CN112119200B - 歧管和流体流控制 - Google Patents

Abstract

本发明公开了刚性阀块主体(210)和用于确定流体流动方向的方法。该阀块主体(210)包括位于该刚性阀块主体(210)的相对侧处的第一流体入口(300)和另外的流体入口(310)。以间隔开的关系设置该阀块主体的第一流体出口(400)和该阀块主体的另外的流体出口(410)。第一V形流体连通通道(420)包括两个通道部分(432、434)，每个通道部分在该阀块主体内从邻近该第一流体入口的第一公共根部区域延伸。另外的V形流体连通通道包括两个另外的通道部分，每个另外的通道部分在该阀块主体内从邻近另外的流体端口的另外的公共根部区域延伸远离。该第一V形流体连通通道的每个通道部分的端部区域与邻近相应流体出口的该另外的V形流体连通通道的相应通道部分的端部区域相交。

Description

歧管和流体流控制

本发明涉及阀块主体、诸如歧管的海底结构以及用于确定在此类海底结构处的流体流动方向的方法。具体地而非唯一地，本发明涉及刚性阀块主体，其中形成内孔以提供相应流体连通通道。该主体包括形成内部菱形构造的两个V形流体连通通道，并且通过选择性地控制阀，在流体连通通道的流体流动路径中，可使流过阀块主体的流体沿循从多个可能的输入到多个可能的流体输出的许多不同可能的流动路径。任选地，可根据需要以模块化构造在海底结构处一起使用一个、两个、三个或更多个阀块。

已知各种海底结构，其中流体入口连接到管道(该管道可以是刚性的或柔性的)以接收流体，并且其中来自此类流体入口的流入流体需要根据用途在特定方向上引导到多个可能的流体出口中的一个或多个流体出口。海底结构的一个示例是海底歧管。因此，海底歧管是海底结构的一个示例。海底歧管可用于连接流动管线和海底采油树作为海底布局的一部分，以帮助优化和减少为水面平台提供流体流动路径所需的竖管的数量。水面平台可以是浮动平台或固定平台。通常，存在已知的若干类型的歧管。一个特定示例是丛式或钻井中心海底布局所需的歧管。常规地，此类歧管将具有双流动管线和集管，并且将具有允许通过系统进行清管操作的能力。

歧管历来是根据特定应用的定制要求设计和制造的。这需要大量的重复工程工作，并且由于需要从多个不同的子供应商处采购部件，导致了较长的交付周期。在许多项目中，集管的尺寸被设定成满足管道内部孔径要求，并且通常需要对集管进行清管以使孔保持在令人满意且全功能的状态。此类集管的尺寸和孔径通常由项目管道要求决定，并且可由所选择的管道设计按常规决定。因此，很难在项目开始前对集管进行预先设计，使得供应商只能向最终用户推荐他们的标准构造。

已建议将集管合并到材料块中。虽然在实践中这提供了一些优点，但它会显著增加歧管的成本和重量。如果考虑到任何清管要求强加的最小弯曲要求，情况尤其如此。还必须考虑任何特定的集管阀选择标准，包括阀尺寸、压力等级、应用设计规范和子供应商的设计特征，这些将决定此类集管的设计和最终构造。因此，满足这些要求的需要会大大增加任何特定项目的工程活动。

与某些常规歧管设计和结构相关的另一个问题是，对于某些设计，需要大量的焊接点来将各种入口和出口与任何集管连接在一起。这可能是一个耗时且昂贵的过程，并且焊接点可能在使用中导致故障点。

某些常规歧管需要许多出口，并且在将多个输入选择性地连接到这些可能的出口方面缺乏通用性。

某些常规的歧管结构存在这样的问题，即它们在物理上可能是非常重的物品，这使得难以将它们操纵到期望的位置，然后下降到海底位置。

本发明的目的在于至少部分减轻上述问题中的一个或多个问题。

本发明的某些实施方案的目的在于提供一种紧凑的和模块化的歧管方案，该方案使用模块化块分支组件，该模块化块分支组件可用于控制和/或调节和/或分配流体经由一个或多个专用集管和流动管线向海底采油树的流动/或流体从海底采油树到主设施的流动。

本发明的某些实施方案的目的在于提供一种刚性体形式的阀块主体，该阀块主体包括流体入口和流体出口以及内部流体连通通道。

本发明的某些实施方案的目的在于提供一种用于确定海底结构处的流体流动方向的方法。

本发明的某些实施方案的目的在于提供一种海底结构，该海底结构用于将多个入口流体流动管线选择性地连接到至少一个出口流体流动管线。

根据本发明的第一方面，提供了用于确定海底结构处的流体流动方向的刚性阀块主体，该刚性阀块主体包括：处于刚性阀块主体的相对侧处的第一流体入口和另外的流体入口；以间隔开的关系设置的阀块主体的第一流体出口和阀块主体的另外的流体出口；第一V形流体连通通道，该第一V形流体连通通道包括两个通道部分，每个通道部分在阀块主体内从邻近第一流体入口的第一公共根部区域延伸；以及另外的V形流体连通通道，该另外的V形流体连通通道包括两个另外的通道部分，每个另外的通道部分在阀块主体内远离邻近另外的流体端口的另外的公共根部区域延伸；其中第一V形流体连通通道的每个通道部分的端部区域与邻近相应流体出口的另外的V形流体连通通道的相应通道部分的端部区域相交。

