CN109655253A - 一种水下采油树的装备模块屈服压力检测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种水下采油树的装备模块屈服压力检测方法及装置，其中，该方法包括：将水下采油树的装备模块注满液体，封住装备模块的通口，通过高压泵向装备模块中注入液体；当装备模块的内部压力与额定压力的比值为第一预设比值时，停止注入液体；当在第一预设时间段内检测到装备模块的内部压力不发生变化时，继续向装备模块中注入液体，以使装备模块单位时间内增加的内部压力与额定压力的比值为预设增加比值；确定装备模块的内部压力变化量与液体进入量确定从线性关系向非线性关系变化的转折点，将转折点对应的内部压力作为屈服压力，可以完善水下采油树的性能测试，可以为水下采油树长期、稳定、安全工作提供保障。

Description

一种水下采油树的装备模块屈服压力检测方法及装置

技术领域

本发明实施例涉及水下采油树的性能检测技术，尤其涉及一种水下采油树的装备模块屈服压力检测方法及装置。

背景技术

水下采油树是任何一个海底系统不可缺少的组成部分，它是位于通向油井顶端开口处的一个组件，它包括用来测量和维修的阀门，用来停车的安全系统和一系列监视器械，包括许多可以用来调节或阻止所产原油蒸汽、天然气和液体从井内涌出的阀门等。

水下采油树作为水下生产系统中关键的生产设备，在控制油井生产、调节出油量等方面起着至关重要的作用，它的性能的好坏会直接决定整个水下生成系统运行的状态，其在投入使用之前要进行一系列的性能测试。在测试过程中，可以将水下采油树划分成各个装备模块分别进行性能测试，以完成对水下采油树的性能测试。目前，在水下采油树各个装备模块的性能测试研究中，并没有对装备模块屈服压力测试的研究，导致水下采油树的性能测试不完善，从而不能为水下采油树的长期、稳定、安全工作提供保障。

发明内容

本发明实施例提供了一种水下采油树的装备模块屈服压力检测方法及装置，可以完善水下采油树的性能测试，可以为生产制造水下采油树提供数据支持，可以为水下采油树长期、稳定、安全工作提供保障。

第一方面，本发明实施例提供了一种水下采油树的装备模块屈服压力检测方法，包括：

将水下采油树的装备模块注满液体后，封住所述装备模块的所有通口，并通过高压泵向所述装备模块中注入液体，以对所述装备模块内部进行加压；

当检测到所述装备模块的内部压力与额定压力的比值达到第一预设比值时，停止向所述装备模块中注入液体，以对所述装备模块内部进行保压；

当在第一预设时间段内检测到所述装备模块的内部压力不发生变化时，继续向所述装备模块中注入液体，以使所述装备模块单位时间内增加的内部压力与额定压力的比值为预设增加比值；

当检测到所述装备模块的内部压力变化量与液体进入量从线性关系变化到非线性关系时，确定从所述线性关系向所述非线性关系变化的转折点，将所述转折点对应的所述装备模块的内部压力作为屈服压力。

第二方面，本发明实施例提供了一种水下采油树的装备模块屈服压力检测装置，包括低压泵、高压泵、流量计、至少一个阀门、至少一个压力计和显示记录单元；

所述低压泵，用于向水下采油树的装备模块注入液体，以使所述装备模块注满液体；

所述高压泵，用于向所述装备模块注入液体，以对所述装备模块加压；

所述阀门设置于所述装备模块内部，用于控制所述装备模块的通口；

所述流量计设置于所述装备模块内部，用于监测所述装备模块内部的液体的流量；

所述压力计，用于监测所述装备模块的内部压力；

所述记录显示单元分别与所述流量计和所述压力计连接，用于记录所述流量计监测到的液体流量数据和所述压力计监测到的内部压力数据，并根据所述流量计监测到的液体流量数据确定所述装备模块的液体进入量，以及根据所述压力计监测到的内部压力数据确定所述装备模块的内部压力变化量，以及记录所述装备模块的内部压力变化量与液体进入量从线性关系向非线性关系变化的转折点对应的内部压力数据，并进行显示。

