CN110260161B - 一种海洋油田跨接管自动泄压系统及自动泄压装置 - Google Patents

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Abstract

一种海洋油田跨接管自动泄压系统及自动泄压装置，设置在与跨接管连接的水下采油树上，蓄能器用于容纳来自跨接管的泄压油；水下采油树的水下控制模块用于实现自动泄压装置与海面平台控制系统的通讯控制，并为自动泄压装置提供电力支持和液压动力支持；自动泄压装置分别通过电缆和液压控制管线连接水下控制模块，该自动泄压装置的进油口通过管路连接水下采油树的出油口管路，该自动泄压装置的出油口通过钢管连接蓄能器，用于根据海面平台控制系统的指示将跨接管内部的原油自动泄压并收集至蓄能器内部。本发明可有效降低海洋油田跨接管内部水合物形成的堵塞，保障海洋油田水下生产设施的生产安全，同时可显著降低作业成本。

Description

一种海洋油田跨接管自动泄压系统及自动泄压装置
技术领域
本发明涉及一种海洋油田跨接管自动泄压系统及自动泄压装置。
背景技术
海洋油田执行临时关井操作后，若一段时间内未重新开井，由于海底环境温度较低，水下采油树出油口下游的跨接管内部的原油热力散失，造成温度下降，逐渐凝析形成水合物。而原油在温度一定时，若压力超过临界值，则开始析出水合物。因此，可通过泄压的方法抑制原油水合物的形成。目前，海洋油田关井后，一般从海面作业平台化学注入模块向采油树下游注入甲醇，以抑制下游管路如跨接管、管汇等设施中原油水合物的形成。但上述方法需从海面经长达数千米的脐带缆向海底泵入甲醇，作业过程消耗大量甲醇，成本高昂。
发明内容
本发明提供一种海洋油田跨接管自动泄压系统及自动泄压装置，可有效降低海洋油田跨接管内部水合物形成的堵塞，保障海洋油田水下生产设施的生产安全，同时可显著降低作业成本。
为了达到上述目的，本发明提供一种海洋油田跨接管自动泄压系统，所述的自动泄压系统设置在与跨接管连接的水下采油树上，包含：
蓄能器，其用于容纳来自跨接管的泄压油；
水下采油树的水下控制模块，其用于实现自动泄压装置与海面平台控制系统的通讯控制，并为自动泄压装置提供电力支持和液压动力支持；
自动泄压装置，其分别通过电缆和液压控制管线连接水下控制模块，该自动泄压装置的进油口通过管路连接水下采油树的出油口管路，该自动泄压装置的出油口通过钢管连接蓄能器，用于根据海面平台控制系统的指示将跨接管内部的原油自动泄压并收集至蓄能器内部。
所述的蓄能器包含外部容器和内部腔体，所述的外部容器底部与海水连通，所述的内部腔体为皮囊或者活塞舱室，所述的活塞舱室包含活塞，活塞将内部腔体分隔为上部舱室和下部舱室。
所述的自动泄压装置包含：
液动针阀，其一端连接自动泄压装置的进油口，其另一端连接自动泄压装置的出油口，用于开启或关闭自动泄压装置的原油输送管路；
两位三通电磁阀，其连接液动针阀的液压促动器，并通过液压控制管线连接水下控制模块，用于控制水下控制模块提供给液动针阀的液压油的通断；
针阀控制模块，其电线连接两位三通电磁阀，用于控制两位三通电磁阀的通断；
压力变送器，其设置在自动泄压装置的原油输送管路上，用于实时监测跨接管内部的原油压力；
压力监测模块，其电线连接压力变送器，用于采集压力变送器的压力信号；
通讯模块，其电线连接压力监测模块和针阀控制模块，用于将压力监测模块发送的压力信号转换为水下控制模块的通讯协议可识别的通讯信号发送给水下控制模块，并将水下控制模块传输的海面平台控制系统的控制信号发送给针阀控制模块。
所述的自动泄压装置还包含：电源模块，其通过电缆连接水下控制模块，用于将水下控制模块提供的电源适配成自动泄压装置内部各模块的工作电压。
本发明还提供一种海洋油田跨接管自动泄压装置，所述的自动泄压装置设置在与跨接管连接的水下采油树上，其分别通过电缆和液压控制管线连接水下控制模块，该自动泄压装置的进油口通过管路连接水下采油树的出油口管路，该自动泄压装置的出油口通过钢管连接蓄能器，用于根据海面平台控制系统的指示将跨接管内部的原油自动泄压并收集至蓄能器内部。
所述的海洋油田跨接管自动泄压装置包含：
液动针阀，其一端连接自动泄压装置的进油口，其另一端连接自动泄压装置的出油口，用于开启或关闭自动泄压装置的原油输送管路；
两位三通电磁阀，其连接液动针阀的液压促动器，并通过液压控制管线连接水下控制模块，用于控制水下控制模块提供给液动针阀的液压油的通断；
针阀控制模块，其电线连接两位三通电磁阀，用于控制两位三通电磁阀的通断；
压力变送器，其设置在自动泄压装置的原油输送管路上，用于实时监测跨接管内部的原油压力；
压力监测模块，其电线连接压力变送器，用于采集压力变送器的压力信号；
通讯模块，其电线连接压力监测模块和针阀控制模块，用于将压力监测模块发送的压力信号转换为水下控制模块的通讯协议可识别的通讯信号发送给水下控制模块，并将水下控制模块传输的海面平台控制系统的控制信号发送给针阀控制模块。
