CN112771245A - 用于对水下装置和线路进行减压的非驻留系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于对水下装置和线路进行减压的非驻留系统，其包括适于联接至水下装置的ROV接口(6)的减压工具(5)，其中，减压工具(5)联接至ROV(4)，其中：ROV接口(6)包括用于连接到第一烃输送线路(8)的第一管线(6a)、用于连接到第二烃输送线路(9)的第二管线(6b)以及连接芯轴(6d)；且减压工具(5)包括抽吸线路(5a)，其适于连接至第一管线(6a)以连接至第一烃输送线路；排放线路(5b)，其适于连接至第二管线(6b)以连接至第二烃输送线路；泵(5c)；以及连接器(5d)，其适于连接至ROV接口(6)的连接芯轴(6d)。还提供了一种用于对水下装置和线路进行减压的方法，该方法包括以下步骤：借助ROV(4)从ROV接口(6)去除盲板(15)；将减压工具(5)连接到水下装置(10)的ROV接口(6)；从第一烃输送线路抽吸和去除流体，其中第一烃输送线路包括水合物形成；且将流体加压并重新注入第二烃输送线路。

Description

用于对水下装置和线路进行减压的非驻留系统和方法
技术领域
本发明涉及用于从水下井中泵送和排放油的技术。更具体地，本发明涉及用于对水下装置和线路进行减压的系统。
背景技术
本发明涉及通常在深水中生产油和烃的系统的领域，其使用保证流动的方法来防止或消除由水合物引起的阻塞。
在这方面，为了增加海上石油产量或使其可行，主要在深水中，在现有技术中已经开发了各种系统和装置。所述装置通常以各种位置安装在海床上，在井口直至立管的脚之间，诸如例如在湿式采油树、泵送单元、歧管、水下线路等上。
通常，从每个水下井中获得的石油产品单独地或与来自其他井的产品一起，通过水下线路和立管被排放到诸如FPSO(浮式生产存储卸载)的生产单元。
然而，在深水采油的情况下，在某些高压和低温条件下，例如：20 kg /cm2和4℃，存在形成水合物的危险，这是天然气和水直接接触的结果。
尽管出现了用于采油和防止水合物的各种技术，但有时仍需要使用船舶资源，例如经过分类并被批准用于在船上接收烃的先进船只或钻机，以进行补救以水合物阻塞的操作。
除了使用这些船舶资源所涉及的高成本外，还必须等待它们变得可用并被转移，并且可能要经过数十天，直到有可能进行这些操作。因此，生产中断对工业可能是非常有害的。
现有技术的一些文献已经涉及对抗水下装置中水合物形成的各种方式，如将在下文中呈现的。
文献US20100051279A1公开了一种用于防止在水下管线中形成水合物的方法，该方法涉及将一定量的水加热至高温并增加线路中的水流量。还描述了ROV用于加热一定量的海水并将该加热的水在确定水合物形成的点泵送到水下线路。
文献WO2012149620A1公开了一种用于对流体和水下装置进行减压的系统，该系统包括泵出口或液压泵，该泵出口或液压泵由遥控车辆(ROV)在上升方向上进行遥控操作。该文件进一步设想该系统包括具有减压系统的WCT盖，该减压系统由电动泵实施，该电动泵由电力电缆从PU供电。还描述了阀允许选择抽吸点，该抽吸点可以在生产线路、环线路或生产管柱上。阀还允许选择排放点，该排放点可以位于：生产线路、环线路或生产管柱中。
因此，文献WO2012149620A1基本上描述了一种驻留在水下装置上的减压系统，该减压系统的优点是可以在不依赖于船只和ROV的情况下从生产单元快速且远程地操作。
然而，系统为常驻的事实呈现向要对抗水合物形成的水下装置中添加许多新元素的缺点，除了显著增加系统成本之外，这还增加了操作的复杂性。另外，WO2012149620A1中公开的系统需要动员离岸钻机来安装和拆卸水下装置，这也增加了操作的最终成本。
因此，本发明旨在通过提供一种用于在勘探石油和烃的水下装置中对抗水合物形成的系统来解决现有技术的问题，该系统是非驻留的，并且仅依赖于带有用于其操作的ROV的船只的动员。