适当地，阀块主体包括相应选择阀室，该相应选择阀室位于每个通道部分中的流体流动路径中，以用于相应流动选择阀。

适当地，阀块主体还包括附加流体出口，该附加流体出口位于阀块主体的基部区域中。

适当地，阀块主体包括至少一个臂区域，该至少一个臂区域各自从阀块主体的一侧延伸，并且该臂区域包括入口通道部分，该入口通道部分从相应侧上的开口孔口延伸穿过该臂区域。

适当地，阀块主体还包括相应隔离阀室，该隔离阀室处于每个臂区域中的每个入口通道部分中的流体流动路径中，以用于相应井隔离阀。

适当地，阀块主体还包括第一干预端口和另外的干预端口，该第一干预端口和该另外的干预端口各自经由干预阀室从阀块主体的外表面中的相应开口孔口延伸至相应臂区域的相应入口通道部分，以用于相应干预阀。

适当地，阀块主体包括在阀块主体的每个相应侧上的至少一个开口孔口，每个开口孔口包括阀块主体的相应流体入口，以及在开口孔口周围的一侧上的多个固定元件，该多个固定元件用于固定到包括入口通道部分的相应入口连接块。

适当地，阀块主体还包括相应隔离阀室，该隔离阀室处于每个入口连接块中的每个入口通道部分中的流体流动路径中，以用于相应井隔离阀。

适当地，每个通道部分的端部区域在阀块主体中的离开室区域处相交并通向其他通道部分的对应端部区域中，并且每个离开室区域邻近相应流体出口。

适当地，阀块主体包括两个流体入口和两个流体出口。

适当地，阀块主体包括四个流体入口和三个流体出口，该三个流体出口包括设置在阀块主体的基部的中心区域中的一个出口。

适当地，阀块主体包括六个流体入口和四个流体出口，该四个流体出口包括设置在阀块主体的基部区域中的相应偏心位置处的两个流体出口。

适当地，阀块主体是锻造金属主体，并且任选地，通过主体的每个流动路径中的任何弯曲相对于进入的流体流动路径轴线倾斜大于120°且小于170°。

根据本发明的第二方面，提供了一种用于将多个入口流体流动管线连接到至少一个出口流体流动管线的海底结构，该海底结构包括：刚性阀块主体，该刚性阀块主体包括第一流体入口和另外的流体入口、第一流体出口和另外的流体出口、第一V形流体连通通道和另外的V形流体连通通道，其中第一V形流体连通通道的每个通道部分的端部区域与邻近相对流体出口的另外的V形流体连通通道的相应通道部分的端部区域相交；多个流动选择阀，该多个流动选择阀各自至少部分地位于阀块主体的相对选择阀室中；以及多个井隔离阀，该多个井隔离阀各自至少部分地位于阀块主体的相对隔离室中。

适当地，海底结构还包括多个入口连接块，该多个入口连接块被固定在阀块主体的相应流体入口上方，每个入口连接块包括相应隔离阀室以及至少部分地位于隔离阀室中的隔离阀。

适当地，海底结构是海底歧管。

适当地，海底结构包括多个集管，该多个集管位于阀块主体外部，并且与第一流体出口和另外的流体出口选择性地流体连通。

根据本发明的第三方面，提供了一种用于确定海底结构处的流体流动方向的方法，包括以下步骤：向阀块主体的多个流体入口中的至少一个流体入口提供进入的流体流；以及选择阀块主体中的至少两个V形流体连通通道的至少一个V形流体通道通道的两个相应通道部分中的每一个通道部分的流动路径中的隔离阀的状态，从而将进入的流体流从至少一个流体入口引导到阀块主体的至少两个流体出口中的所选择的一个流体出口。

优选地，该方法还包括：在多个流体入口处同时提供进入的流体流；经由V形流体连通通道中的隔离阀的所选择的状态，引导流入的流沿着多个通道部分到达公共出口，从而使来自多个源的流体混合，或者引导流入的流到达分离的流体出口，从而在流体流过阀块主体时使来自多个源的流体保持分离。

优选地，该方法还包括通过经由至少一个阀块主体将流体从流动管线引导至集管来向阀块主体外部的多个集管提供流体。

本发明的某些实施方案提供了一种阀块主体，该阀块主体包括内部流体连通通道，该内部流体连通通道可用于根据需要将多个流体入口与一个或多个所选择的流体出口连接。这使得能够在包括阀块主体的海底结构处确定流体流动方向。

本发明的某些实施方案提供了一种诸如歧管等的海底结构，该海底结构可用于将多个入口流体流动管线连接到至少一个出口流体流动管线。可选择性地进行连接，从而提供多个可能的路径，可根据选择来选择每个路径。

本发明的某些实施方案提供了一种海底歧管，该海底歧管比常规歧管轻(在重量方面)，从而减少了结构和基础需求。这使得歧管在所需海底的运输和定位比常规技术更为方便。

本发明的某些实施方案利用模块化方法来设计和制造海底歧管或其他此类海底结构。通过利用给定/预设构造的多个阀块和相关阀而非利用用于特定用途的一个或多个定制阀块，可大大降低与提供歧管相关联的成本。