本发明提供的技术方案，通过向装备模块中注入液体，对装备模块内部进行加压；当装备模块的内部压力与额定压力的比值达到第一预设比值时，对装备模块内部进行保压，在保压过程中若检测到装备模块没有泄漏，以单位时间内增加的内部压力与额定压力的比值为预设增加比值的速率向装备模块中注入液体，确定装备模块的内部压力变化量与液体进入量从线性关系向非线性关系变化的转折点，并将转折点对应的内部压力作为装备模块的屈服压力。即通过对装备模块进行加压、保压，再缓慢加压的过程，确定装备模块的内部压力变化量与液体进入量从线性关系向非线性关系变化的转折点，并将转折点对应的内部压力作为装备模块的屈服压力。通过对水下采油树的装备模块屈服压力的测试，可以完善水下采油树的性能测试，可以为生产制造水下采油树以及水下采油树的标准化生产提供数据支持，可以检测水下采油树的各个部件、材质及制造工艺等是否满足额定工况下的性能以及实际安全裕度的大小，并且可以为水下采油树在工作工程中提供数据支持，以使工作人员合理使用水下采油树，可以为水下采油树长期、稳定、安全工作提供保障。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种水下采油树的装备模块屈服压力检测方法流程图；

图2是本发明实施例提供的一种水下采油树的装备模块屈服压力检测方法流程图；

图3是本发明实施例提供的一种水下采油树的装备模块屈服压力检测方法流程图；

图4是本发明实施例提供的一种水下采油树的装备模块屈服压力检测装置结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

图1是本发明实施例提供的一种水下采油树的装备模块屈服压力检测方法流程图，其中，本发明实施例提供的技术方案包括：

S110：将水下采油树的装备模块注满液体后，封住所述装备模块的所有通口，并通过高压泵向所述装备模块中注入液体，以对所述装备模块内部进行加压。

在本发明实施例中，水下采油树可以包括多个装备模块，可以对各个装备模块分别进行性能检测，例如，可以对各个装备模块分别进行屈服压力的检测。在本实施例中，可以通过低压泵将水下采油树的装备模块注满液体，并通过阀门封住各个装备模块的通口，通过高压泵向装备模块中注入液体，以对装备模块内部进行加压。其中，液体可以是水，也可以是其他液体。

S120：当检测到所述装备模块的内部压力与额定压力的比值达到第一预设比值时，停止向所述装备模块中注入液体，以对所述装备模块内部进行保压。

在本发明实施例中，可以通过压力计检测装备模块的内部压力。额定压力可以根据装备模块的材质等因素进行确定。

在本发明实施例中，第一预设比值可以是80％，并且第一预设比值还可以是其他值。其中，当装备模块的内部压力与额定压力的比值达到第一预设比值之前，对装备模块中注入液体的速率没有限定，可以通过高压泵的排量进行确定。

S130：当在第一预设时间段内检测到所述装备模块的内部压力不发生变化时，继续向所述装备模块中注入液体，以使所述装备模块单位时间内增加的内部压力与额定压力的比值为预设增加比值。

在本发明实施例中，在第一预设时间段内检测装备模块的内部压力是否发生变化，即保压第一预设时间段，检测在保压过程中装备模块的内部压力是否发生变化。当在第一预设时间段内检测到装备模块的内部压力不发生变化，则表明装备模块没有发生泄漏，继续向装备模块中注入液体，以使装备模块单位时间内增加的内部压力与额定压力的比值为预设增加比值。

