CN102979474A - 用于海底井的控制系统 - Google Patents

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Abstract

一种用于海底井的控制系统包括采油树(1)，该采油树(1)设有液压控制供应管道(15)，用于作为该管道中的液压的结果而打开井下安全阀的。该管道的一部分(17)由在系统的使用中经受来自井的生产流体的压力的结构(6)支承，使得该管道能够响应于该结构的整体性故障而分离。

Description

用于海底井的控制系统
技术领域
本发明涉及用于海底井的控制系统。
背景技术
通常，用于海底井的控制系统例如烃生产井包括海底采油树和支承生产油管的油管悬挂器。在油管中，存在着通常处于所谓的液压操作的表面控制式地下安全阀(SCSSV)形式的井下安全阀(DHSV)。当经由控制供应管道来施加液压时，该DHSV抵抗弹簧的作用或生产流体压力而打开。在控制系统中发生故障的情况下，停止用于打开DHSV的流体供应，从而引起DHSV在弹簧的作用或生产流体压力下关闭，以防止生产流体从井中流出。
发明内容
从一方面根据本发明，提供了一种用于海底井的控制系统，该控制系统包括采油树，该采油树设有液压控制供应管道，用于作为该管道中的液压的结果而打开井下安全阀，其中，所述管道的一部分由在系统的使用中经受来自井的生产流体的压力的结构支承，使得管道能够响应于所述结构的完整性故障而分离。
从另一方面根据本发明，提供了一种提供用于海底井的控制系统的方法，该方法包括：
    提供采油树，该采油树带有液压控制供应管道，用于作为管道中的液压的结果而打开井下安全阀；以及 
    利用在系统的使用中经受来自井的生产流体的压力的结构支承所述管道的一部分，使得管道能够响应于所述结构的完整性故障而分离。
优选地，所述结构限定来自井的生产流体的流动路径的一部分。在这种情况下，优选地，所述结构是采油树下游的生产流体流动路径的一部分，诸如采油树上的生产翼块。
所述控制管道的所述部分可由夹具附接至该结构，通常，所述控制管道从所述夹具通往采油树上的隔离阀。在另一示例中，所述控制管道的所述部分穿过该结构通往采油树，通常从该结构上的隔离阀穿过该结构通往采油树。
本发明的一优选实施例包括采油树，该采油树设有液压控制供应管道，用于作为管道中的液压的结果而打开井下安全阀，其中，所述管道的一部分由附接至采油树的生产翼块支承，使得管道能够响应于生产翼块与采油树的分离而分离。
附图说明
图1是贯通结合了本发明的一实施例的用于海底烃生产井的控制系统的一部分的竖直剖视图；
图2是图1中所示内容的透视图；以及
图3是贯通本发明的另一实施例的示意性竖直剖视图。
具体实施方式
首先参照图1和图2，参考标号1表示井口处的采油树，该采油树包括采油树头部2和采油树连接器3；参考标号4表示采油树头部2中的油管悬挂器，从该油管悬挂器悬挂生产油管5；参考标号6表示采油树的生产翼块(PWB)，该生产翼块在界面7处附接至采油树头部2，生产流体从井穿过油管5和PWB 6的流动由箭头指示；参考标号8表示采油树头部2中的生产主阀；参考标号9表示PWB 6中的生产翼阀；参考标号10表示采油树的顶部插塞；并且参考标号11表示用于将PWB 6连接到生产流送管的连接器。
采油树1经由采油树连接器4连接到井口，连接器3中的环形套筒与井的套管柱接合。
DHSV设置在采油树1下方的生产油管5中，用于致动器(其用于打开DHSV)的液压流体从采油树头部2上的隔离阀14和与阀14联接并由PWB 6上的夹具16夹持至PWB 6的DHSV控制供应管道15经由采油树头部2中的安全供应端口13供应。隔离阀14能够由远程操作机车手动地打开或关闭，或者被液压操作。液压流体在采油树处的海底控制模块的控制下被供应穿过管道15、阀14和端口13。端口13向下延伸穿过油管悬挂器4(在包括图1的剖切平面后方)，然后在生产油管5与井套管之间延伸到DHSV的致动器。在夹具16与隔离阀14之间，管道15包括断开部分17。
采油树头部2设有采油树帽(未示出)，并且保护板(未示出)被螺栓连接到采油树头部2的台肩18，以覆盖和保护从采油树头部2延伸的部件，包括PWB 6。
为了保持DHSV打开并保持井流动，必须维持DHSV控制供应管道15和端口13中的压力，并且在其中发生压力损失的情况下，致动器和DHSV的设计是这样的：DHSV关闭(在弹簧的作用或生产流体压力下)以阻止生产流体从井中流出。考虑这样的状况：其中DHSV隔离阀14处于正常打开位置且管道15中存在压力，但仍发生PWB 6的完整性故障，因为PWB 6与采油树头部2之间的界面7由于它们之间的连接因外部施加的力所致的过载或内部压力过载而损失。由于DHSV供应管道15被夹持至PWB 6，所以当PWB到采油树头部的界面发生故障时，断开部分17将分离并失效，从而引起管道压力的损失和DHSV的故障安全关闭。在其最简单的形式中，部分17可以是管道15中由夹具16夹持在PWB 6上的一段油管，该油管在PWB 6被拉离采油树头部2时断裂。
参照图3，其中与图1和图2中的部件对应的部件具有与那些图中相同的参考标号，隔离阀14安装在PWB 6上。控制管道15的一部分19(由PWB 6中的孔口提供)从阀14穿过PWB 6的体部并穿过PWB 6与采油树头部2之间的密封件20通往端口13，该端口13穿过油管悬挂器4向下延伸到DHSV 21的致动器。在该实施例中，响应于由于PWB 6与采油树头部2的分离而引起的PWB 6的完整性故障以及PWB到采油树头部的界面7的故障，管道15的部分19将分离并泄放流体而引起管道压力的损失和DHSV 21的故障安全关闭。
在上述实施例中，PWB到采油树头部的连接故障的一些原因是从船只落下的物体、经由连接到PWB的流量滑阀所施加的障碍负载、或者比设计压力、温度以及允许的腐蚀和侵蚀更高的意外井条件。
尽管实施例涉及一种所谓的“水平采油树”构型，但本发明同样适用于“竖直采油树”构型。此外，控制管道15可由不同于生产翼块的结构来支承。例如，在图1和图2的实施例中，夹具16可设置在连接器11上或在从其延伸的生产流送管上。