所述的自动泄压装置还包含：电源模块，其通过电缆连接水下控制模块，用于将水下控制模块提供的电源适配成自动泄压装置内部各模块的工作电压。
本发明利用原油在温度一定时，若压力低于临界值则可抑制水合物形成的原理，在海洋油田临时关井时段内对跨接管实现自动泄压，并将原油收集至单独的蓄能器内，可有效降低海洋油田跨接管内部水合物形成的堵塞，保障海洋油田水下生产设施的生产安全，同时避免从海面平台向水下生产设施远程注入甲醇，可显著降低作业成本。
附图说明
图1是本发明提供的一种海洋油田跨接管自动泄压系统的示意图。
图2是本发明提供的一种自动泄压装置的结构示意图。
具体实施方式
以下根据图1和图2具体说明本发明的较佳实施例。
如图1所示，本发明提供一种海洋油田跨接管自动泄压系统，其设置在水下采油树11上，海底跨接管13连接水下采油树11与海底管汇12。
所述的海洋油田跨接管自动泄压系统包含：
蓄能器21，其用于容纳来自跨接管13的泄压油；
水下采油树11的水下控制模块22，其用于实现自动泄压装置23与海面平台控制系统的通讯控制，并为自动泄压装置23提供电力支持和液压动力支持；
自动泄压装置23，其分别通过电缆33和液压控制管线32连接水下控制模块22，该自动泄压装置23的进油口通过管路连接水下采油树11的出油口管路，该自动泄压装置23的出油口通过钢管31连接蓄能器21，用于根据海面平台控制系统指示将跨接管13内部的原油自动泄压并收集至蓄能器21内部。
所述的蓄能器21可以安装在水下采油树11的外部框架上，并可单独回收至海面进行更换。蓄能器21外部为钢质容器，内部为皮囊或由活塞分隔构成的上下两部分舱室。蓄能器21底部与海水连通，并设置有滤网罩，避免海水杂质进入。跨接管13内部高压原油泄压后，输送至蓄能器21内部皮囊或活塞上部舱室，逐渐排出底部海水，直至皮囊或上部舱室集满原油。
所述的自动泄压装置23的进油口通过管路连接水下采油树11的出油口管路，该水下采油树11的出油口管路是指生产主阀24和生产翼阀25的下游管路。
如图2所示，所述的自动泄压装置23设置在水下采油树11上，其进一步包含：
液动针阀56，其一端连接自动泄压装置23的进油口，其另一端连接自动泄压装置23的出油口，用于开启或关闭自动泄压装置23的原油输送管路；
两位三通电磁阀57，其连接液动针阀56的液压促动器，并通过液压控制管线32连接水下控制模块22，用于控制水下控制模块22提供给液动针阀56的液压油的通断；
针阀控制模块52，其电线连接两位三通电磁阀57，用于控制两位三通电磁阀57的通断；
压力变送器55，其设置在自动泄压装置23的原油输送管路上，用于实时监测跨接管内部如泄压前、泄压中、泄压后的原油压力；
压力监测模块54，其电线连接压力变送器55，用于采集压力变送器55的压力信号；
通讯模块53，其电线连接压力监测模块54和针阀控制模块52，用于将压力监测模块54发送的压力信号转换为水下控制模块22的通讯协议可识别的通讯信号发送给水下控制模块22，并将水下控制模块22传输的海面平台控制系统的控制信号发送给针阀控制模块52；
电源模块51，其通过电缆33连接水下控制模块22，用于将水下控制模块22提供的电源适配成自动泄压装置内部各模块的工作电压。
本发明的工作原理如下：
在海洋油田关井后，作业人员在海面平台控制系统发送开启控制信号，水下控制模块22将该开启控制信号传输给针阀控制模块52，针阀控制模块52控制两位三通电磁阀57通电工作，内部执行换向，液压油由水下控制模块22经液压控制管线32输送至液动针阀56的液压促动器，从而开启液动针阀56，原油输送管路开启，跨接管13内部的原油自动泄压，经钢管31将跨接管13内的原油输送至蓄能器21。
压力变送器55实时监测跨接管内部的原油压力，压力监测模块54将压力信号经过通讯模块53发送给水下控制模块22，水下控制模块22通过海底脐带缆将压力信号传输给海面平台控制系统，如果海面平台控制系统根据压力信号判断跨接管13内部原油泄压操作完成，则海面平台控制系统发送停止控制信号给水下控制模块22，水下控制模块22将该停止控制信号传输给针阀控制模块52，针阀控制模块52控制两位三通电磁阀57失电，电磁阀内部弹簧自动复位，液压油停止输送至液动针阀56的液压促动器，液动针阀56关闭，原油输送管路关闭，停止输送跨接管13内的原油。
本发明利用原油在温度一定时，若压力低于临界值则可抑制水合物形成的原理，在海洋油田临时关井时段内对跨接管实现自动泄压，并将原油收集至单独的蓄能器内，可有效降低海洋油田跨接管内部水合物形成的堵塞，保障海洋油田水下生产设施的生产安全，同时避免从海面平台向水下生产设施远程注入甲醇，可显著降低作业成本。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (2)

