CN102561985B - 用于海底力生成装置的可再充装系统及方法 - Google Patents

用于海底力生成装置的可再充装系统及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102561985B
CN102561985B CN201110437374.6A CN201110437374A CN102561985B CN 102561985 B CN102561985 B CN 102561985B CN 201110437374 A CN201110437374 A CN 201110437374A CN 102561985 B CN102561985 B CN 102561985B
Authority
CN
China
Prior art keywords
encapsulation
chamber
low pressure
pressure
recipient
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201110437374.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102561985A (zh
Inventor
M·沃尔德利
R·古斯塔夫森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hydril USA Distribution LLC
Original Assignee
Hydril USA Manufacturing LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hydril USA Manufacturing LLC filed Critical Hydril USA Manufacturing LLC
Publication of CN102561985A publication Critical patent/CN102561985A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102561985B publication Critical patent/CN102561985B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B33/00—Sealing or packing boreholes or wells
    • E21B33/02—Surface sealing or packing
    • E21B33/03—Well heads; Setting-up thereof
    • E21B33/035—Well heads; Setting-up thereof specially adapted for underwater installations
    • E21B33/0355—Control systems, e.g. hydraulic, pneumatic, electric, acoustic, for submerged well heads
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B33/00—Sealing or packing boreholes or wells
    • E21B33/02—Surface sealing or packing
    • E21B33/03—Well heads; Setting-up thereof
    • E21B33/06—Blow-out preventers, i.e. apparatus closing around a drill pipe, e.g. annular blow-out preventers
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B33/00—Sealing or packing boreholes or wells
    • E21B33/02—Surface sealing or packing
    • E21B33/03—Well heads; Setting-up thereof
    • E21B33/06—Blow-out preventers, i.e. apparatus closing around a drill pipe, e.g. annular blow-out preventers
    • E21B33/061—Ram-type blow-out preventers, e.g. with pivoting rams
    • E21B33/062—Ram-type blow-out preventers, e.g. with pivoting rams with sliding rams
    • E21B33/063—Ram-type blow-out preventers, e.g. with pivoting rams with sliding rams for shearing drill pipes
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B33/00—Sealing or packing boreholes or wells
    • E21B33/02—Surface sealing or packing
    • E21B33/03—Well heads; Setting-up thereof
    • E21B33/06—Blow-out preventers, i.e. apparatus closing around a drill pipe, e.g. annular blow-out preventers
    • E21B33/064—Blow-out preventers, i.e. apparatus closing around a drill pipe, e.g. annular blow-out preventers specially adapted for underwater well heads
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B23/00—Pumping installations or systems
    • F04B23/04—Combinations of two or more pumps
    • F04B23/06—Combinations of two or more pumps the pumps being all of reciprocating positive-displacement type
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00—Fluid handling
    • Y10T137/0318—Processes
    • Y10T137/0402—Cleaning, repairing, or assembling
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00—Fluid handling
    • Y10T137/8593—Systems
    • Y10T137/85978—With pump
    • Y10T137/86035—Combined with fluid receiver

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)
  • Reciprocating Pumps (AREA)
  • Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
  • Pressure Vessels And Lids Thereof (AREA)

Abstract

本发明名称为“用于海底力生成装置的可再充装系统及方法”。用于重置低压接收器中的压力的方法和再充装机制。再充装机制包括低压接收器，配置成具有第一腔和第二腔，第一腔配置成接收高压液压液体，而第二腔配置成包含低压气体。再充装机制还包括：流体连接到第一腔的第一端口的阀门；流体连接到第一腔的第二端口的泵吸装置；以及流体连接到阀门并配置成关闭或打开闸板的防喷器(BOP)部分。泵吸装置配置成在阀门关闭第一腔的第一端口与BOP部分之间的流体连通时将液压流体从低压接收器的第一腔抽空。