可选的，第一预设时间段可以是10分钟，或者也可以是其他时间，其中，第一预设时间段也可以根据实际经验进行确定，或者也可以根据装备模块材质的参数等进行确定。可选的，单位时间可以是每分钟，相应的，预设增加比值可以是1％，或者也可以是其他比值，但是预设增加比值小于一个比值阈值。当在装备模块的内部压力与额定压力的比值为第一预设比值的基础上，对装备模块中继续注入液体以对装备模块进行加压时，需要缓慢加压，即装备模块单位时间内增加的内部压力与额定压力的比值小于一个比值阈值，从而可以准确的检测装备模块的内部压力变化量与液体进入量从线性关系向非线性关系变化的转折点，从而准确检测装备模块的屈服压力。

S140：当检测到所述装备模块的内部压力变化量与液体进入量从线性关系变化到非线性关系时，确定从所述线性关系向所述非线性关系变化的转折点，将所述转折点对应的所述装备模块的内部压力作为屈服压力。

在本发明实施例中，当在装备模块的弹性范围内时，内部压力变化量与液体进入量呈线性关系；当超出装备模块的弹性范围，或者装备模块屈服时，压力变化量与液体进入量呈非线性关系。其中，装备模块的内部压力变化量与液体进入量从线性关系向非线性关系变化的转折点对应的内部压力即为装备模块的屈服压力。由此，通过对水下采油树的装备模块屈服压力的测试，可以完善水下采油树的性能测试，可以为生产制造水下采油树以及水下采油树的标准化生产提供数据支持，可以检测水下采油树的各个部件、材质及制造工艺等是否满足额定工况下的性能以及实际安全裕度的大小，并且可以为水下采油树在工作工程中提供数据支持，以使工作人员合理使用水下采油树，可以为水下采油树长期、稳定、安全工作提供保障。

本发明实施例提供的一种水下采油树的装备模块屈服压力检测方法，通过向装备模块中注入液体，对装备模块内部进行加压；当装备模块的内部压力与额定压力的比值达到第一预设比值时，对装备模块内部进行保压，在保压过程中若检测到装备模块没有泄漏，以单位时间内增加的内部压力与额定压力的比值为预设增加比值的速率向装备模块中注入液体，确定装备模块的内部压力变化量与液体进入量从线性关系向非线性关系变化的转折点，并将转折点对应的内部压力作为装备模块的屈服压力。即通过对装备模块进行加压、保压，再缓慢加压的过程，确定装备模块的内部压力变化量与液体进入量从线性关系向非线性关系变化的转折点，并将转折点对应的内部压力作为装备模块的屈服压力。通过对水下采油树的装备模块屈服压力的测试，可以完善水下采油树的性能测试，可以为生产制造水下采油树以及水下采油树的标准化生产提供数据支持，可以检测水下采油树的各个部件、材质及制造工艺等是否满足额定工况下的性能以及实际安全裕度的大小，并且可以为水下采油树在工作工程中提供数据支持，以使工作人员合理使用水下采油树，可以为水下采油树长期、稳定、安全工作提供保障。

图2是本发明实施例提供的一种水下采油树的装备模块屈服压力检测方法流程图，如图2所示，本发明实施例提供的技术方案包括：

S210：将水下采油树的装备模块注满液体后，封住所述装备模块的所有通口，并通过高压泵向所述装备模块中注入液体，以对所述装备模块内部进行加压。

S220：当检测到所述装备模块的内部压力与额定压力的比值达到第二预设比值时，停止向所述装备模块中注入液体，以对所述装备模块内部进行保压。

在本发明实施例中，可选的，第二预设比值可以是50％，第二预设比值可以是其他比值，但是第二预设比值小于第一预设比值。

在本发明实施例中，当装备模块的内部压力与额定压力的比值达到第二预设比值之前，通过高压泵向装备模块中注入液体的速率也可以不受到限制，可以根据高压泵的排量而确定。当装备模块的内部压力与额定压力的比值达到第二预设比值时，停止向装备模块中注入液体，以对装备模块内部进行保压，其中，进行保压的目的可以是检查装备模块是否存在泄漏，从而及时发现泄漏问题。