Claims (17)

1.一种用于海底井的控制系统，所述控制系统包括采油树，所述采油树设有液压控制供应管道，用于作为所述管道中的液压的结果而打开井下安全阀，其中，所述管道的一部分由在所述系统的使用中经受来自所述井的生产流体的压力的结构支承，使得所述管道能够响应于所述结构的完整性故障而分离。
2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述结构限定来自所述井的生产流体的流动路径的一部分。
3.根据权利要求2所述的控制系统，其特征在于，所述结构是所述采油树下游的所述生产流体流动路径的一部分。
4.根据权利要求3所述的控制系统，其特征在于，所述结构包括所述采油树上的生产翼块。
5.根据前述权利要求中任一项所述的控制系统，其特征在于，所述控制管道的所述部分由夹具附接至所述结构。
6.根据权利要求5所述的控制系统，其特征在于，所述控制管道从所述夹具通往所述采油树上的隔离阀。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的控制系统，其特征在于，所述控制管道的所述部分穿过所述结构通往所述采油树。
8.根据权利要求7所述的控制系统，其特征在于，所述控制管道从所述结构上的隔离阀穿过所述结构通往所述采油树。
9.根据权利要求4所述或者在从属于权利要求4时根据权利要求5至8中任一项所述的控制系统，其特征在于，所述管道的所述部分由所述生产翼块支承，使得所述管道能够响应于所述生产翼块与所述采油树的分离而分离。
10.一种提供用于海底井的控制系统的方法，所述方法包括：
      提供采油树，所述采油树带有液压控制供应管道，用于作为所述管道中的液压的结果而打开井下安全阀；以及
      利用在所述系统的使用中经受来自所述井的生产流体的压力的结构来支承所述管道的一部分，使得所述管道能够响应于所述结构的完整性故障而分离。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述结构限定来自所述井的生产流体的流动路径的一部分。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述结构是所述采油树下游的所述生产流体流动路径的一部分。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述结构包括所述采油树上的生产翼块。
14.根据权利要求10至13中任一项所述的方法，其特征在于，所述控制管道的所述部分由夹具附接至所述结构。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述控制管道从所述夹具通往所述采油树上的隔离阀。
16.根据权利要求10至13中任一项所述的方法，其特征在于，所述控制管道的所述部分穿过所述结构通往所述采油树。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述控制管道从所述结构上的隔离阀穿过所述结构通往所述采油树。
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