因此，明显的是，在现有技术中，仍然存在开发和使用由ROV(遥控车辆)或AUV(自主水下航行器)的水下机器人操作的系统和工具的空间，这执行线路和装置的减压操作，而无需将烃返回到支持容器。
如将在下文中更详细地呈现的，本发明旨在以实用和有效的方式解决上述现有技术的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种系统，其执行线路和装置的减压操作而无需将烃返回到支持容器，其中该系统是非驻留的(相对于水下装置而言)，并且仅依赖于带有用于其操作的ROV的船只的动员。
为了实现上述目的，本发明提供了一种用于对水下装置和线路进行减压的非驻留系统，其包括适于联接至水下装置的ROV接口的减压工具，其中，减压工具联接至ROV，其中：所述一个ROV接口包括至第一烃输送线路的第一连接管线、至第二烃输送线路的第二连接管线和连接芯轴；并且减压工具包括：抽吸线路，其适于连接到至第一烃输送线路的第一连接管线；排放线路，其适于连接到至第二烃输送线路的第二连接管线；以及泵连接器，其适于连接ROV接口的连接芯轴。
本发明进一步提供了一种用于对水下装置和线路进行减压的方法，该方法包括以下步骤：借助于ROV从ROV接口去除盲板；将减压工具联接到水下装置的ROV接口；从第一烃输送线路抽吸和去除流体，其中第一烃输送线路包括水合物形成；以及将流体加压并重新注入第二烃输送线路。
附图说明
在下文中呈现的详细描述参考附图和相应的附图标记。
图1示意性地示出了根据用于对水下装置和线路进行减压的非驻留系统的一种可选配置的ROV接口和由ROV操作的减压工具。
图2示出了根据本发明的系统的一种可选配置的减压工具到与WCT集成的ROV接口的途径。
图3示出了根据本发明的系统的一种可选配置的连接至与WCT集成的ROV接口的减压工具。
图4示出了根据本发明的系统的一种可选配置的配置，其中第二备用ROV接口安装在第一ROV接口上。
具体实施方式
首先，要强调的是，以下给出的描述将基于本发明的优选实施例。然而，对于本领域技术人员而言将显而易见的是，本发明不限于该特定实施例。
更一般而言，本发明涉及一种采油系统，该采油系统包括安装在水下井上的湿式采油树(WCT)，该水下井通过生产线路和环线路连接至浮式生产单元(例如FPSO)。
根据呈现的实施例，WCT设有具有两个液压连接点的ROV接口，一个液压连接到生产线路，且另一个液压连接到环线路。
以完全创新的方式，通过该ROV接口，可以将由ROV(或AUV)运输和操作的减压工具与以下功能联接：从第一线路中抽出流体；泵送；且使流体返回第二线路，以允许对任何一条线路(第一或第二线路)进行减压，无论是生产线路还是环线路，而无需将流体返回至支持容器。
因此，本发明提供一种水下生产系统，其具有至ROV(或AUV)的接口，具有促进生产或环线路减压的功能，而不必使用分类用于接收烃的支持容器。
因此，本发明的系统可以通过用于联接和操作减压系统和工具的ROV接口用于防止或补救水下线路和装置中的水合物。
如本说明书中将详细描述的，ROV接口包括管道和截止阀，其在出现故障时可以迅速更换。这意味着可以快速进行系统维护和修理，而所涉及的成本却很少。
因此，本发明允许水下生产系统依靠借助于ROV或AUV进行操作的快速系统来进行线路和立管的减压操作。
简而言之，本发明的用于对线路和装置进行减压的系统使得流体可以从被水合物阻塞的第一线路中抽出并再注入第二线路中。另外，可以将抑制水合物的流体、例如乙醇或甲醇注入两个线路中，以防止再次形成溶解的水合物。
因此，下文所述的系统使采油系统更安全且更坚固，因为它有助于为补救水合物而对生产线路进行减压，而无需将烃返回到支持容器中。
根据本发明的一个可选实施例，图1示意性地示出了根据本发明的用于对水下装置和线路进行减压的非驻留系统的主要部件，该非驻留系统包括ROV接口6和由ROV操作的减压工具5。
应当注意，ROV接口6基本上包括用于连接至第一烃输送线路的第一管线6a、用于连接至第二烃输送线路的第二管线6b、由ROV操作的第一截止阀6c、连接芯轴6d和由ROV操作的第二截止阀6e。