Description

用于海底力生成装置的可再充装系统及方法
技术领域
一般来说，本文公开的主题的实施例涉及方法和装置，并且更具体地说，涉及用于再充装生成海底力的装置的机制和技术。
背景技术
在过去几年中，随着矿物燃料价格的攀升，开发新产品田(production field)的兴趣大大增长。但是，陆基产品田的可用性有限。因此，如今该行业延伸到在看似拥有大量矿物燃料的近海位置钻井。
从海上油田提取矿物燃料的现有技术可使用图1所示的系统10。更具体地说，系统10可包括具有供应电力/通信缆线16给控制器18的卷盘14的船舶12。可使用Mux卷盘传送电力和通信。一些系统具有传送带压力的流体的软管卷盘或传送带压力的流体的硬管(刚性管道)，或同时具有两者。其它系统可具有带通信或线路的软管(导向器)以在海底供应和操作功能。但是，这些系统的共有特性是其有限的操作深度。控制器18安置在海底，接近海床20或在海床20上。在这方面，应当注意，图1所示的元件并非按比例绘制，并且不应从图1推断尺寸。
图1还示出海底井23的井口22和进入海底井23的钻井线路24。钻井线路24的末端有钻头(未示出)。采用多种机制(也未示出)旋转钻井线路24，亦即旋转钻头，以延伸海底井。
但是，在正常钻井作业期间，可能发生非预期的事件，其可能损坏井和/或用于钻井的设备。一个这种事件是气、油或其它井流体从地下岩层不受控制地流入井。这种事件有时被称作“溢流”或“井喷”，并可能在岩层压力超过钻井流体柱的压力时发生。这种事件是无法预见的，并且如果不采取措施预防它，可能会损坏井和/或相关设备。
因此，压力控制装置(例如，防喷器(BOP))可安装在井顶部以密封井，在此情况下井的完整性受到影响。BOP常规地实现为阀门，以防止钻井或完井作业期间压力释放到套管与钻杆之间的环形空间或裸孔(即，无钻杆的孔)中。图1示出由控制器18(通常称作POD)控制的BOP26或28。控制器18控制蓄能器30以关闭或打开BOP 26或28。更具体地说，控制器18控制阀门系统(未示出)以打开和关闭BOP。用于打开和关闭阀门的液压流体通常由水面上的设备加压。加压流体存储在水面和海底的蓄能器中，以操作BOP。蓄能器中海底存储的流体还可用于在井失去控制时剪切和/或支持声功能。蓄能器30可包括存储带压力的液压流体并提供打开或关闭BOP所必需的压力的容器(罐)。来自蓄能器30的压力由管32载运到BOP26和28。
本领域普通技术人员会理解，在深海钻井中，为了克服由海水在BOP的作业深度生成的高静水压力，蓄能器30最初必须充装到海底环境压力以上的压力。典型的蓄能器通过氮充装，但当预充装压力增大时，氮的效率降低，从而添加了额外的成本和重量，因为执行与水面上相同的作业在海底需要更多的蓄能器。例如，水面60升(L)蓄能器可在水面上具有24L的可用容量，但在3000m的水深处可用容量低于4L。在深海提供该额外压力成本高昂，用于提供高压的设备体积庞大，因为作为蓄能器30的一部分的罐的尺寸很大，并且BOP的作业范围受到作业深度的充装压力与静水压力之间的初始压力差的限制。
在这方面，图2示出经由阀门34连接到缸36的蓄能器30。缸36可包括活塞(未示出)，当活塞一侧上的第一压力高于活塞另一侧上的第二压力时活塞移动。第一压力可以是静水压力加上由蓄能器30释放的压力，而第二压力可以是静水压力。因此，使用加压的罐存储高压流体以操作BOP使得海上钻塔作业成本高昂并且需要操纵大型部件。
如以上针对图2所述，由于氮在高压下的低效率，蓄能器30体积庞大。随着海上油田的位置越来越深(就海面到海床的距离变得越来越大而言)，由于对指定初始充装，初始充装压力与当地静水压力之间的差异减小的事实，基于氮的蓄能器变得更缺乏效率，从而需要增大蓄能器的体积(取决于所需的剪切压力和水深，必须使用16个320L的瓶子)，并增加部署和维护蓄能器的价格。
如R.Gustafson于2008年12月18日提交的标题为“海底力生成装置和方法”的美国专利申请序号12/338,652(律师案卷号236466/0340-005)中所公开的(其完整公开结合到本文中)，一种新的布置可用于生成力F，如图3所示。图3示出封装36，其中包括能够在封装36中移动的活塞38。活塞38将封装36分成由缸36和活塞38定义的腔40。腔40称作密封腔。封装36还包括开放腔42，如图3所示。封装36可在BOP中构成并且开放腔42和密封腔40起动连接到杆44的闸板(未示出)。
腔40和42两者中的压力可以相同，即，海水压力(环境压力)。腔40和42两者中的环境压力可通过允许海水经由相应阀门(未示出)自由进入这些腔来实现。因此，由于活塞38两侧没有压力差，活塞38静止并且不生成力F。
在必需供应力以激活某个设备时，必须移动与活塞38关联的杆44。这可以通过在活塞38两侧生成压力失衡来实现。
虽然在图3中示出并且在R.Gustafson的专利申请序号12/338,652(律师案卷号236466/0340-005)中描述的布置公开了如何在不使用蓄能器的情况下生成海底力，但是，如下文所述，蓄能器仍可用于供应补充压力。图3示出开放腔42可连接到低压接收器60。阀门62可插入开放腔42与低压接收器60之间，以控制开放腔42与低压接收器60之间的压力。
如图3所示，当不需供应力时，密封腔和开放腔中的压力均为Pamb，而接收器60中的压力约为Pr＝1atm或更低，以提高效率。当需要力起动某个钻塔设备(例如，BOP的闸板)时，阻止海水进入开放腔42并且阀门62打开，以使得开放腔42可与低压接收器60连通。在密封腔40、开放腔42和低压接收器60中发生以下压力变化。当活塞38在图4中开始从左向右移动时，由于更多海水经由管64进入密封腔40，密封腔40保持在环境压力。随着低压Pr经由阀门62变得可得到，开放腔42中的压力降低，即海水从开放腔42移至低压接收器60以均衡开放腔42与低压接收器60之间的压力。因此，密封腔40与开放腔42(现在已相对环境密封)之间发生压力失衡，并且此压力失衡触发活塞38在图3中向右移动，由此生成力F。
图3中所示装置的一个特征是低压接收器60具有有限的功能性的事实。更具体地说，一旦来自开放腔42的海水释放到低压接收器60中并且开放腔42对环境密封，低压接收器60无法再供应低压，除非采用某种机制以排空低压接收器60接收的海水。换言之，必须排出在打开阀门62后占据低压接收器60的海水，并且必须重建在打开阀门62前存在于低压接收器60中的环境压力气体以再充装低压接收器60。
