CN112065344B - 海上无人平台就地注水方法 - Google Patents
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Abstract
一种海上无人平台就地注水方法,包括:原有海上平台、通过混输的海底管道和海底复合电缆与原有海上平台相连的海上无人井口平台;其中,海上无人井口平台上设有:海水系统、电气房间、吊机、应急机、注水泵设施,并配备水源井水系统和注水系统;该海上无人井口平台的井产物流不经处理,只依靠电潜泵压力全量外输至原有海上平台处理;且海上无人井口平台是通过自动化远程控制实现注水流程;所有现场数据能够实时传输到依托原有海上平台的控制中心,且接受远程控制中心的遥控、遥调,并能够在非海上无人井口平台关断的条件下实现远程复位。本发明既能对海上无人平台进行就地注水,又能节省一条注水海底管道,提高了油田开发经济效益。
Description
技术领域
本发明属于海洋工程技术领域,尤其涉及海上无人平台就地注水方法。
背景技术
随着渤海油田的深入开发,将动用越来越多的边部、产能低的边际油田。这些边际油田总资源量相当可观,如能有效地对其进行开发,则对未来渤海油田稳产具有重要的支撑作用。但是,由于边际油田通常储量规模较小、对其动用的难度较大,单独开发的经济性不佳。
而现有的海上无人平台注水开发均采用远程注水的模式,即:注水水源来自其所依托的海上平台,利用其所依托海上平台的注水设施,通过新建注水海底管道为新建的海上无人平台注水。但是,对于依托距离远的边际油田,对其进行注水的海底管道投资较高,导致采用远程注水开发模式经济效益较差。因此,利用现有的技术,无法对边际油田进行有效地经济开发,亟待创新一种海上无人平台就地注水方法,以提高边际油田的经济效益。
发明内容
本发明目的在于提供一种海上无人平台就地注水方法,以解决对边际油田进行远程注水的技术问题。
为实现上述目的,本发明的海上无人平台就地注水方法的具体技术方案如下:
一种海上无人平台就地注水方法,包括:原有海上平台、通过混输的海底管道和海底复合电缆与原有海上平台相连的海上无人井口平台;其中,
海底管道将新建的海上无人井口平台井产物流输送至依托平台,通过远程控制实现置换作业;
海底复合电缆为新建的海上无人井口平台供电;
海上无人井口平台上设有:海水系统、电气房间、吊机、应急机、注水泵设施,并配备水源井水系统和注水系统;该海上无人井口平台的井产物流不经处理,只依靠电潜泵压力全量外输至原有海上平台处理;且海上无人井口平台是通过自动化远程控制实现注水流程;所有现场数据能够实时传输到依托原有海上平台的控制中心,且接受远程控制中心的遥控、遥调,并能够在非海上无人井口平台关断的条件下,实现远程复位。
进一步,所述注水系统的注水水源来自于海上无人井口平台的水源井,并经过注水处理装置处理达标后,再注入地层。
进一步,所述水源井水系统设有两路,其中,第一路设有:安装在海上无人井口平台上的水源井,该水源井通过管道与置换泵相连,且水源井与置换泵相连的管道上安装有采油树电动调节阀,以备置换时打开;第二路设有:水源井,该水源井通过管道与第一电控开关阀、除砂装置及第一流量计与注水系统相连;该除砂装置根据压差设定值,不定期地自动打开调节阀进行除砂,并排往集砂罐;该第一流量计将现场显示信号远传到中控室,实现对水源井流量的动态监测,以保证注水及置换水量。
进一步,所述水源井水系统是通过管道与注水系统相连,来自水源井水系统的水通过注水系统回注地层;其中,注水系统包括过滤设备、注水缓冲罐、数个注水泵、注水管汇及数路注水管线;数路注水管线中的一路为:通过管道串接在一起的流量计、手动截止阀、采油树手动调节阀、注水井;该注水缓冲罐上设置有:压力表、压力变送器、液位计,所有信号需远传至中控室;通过控制注水缓冲罐的液位,实现对水源井采出量与注水井注入量的远程调控;该注水泵具有设备启停、主备泵自动切换、流量调节、事故报警、单台关断的远程操作功能。