S230：当在第二预设时间段内检测到所述装备模块的内部压力不发生变化时，继续向所述装备模块中注入液体。

在本发明实施例中，可选的，第二预设时间段可以是5分钟，或者也可以是其他时间，其中，第一预设时间段也可以根据实际经验进行确定。

在本发明实施例中，在第二预设时间段内检测装备模块的内部压力是否发生变化，即保压第二预设时间段，检测在保压过程中装备模块的内部压力是否发生变化。当在第二预设时间段内检测到装备模块的内部压力不发生变化，则表明装备模块没有发生泄漏，继续向装备模块中注入液体，直至检测到装备模块的内部压力与额定压力的比值为第一预设比值。

S240：当检测到所述装备模块的内部压力与额定压力的比值达到第一预设比值时，停止向所述装备模块中注入液体，以对所述装备模块内部进行保压。

在本发明实施例中，当装备模块的内部压力与额定压力的比值从第二预设比值向第一预设比值变化时，通过高压泵向装备模块中注入液体的速率可以不受到限制，可以根据高压泵的排量而确定。

S250：当在第一预设时间段内检测到所述装备模块的内部压力不发生变化时，继续向所述装备模块中注入液体，以使所述装备模块单位时间内增加的内部压力与额定压力的比值为预设增加比值；其中，所述第二预设比值小于所述第一预设比值。

S260：当检测到所述装备模块的内部压力变化量与液体进入量从线性关系变化到非线性关系时，确定从所述线性关系向所述非线性关系变化的转折点，将所述转折点对应的所述装备模块的内部压力作为屈服压力。

本发明实施例通过高压泵向装备模块中注入液体，以对装备模块进行加压，在装备模块的内部压力与额定压力的比值分别为第二预设比值和第一预设比值时，进行保压，即在不同的阶段分别对装备模块进行保压，以检测装备模块是否发生泄漏，从而对装备模块进行检查，可以提高检测的效率，避免装备模块泄漏对屈服压力检测产生影响；并当装备模块的内部压力与额定压力的比值达到第一预设比值之后，通过装备模块进行缓慢加压，可以较准确的确定装备模块内部压力变化量与液体进入量从线性关系向非线性关系变化的转折点，从而可以较准确地确定装备模块的屈服压力。

在上述实施例的基础上，本发明任意实施例提供的方法还可以包括当在第一预设时间段内或者第二预设时间段内检测到所述装备模块的内部压力发生变化时，对所述装备模块进行装配检查。

其中，在对装备模块进行装配检查之后，重新开始，对装备模块进行注入液体。由此，通过当装备模块的内部压力发生变化时，对装备模块进行装配检查，可以提高屈服压力检测的效率和准确度。

在上述实施例的基础上，本发明任意实施例提供的方法还包括：记录在所述第一预设时间段内或第二预设时间段内所述装备模块的内部压力不发生变化时所对应的内部压力数据、应变数据和温度数据，并记录所述转折点对应的内部压力数据、应变数据和温度数据，以对所述装备模块进行性能分析。

在本发明实施例中，应变数据可以由应变片进行测量而得到。其中，应变片可以设置在装备模块的多个位置。温度数据可以由温度传感器进行测量而得到。通过对压力数据、应变数据和温度数据的记录，可以对装备模块进行性能分析，以保证工作人员安全使用水下采油树，避免出现安全故障。

在上述实施例的基础上，本发明任意实施例提供的方法还可以包括：记录加压过程、保压过程的时间数据以及所述转折点对应的时间数据。由此，通过对加压过程、保压过程时间数据的记录以及转折点对应的时间数据的记录，可以为装备模块的性能分析提供数据支持，以保证工作人员安全使用水下采油树。