根据示范实施例并如图4所示，通过提供连接到低压接收器60的重置接收器70可重复使用低压接收器60，如R.Gustafson的、2008年12月18日提交的标题为“可再充装海底力生成装置和方法”的美国专利申请序号12/338,669(律师案卷号236956/0340-008)中描述的，其完整公开结合到本文中。重置接收器70和低压接收器60可整体构成，即在一件中构成。图4示出在单个重置模块72中构成的低压接收器60和重置接收器70。
低压接收器60可包括定义低压气体腔76的可移动活塞74。此低压气体(或真空)腔76是填充环境压力的气体(例如，空气)的腔，并且提供低压给BOP的开放腔42。低压接收器60可包括端口78，它可以是到BOP的液压返回端口。
活塞组件80刺入低压接收器60中。活塞组件80在重置接收器70中提供。活塞组件80包括活塞82和第一延伸元件84。活塞82配置成在重置接收器70中移动，而第一延伸元件84配置成进入低压接收器60以向活塞74施加力。活塞82将重置接收器70分成重置开放收缩腔86和重置密封延伸腔88。重置开放收缩腔86配置成经由端口90与压力源(未示出)连通。重置密封延伸腔88配置成经由端口92与该压力源或另一个压力源连通。从压力源释放压力到重置接收器70可由阀门94和96控制。可在低压接收器60和重置接收器70之间构成实体墙98以分离两个接收器。活塞82的第二延伸元件100可用于锁定活塞82。活塞82可由锁定机制102锁定在所需位置。用于锁定活塞的机制在本领域中已知，例如德克萨斯州休斯顿的Hydril Company LP的Hydril多位置锁定(MPL)接合器，或其它锁定装置，例如夹持器锁定装置或球状手柄锁定装置。
但是，希望提供用于再充装低压接收器的其它系统和方法。
发明内容
根据一示范实施例，具有一种再充装机制，其用于重置连接到海底压力控制装置的低压接收器中的压力。再充装机制包括：配置成具有第一腔和第二腔的低压接收器，第一腔配置成接收高压液压液体而第二腔配置成包含低压气体；流体连接到低压接收器的第一腔的第一端口的阀门；流体连接到低压接收器的第一腔的第二端口的泵吸装置；以及流体连接到阀门并配置成关闭或打开闸板的防喷器(BOP)部分。泵吸装置配置成在阀门关闭第一腔的第一端口与BOP部分之间的流体连通时将液压流体从低压接收器的第一腔抽空。
根据另一个示范实施例，具有一种泵吸装置，其配置成在连接到海底压力控制装置的低压接收器中重建低压。泵吸装置包括通过通道互相连接的第一封装和第二封装；在第一封装中提供将第一封装分割为第一腔和第二腔的活塞；连接到第一腔并配置成与高压源流体连通的第一端口；连接到第二腔并配置成与该高压源流体连通的第二端口；以及连接到活塞并配置成以阻止来自第二封装的流体进入第一封装的方式贯穿第一封装、通道和第二封装的杆。
根据又一个示范实施例，具有一种方法，其通过泵吸装置在低压接收器中重建低压。该方法包括通过通道将泵吸装置的第一封装和第二封装互相连接的步骤；在第一封装中提供将第一封装分割为第一腔和第二腔的活塞的步骤；将第一端口连接到第一腔以与高压源流体连通的步骤；将第二端口连接到第二腔以与该高压源流体连通的步骤；以及将杆连接到活塞从而以阻止来自第二封装的流体进入第一封装的方式贯穿第一封装、通道和第二封装的步骤。
附图说明
结合在本说明书中并且构成其一部分的附图示出一个或多个实施例，并且连同描述一起来说明这些实施例。在附图中：
图1是常规海上钻塔的示意图；
图2是用于生成海底力的蓄能器的示意图；
图3是与连接到BOP的低压接收器的示意图；
图4是用于再充装低压接收器的装置的示意图；
图5是根据一示范实施例的、用于再充装低压接收器的泵吸系统的示意图；
图6是根据一示范实施例的、用于再充装低压接收器的泵吸系统的更详细的示意图；
图7是用于控制海底井的装置的示意图；
图8是根据一示范实施例的泵吸系统的示意图；以及
图9是根据一示范实施例的用于再充装低压接收器的方法的流程图。
具体实施方式
示范实施例的以下描述参照附图。不同附图中的相同参考标号标识相同或相似的元件。以下详细描述并不是限制本发明。作为替代，本发明的范围由所附权利要求来定义。为了简洁起见，针对BOP系统结构的术语和结构来论述以下实施例。但是，随后要论述的实施例并不局限于这些系统，而是可应用于要求在环境压力高(例如，在海底环境中)时重复供应力的其它系统，例如海底压力控制装置。
本说明书中通篇提到的“一个实施例”或“一实施例”表示结合一实施例描述的具体特征、结构或特性包含在公开主题的至少一个实施例中。因此，词组“在一个实施例中”或“在一实施例中”在本说明书的多个位置中的出现不一定表示同一个实施例。此外，具体特征、结构或特性可按照任何适当方式结合在一个或多个实施例中。
根据一示范实施例，下面描述一种再充装低压接收器的新方法。根据这个实施例，泵可连接到低压接收器以排出海水或其它流体并在低压接收器内重建气体低压。泵可配置成将海水从低压接收器排入海中，或再循环海水。泵可配置成处理一个或多个低压接收器。泵可放置在海底，靠近低压接收器或放置在井上方的船上。
根据图5所示的一示范实施例，再充装系统110可包括低压接收器60、泵吸装置120、BOP部分140及阀门140。泵吸装置120可具有端口122和124，它们用于激活泵吸装置以将海水从低压接收器60中排出。在泵吸装置120和低压接收器60之间提供流体连接160(例如，管)。
阀门150配置成提供低压接收器60与BOP部分140的开放腔142之间的流体连通，并还允许压力源170提供压力给BOP部分140，如下文所述。另一压力源可连接到BOP部分140的密封腔144，并且这个压力源可包括另一低压接收器180、一个或多个蓄能器182和/或连接到水面船舶(未示出)的管184。所有这些动力源均连接到BOP部分140的端口186。管184可连接到船舶上提供的泵。BOP部分140是BOP的一部分并包括用于经由杆148连接到活塞149的闸板146的关闭和打开机制。活塞149上的压力差，密封腔144和开放腔142中产生的压力，决定闸板146的移动方向。