进一步,所述水源井水系统中的水源井通过管道依次与采油树电动调节阀、第二电控开关阀、置换泵、电控排气阀、调节阀、第四流量计、关断阀、与第三手动截止阀及第三电控开关阀、发球筒、电控开关阀、关断阀相连;该水源井的水经置换泵增压后,进入外输海底管道,从而实现海底管道置换作业。
进一步,所述海上无人井口平台上的海水提升泵,将海水打入置换泵;海水经置换泵增压后,经过电控排气阀、调节阀、第四流量计、关断阀、第三手动截止阀及第三电控开关阀、发球筒、电控开关阀、关断阀后,进入混输海底管道,从而实现海底管道置换作业。
本发明的海上无人平台就地注水方法具有以下优点:
本发明不仅能够对海上无人平台进行就地注水,大大提高了海上无人平台自动化控制水平;而且,还节省一条注水海底管道,大大提高了边际油田的经济效益;同时,还降低了油田开发储量动用门槛,减少了因远程注水引起的能量损失,并减少CO2排放量。
附图说明
图1为本发明无人平台就地注水的示意图;
图2为本发明水源井水流程示意图;
图3为本发明注水流程示意图;
图4为本发明水源井水置换流程示意图;
图5为本发明海水置换流程示意图。
图中标记说明:
1、原有海上平台;2、海上无人井口平台;2.1、水源井;2.2、采油树电动调节阀;2.3、第一电控开关阀;2.4、第一流量计;2.5、除砂设备;2.6、调节阀;3、海底管道;3.1、过滤设备、3.2、注水缓冲罐;3.3、注水泵;3.4、注水管汇;3.5、第二流量计;3.6、第一手动截止阀;3.7、第一采油树手动调节阀;3.8、第一注水井;3.9、第三流量计;3.10、第二手动截止阀;3.11、第二采油树手动调节阀;3.12、第二注水井;4、海底复合电缆;4.1、油井;4.2、多路阀;4.3、多相流量计;4.4、第二电控开关阀;4.5、置换泵;4.6、电控排气阀;4.7、调节阀;4.8、第四流量计;4.9、关断阀;4.10、第三手动截止阀;4.11、第三电控开关阀;4.12、第四电控开关阀;4.13、发球筒;4.14、电控开关阀;4.15、关断阀;5.1、海水提升泵;5.2、电控开关阀。
具体实施方式
为了更好地了解本发明的目的、结构及功能,下面结合附图,对本发明一种海上无人平台就地注水方法做进一步详细的描述。
如图1所示,本发明包括:原有海上平台1、通过一条混输的海底管道3和一条海底复合电缆4与原有海上平台1相连的海上无人井口平台2;其中,
海上无人井口平台2上设有:海水系统、电气房间、吊机、应急机、注水泵等设施,并配备水源井水系统和注水系统;且该海上无人井口平台2的井产物流不经处理,只依靠电潜泵压力全量外输至原有海上平台1处理。
上述注水系统的注水水源来自于海上无人井口平台2的水源井2.1,经过注水处理装置处理达标后,再注入地层。
上述海上无人井口平台2是通过自动化远程控制实现注水流程;所有现场数据可实时传输到原有海上平台1的控制中心,同时,可接受远程控制中心的遥控、遥调,并能够在非海上无人井口平台2关断的条件下,实现远程复位。
上述海底管道3将新建的海上无人井口平台井产物流输送至依托平台,通过远程控制实现置换作业。
上述海底复合电缆4,为新建的海上无人井口平台2供电。
如图2所示,水源井水系统设有两路,其中,第一路设有:安装在海上无人井口平台2上的水源井2.1,该水源井2.1通过管道与置换泵相连,且水源井2.1与置换泵相连的管道上安装有采油树电动调节阀2.2,以备置换时打开。
第二路设有:水源井2.1,该水源井2.1通过管道与第一电控开关阀2.3、除砂装置2.5及第一流量计2.4与注水系统相连;除砂装置2.5根据压差设定值,不定期地自动打开调节阀2.6进行除砂,并排往集砂罐。
上述第一流量计2.4可将现场显示信号远传到中控室,实现对水源井2.1流量的动态监测,以保证注水及置换水量。