本发明的某些实施方案提供了一种丛式/钻井中心歧管，该丛式/钻井中心歧管可有利于流体从相邻的经由跨接管连接到歧管的多个采油树流动的方向。这有助于提供在需要时共混合和/或分离井的灵活性。还允许再利用先前的勘探井。还可以适应其他要求，例如化学注入、控制、监测和/或测试设备系统。

本发明的某些实施方案提供了一种使用模块化块分支组件的紧凑的和模块化的歧管。对包括通用安装构造和重复制造方法的歧管组件的块设计的可重复性意味着可以以方便和有效的方式在需要的地方构造歧管。

本发明的某些实施方案有助于将与采油树系统共享的多个部件标准化，从而允许批量采购折扣以及实施库存协议的可行性。零件的通用性也有助于客户对降低备件、存储和维护等级的需求。

因此，本发明的某些实施方案提供了标准化部件和子组件，这些部件和子组件可进行“现货供应”以满足任何特定应用的任何特定要求。阀块可在运输到进行最终的组装和安装的使用区域之前进行制造、合格测试和压力测试。因此，分支块因此成为丛式歧管的子部件，从而允许高度的局部内容组装。

与第三方的制造相比，本发明的某些实施方案允许内部制造，提供了更好的阀块控制和可重复性。

本发明的某些实施方案允许歧管分支管道和隔离阀进行组合、标准化和封装到公共标准分支块组件中。

本发明的某些实施方案提供用于集管和歧管结构的标准接口。

本发明的某些实施方案允许减少管段制造和/或焊接，从而简化歧管组装过程。

本发明的某些实施方案允许在将块组件的组件装运和/或交付到制造现场之前对该块组件进行FAT测试。

现在将参考附图在下文中仅通过示例的方式来描述本发明的某些实施方案，其中：

图1示出接近完成的呈紧凑歧管形式的海底结构；

图2示出歧管的平面图，该歧管包括各自能够接收两个流体入口流的两个阀块组件；

图3示出图2所示的两个阀块中的一个阀块以及相关联的阀的透视图；

图4示出刚性阀块主体中的流体连通通道；

图5示出经由出口块的流体出口以及如何对出口的方向进行有选择地重新取向；

图6示出流体出口，其中增加了任选的手动或致动的小孔径化学注入阀和用于压力和温度传感器的连接器；

图7示出具有两个入口并且具有端块的刚性阀块主体，该端块密封侧出口，从而确定向下的流体流方向；

图8更详细地示出确定向下流动方向的端块。

图9示出包括两个干预端口的阀块主体，该两个干预端口可以是流体入口和/或流体出口；

图10示出歧管的平面图，该歧管包括能够接收四个可能的流体入口流的单个四槽阀块主体；

图11示出图10所示的阀块主体的下侧透视图；

图12示出包括四个流体入口的阀块主体中的流体连通通道；

图13示出包括两个四槽阀块主体和相关阀的歧管的透视图；

图14示出包括单个阀块主体的歧管的平面图，该单个阀块主体是能够在六个流体入口处接收流体的六槽阀块主体；

图15示出图14所示的阀块主体和阀的透视图；

图16示出六槽阀体中的流体连通通道；并且

图17示出图15和图16所示的阀块主体以及两个间隔开的外部集管的下侧透视图。

在附图中，类似的附图标号指代类似的部件。

图1示出位于完井110上方的海底位置100，该完井从海底地下位置延伸到海床并终止于采油树120。图1中示出四个海底采油树120，每个采油树均经由相应跨接管130连接到海底歧管140上。歧管140经由两个集管150、160连接到提升点170，然后经由相应竖管180、190连接到浮动平台195。虽然图1示出海面上的浮动平台，但应当理解，本发明的某些实施方案涉及能够连接流体流管道的海底结构，该流体流管道能够将采出液或与石油和天然气工业相关的其他此类流体输送到海岸上。同样应当理解，虽然图1示出海底歧管140，但是本发明的某些实施方案涉及在许多不同类型的海底结构处选择流体流动路径，在该海底结构中，多个输入应选择性地连接到一个或多个流体出口，以单独地允许流体从一个位置流动到另一个位置，或者允许多个输入流混合并随后通过公共出口流出。

图2更详细地示出图1所示的歧管140的平面图。歧管140包括刚性框架200，该刚性框架以间隔开的基本平行的构造支撑两个集管150、160。图2还有助于示出两个刚性阀块主体210_1,2，该两个刚性阀块主体以基本平行于两个下方集管的间隔开的关系来设置。该两个集管位于阀块主体的外部。每个阀块主体是刚性材料块，例如锻造的金属主体。这可由单个锻件制成，然后该锻件具有贯穿钻出的内腔，或者可进行3D打印。当然可利用其他制造技术，甚至其他材料。

图2示出四个流动选择阀220₁如何从第一阀块主体210₁的上表面延伸。类似地，四个流动选择阀220₂从第二阀块主体210₂的上表面向外(从图2中的页面向外)延伸。图2还有助于示出如何在第一(图2中的左手侧)阀块主体中设置两个入口隔离阀230₁。同样，两个隔离阀230₂从右侧(如图2所示)阀块主体的上表面延伸。每个隔离阀和每个流动选择阀可经由相应电动机构或液压机构远程控制，以选择性地打开和关闭。每个隔离阀230可关闭以防止流体从连接到相应流体入口的入口流体流动管线流入阀块主体中的内部流体连通通道。同样，每个流动选择阀或流动选择器阀可选择性地关闭或打开，以允许流体沿着由阀块主体内的孔提供的流体连通通道部分流动。