根据图6所示的一示范实施例，低压接收器60具有将腔77与气体腔76分离的活塞74。但是，根据另一个示范实施例，在气体腔76中的气体与腔77中的流体由于例如重力分离时，可去除活塞74。气体腔76配置成隔绝地密封在此腔中提供的气体。气体在水面提供以具有约1atm的压力。一种可能的气体是空气。但是，可能在气体腔76中提供真空。可选的活塞74在接触低压接收器60的内壁处提供有密封垫(未示出)，以防止气体从气体腔76溢出或防止海水(或其它流体)从腔77进入气体腔76。因此，在一个应用中，气体腔76与环境或其它媒介完全隔离，即没有端口或阀门连接到气体腔76。相反，腔77经由第一端口79a连接到阀门150和BOP部分140，并经由第二端口79b连接到管160和泵吸装置120。
泵吸装置120可包括能够移动流体的泵或类似装置。根据一示范实施例中，泵吸装置120包括经由通道130互相连接的第一封装126和第二封装128。第一封装126的截面面积A1大于第二封装128的截面面积A2。截面面积A1和A2代表每个封装在X轴上基本垂直截取的面积，活塞132沿X轴在第一封装126内移动。活塞132连接到贯穿第一封装126、通道130和第二封装128的杆134。杆134的截面面积A3可小于面积A2。可选地，具有面积A3的活塞136可连接到杆134。可选择面积A1到A3以放大对泵的作用。通过在端口122和/或124处提供适当的压力，迫使活塞132沿X轴移动。因此，杆134在第二腔128内中移动以吸收来自腔77的流体并将吸收的流体排放到泵吸装置120外。
杆134沿与X轴相反方向的移动从低压接收器60的腔77吸收海水。杆134沿与X轴的移动迫使从腔77沿管137吸收海水。阀门190和192(配置成仅允许一个方向的流动的定向阀)阻止海水再进入腔77或沿管道137吸收海水。管道137可配置成将海水释放到环境中，或可沿管道194和174将海水送往压力源170。活塞132可具有封胶138以减少第一封装126的腔126a与126b之间的流体连通。
低压接收器60的腔77还与阀门150连通。阀门150可以是常规板式安装(SPM)阀或其它已知阀门。通过导向阀152在多种位置之间起动SPM阀。导向阀152可以是电磁阀(电激活的阀门)。如图所示，导向阀152连接到SPM阀150。
在一个应用中，SPM阀150和导向阀152均在MUX POD(未示出)装置中提供。MUX POD可位于深海立管总成(LMRP)上，而BOP部分140位于BOP组上。在这方面，图7示意示出了上述元件的可能分布。在这个示范实施例中，井口200连接到海底202并连接到BOP组204。BOP组204连接到LMRP 206，而LMRP 206又经由立管208连接到水面212处的船舶210。装有SPM阀150和导向阀152的MUX POD 214可位于LRMP 206上。在其它实施例中，SPM阀150和导向阀152位于BOP组204上的推送杆216中。推送杆216可包括两个连接部件，一个包括SPM阀150，而另一个包括导向阀152。包括SPM阀150的部件可固定地连接到BOP组204，而包括导向阀152的部件可拆卸地连接到另一部件。因此，包括导向阀152的部件可由遥控运载工具(ROV)从BOP组204取下。
回到图6，SPM阀150可包括多种端口150a到150d，它们配置成阻挡或允许流体流量，如图所示。端口150b与低压接收器60的腔77连通并阻挡腔77与BOP部分140之间的流体连通。端口150c允许压力源170与BOP部分140之间的连通。当激活到另一个位置时，SPM阀150的端口150a阻挡与压力源170的流体连通并允许腔77与BOP部分140之间的流体连通。因此，在图6中未示出的位置，允许开放腔142中的流体进入低压接收器60的腔77并通过将活塞149在图中从左向右移动以关闭闸板146(参见图5)。
在执行此操作后，SPM阀150移动到图6所示的位置中以阻挡到腔77的流体连通。在此阶段，如图8中所示，活塞74(如果低压接收器60没有活塞74，腔77中的流体压缩腔76中的气体)压缩气体腔76中的气体并且腔77中充满海水。现在需要将这些海水排出以便活塞74可回到图6所示的初始位置。如上所述，泵吸装置120用于实现此功能性。
压力源170可用于提供关闭BOP部分140中的闸板所必需的高压。压力源170可包括例如封装172。封装172可配置成装载带压力的流体。封装172还可配置成经由管174直接与船舶210连通，以在指定条件下接收更多压力。备选地，封装172可经由管194连接到泵吸装置120以提升其压力。
根据一示范实施例，可在低压接收器60的腔76中提供至少一个压力传感器以监测此腔中的低压。此外，根据另一个示范实施例，如R.Judge于2008年12月16日提交的美国临时专利申请序号61/138,005(律师案卷号236460/0340-004)中所述的位置检测传感器(通过引用将其完整公开结合到本文中)，可提供(i)在泵吸装置120中以检测活塞132的位置，(ii)在低压接收器60中以检测活塞74的位置，和/或(iii)在BOP部分140中以检测活塞149的位置。知道活塞74、132和/或149的部分或全部位置，可允许控制器(未示出)控制从动力源170释放高压到端口152c并还控制阀门152和泵吸装置120。
根据图9所示的示范实施例，一种方法通过泵吸装置在低压接收器中重建低压。该方法包括通过通道将泵吸装置的第一封装和第二封装互相连接的步骤900；在第一封装中提供将第一封装分割为第一腔和第二腔的活塞的步骤902；将第一端口连接到第一腔以与高压源流体连通的步骤904；将第二端口连接到第二腔以与高压源流体连通的步骤906；以及将杆连接到活塞从而以阻止来自第二封装的流体进入第一封装的方式贯穿第一封装、通道和第二封装的步骤908。
公开的示范实施例提供用于重复再充装低压接收器的装置和方法。应当理解，本描述并不是要限制本发明。相反，示范实施例意在涵盖包含在所附权利要求定义的本发明的精神和范围之内的备选、修改和等效方案。此外，在示范实施例的详细描述中，提出大量具体细节，以便提供对要求保护的本发明的综合理解。但是，本领域技术人员会理解，即使没有这类具体细节也可实现多种实施例。
虽然在具体组合的实施例中描述当前示范实施例的特征和元件，但是各特征或元件能够单独使用而无需实施例的其它特征和元件，或者在具有或没有本文公开的其它特征和元件的多种组合中使用。
本书面描述使用公开主题的示例使本领域任何技术人员能够同样地实践，包括制作和使用任何装置或系统，以及执行任何结合方法。本发明主题的可专利范围由权利要求来定义，并且可包括本领域技术人员想到的其它示例。此类其它示例规定为落入权利要求的范围之内。