在所示的特定配置中，第一连接管线6a连接至生产线路8，而第二连接管线6b连接至环线路9。但是，本发明可以应用于任何已知的用于运输烃的管线，如对于本领域技术人员而言显而易见的那样。
根据本发明的一种可选配置，图2和图3示意性地示出了减压工具5到与WCT 10集成的ROV接口6的方法。因此，可以依次观察到减压工具5与集成在WCT 10中的接口6的连接。
注意的是，减压工具5联接到ROV 4，该ROV 4负责在减压工具5和ROV接口6之间建立连接。
根据该实施例，减压工具5基本上包括：抽吸线路5a，其适于连接至第一管线6a以连接至第一烃输送线路；排放线路5b，其适于连接至第二管线6b以连接至第二烃输送线路；泵5c；和连接器5d。
可选地，至少一个压力测量装置5e，5f也可以联接至减压工具5，以促进对减压操作的控制和监视。传感器的数量和位置可能与图1所示的有所不同，从而这不是限制性的特征。
重要的是指出，尽管示出了抽吸线路5a液压地连接到生产线路8，而排放线路5b液压地连接到环线路9，但是相反的情况也由本发明设想到。
在该替代配置中，抽吸线路5a将液压地连接至环线路9，而排放线路5b将液压地连接至生产线路8。
因此，本发明设想抽吸可以在环线路9和生产线路8中的任何一个中发生，而排放将能够分别在环线路9和环线路9中的任何一个中发生。关于将采用哪种配置的决定将视情况而定，其中要进行抽吸的管线将优选为其中确定由水合物形成阻塞的线路。
在所示的可选配置中，减压工具5和ROV接口6之间的联接允许生产线路8受到抽吸。为此，所抽出的流体被泵5c加压并再次注入环线路9中。
本发明还设想采用相反的途径，即，使环线路9经受抽吸，其中，所抽出的流体被泵5c加压并再次注入生产线路8中。
因此，将视情况决定要抽吸哪条线路(生产线路8或环线路9)，其中要进行抽吸的线路将优选是水化线路，即通过以水合物阻断而受影响的线路。
因此，有可能促进两条水下线路(生产线路8和环线路9)中的任何一个的减压，其中返回至另一条线路。
为了促进对本发明的理解，图2和图3进一步示出了整个系统和环境中存在的其他元素，例如服务船1、海面2、脐带缆3、ROV 4、减压工具5、ROV接口6、清管器转换阀7、WCT组件10、水下井口11、ROV臂12、连接器13、盲盖15和海底14。
因此，通常，本发明采用的概念利用了在常规线路中常规使用的装置和部件。这使得本发明更易于实施。
要强调的是，本发明的主要优点在于这些件的装置相互连接和使用的形式，以提供一种比现有技术中可用的系统有效得多的系统。
再次关于附图，重要的是注意到WCT组件10是用于水下井安全和控制的装置，其包括各种阀，包括用于生产线路和环线路的主阀、拭子和翼。这些阀未在图中示出，因为接口在这些阀的下游，这不涉及根据本发明的系统的操作和描述。
还根本上强调的是，尽管未在图中示出，但是本发明的ROV接口6可以连接至其他水下装置，例如：泵送单元、歧管等，其中，如在此之前基于附图所示的可选配置所描述的那样，其操作以与在将接口应用于WCT 10的配置中所描述的方式相同的方式进行。
参照图4，可以看到示出了在第一ROV接口6上安装有第二备用ROV接口6a的配置。如果第一ROV接口6中存在故障，则可以采用此配置。该配置允许加快修理，避免必须去除第一ROV接口6以及借助于连接器13断开第一ROV接口6。
因此，除了所描述的系统之外，本发明还提供了一种用于对水下装置和线路进行减压的方法，该方法包括以下步骤：借助于ROV 4去除盲盖15；将减压工具5连接至ROV接口6；从水化线路中抽吸和去除流体；将流体加压并重新注入线路中，而不会阻塞；脱开减压工具5；并重新装上盲盖15。
可选地，本发明的方法进一步包括在整个操作过程中将水合物抑制剂同时注射到两条线路中的步骤。
总而言之，可以说，本发明代表一种用于由ROV或AUV的水下线路和装置的减压系统的创新解决方案，而无需使用在船上接收烃的容器。该优点仅可由于如下而获得，即，减压系统是非驻留的，即它没有固定到水下装置(10)，而是联接到ROV。
因此，本发明解决了现有技术的问题，因为其提供了一种基本非驻留的系统，该系统继而需要并依赖于动员具有ROV的船只用于其操作，但是其优点在于仅需要对水下装置进行轻微改动。