图2还示出每个阀块主体如何包括两个出口块240。图2的左手侧所示的第一阀块主体210包括左手侧和右手侧(在图2中)出口块240₁。同样，右手侧(图2中)阀块210₂包括左手侧和右手侧出口块240₂。这些出口块240可以四个可能的取向中的所选择的取向牢固地螺栓连接到阀块主体210，由此出口块中的出口孔隙可向下指向(进入图2中的页面)、向上指向(离开图2中的页面)或者向左和向右指向(图2中的上下)。应当理解，如果将出口块适当地成形(六边形或八边形)并且设置有合适的固定元件，则可利用少于四个或多于四个可能的取向。

图3更详细地示出单个刚性阀块主体210，并且示出第一流体入口300，该第一流体入口是阀块主体的外表面中的开口。在刚性阀块主体的相对侧处示出另外的流体入口310。图3还帮助示出出口块240可如何经由螺栓320固定到刚性阀块主体。当然可利用其他固定机构。

图4示出在刚性阀块主体内部形成的通道。因此，图4有助于示出如何利用刚性阀块主体210来确定海底结构处的流动方向。阀块主体包括在刚性阀块主体的相对侧处的第一流体入口300和另外的流体入口310。第一流体出口400是阀块主体的一侧中的开口。由阀块主体的外表面中的另一开口提供另外的流体出口410。第一流体出口和另外的流体出口以间隔开的关系设置在阀块主体的相对侧处。第一V形流体连通通道420从直的入口通道部分425延伸，该直的入口通道部分从第一流体入口300经由隔离阀室430通向V形流体连通通道的两个通道部分接合的相交点。也就是说，第一V形流体连通通道由在第一公共根部区域436处相交的两个通道部分432、434形成。进入第一流体入口300的流体沿着直的通道部分425到达根部区域436。相应选择阀室438、440中的相应流动选择阀的状态决定来自入口流的流入流体是沿着相应通道部分432、434在一个方向上转向还是在另一方向上转向。

作为刚性阀块主体上与第一流体入口300相对侧处的流体入口的另外的入口310同样进给到直的流体连通通道部分455中，该直的流体连通通道部分经由隔离阀室460延伸到根部区域中，第一流体连通通道部分462和另外的流体连通通道部分464从该根部区域延伸。那些流体连通通道部分462、464中的每个流体连通通道部分在公共根部区域466处相交。隔离阀室460中的流动隔离阀的状态确定在另外的入口310处提供的流体是否流入阀块主体中。如果因为隔离阀打开而使流体流确实流入阀块主体中，则流体将沿着一个或两个流体连通通道部分流下。由相应流动选择阀室468、470中的相应流动选择阀的状态来确定在哪个路径流动。

因此，图4示出刚性阀块主体如何包括第一V形流体连通通道和另外的V形流体连通通道。在图4所示的刚性阀块主体中，阀块主体具有从中心大致正方形(在平面图中)区域延伸远离的臂。入口通道部分从入口延伸至V形流体连通通道的根部，从而提供基本上Y形的流体连通通道。如图4所示，两个V形通道在通道部分432、434、462、464的端部邻近相应出口400、410相交的意义上是相对的。也就是说，第一V形流体连通通道的每个通道部分的端部区域与邻近相应流体出口的另外的V形流体连通通道的相应通道部分的端部区域相交。图4有助于示出出口400、410各自如何由相应出口块240“封端”。在图5和图6中更详细地示出该出口块。如图5所示，出口块240在颈部500内具有离开孔隙。出口块240可以四个可能的取向中的一者选择性地螺栓连接在阀块主体210中的孔隙上，该取向指向颈部并因此指向上、下、左或右的出口孔口。

图6有助于示出可如何将各种阀或传感器固定到出口块240或作为出口块240的一部分。例如，可将致动阀610或手动阀620和/或传感器630固定到出口块240。

因此，本发明的某些实施方案提供了一种紧凑的分支块歧管或其他此类海底结构，该海底结构可使用模块化方法来满足客户对预先设计的歧管分支组件的要求，该预先设计的歧管分支组件可在一组公共集管上组合在一起，以满足特定的歧管应用。可利用已知尺寸、额定压力和额定深度的一系列多槽菱形孔块。这些可使用部件的共性和共享的资格要求。刚性阀块主体设有外部集管，这可有助于显著降低歧管的成本和重量。

来自海底采油树的流可经由合适的手动或致动隔离阀进入歧管分支(或槽)块。刚性块具有使得块上的入口连接可根据项目要求进行凸缘连接/螺柱连接/对接焊接或经由整体毂连接/夹具连接的尺寸。