Claims (19)

1.一种用于重置连接到海底压力控制装置的低压接收器中的压力的再充装机制，所述再充装机制包括：
低压接收器，配置成具有第一腔、第二腔以及分离所述第一腔和所述第二腔的活塞，所述第一腔配置成接收高压液压液体，而所述第二腔配置成包含低压气体；
阀门，其流体连接到所述低压接收器的所述第一腔的第一端口；
泵吸装置，其流体连接到所述低压接收器的所述第一腔的第二端口；以及
防喷器(BOP)部分，其流体连接到所述阀门并配置成关闭或打开闸板，
其中，所述泵吸装置配置成在所述阀门关闭所述第一腔的所述第一端口与所述BOP部分之间的流体连通时将所述高压液压液体从所述低压接收器的所述第一腔抽空；
所述泵吸装置还包括：
通过通道互相连接的第一封装和第二封装；
在所述第一封装中提供的另一活塞，以将所述第一封装分割为第一腔和第二腔；以及
连接到所述另一活塞的杆，所述杆配置成延伸穿过所述第一封装、所述通道和所述第二封装以阻止来自所述第二封装的高压液压液体进入所述第一封装，所述第二封装流体地连接到所述低压接收器的所述第一腔，其中所述杆在所述第二封装内可移动以从所述低压接收器的所述第一腔吸收所述高压液压液体且将吸收的所述高压液压液体排出所述泵吸装置。
2.如权利要求1所述的再充装机制，其中，所述阀门是板式安装阀。
3.如权利要求2所述的再充装机制，其中，所述板式安装阀具有两个位置。
4.如权利要求2所述的再充装机制，其中，由导向阀控制所述板式安装阀。
5.如权利要求4所述的再充装机制，其中，在位于深海立管总成(LMRP)或BOP组的任一个上的控制装置中提供所述板式安装阀和所述导向阀，其中所述BOP部分位于所述BOP组上。
6.如权利要求5所述的再充装机制，其中，所述低压接收器附连到所述BOP组。
7.如权利要求1所述的再充装机制，其中，所述泵吸装置还包括：
第一端口，其连接到所述第一封装的所述第一腔并配置成与高压源流体连通；和
第二端口，其连接到所述第一封装的所述第二腔并配置成与所述高压源流体连通。
8.如权利要求1所述的再充装机制，其中，所述第二封装流体连接到排泄管。
9.如权利要求1所述的再充装机制，其中，所述第一封装的截面面积大于所述第二封装的截面面积。
10.如权利要求1所述的再充装机制，还包括：
流体连接到所述阀门的一个端口的压力源。
11.如权利要求10所述的再充装机制，其中，所述压力源流体连接到所述第二封装或水面船舶。
12.一种配置成在连接到海底压力控制装置的低压接收器中重建低压的泵吸装置，所述泵吸装置包括：
通过通道互相连接的第一封装和第二封装；
在所述第一封装中提供的活塞，以将所述第一封装分割为第一腔和第二腔；
第一端口，其连接到所述第一腔并配置成与高压源流体连通；
第二端口，其连接到所述第二腔并配置成与所述高压源流体连通；以及
连接到所述活塞的杆，所述杆配置成延伸穿过所述第一封装、所述通道和所述第二封装以阻止来自所述第二封装的流体进入所述第一封装，所述第二封装流体地连接到所述低压接收器，其中所述杆在所述第二封装内可移动以从所述低压接收器吸收流体且将吸收的流体排出所述泵吸装置。
13.如权利要求12所述的泵吸装置，其中，所述第二封装流体连接到所述低压接收器的第一腔。
14.如权利要求12所述的泵吸装置，其中，所述第二封装流体连接到排泄管。
15.如权利要求12所述的泵吸装置，其中，所述第一封装的截面面积大于所述第二封装的截面面积。
16.如权利要求12所述的泵吸装置，还包括在所述第二封装与所述低压接收器之间连接的第一单向阀和第二单向阀以及管，使得当所述第一封装的所述活塞移离所述第二封装时，来自所述低压接收器的第一腔的流体在所述第二封装中被吸收，并且当所述第一封装中的所述活塞向所述第二封装移动时，相同流体沿所述管从所述第二封装排出。
17.一种通过泵吸装置在低压接收器中重建低压的方法，所述方法包括：
通过通道将所述泵吸装置的第一封装和第二封装互相连接；
在所述第一封装中提供活塞，其将所述第一封装分割为第一腔和第二腔；
将第一端口连接到所述第一腔以与高压源流体连通；
将第二端口连接到所述第二腔以与所述高压源流体连通；以及
将杆连接到所述活塞，且所述杆延伸穿过所述第一封装、所述通道和所述第二封装以阻止来自所述第二封装的流体进入所述第一封装，所述第二封装流体地连接到所述低压接收器，其中所述杆在所述第二封装内可移动以从所述低压接收器吸收流体且将吸收的流体排出所述泵吸装置。
18.如权利要求17所述的方法，还包括：
经由第一单向阀将所述第二封装流体连接到所述低压接收器的第一腔。
19.如权利要求17所述的方法，还包括：
经由第二单向阀将所述第二封装流体连接到排泄管。
CN201110437374.6A 2010-12-06 2011-12-05 用于海底力生成装置的可再充装系统及方法 Active CN102561985B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/960770 2010-12-06
US12/960,770 US9175538B2 (en) 2010-12-06 2010-12-06 Rechargeable system for subsea force generating device and method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102561985A CN102561985A (zh) 2012-07-11
CN102561985B true CN102561985B (zh) 2017-04-12