1.一种海洋油田跨接管自动泄压系统，其特征在于，所述的自动泄压系统设置在与跨接管(13)连接的水下采油树(11)上，包含：
蓄能器(21)，其用于容纳来自跨接管(13)的泄压油；
水下采油树(11)的水下控制模块(22)，其用于实现自动泄压装置(23)与海面平台控制系统的通讯控制，并为自动泄压装置(23)提供电力支持和液压动力支持；
自动泄压装置(23)，其分别通过电缆(33)和液压控制管线(32)连接水下控制模块(22)，该自动泄压装置(23)的进油口通过管路连接水下采油树(11)的出油口管路，该自动泄压装置(23)的出油口通过钢管(31)连接蓄能器(21)，用于根据海面平台控制系统的指示将跨接管(13)内部的原油自动泄压并收集至蓄能器(21)内部；
所述的蓄能器(21)包含外部容器和内部腔体，所述的外部容器底部与海水连通，所述的内部腔体为皮囊或者活塞舱室，所述的活塞舱室包含活塞，活塞将内部腔体分隔为上部舱室和下部舱室；
所述的自动泄压装置(23)包含：
液动针阀(56)，其一端连接自动泄压装置(23)的进油口，其另一端连接自动泄压装置(23)的出油口，用于开启或关闭自动泄压装置(23)的原油输送管路；
两位三通电磁阀(57)，其连接液动针阀(56)的液压促动器，并通过液压控制管线(32)连接水下控制模块(22)，用于控制水下控制模块(22)提供给液动针阀(56)的液压油的通断；
针阀控制模块(52)，其电线连接两位三通电磁阀(57)，用于控制两位三通电磁阀(57)的通断；
压力变送器(55)，其设置在自动泄压装置(23)的原油输送管路上，用于实时监测跨接管内部的原油压力；
压力监测模块(54)，其电线连接压力变送器(55)，用于采集压力变送器(55)的压力信号；
通讯模块(53)，其电线连接压力监测模块(54)和针阀控制模块(52)，用于将压力监测模块(54)发送的压力信号转换为水下控制模块(22)的通讯协议可识别的通讯信号发送给水下控制模块(22)，并将水下控制模块(22)传输的海面平台控制系统的控制信号发送给针阀控制模块(52)。
2.如权利要求1所述的海洋油田跨接管自动泄压系统，其特征在于，所述的自动泄压装置(23)还包含：电源模块(51)，其通过电缆(33)连接水下控制模块(22)，用于将水下控制模块(22)提供的电源适配成自动泄压装置内部各模块的工作电压。
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