在入口阀的内侧，根据流动路径是否被隔离(手动或致动)阀阻挡，流动方向具有沿着多个内部孔向下行进的选择。适当地，这些孔将相对于入口连接以约120°至150°相交。适当地，孔相对于入口连接部以约135°相交。它们将流引导至两个出口中的一个出口。适当地，这些可连接到双集管歧管管道系统。出口合并，而不从第二井槽的类似背对背阀/孔构造流动。该合并流通过合并来自块中的槽的流而在块内形成菱形孔构造。这有助于减少在集管上形成的管道连接的数量和复杂性。因为块的出口直接连接到集管，所以出口为另外的压力和温度传感器以及为化学注入流体引导到集管中提供另外的连接点。当需要此类注入端口时，这有助于简化集管构造。因此，菱形孔构造对在具有取样或注入管线的双集管歧管或单集管歧管中使用呈现出最佳的设计。

通过使用块构造方法，可严格控制块的热特性，并且可选择容易地向块的板材侧添加隔热材料。这可应用于热惯性是井干预或计划外关井事件期间产出流体管理的关键要求的应用。

块包括背对背的井连接槽，每个块设计包括两个井外槽。产出流体通过井隔离阀外侧的合适连接进入块。然后，流动路径分成与入口流动路径成约135°布置的两个排出流动孔。然后可将产出流体通过选择阀引导通过流动孔中的一个流动孔到达位于块的任一侧上的出口。另选地，如下文所述，对于四槽或六槽变型，流动可流向位于块中间的中心流体退出口/出口。由于背对背井槽构造的性质，孔在块内部形成菱形图案。孔在出口处相对于彼此成90°或180°的角度相交。这有助于保持流动路径内的横截面积，使得外部拦截孔相对于块的面是埋头的。

侧块(也称为出口块或端块)安装到主(或主要)阀块主体的侧面，以用于收集流，并且将该流导向集管。利用四组螺柱和螺母将这些侧块保持在上面。这有助于允许侧块相对于主块通过90°的增量旋转，以将流导向歧管内的优选位置。这有助于简化管道布置，并且减少任何互连管道工作中所需的井的数量(并因此减少潜在的泄漏路径)。

图7示出双槽块的截面平面图，示出出口孔在何处被拦截以将流引导至阀块主体700的底部并且避免使用出口块。这在其中不需要出口块的一些情况下是有用的，因为产出流体可在块内被引导至块下方的整体出口。在这种情况下，块的冗余侧穿可利用起伏状端块705或侧板封闭，以将流体流引向整体出口。

双槽块包括在刚性阀块主体700的相对侧处的第一流体入口710和另外的流体入口720。流体出口730是阀块主体700的下表面中的开口。由阀块主体700的下表面中的另外的开口提供另外的流体出口735。第一流体出口730和另外的流体出口735以间隔开的关系设置在阀块主体700的下表面中。第一V形流体连通通道718从直的入口通道部分715延伸，该直的入口通道部分从第一流体入口710经由隔离阀室740通向V形流体连通通道的两个通道部分接合的相交点。也就是说，第一V形流体连通通道718由在第一公共根部区域746处相交的两个通道部分742、744形成。进入第一流体入口710的流体沿着直的通道部分715到达根部区域746。相应选择阀室748、750中的相应流动选择阀的状态决定来自入口流的流入流体是沿着相应通道部分742、744在一个方向上流动还是在另一方向上流动。

作为刚性阀块主体700上与第一流体入口710相对侧处的流体入口的另外的入口720同样进给到直的流体连通通道部分725中，该直的流体连通通道部分经由隔离阀室760延伸到根部区域中，第一流体连通通道部分762和另外的流体连通通道部分764从该根部区域延伸。那些流体连通通道部分762、764中的每个流体连通通道部分在公共根部区域766处相交。隔离阀室760中的流动隔离阀的状态确定在另外的入口720处提供的流体是否流入阀块主体700中。如果因为隔离阀打开而使流体流确实流入阀块主体700中，则流体将沿着一个或两个流体连通通道部分762、764流下。由相应流动选择阀室768、770中的相应流动选择阀的状态来确定在哪个路径流动。

因此，图7示出示例性实施方案中的刚性阀块主体如何包括第一V形流体连通通道和另外的V形流体连通通道。在图7所示的刚性阀块主体中，阀块主体具有从中心大致正方形(在平面图中)区域延伸远离的臂。入口通道部分从入口延伸至V形流体连通通道的根部，从而提供基本上Y形的流体连通通道。如图7所示，两个V形通道在通道部分742、744、762、764的端部邻近相应流体出口730、735相交的意义上是相对的。也就是说，第一V形流体连通通道的每个通道部分的端部区域与邻近相应流体出口的另外的V形流体连通通道的相应通道部分的端部区域相交。

图8示出了穿过图7所示的阀块主体700的侧视图的示例，示出如何能够让端块或端板705封闭阀块主体700中另外设置的流体出口，并且如何能够将从阀块主体(未示出)内的通道部分流出的流体向下引导到流体出口730、735中。