因此，系统的复杂性完全转移到单个工具，该工具易于维护并且可以在必要时动员并应用于一组井和水下装置。
允许落入本申请的保护范围内的许多变化。这加强了本发明不限于上述特定配置/实施例的事实。

Claims (12)

1. 一种用于对水下装置和线路进行减压的非驻留系统，包括适于联接至水下装置的ROV接口(6)的减压工具(5)，其特征在于，所述减压工具(5)联接至ROV(4)，其中：
所述ROV接口(6)包括用于连接到第一烃输送线路(8)的第一管线(6a)、用于连接到第二烃输送线路(9)的第二管线(6b)以及连接芯轴(6d)；且
所述减压工具(5)包括抽吸线路(5a)，其适于连接至所述第一管线(6a)以连接至所述第一烃输送线路；排放线路(5b)，其适于连接至所述第二管线(6b)以连接至所述第二烃输送线路；泵(5c)；以及连接器(5d)，其适于连接至所述ROV接口(6)的连接芯轴(6d)。
2. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，
所述第一烃输送线路(8)包括以下之一：生产线路(8)；以及环线路(9)，且
所述第二烃输送线路(8)包括以下之一：生产线路(8)；以及环线路(9)。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于：
所述ROV接口(6)包括由ROV操作的第一截止阀(6c)和由ROV操作的第二截止阀(6e)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的系统，其特征在于，所述抽吸线路(5a)液压地连接至包括由水合物阻塞的烃输送线路。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的系统，其特征在于，所述WCT(10)经由连接器(13)和清管器转换阀(7)联接至水下井口(11)。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述ROV经由脐带缆(3)连接至海面(2)上的服务船(1)。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的系统，其特征在于，所述ROV接口(6)包括盲盖(15)，所述盲盖(15)适于在所述减压工具(5)未联接时保护所述连接芯轴(6d)。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的系统，其特征在于，所述减压工具(5)包括至少一个压力测量装置(5e,5f)。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的系统，其特征在于，所述ROV(4)包括臂(12)，所述臂(12)适于执行多个任务，包括在所述减压工具(5)与所述ROV接口(6)之间的连接，并控制阀(6c,6e,7)。
10.一种对水下装置和线路进行减压的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
借助于ROV(4)从ROV接口(6)去除盲盖(15)；
将减压工具(5)联接到水下装置(10)的所述ROV接口(6)；
从第一烃输送线路抽吸和去除流体，其中所述第一烃输送线路包括水合物形成；和
将流体加压并重新注入第二烃输送线路。
11. 根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
将减压工具(5)从所述水下装置(10)的ROV接口(6)脱开；且
重新装上所述盲盖(15)。
12.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，该方法包括贯穿所述操作将水合物抑制剂同时注入第一和第二烃输送线路中的步骤。
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