Family

ID=45047637

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201110437374.6A Active CN102561985B (zh) 2010-12-06 2011-12-05 用于海底力生成装置的可再充装系统及方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US9175538B2 (zh)
EP (1) EP2460974B1 (zh)
CN (1) CN102561985B (zh)
AU (1) AU2011253743B2 (zh)
BR (1) BRPI1105076B8 (zh)
MY (1) MY158273A (zh)
SG (2) SG10201402764PA (zh)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2702242A2 (en) * 2011-04-26 2014-03-05 BP Corporation North America Inc. Subsea accumulator system
US9453385B2 (en) * 2012-01-06 2016-09-27 Schlumberger Technology Corporation In-riser hydraulic power recharging
CN104653527B (zh) * 2015-02-04 2017-01-04 林良山 一种防喷盒气控装置
KR102648437B1 (ko) * 2015-07-06 2024-03-15 노블 드릴링 에이/에스 분출 방지장치 제어 시스템 및 분출 방지장치의 제어 방법
US10132135B2 (en) * 2015-08-05 2018-11-20 Cameron International Corporation Subsea drilling system with intensifier
US10697264B2 (en) 2015-09-25 2020-06-30 Dril-Quip Inc. Subsea system and method for high pressure high temperature wells
SG10201607879YA (en) 2015-09-25 2017-04-27 Dril Quip Inc Subsea system and method for high pressure high temperature wells
US10337277B2 (en) * 2015-11-19 2019-07-02 Cameron International Corporation Closed-loop solenoid system
NO343020B1 (no) * 2017-02-28 2018-10-01 Obs Tech As Et undervannsbasert hydraulikksystem som via drivkamrene på pumpeanordninger omdanner lagret energi til hydraulisk energi.
US10954733B2 (en) 2017-12-29 2021-03-23 Halliburton Energy Services, Inc. Single-line control system for a well tool
GB2605517B (en) 2018-12-05 2023-02-22 Dril Quip Inc Barrier arrangement in wellhead assembly
US11773678B2 (en) 2018-12-05 2023-10-03 Dril-Quip, Inc. Barrier arrangement in wellhead assembly
EP3938659B1 (en) * 2019-03-12 2023-10-25 Reel Power Licensing Corp. Subsea piston accumulator
FR3119638A1 (fr) * 2021-02-05 2022-08-12 Services Petroliers Schlumberger Bloc obturateur avec volume de liquide réduit

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3436914A (en) * 1967-05-29 1969-04-08 Us Navy Hydrostatic energy accumulator
US4864914A (en) * 1988-06-01 1989-09-12 Stewart & Stevenson Services,Inc. Blowout preventer booster and method
US6192680B1 (en) * 1999-07-15 2001-02-27 Varco Shaffer, Inc. Subsea hydraulic control system
US6244560B1 (en) * 2000-03-31 2001-06-12 Varco Shaffer, Inc. Blowout preventer ram actuating mechanism
CN101793132A (zh) * 2008-12-18 2010-08-04 海德里尔美国制造业有限责任公司 可再充装的海底生力装置和方法