图9示出另选的阀块主体，该阀块主体设置有可选的额外阀和提供流体连通通道的相关孔。如图9所示，在刚性阀块主体910的外表面中形成第一流体入口900和另外的流体入口905。阀块主体包括第一V形流体连通通道920，该第一V形流体连通通道包括两个相应通道部分，该两个相应通道部分在从直的入口通道部分通向的根部区域处合并，该V形流体连通通道920的通道部分的端部朝向阀块主体的外表面上的相应流体出口930、940延伸。阀块主体910同样包括从另外的流体入口905延伸远离的另外的V形流体连通通道。作为开口/孔口945的干预孔口设置在阀块主体的外表面中，朝向邻近第一流体入口的阀体的端部。流体通道部分从开口/孔口945延伸到第一干预端口950，该第一干预端口是由内部孔形成的开口，该内部孔沿直线方向从开口孔口945通向从第一流体入口引入的直线通道部分。可允许流体经由相应干预阀室960沿着干预入口通道部分流动到干预端口950。通过该干预端口、通道和阀布置，流体能够利用流过第一入口的流体输入或移除(采样)。

图9还有助于示出可如何在阀块主体的剩余端部设置另外的干预端口布置，以允许流体与经由另外的入口输入的流体混合，或者允许从阀组件向外提供在该流体入口处的进入流体的样品。两个干预阀室中的相应干预阀的状态是可选择的，以控制流体是否流过与干预阀相关联的阀体中的开口孔口。因此，能够利用任选的阀和流体连通通道部分以允许将流体引入井槽流体流动路径/从井槽流体流动路径中移除。这有助于确保集管与任何引入的或取样的产出流体隔离。这种情况的可能用途是包括在流体与来自其他采油树的产出流混合之前，将其重新用于特定采油树中进行流体干预以进行井刺激或从特定井中采集流体样品以进行进一步的分析/研究。所施加的流体压力和/或单向阀可用于帮助控制是取样还是混合流体。

图10示出另选的歧管的平面图。该歧管1000包括刚性框架，该刚性框架以间隔开的基本平行的构造支撑两个集管1005。在图10中，利用一个刚性阀块主体1010。两个集管位于阀块主体的外部。图10示出八个流动选择阀1020如何从阀块主体1010的上表面延伸。设置四个入口隔离阀1030。每个隔离阀和每个流动选择阀可经由相应电动机构或液压机构远程控制，以选择性地打开和关闭。每个隔离阀可关闭以防止流体从连接到相应流体入口的入口流体流动管线流出。

图10还示出阀块主体1010如何包括多个流体出口。在图10中示出两个出口块1040。此外，在位于中心位置的阀块主体的下表面中设置另外的流体出口(图10中未示出)。这在图11和图12中进行更清楚地示出。

图11是图10所示的阀块主体1010的下侧透视图，并且示出如何在阀块主体的下表面中设置另外的流体出口1100。图11还有助于示出出口块1040各自如何具有延伸穿过出口块的颈部的出口孔隙1120。正是该出口孔隙1120，该出口孔隙能够通过旋转相应出口块并将其固定就位来进行取向以确定流体流如何流动。同样，如图11所示，出口固定部1125可固定在由阀块主体的孔口形成的流体出口上方。该出口固定装置1125具有提供出口的出口孔口1130。因此，可将四个流体入口选择性地连接到三个流体出口。

图12有助于示出穿过图10所示的阀块主体1010的通道部分。应当注意，与图2所示的阀块主体不同，图12(以及图10和图11)的阀块主体1010是相对矩形的元件。每个入口1210是大致矩形的阀块主体的外表面中的孔口，并且每个流体入口1220是固定在入口1210上方的单独的块，该流体入口带有其自身的隔离阀1225。八个流动选择阀至少部分地固定在通道部分中的相应流体流动选择室1230中。可使流体从由相应出口块1250形成的侧出口中的一者流出或流出至中心出口室1260并通过阀块主体1010的底部。因此，包括四个V形流体连通通道的通道部分形成两个菱形流体连通通道，该两个菱形流体连通通道互连，使得来自各种流体入口源的流体可根据需要被“引导”到一个或多个流体出口。

图13示出另选的布置结构的透视图，其中两个四槽阀块主体1310各自设置有四个相应流动选择阀1320和四个流体入口1220。因此，图13提供了具有产出集管1340和多相流动计测试线1350的八槽紧凑分支块歧管1330的透视图。集管可任选地经由使用管段的常规装置来构造，该管段与T零件和弯管的多个接头连接焊接在一起。

图14、图15、图16和图17示出歧管的另选的阀块主体和间隔开的集管布置结构，该歧管利用单个阀块主体，该单个阀块主体能够在任一侧容纳三个流体入口(因此，总共六个流体入口)，并且将进入的流体引导至四个可能的流体出口(在阀块的端部中的两个流体出口以及在阀块主体的下表面中的两个流体出口(在图16和图17中更好地示出))。

图14示出另外的另选的歧管1400的平面图。歧管1400包括刚性框架，该刚性框架以间隔开的基本平行的构造支撑两个集管1405。在图14中，利用一个刚性阀块主体1410。两个集管位于阀块主体的外部。图14示出十二个流动选择阀1420如何从阀块主体1410的上表面延伸。设置六个入口隔离阀1430。每个隔离阀和每个流动选择阀可经由相应电动机构或液压机构远程控制，以选择性地打开和关闭。每个隔离阀可关闭以防止流体从连接到相应流体入口的入口流体流动管线流出。

图14还示出阀块主体1410如何包括多个流体出口。在图14中示出两个出口块1450。另外，在阀块主体1410的下表面中设置两个另外的流体出口(图14中未示出)，并且使之彼此间隔开。