图3是本发明实施例提供的一种水下采油树的装备模块屈服压力检测方法流程图，如图3所示，本发明实施例提供的检测方法的具体过程是：确定好试验环境数据，连接好检测装置，将水下采油树的装备模块灌满水后，封住水下采油树所有通口，然后开始通过高压泵向装备模块中注入注水，以对装备模块进行加压。当装备模块中的内部压力达到额定压力的50％时，保压5分钟，查看用于检测装备模块内部压力的压力计是否掉压以检测是否泄漏，并记录数据。下一步继续向装备模块中注水，并加压至额定压力的80％，保压10分钟，查看压力计是否掉压以检测是否泄漏，并记录数据。下一步对装备模块缓慢加压，保持每分钟增加1％的额定压力，实时查看装备模块的内部压力变化量与进水量是否呈线性关系，如果出现内部压力变化量与进水量呈非线性关系，记录转折点的压力数据、进水量、应变数据等，并保存完整的试验过程数据，其中，将转折点对应的压力作为装备模块的屈服压力，其中，在试验过程中记录的所有数据(应变数据、压力数据、进水量等数据)可以为装备模块的性能分析提供数据支持。

图4是本发明实施例提供的一种水下采油树的装备模块屈服压力检测装置的结构示意图，如图4所示，所述装置400包括低压泵401、高压泵402、流量计403、至少一个阀门404、至少一个压力计405和显示记录单元406。

其中，低压泵401，用于向水下采油树的装备模块注入液体，以使装备模块注满液体；

高压泵402，用于向装备模块注入液体，以对装备模块加压；

阀门404设置于装备模块内部，用于控制装备模块的通口；

流量计403设置于装备模块上，用于监测装备模块内部的液体的流量；其中，具体的，流量计403可以设置于装备模块的入口的位置，以便于对流量计进行拆卸。

压力计405，用于监测装备模块的内部压力；

记录显示单元406分别与流量计403和压力计405连接，用于记录流量计403监测到的液体流量数据和压力计405监测到的内部压力数据，并根据流量计403监测到的液体流量数据确定装备模块的液体进入量，以及根据压力计405监测到的内部压力数据确定装备模块的内部压力变化量，以及记录装备模块的内部压力变化量与液体进入量从线性关系向非线性关系变化的转折点对应的内部压力数据，并进行显示。

其中，记录显示单元406可以包括微处理器以及与微处理器连接的显示装置。

通过本发明实施例提供的装置，可以对水下采油树的装备模块进行加压，保压，通过压力计可以检测注入到装备模块中液体的内部压力，通过压力计可以监测到装备模块的内部压力数据，通过记录显示单元可以根据流量计监测到的液体流量数据确定装备模块的液体进入量，以及根据压力计监测到的内部压力数据确定装备模块的内部压力变化量，以及记录装备模块的内部压力变化量与液体进入量从线性关系向非线性关系变化的转折点对应的内部压力数据，从而可以得到装备模块的屈服压力，可以完善水下采油树的性能测试，可以为生产制造水下采油树以及水下采油树的标准化生产提供数据支持，可以检测水下采油树的各个部件、材质及制造工艺等是否满足额定工况下的性能以及实际安全裕度的大小，并且可以为水下采油树在工作工程中提供数据支持，以使工作人员合理使用水下采油树，可以为水下采油树长期、稳定、安全工作提供保障。

可选的，如图4所示，本发明实施例提供的装置还可以包括：至少一个应变片407、至少一个应变变送器408、至少一个温度传感器409和至少一个温度变送器410；

应变片407设置于装备模块上，用于监测装备模块的应变数据；

应变变送器408分别与应变片407和记录显示单元406连接，用于将应变片407监测到的应变数据转换成记录显示单元406可识别的数据；

温度传感器409设置于装备模块内部，用于监测装备模块内部的温度数据；具体的，温度传感器409可以设置于装备模块的入口或者出口，以便于对温度传感器进行拆卸。

温度变送器410分别与温度传感器409和记录显示单元406连接，用于将温度传感器409监测到的温度数据转换成记录显示单元406可识别的数据。

通过应变片监测到的应变数据和温度传感器监测到的温度数据，可以为装备模块进行性能分析提供数据支持，以保证工作人员安全使用水下采油树，避免出现安全故障。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种水下采油树的装备模块屈服压力检测方法，其特征在于，包括：