如图3所示,水源井水系统通过管道与注水系统相连,来自水源井水系统的水通过注水系统回注地层;其中,注水系统包括:过滤设备3.1、注水缓冲罐3.2、数个注水泵3.3(本实施例的注水泵为二个)、注水管汇3.4及数路注水管线(本实施例为二路);其中,二路注水管线中的一路为:通过管道串接在一起的第二流量计3.5、第一手动截止阀3.6、第一采油树手动调节阀3.7、第一注水井3.8;二路注水管线中的另一路为:通过管道串接在一起的第三流量计3.9、第二手动截止阀3.10、第二采油树手动调节阀3.11、第二注水井3.12。
上述过滤设备3.1具有设备启停、主备自动切换、自动反冲洗、事故报警、单台关断等远程操作功能。
上述注水缓冲罐3.2上设置有:压力表、压力变送器、液位计等,所有信号需远传至中控室;通过控制注水缓冲罐的液位,实现对水源井采出量与注水井注入量的远程调控。
上述注水泵3.3具有:设备启停、主备泵自动切换、流量调节、事故报警、单台关断等远程操作功能。
为实现注水泵3.3的远程监控,将电机绕组温度、轴承箱振动和温度、泵体振动的监测数据进行收集和远传,用以监测注水泵3.3运转的状态,如有异常情况,远程切换到备用注水泵3.3(本实施例为2台;一用一备)。采用远程视频监控取代人工巡检,在泵撬附近设置高倍率高清摄像头,用以观测注水泵3.3的运行状态,对重点部位进行远程监测。
如图4所示,在水源井水置换工况下,海上无人井口平台2的水源井2.1通过管道依次与采油树电动调节阀2.2、第二电控开关阀4.4、置换泵4.5、电控排气阀4.6、调节阀4.7、第四流量计4.8、关断阀4.9、第三手动截止阀4.10、第三电控开关阀4.11、发球筒4.13、电控开关阀4.14、关断阀4.15相连。新建的海上无人井口平台2上的水源井2.1的水经置换泵4.5增压后进入外输海底管道,从而实现海底管道置换作业。在生产工况下,打开第四电控开关阀4.12,关闭电控开关阀4.14,海上无人井口平台2的油井4.1并流入多路阀4.2汇集后,通过三手动截止阀4.10、第四电控开关阀4.12和关断阀4.15外输至下游平台;单井计量时,油井4.1井流进入多相流量计4.3,计量后的物流回到主管路外输。
上述置换泵4.5的进口设置的第二电控开关阀4.4,以及置换泵4.5的出口设置的电控排气阀4.6、调节阀4.7、关断阀4.9可以远程控制置换泵4.5的灌泵和排气作业。
如图5所示,海上无人井口平台2对于海水置换与图4中所述结构和流程相同,只是在海水入口处增加了海水提升泵5.1、与海水提升泵5.1相连的电控开关阀5.2;利用新建海上无人井口平台2的海水提升泵5.1将海水打入置换泵4.5,海水经置换泵4.5增压后进入混输海底管道,从而实现海底管道置换作业。
本发明为了提高新建无人平台的自动化水平,实时掌握设备运行状态,对部分常规仪表设备进行升级,保证了现场重要的压力、温度、液位、流量、运行状态等数据,可实时传输到中控室。为了直观捕捉现场运行状态,本发明对重要的大型设备,设置有高清摄像头,以实时监测其运行状况,确保在其发生故障时,对其进行必要的紧急操作。此外,在原有海上平台1上设置新建海上无人平台的远程操作站,对其进行实时监控,可远程控制、调节新建海上无人井口平台2相应设备,并能够在非本平台引起关断的条件下,对其进行远程复位,从而,实现真正意义上的远程监控与调节。此外,考虑到海上平台有人检修作业时的工况情况,在登临平台处,设置了有人、无人就地转换开关,保证了有人操作模式下的人员安全等。通过采取这一系列措施,在提高新建海上无人井口平台2的自动化水平的基础上,进一步提高了海上井口平台生产的安全性和可靠性。
上述原有海上平台、海上无人井口平台、采油树电动调节阀、电控开关阀、流量计、除砂设备、调节阀、海底管道;过滤设备、注水缓冲罐、注水泵、手动截止阀、采油树手动调节阀、海底复合电缆、油井、多路阀、多相流量计、置换泵、电控排气阀、关断阀;发球筒、电控开关阀、关断阀、海水提升泵为现有技术,未作说明的技术为现有技术,故不再赘述。