图15示出刚性阀块主体1410的透视图。图15还示出十二个流动选择阀1420如何从阀块主体1410的上表面延伸。刚性阀块主体1410具有六个入口1510。每个入口1510是矩形的阀块主体1410的外表面中的孔口，并且每个流体入口1520是固定在入口1510上方的单独的块，该流体入口带有其自身的隔离阀1430。在图15中示出两个出口块1450。另外，在阀块主体1410的下表面中设置两个另外的流体出口(图14中未示出)，并且使之彼此间隔开。

图16示出穿过图14和图15所示的阀块主体1410的通道部分。应当注意，与图2所示的阀块主体不同，图16(以及图14和图15)的阀块主体1410是相对矩形的元件。每个入口1510是大致矩形的阀块主体1410的外表面中的孔口，并且每个流体入口1520是固定在入口1510上方的单独的块，该流体入口带有其自身的隔离阀1430。十二个流动选择阀至少部分地固定在通道部分中的相应流体流动选择室1630中。可使流体从由相应出口块1450形成的侧出口中的一个侧出口流出或流出至出口室1660并通过阀块主体1410的底部。因此，包括六个V形流体连通通道的通道部分形成三个菱形流体连通通道，该三个菱形流体连通通道互连，使得来自各种流体入口源的流体可根据需要被“引导”到一个或多个流体出口。

图17是图14所示的另外的另选的歧管1400的下侧透视图。将刚性阀块主体1410示出为与两个集管管道1405结合，该两个集管管道处于间隔开的基本平行的构造。图17还示出十二个流动选择阀1420如何从阀块主体1410的上表面延伸。刚性阀块主体1410具有六个入口1510。每个入口1510是矩形的阀块主体1410的外表面中的孔口，并且每个流体入口1520是固定在入口1510上方的单独的块，该流体入口带有其自身的隔离阀1430。在图17中示出两个出口块1450。另外，在阀块主体1410的下表面中设置两个另外的流体出口1660，并且使之彼此间隔开。

根据本发明的某些实施方案，可针对特定的阀孔尺寸和额定压力来设定阀块的尺寸/优化阀块。因此，可开发一系列块构造，以满足一系列海底采油树尺寸和额定压力。可适当地放置任何块内的阀，以便不仅考虑致动方法的变化，而且考虑水深对致动器尺寸要求的任何影响。

本发明的某些实施方案提供了更好的热性能，从而降低隔热要求。通过使用块构造方法，可严格控制块的热特性，并且可选择容易地向块的板材侧添加隔热材料。当热惯性是在井干预或计划外关井事件期间管理产出流体的重要要求时，可针对应用来实现这一点。

因为产出的流体流在块出口处合并，所以立即减少到集管上所需的连接的数量，从而简化了管道工程，将焊接和无损检测要求降至最低。现场焊接连接的这种固有减少自动地有助于简化歧管组装和测试过程及要求。这可能加快了组装和测试过程，并且减少了对复杂制造夹具的需求。

通过使用具有预定义接口位置的已知大小和尺寸的块，能够利用到块(即，用于引导支撑件或锚定支撑件)和到集成ROV面板的专用结构接口来调制歧管结构。这有助于加速项目设计过程，同时降低在完整的歧管组装中发生遗漏/错误的风险。

在适当的情况下，根据本发明的某些实施方案，可对块进行加工，以为致动器所需的任何海底补偿电路提供整体的微型歧管，并且为相关的小孔管道提供锚定点。因此，这些块还有助于简化集管系统所需的小孔管道。

在本说明书的整个具体实施方式和权利要求书中，词语“包含”和“含有”以及它们的变型意指“包括但不限于”，并且它们并非旨在(并且不)排除其他部分、添加剂、部件、整体或步骤。在本说明书的整个具体实施方式和权利要求书中，除非上下文另有要求，否则单数涵盖复数。具体地，在使用不定冠词的情况下，除非上下文另有要求，否则说明书应理解为考虑了复数和单数。

结合本发明的特定方面、实施方案或示例描述的特征、整体、特征或组应被理解为适用于本文描述的任何其他方面、实施方案或示例，除非与其不相容。本说明书(包括任何所附权利要求、说明书摘要和附图)中公开的所有特征和/或如此公开的任何方法或过程的所有步骤可以任何组合来组合，除了特征和/或步骤中的至少一些是互相排斥的组合。本发明不限于任何前述实施方案的任何细节。本发明延伸到本说明书(包括任何所附权利要求、说明书摘要和附图)中公开的特征的任何新颖的特征或新颖的组合，或延伸到如此公开的任何方法或过程的步骤的任何新颖的步骤或新颖的组合。

读者的注意力涉及与本说明书同时或在本说明书之前结合本专利申请提交的并且公开了对本说明书的公共检查的所有论文和文档，并且所有这些论文和文档的内容以引用方式并入本文。

Claims (19)

1.一种用于确定海底结构处的流体流动方向的整体式阀块主体，包括：

第一流体入口和另外的流体入口，所述第一流体入口和所述另外的流体入口位于所述整体式阀块主体的相对侧处；

所述阀块主体的第一流体出口和所述阀块主体的另外的流体出口，所述第一流体出口和所述另外的流体出口以间隔开的关系设置；

第一V形流体连通通道，所述第一V形流体连通通道包括两个通道部分，每个通道部分在所述阀块主体内从邻近所述第一流体入口的第一公共根部区域延伸；和

另外的V形流体连通通道，所述另外的V形流体连通通道包括两个另外的通道部分，每个另外的通道部分在所述阀块主体内从邻近所述另外的流体入口的另外的公共根部区域延伸远离；其中

所述第一V形流体连通通道的每个通道部分的端部区域与邻近相应流体出口的所述另外的V形流体连通通道的相应通道部分的端部区域相交。

2.根据权利要求1所述的阀块主体，还包括：

相应选择阀室，所述相应选择阀室位于每个通道部分中的流体流动路径中，以用于相应流动选择阀。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的阀块主体，还包括：

附加流体出口，所述附加流体出口位于所述阀块主体的基部区域中。

4.根据权利要求1或权利要求2所述的阀块主体，还包括：

所述阀块主体包括至少一个臂区域，所述至少一个臂区域各自从所述阀块主体的一侧延伸，并且所述臂区域包括入口通道部分，所述入口通道部分从相应侧上的开口孔口延伸穿过所述臂区域。

5.根据权利要求4所述的阀块主体，还包括：

相应隔离阀室，所述相应隔离阀室位于每个臂区域中的每个入口通道部分中的流体流动路径中，以用于相应井隔离阀。

6.根据权利要求4所述的阀块主体，还包括：

第一干预端口和另外的干预端口，所述第一干预端口和所述另外的干预端口各自经由干预阀室从所述阀块主体的外表面中的相应开口孔口延伸至相应臂区域的相应入口通道部分，以用于相应干预阀。

7.根据权利要求1或权利要求2所述的阀块主体，还包括：

所述阀块主体包括在所述阀块主体的每个相应侧上的至少一个开口孔口，每个开口孔口包括所述阀块主体的相应流体入口，以及在所述开口孔口周围的一侧上的多个固定元件，所述多个固定元件用于固定到包括入口通道部分的相应入口连接块。

8.根据权利要求7所述的阀块主体，还包括：

相应隔离阀室，所述相应隔离阀室位于每个入口连接块中的每个入口通道部分中的流体流动路径中，以用于相应井隔离阀。

9.根据权利要求1或权利要求2所述的阀块主体，还包括：

每个通道部分的所述端部区域在所述阀块主体中的离开室区域处相交，并且通向其他通道部分的对应端部区域中，并且每个离开室区域邻近相应流体出口。

10.根据权利要求1或权利要求2所述的阀块主体，还包括：

所述阀块主体包括两个流体入口和两个流体出口。

11.根据权利要求1或权利要求2所述的阀块主体，还包括：

所述阀块主体包括四个流体入口和三个流体出口，所述三个流体出口包括设置在所述阀块主体的基部的中心区域中的一个出口。

12.根据权利要求1或权利要求2所述的阀块主体，还包括：

所述阀块主体包括六个流体入口和四个流体出口，所述四个流体出口包括设置在所述阀块主体的基部区域中的相应偏心位置处的两个流体出口。

13.根据权利要求1或权利要求2所述的阀块主体，其中所述阀块主体是锻造金属主体，并且任选地，通过所述主体的每个流动路径中的任何弯曲相对于进入的流体流动路径轴线倾斜大于120°且小于170°。

14.一种用于将多个入口流体流动管线连接到至少一个出口流体流动管线的海底结构，包括：

根据权利要求1至13中任一项所述的阀块主体；

多个入口连接块，所述多个入口连接块被固定在所述阀块主体的相应流体入口上方，每个入口连接块包括相应隔离阀室以及至少部分地位于隔离阀室中的隔离阀；

多个流动选择阀，每个流动选择阀至少部分地位于所述阀块主体的相应选择阀室中，所述相应选择阀室位于每个通道部分中的流体流动路径中；和

多个井隔离阀，每个井隔离阀至少部分地位于所述阀块主体的相应隔离阀室中。

15.根据权利要求14所述的海底结构，其中所述海底结构是海底歧管。

16.根据权利要求14或权利要求15所述的海底结构，还包括：

多个集管，所述多个集管位于所述阀块主体外部，并且与所述第一流体出口和所述另外的流体出口选择性地流体连通。

17.一种用于确定海底结构处的流体流动方向的方法，包括以下步骤：

向根据权利要求1至13中任一项所述的整体式阀块主体的多个流体入口中的至少一个流体入口提供进入的流体流；以及

选择所述阀块主体中的至少两个V形流体连通通道的至少一个V形流体连通通道的两个相应通道部分中的每一个通道部分的流动路径中的选择阀的状态；从而

将所述进入的流体流从所述至少一个流体入口引导到所述阀块主体的至少两个流体出口中的所选择的一个流体出口。

18.根据权利要求17所述的方法，还包括：

在多个流体入口处同时提供流入的流体流；以及

经由所述V形流体连通通道中的所述选择阀的所选择的状态，引导所述流入的流沿着多个通道部分到达公共出口，从而使来自多个源的流体混合，或者引导所述流入的流到达分离的流体出口，从而在所述流体流过所述阀块主体时使来自多个源的流体保持分离。

19.根据权利要求17或权利要求18所述的方法，还包括：

通过经由至少一个阀块主体将流体从流动管线引导至集管来向所述阀块主体外部的多个集管提供流体。