将水下采油树的装备模块注满液体后，封住所述装备模块的所有通口，并通过高压泵向所述装备模块中注入液体，以对所述装备模块内部进行加压；

当检测到所述装备模块的内部压力与额定压力的比值达到第一预设比值时，停止向所述装备模块中注入液体，以对所述装备模块内部进行保压；

当在第一预设时间段内检测到所述装备模块的内部压力不发生变化时，继续向所述装备模块中注入液体，以使所述装备模块单位时间内增加的内部压力与额定压力的比值为预设增加比值；

当检测到所述装备模块的内部压力变化量与液体进入量从线性关系变化到非线性关系时，确定从所述线性关系向所述非线性关系变化的转折点，将所述转折点对应的内部压力作为所述装备模块的屈服压力。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在当检测到所述装备模块的内部压力与额定压力的比值达到第一预设比值时，停止向所述装备模块内部注入液体之前，还包括：

当检测到所述装备模块的内部压力与额定压力的比值达到第二预设比值时，停止向所述装备模块中注入液体，以对所述装备模块内部进行保压；

当在第二预设时间段内检测到所述装备模块的内部压力不发生变化时，继续向所述装备模块中注入液体；其中，所述第二预设比值小于所述第一预设比值。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：

当在第一预设时间段内或者第二预设时间段内检测到所述装备模块的内部压力发生变化时，对所述装备模块进行装配检查。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第二预设时间段小于所述第一预设时间段。

5.根据权利要求2所述的方法，所述第一预设时间段为10分钟，所述第二预设时间段为5分钟。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，

所述第一预设比值为80％，所述第二预设比值为50％；

所述单位时间为每分钟，相应的，所述预设增加比值为1％。

7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：

记录在所述第一预设时间段内或第二预设时间段内所述装备模块的内部压力不发生变化时所对应的内部压力数据、应变数据和温度数据，并记录所述转折点对应的内部压力数据、应变数据和温度数据，以对所述装备模块进行性能分析。

8.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，还包括：

记录加压过程、保压过程的时间数据以及所述转折点对应的时间数据。

9.一种水下采油树的装备模块屈服压力检测装置，其特征在于，包括低压泵、高压泵、流量计、至少一个阀门、至少一个压力计和显示记录单元；

所述低压泵，用于向水下采油树的装备模块注入液体，以使所述装备模块注满液体；

所述高压泵，用于向所述装备模块注入液体，以对所述装备模块加压；

所述阀门设置于所述装备模块内部，用于控制所述装备模块的通口；

所述流量计设置于所述装备模块上，用于监测所述装备模块内部的液体的流量；

所述压力计，用于监测所述装备模块的内部压力；

所述记录显示单元分别与所述流量计和所述压力计连接，用于记录所述流量计监测到的液体流量数据和所述压力计监测到的内部压力数据，并根据所述流量计监测到的液体流量数据确定所述装备模块的液体进入量，以及根据所述压力计监测到的内部压力数据确定所述装备模块的内部压力变化量，以及记录所述装备模块的内部压力变化量与液体进入量从线性关系向非线性关系变化的转折点对应的内部压力数据，并进行显示。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，还包括：至少一个应变片、至少一个应变变送器、至少一个温度传感器和至少一个温度变送器；

所述应变片设置于所述装备模块上，用于监测所述装备模块的应变数据；

所述应变变送器分别与所述应变片和所述记录显示单元连接，用于将所述应变片监测到的应变数据转换成所述记录显示单元可识别的数据；

所述温度传感器设置于所述装备模块内部，用于监测所述装备模块内部的温度数据；

所述温度变送器分别与所述温度传感器和所述记录显示单元连接，用于将所述温度传感器监测到的温度数据转换成所述记录显示单元可识别的数据。