可以理解,本发明是通过一些实施例进行描述的,本领域技术人员知悉的,在不脱离本发明的精神和范围的情况下,可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外,在本发明的教导下,可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此,本发明不受此处所公开的具体实施例的限制,所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明所保护的范围内。
Claims (4)
1.一种海上无人平台就地注水方法,其特征在于,包括:原有海上平台、通过混输的海底管道和海底复合电缆与原有海上平台相连的海上无人井口平台;其中,
海底管道将新建的海上无人井口平台井产物流输送至依托平台,通过远程控制实现置换作业;
海底复合电缆为新建的海上无人井口平台供电;
海上无人井口平台上设有:海水系统、电气房间、吊机、应急机、注水泵设施,并配备水源井水系统和注水系统;该海上无人井口平台的井产物流不经处理,只依靠电潜泵压力全量外输至原有海上平台处理;且海上无人井口平台是通过自动化远程控制实现注水流程;所有现场数据能够实时传输到依托原有海上平台的控制中心,且接受远程控制中心的遥控、遥调,并能够在非海上无人井口平台关断的条件下,实现远程复位;
所述水源井水系统是通过管道与注水系统相连,来自水源井水系统的水通过注水系统回注地层;其中,注水系统包括过滤设备、注水缓冲罐、数个注水泵、注水管汇及数路注水管线;数路注水管线中的一路为:通过管道串接在一起的流量计、手动截止阀、采油树手动调节阀、注水井;该注水缓冲罐上设置有:压力表、压力变送器、液位计,所有信号需远传至中控室;通过控制注水缓冲罐的液位,实现对水源井采出量与注水井注入量的远程调控;该注水泵具有设备启停、主备泵自动切换、流量调节、事故报警、单台关断的远程操作功能;
所述水源井水系统设有两路,其中,第一路设有:安装在海上无人井口平台上的水源井,该水源井通过管道与置换泵相连,且水源井与置换泵相连的管道上安装有采油树电动调节阀,以备置换时打开;第二路设有:水源井,该水源井通过管道与第一电控开关阀、除砂装置及第一流量计与注水系统相连;该除砂装置根据压差设定值,不定期地自动打开调节阀进行除砂,并排往集砂罐;该第一流量计将现场显示信号远传到中控室,实现对水源井流量的动态监测,以保证注水及置换水量。
2.根据权利要求1所述的海上无人平台就地注水方法,其特征在于,所述注水系统的注水水源来自于海上无人井口平台的水源井,并经过注水处理装置处理达标后,再注入地层。
3.根据权利要求1所述的海上无人平台就地注水方法,其特征在于,所述水源井水系统中的水源井通过管道依次与采油树电动调节阀、第二电控开关阀、置换泵、电控排气阀、调节阀、第四流量计、关断阀、与第三手动截止阀及第三电控开关阀、发球筒、电控开关阀、关断阀相连;该水源井的水经置换泵增压后,进入外输海底管道,从而实现海底管道置换作业。
4.根据权利要求1或2所述的海上无人平台就地注水方法,其特征在于,所述海上无人井口平台上的海水提升泵,将海水打入置换泵;海水经置换泵增压后,经过电控排气阀、调节阀、第四流量计、关断阀、第三手动截止阀及第三电控开关阀、发球筒、电控开关阀、关断阀后,进入混输海底管道,从而实现海底管道置换作业。
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GR01 | Patent grant | ||
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