Family Cites Families (76)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2747370A (en) * 1952-01-15 1956-05-29 William A Traut Fluid pressure device
US2721446A (en) * 1952-03-17 1955-10-25 North American Aviation Inc Accumulator-reservoir device
US2800110A (en) * 1955-08-15 1957-07-23 Lake Erie Machinery Corp Hydraulic circuit for heavy duty presses and the like
US3205969A (en) * 1961-05-04 1965-09-14 Chester A Clark Energy conversion and power amplification system
US3163985A (en) * 1962-07-31 1965-01-05 John V Bouyoucos Hydraulic energy storage system
US3208357A (en) * 1963-11-19 1965-09-28 Cameron Iron Works Inc Reciprocating piston type actuators
US3595012A (en) * 1970-02-06 1971-07-27 Us Navy Sea pressure operated power device
US3677001A (en) * 1970-05-04 1972-07-18 Exxon Production Research Co Submerged hydraulic system
US3654995A (en) * 1970-07-08 1972-04-11 Otis Eng Co Fluid circulating method and system for wells
US3750404A (en) * 1972-01-17 1973-08-07 Hydril Co Hydraulic fail-safe valve operator
US3921500A (en) * 1974-06-10 1975-11-25 Chevron Res System for operating hydraulic apparatus
USRE30115E (en) * 1974-10-21 1979-10-16 Exxon Production Research Company Balanced stem fail-safe valve system
US3987708A (en) * 1975-03-10 1976-10-26 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Depth insensitive accumulator for undersea hydraulic systems
US4095421A (en) * 1976-01-26 1978-06-20 Chevron Research Company Subsea energy power supply
US4205594A (en) * 1977-08-08 1980-06-03 Burke Martin F Fluid operated apparatus
US4109725A (en) * 1977-10-27 1978-08-29 Halliburton Company Self adjusting liquid spring operating apparatus and method for use in an oil well valve
US4185652A (en) * 1977-10-31 1980-01-29 Nl Industries, Inc. Subaqueous sequence valve mechanism
US4144937A (en) * 1977-12-19 1979-03-20 Halliburton Company Valve closing method and apparatus for use with an oil well valve
US4614148A (en) * 1979-08-20 1986-09-30 Nl Industries, Inc. Control valve system for blowout preventers
US4294284A (en) * 1979-11-13 1981-10-13 Smith International, Inc. Fail-safe, non-pressure locking gate valve
US4367794A (en) * 1980-12-24 1983-01-11 Exxon Production Research Co. Acoustically actuated downhole blowout preventer
US4444268A (en) * 1982-03-04 1984-04-24 Halliburton Company Tester valve with silicone liquid spring
US4448254A (en) * 1982-03-04 1984-05-15 Halliburton Company Tester valve with silicone liquid spring
US4777800A (en) * 1984-03-05 1988-10-18 Vetco Gray Inc. Static head charged hydraulic accumulator
NO172555C (no) * 1989-01-06 1993-08-04 Kvaerner Subsea Contracting As Undervannsstasjon for behandling og transport av en broennstroem
US5062349A (en) * 1990-03-19 1991-11-05 Baroid Technology, Inc. Fluid economizer control valve system for blowout preventers
GB9007210D0 (en) * 1990-03-30 1990-05-30 Loth William D Improvements in or relating to subsea control systems and apparatus
US5127477A (en) * 1991-02-20 1992-07-07 Halliburton Company Rechargeable hydraulic power source for actuating downhole tool
US5318130A (en) * 1992-08-11 1994-06-07 Halliburton Company Selective downhole operating system and method
US5564912A (en) * 1995-09-25 1996-10-15 Peck; William E. Water driven pump
DE19617950A1 (de) * 1996-05-04 1997-11-13 Hydac Technology Gmbh Kolbenspeicher mit Gasvorspannung
US6006647A (en) * 1998-05-08 1999-12-28 Tuboscope I/P Inc. Actuator with free-floating piston for a blowout preventer and the like
US6202753B1 (en) * 1998-12-21 2001-03-20 Benton F. Baugh Subsea accumulator and method of operation of same
US7159669B2 (en) * 1999-03-02 2007-01-09 Weatherford/Lamb, Inc. Internal riser rotating control head
US6418824B1 (en) 2000-03-03 2002-07-16 Pcps Limited Partnership Two stage punch press actuator with output drive shaft position sensing
US6418970B1 (en) * 2000-10-24 2002-07-16 Noble Drilling Corporation Accumulator apparatus, system and method
US7108006B2 (en) * 2001-08-24 2006-09-19 Vetco Gray Inc. Subsea actuator assemblies and methods for extending the water depth capabilities of subsea actuator assemblies
WO2003070565A2 (en) * 2002-02-19 2003-08-28 Preston Fox Subsea intervention system, method and components thereof
US6622672B1 (en) * 2002-08-19 2003-09-23 Ford Global Technologies, L.L.C. Variable compression ratio control system for an internal combustion engine
US7255173B2 (en) * 2002-11-05 2007-08-14 Weatherford/Lamb, Inc. Instrumentation for a downhole deployment valve
WO2005016581A2 (en) * 2003-08-12 2005-02-24 Oceaneering International, Inc. Casing cutter
US7231981B2 (en) * 2003-10-08 2007-06-19 National Oilwell, L.P. Inline compensator for a floating drill rig
GB0401440D0 (en) * 2004-01-23 2004-02-25 Enovate Systems Ltd Completion suspension valve system
US7159662B2 (en) * 2004-02-18 2007-01-09 Fmc Technologies, Inc. System for controlling a hydraulic actuator, and methods of using same
GB0517906D0 (en) * 2004-09-02 2005-10-12 Vetco Gray Inc Tubing running equipment for ofshore rig with surface blowout preventer
US7823646B2 (en) * 2004-11-19 2010-11-02 Vetco Gray Inc. Riser tensioner with lubricant reservoir
US7219739B2 (en) * 2005-03-07 2007-05-22 Halliburton Energy Services, Inc. Heave compensation system for hydraulic workover
US7314087B2 (en) * 2005-03-07 2008-01-01 Halliburton Energy Services, Inc. Heave compensation system for hydraulic workover
US7735563B2 (en) * 2005-03-10 2010-06-15 Hydril Usa Manufacturing Llc Pressure driven pumping system
US8323003B2 (en) * 2005-03-10 2012-12-04 Hydril Usa Manufacturing Llc Pressure driven pumping system
US7891429B2 (en) * 2005-03-11 2011-02-22 Saipem America Inc. Riserless modular subsea well intervention, method and apparatus
US7424917B2 (en) * 2005-03-23 2008-09-16 Varco I/P, Inc. Subsea pressure compensation system
US7931090B2 (en) * 2005-11-15 2011-04-26 Schlumberger Technology Corporation System and method for controlling subsea wells
US7628207B2 (en) * 2006-04-18 2009-12-08 Schlumberger Technology Corporation Accumulator for subsea equipment
US8424607B2 (en) * 2006-04-25 2013-04-23 National Oilwell Varco, L.P. System and method for severing a tubular
US8720564B2 (en) * 2006-04-25 2014-05-13 National Oilwell Varco, L.P. Tubular severing system and method of using same
US7367396B2 (en) * 2006-04-25 2008-05-06 Varco I/P, Inc. Blowout preventers and methods of use
US8720565B2 (en) * 2006-04-25 2014-05-13 National Oilwell Varco, L.P. Tubular severing system and method of using same
US7520129B2 (en) * 2006-11-07 2009-04-21 Varco I/P, Inc. Subsea pressure accumulator systems
US7926501B2 (en) * 2007-02-07 2011-04-19 National Oilwell Varco L.P. Subsea pressure systems for fluid recovery
US8464525B2 (en) * 2007-02-07 2013-06-18 National Oilwell Varco, L.P. Subsea power fluid recovery systems
NO329453B1 (no) * 2007-03-16 2010-10-25 Fmc Kongsberg Subsea As Trykkontrollanordning og fremgangsmate
US20090036331A1 (en) * 2007-08-03 2009-02-05 Smith Ian D Hydraulic fluid compositions
ATE556228T1 (de) 2007-09-10 2012-05-15 Cameron Int Corp Druckkompensierte akkumulatorflasche
CN101939503B (zh) * 2007-09-21 2013-07-10 越洋塞科外汇合营有限公司 用于提供额外防喷器控制冗余的系统和方法
JP2009103112A (ja) * 2007-10-25 2009-05-14 Honda Motor Co Ltd コージェネレーションシステム
US20090250224A1 (en) * 2008-04-04 2009-10-08 Halliburton Energy Services, Inc. Phase Change Fluid Spring and Method for Use of Same
BRPI0910665A2 (pt) * 2008-04-24 2018-03-27 Cameron Int Corp sistema submarino de distribuição de pressão
US8602109B2 (en) * 2008-12-18 2013-12-10 Hydril Usa Manufacturing Llc Subsea force generating device and method
US9359853B2 (en) * 2009-01-15 2016-06-07 Weatherford Technology Holdings, Llc Acoustically controlled subsea latching and sealing system and method for an oilfield device
US8844898B2 (en) * 2009-03-31 2014-09-30 National Oilwell Varco, L.P. Blowout preventer with ram socketing
US9016373B2 (en) * 2010-06-05 2015-04-28 Jay VanDelden Magnetorheological blowout preventer
US8544538B2 (en) * 2010-07-19 2013-10-01 National Oilwell Varco, L.P. System and method for sealing a wellbore
US8540017B2 (en) * 2010-07-19 2013-09-24 National Oilwell Varco, L.P. Method and system for sealing a wellbore
US8807219B2 (en) * 2010-09-29 2014-08-19 National Oilwell Varco, L.P. Blowout preventer blade assembly and method of using same
US8727018B1 (en) * 2013-07-19 2014-05-20 National Oilwell Varco, L.P. Charging unit, system and method for activating a wellsite component

