体引导通过所述分配装置以及所述流动管线配置。该配置可预设为用于以环形模式流动的流体。
确定流动通过该水下结构的流的分配装置可布置有合适的部件，所述部件能够通过互连包含在该配置内的流动管线来提供不同的流动模式。在本发明的一个方面，该分配装置包括壳体，该壳体布置有用于流体流动的入口和出口的多个端口。选择器本体布置在该壳体内，可在不同位置之间移动并提供至少两个流动管线的互连。该选择器本体可设置为将选择器本体的通道定位为与端口中的两个对齐，用于从一个流动管 线通过分配装置流入另一流动管线的流体流动的连通。此外，该壳体可设置用于维护或紧急情况下的进入端口。
所要求保护的本发明可用在不同使用领域。根据本发明的配置可用于水下结构检查、监控、维修和维护，该水下结构包括可连接到水下井的流体流动管线。这些活动可通过诸如在流动管线内流动的维修流体或者通过具有推进力或在流动管线内由流体流动运送的工具(诸如清管器)来实施。在本发明配置的流动管线与诸如井的海底结构或包含在井内的设备流体连通的情况下，本发明的配置还可用于在生产期间碳氢化合物的运送。
该流动管线配置可包括仅一个流动管线，该流动管线具有连接到分配装置的一个端部和连接到另一个分配装置的另一个端部。可替换的，流动管线配置中的一个可包括多个流动管线和至少一个分配装置，但还可能是多个分配装置。取决于所使用的领域，这种流动管线配置可包括两个流动管线和一个分配装置或者多个分配装置和多个流动管线。根据本发明的该配置可由如上所述的不同流动管线配置或一个单一类型的流动管线配置构成。
在一个实施例中，根据本发明的配置包括第一流动管线配置，该第一流动管线配置带有设置在第一流动管线配置每个端部的第一分配装置和第二分配装置。该配置还设置有至少一个附加流动管线配置，该至少一个附加流动管线配置的一个端部连接到第一分配装置并且另一个端部连接到第二分配装置。该附加流动管线配置可包括由至少一个分配装置互连的单个流动管线或多个流动管线。包含在该配置中的附加流动管线配置的数量可根据使用领域而变化。可为在回路内流动的流体提供一个或多个附加流动管线配置。
该配置可设置第一和第二附加流动管线配置，每一个都具有连接到该第一分配装置的一个端部和连接到该第二分配装置的另一个端部。第一和第二分配装置的选定位置用于确定不同的流动模式。取决于该分配装置的位置，第一附加流动管线配置可连接到第一流动管线配置，或者第二附加流动管线配置可连接到第一流动管线配置。可替换的，该分配装置可放置在连接第一和第二附加流动管线配置的位置上。在提供流动管线配置之间连接的这三个不同方式中，该配置预设为用于将要进行的回路式循环模式。
在一个实施例中，主流动管线可设置至少两个主分配装置和多个回路，其中每个回路都包括流动管线、或者多个流动管线和分配装置的构造，每个回路的一个端部连接到一个主分配装置，每个回路的另一个端部连接到另一主分配装置。取决于每一个主分配装置以及分配装置的位置，流体流动在选定的回路式流动模式内被引导。
根据本发明的配置可设置至少一个从水面或水下船只延伸并连接到分配装置中的一个的附加流动管线。该船只是在近海领域所公知的类型，诸如FPSO、半潜式平台、浮式平台或者任何其它适合于实施与碳氢化合物的生产、水下流动管线的维修和维护相关的水下活动的装置。
该附加流动管线可以是立管或者连接到流动管线的立管或者连接到分配装置的流动管线配置。该附加流动管线运送流体或者工具出入该水下结构。根据本发明的配置在其中碳氢化合物要被运送通过该水下结构的一个实施例中，设置有用于与诸如井或海底结构的水下结构连通的装置。在这个实施例中，分配装置中的至少一个或阀布置用于流动管线配置和井之间的流体连通。
本发明还包括用于引导水下结构内流体流动或者流体流动所运送的工具的方法，其中工具可以是如上所述的清管器。流体在流动管线配置内流动，该配置包括设置有要在至少两个位置之间变化的至少两个主分配装置的主流动管线。该流体管线配置包括至少两个回路，其中每个回路都包括多个流动管线和分配装置的构造。每个回路布置为一个端部连接到主分配装置，每个回路的另一个端部连接到另一主分配装置。选择主分配装置的位置，引导流体在选定的回路内以特定流动模式流动。选择主分配装置的另一位置，引导流体以包含回路中的至少两个的流体流动模式流动。
通过选择主分配装置或分配装置中的一个的位置，流体可流动通过第一附加流动管线，该流动管线引导流体从如上所述类型的船只流向主分配装置中的一个或分配装置中的一个，进入选定的回路。通过选择主分配装置或分配装置中的一个的位置，流体的流动可通过第一附加流动管线或另一附加流动管线返回到船只。
附图说明
在下文中将参照附图对本发明的示例进行描述，其中：
图1是分配装置的示例的视图。
图2a-2c示意了图1所示的分配装置的使用示例。
图3是流动管线和分配装置的配置的示例的图示。
具体实施方式
图1显示了包括壳体2的分配装置1的不同视图，壳体2设有用于流体流动通道的端口3。选择器本体4设有用于流体流动通过的通道5。选择器本体4可移动地布置在壳体2的内部空间8内。在图1所示的实施例中，可转动的轴9设置成将选择器本体4连接到壳体2，从而使选择器本体4在连接壳体2的两个端口3的不同位置之间转动。将选择器本体4重新定位在内部空间8内的操作可由连接到可转动轴9的端部10的操作装置实施。选择器本体4可预设为仅沿一个方向转动，或者布置为沿两个方向转动。在后者的情况下，无论什么转动方向，选择器本体4都可设置为停止在预选位置上(或者在若干位置上)。结果，可相应地设置合适的止动装置。
在显示的实施例中，该壳体布置8个端口3用于流体流动通过。本领域技术人员可以意识到，端口3的数量和它们围绕壳体2的周边的位置会随使用该分配装置1的应用而变化。将选择器本体4设定为弯曲的形状，以连接围绕壳体2的周边且以给定间隔隔开的端口3。选择器本体4的形状以及接下来的通过通道5流体连接的端口3的中心轴线之间的角度当然会取决于使用的领域而变化。进入端口6布置在壳体内，用于进入容纳有选择器本体4的壳体的内部空间8。如果需要手动移动选择器本体4，在紧急情况或者操作轴9的装置失效的情况下，通过去除盖体7来使用进入端口4。接着可以通过合适的工具抵达选择器本体4来改变它的位置。而且，当认为需要对选择器本体4进行安装或维修时，使用进入端口。
在图2a-2c中，显示了位于三个不同位置的分配装置1的使用示例。图2显示了通过使用分配装置1以不同方式连接的三条流动管线20、21、22。在这些图中，分配装置1仅示意性示出，分配装置1的不同位置通过由箭头和线D、E和F所显示的通过分配装置1的流示意。在图2a中，分配装置1显示为通过选择器本体4连接流动管线21和22，选择器本体4被放置在使流体从流动管线21通过选择器本体4的流动通道5流到流动管线22的位置上，见线D。通过将选择器本体4转动到另一位置，将流动管线20和21连接，使流体流动通过分配装置1，关闭流 动管线22，如图2b所示，参见线E。进一步将选择器本体4转动到又一位置，连接流动管线20和22，实现它们之间通过分配装置1的流体连通，并关闭流动管线21，参见线F。通过在图2a-2c所示的三个位置之间转动选择器本体4，选择图示分配装置1的位置来获得三个不同的流动模式。
即使图2a-2c中只示出分配装置1的三个位置，图1所示的分配装置1潜在的可采取多于三个位置。图1所示的分配装置1具有用于流体流动入口和出口的8个端口，由此通过将选择器本体4转动到用于使运送流体的流动管线互连的预期位置，分配装置1能够获得多个位置。
图3显示了通过图1、图2a-2c所示的多个分配装置连接的水下流动管线的示意性系统的示例。流动管线31、32和33包括第一回路A，流动管线41、42和43包括第二回路B。第一和第二回路的端部显示为连接到主分配装置1a和1c。流动管线51和52构成主流动管线C，该主流动管线C具有连接到相同主分配装置1a和1c的端部。通过主分配装置1a和1c的使用，主流动管线C在每一个主分配装置1a和1c的一个位置上连接到回路A，主流动管线C在每一个主分配装置1a和1c的另一个位置上连接到回路B。此外，将主分配装置1a和1c转变到另一位置，提供了回路A和B的连接。每个回路A、B和主流动管线C设有通过分配装置1b、1d、1e、1g、1h连接的多个流动管线。本领域技术人员可以意识到，多于显示的两个回路的回路可连接到主流动管线C，并且每个回路也可连接到另外的回路或流动管线。
图3中的流动管线显示为连接到船只60，例如FPSO或者适于实施操作的其他海上运营船只。流动管线(立管)43、53和54提供了船只和图3所显示的流动管线系统之间的连接，主分配装置1a、1c和1i用于控制关闭或者提供船只和流动管线系统之间的连接。
在显示的流动管线内运送的流体可以是不同类型的流体，这取决于所使用的流动管线的操作模式。流体可以是来自井61-66并进入流动管线的受控于关联的分配装置或者一些其它类型的阀装置的碳氢化合物蒸气。碳氢化合物经由流动管线以选定的流动模式运送，并流入船只60。在流动管线需要清洗的情况下，流体可以是甲醇，在为流动管线的内侧壁提供防腐性能的情况下，流体可包括抑制剂。还可能需要检查或从流动管线的内侧去除碎片，为了实施该检查，可使用诸如清管器(pig)的 工具。该工具可在流动管线内通过流体流动所提供的压力运送，或者可设置某种类型的驱动装置。
为了清洗和或检查流动管线，工具和或清洗流体可从船只60经由流动管线54(在此情况下用作引入线(service line))运送到主分配装置1a，清洗流体和或工具可从这里被引导到回路A或B。在回路A、B内循环后，流体/工具在流动管线43或53内返回到船只。
图3所显示的系统还包括没有构造为形成回路的流动管线70、71、80、81。通过这些流动管线的流体的流动还受分配装置1i、1j的控制。
Claims (12)
1.一种用于引导水下结构中的流体流动或者由流体流动所运送的工具的设备，包括多个流动管线装置，每个流动管线装置都包括多个流动管线（20,21,22,31,32,41,42,43），以及至少两个分配装置（1,1b,1d,1e,1f,1g,1h,1i,1j），其中，所述至少两个分配装置中的每一个都连接至少两个流动管线，其中，每一个分配装置（1,1b,1d,1e,1f,1g,1h,1i,1j）都包括布置有多个端口（3）的壳体（2），多个端口用于流体流动的入口和出口，在所述壳体（2）内，选择器本体（4）能够在不同位置之间转动来互连至少两个流动管线，以取决于每一个分配装置（1,1b,1d,1e,1f,1g,1h,1i,1j）的选择器本体（4）的位置，来选择引导流体流动通过所述分配装置（1,1b,1d,1e,1f,1g,1h,1i,1j）和所述至少两个流动管线的流体流动模式，其中，所述流体流动模式构成回路，流体在回路内流动。
2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述设备包括第一流动管线装置和至少一个附加流动管线装置，所述第一流动管线装置带有设置在该第一流动管线装置的每个端部的第一分配装置（1,1b,1d,1e,1f,1g,1h,1i,1j）和第二分配装置（1,1b,1d,1e,1f,1g,1h,1i,1j），所述至少一个附加流动管线装置的一个端部连接到所述第一分配装置（1,1b,1d,1e,1f,1g,1h,1i,1j）并且另一个端部连接到所述第二分配装置。
3.根据权利要求1和2的其中一项所述的设备，其中，从水面或水下船只（60）延伸的至少一个附加流动管线连接到所述分配装置（1,1b,1d,1e,1f,1g,1h,1i,1j）中的一个。
4.根据权利要求1所述的设备，其中，所述选择器本体（4）设置为将所述选择器本体（4）的通道（5）定位为与所述端口（3）中的两个对齐，用于流动通过所述分配装置（1,1b,1d,1e,1f,1g,1h,1i,1j）的流体的连通。
5.根据权利要求1-2的其中一项所述的设备，其中，所述壳体（2）设置有进入端口。
6.根据前述权利要求1-2的其中一项所述的设备，其中，所述分配装置（1,1b,1d,1e,1f,1g,1h,1i,1j）中的至少一个或阀被布置成用于所述流动管线装置和水下结构之间的流体连通。
7.根据权利要求6所述的设备，其中，所述水下结构为井（61-66）或海底结构。
8.根据权利要求1-2的其中一项所述的设备，其中，所述分配装置（1,1b,1d,1e,1f,1g,1h,1i,1j）设置成用于停止在至少一个预定位置上。
9.一种用于引导水下结构内的流体流动或者流体流动所运送的工具的方法，其中，流体在流动管线装置内流动，所述流动管线装置包括设置有至少两个主分配装置（1a,1c）的主流动管线（C）、以及至少两个回路（A,B），流体在回路内流动，其中，每个回路都包括多个流动管线（51,52）和分配装置（1b,1d,1e,1g,1h）的构造，其中，每个回路（A,B）都布置为一个端部连接到所述主分配装置（1a,1c）中的一个，每个回路的另一个端部连接到所述主分配装置（1a,1c）中的另一个，其中，分配装置（1b,1d,1e,1g,1h）和主分配装置（1a,1c）中的每一个都包括布置有多个端口（3）的壳体（2），多个端口用于流体流动的入口和出口，在所述壳体（2）内，选择器本体（4）能够在不同位置之间转动，用于引导流体在包括至少两个所述回路（A,B）或者所述主流动管线（C）和至少一个所述回路（A,B）的特定流动模式中流动。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，选择所述主分配装置（1a,1c）中的一个的选择器本体（4）的位置，引导流体在选定的回路（A,B）内以特定流动模式流动，其中，选择所述主分配装置（1a,1c）中的一个的选择器本体（4）的另一位置，引导流体在包括至少两个所述回路（A,B）的流体流动模式中流动。
11.根据权利要求9或10所述的方法，其中，通过选择其中一个所述主分配装置（1a,1c）的选择器本体（4）的位置，流体流动通过第一附加流动管线（43,53,54），将流体从水面或水下船只（60）引导到所述其中一个主分配装置（1a,1c）并进入选定回路（A,B）。
12.根据权利要求9-10的其中一项所述的方法，其中，通过选择所述主分配装置（1a,1c）的选择器本体（4）的位置，引导流体流动通过第一附加流动管线或另一附加流动管线（43,53,54）返回到水面船只(60)。
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