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3436914A (en) * 1967-05-29 1969-04-08 Us Navy Hydrostatic energy accumulator
US4864914A (en) * 1988-06-01 1989-09-12 Stewart & Stevenson Services,Inc. Blowout preventer booster and method
US6192680B1 (en) * 1999-07-15 2001-02-27 Varco Shaffer, Inc. Subsea hydraulic control system
US6244560B1 (en) * 2000-03-31 2001-06-12 Varco Shaffer, Inc. Blowout preventer ram actuating mechanism
CN101793132A (zh) * 2008-12-18 2010-08-04 海德里尔美国制造业有限责任公司 可再充装的海底生力装置和方法

Also Published As

Publication number Publication date
AU2011253743B2 (en) 2016-09-15
EP2460974A3 (en) 2013-01-02
BRPI1105076B8 (pt) 2022-11-29
SG182058A1 (en) 2012-07-30
BRPI1105076A2 (pt) 2015-12-22
US20120138159A1 (en) 2012-06-07
EP2460974A2 (en) 2012-06-06
US9175538B2 (en) 2015-11-03
EP2460974B1 (en) 2018-10-03
CN102561985A (zh) 2012-07-11
SG10201402764PA (en) 2014-10-30
AU2011253743A1 (en) 2012-06-21
MY158273A (en) 2016-09-30
BRPI1105076B1 (pt) 2020-09-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102561985B (zh) 用于海底力生成装置的可再充装系统及方法
CN103161425B (zh) 可连接至低压容器的海底操作阀
US8220773B2 (en) Rechargeable subsea force generating device and method
US8602109B2 (en) Subsea force generating device and method
US9303479B2 (en) Subsea differential-area accumulator
US6418970B1 (en) Accumulator apparatus, system and method
US9416797B2 (en) Capping stack and method for controlling a wellbore
GB2586541A (en) Drilling system and method of operating a drilling system
NO20161650A1 (en) Subsea force generating device and method
US20200141203A1 (en) Method and system for supplying power fluid to a well pressure control device

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant