CN113863901B - 一种水下高完整性压力保护装置功能回路搭建方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及油气开发技术领域，且公开了一种水下高完整性压力保护装置功能回路，由下列组件构成，包括第一关断阀、第二关断阀、第一隔离阀、第二隔离阀、第一药剂阀、第二药剂阀、旁通阀、第一单向阀、第二单向阀、逻辑控制器、过程控制处理器、第一药剂管线、第二药剂管线、工艺主管线、第一压力集管、第二压力集管、阀位传感器、多路液压接头、液压控制系统。该一种水下高完整性压力保护装置功能回路搭建方法，能够实现非全压设计的水下设施的超压的隔离保护；通过设置压力集管用于日常维护和检修，解决了水下环境检测困难的问题，提高系统可靠性；通过设置旁通阀可实现阀门前后压力平衡，延长水下设施的使用寿命，提高可用性。
Description
技术领域
本发明涉及油气开发技术领域，具体为一种水下高完整性压力保护装置功能回路搭建方法。
背景技术
随着深水油气的发展，越来越多的边际油气田开发采用了“水下生产系统+依托设施”的总体开发方案，通常回接距离较远，超过几十公里，水下设施和海底管线通常选用全压设计，即设计压力等于关井压力，若关井压力高，水下设施全部采用常规的全压设计，则水下设施费用大幅增高。为了提高工程开发经济性，需要降低下游水下设施的设计压力至流动压力，同时又要保障一旦超压流体进去下游设施安全报警点后及时关断，同时还需考虑水下环境检测维护不方便的特点，保证系统安全可靠的运行，因此需要设计一套特殊超压保护装置。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种水下高完整性压力保护装置功能回路搭建方法，通过采用了多种水下特有设施，除了实现水下生产系统超压关断的关键功能外，还实现了该装置安装期的密封测试、运行期间的自身检测、实现弃置维护期的旁通等功能，可以解决现有的水下环境检测维护不方便，不能保证系统安全可靠的运行问题。
为实现上述的一种水下高完整性压力保护装置功能回路搭建方法目的，本发明提供如下技术方案：一种水下高完整性压力保护装置功能回路，由下列组件构成，包括第一关断阀、第二关断阀、第一隔离阀、第二隔离阀、第一药剂阀、第二药剂阀、旁通阀、第一单向阀、第二单向阀、逻辑控制器、过程控制处理器、第一药剂管线、第二药剂管线、工艺主管线、第一压力集管、第二压力集管、阀位传感器、多路液压接头、液压控制系统、水下温度压力传感器A～B、水下压力传感器D～G。
进一步地，一种水下高完整性压力保护装置功能回路，其搭建方法由如下方式实现，
步骤一，在工艺主管线入口设置水下温度压力传感器A，其后设置第一关断阀，水下温度压力传感器A与第一关断阀之间设置第一压力集管，其上顺序连接第一隔离阀、水下压力传感器D和E、第一单向阀、第一药剂阀，之后连接第一药剂管线和多路液压接头；
步骤二，水下压力传感器D和E并联，在工艺主管线的第一关断阀之后设置水下温度压力传感器B,其后设置第二关断阀，水下温度压力传感器B与第二关断阀之间设置第二压力集管，其上顺序连接第二隔离阀、水下压力传感器F和G、第二单向阀、第二药剂阀，之后连接第二药剂管线和多路液压接头；
步骤三，第二关断阀之后设置水下温度压力传感器C,在水下温度压力传感器B和第二关断阀之间设置旁通管线连接旁通阀。
其中，在功能回路基础上配置了第一压力集管、第二压力集管，第一压力集管、第二压力集管上配置了第一隔离阀、第二隔离阀和第一药剂阀、第二药剂阀，开关组合后可实现工艺主管线与药剂管线的切换。
其中，在每个功能回路第一关断阀、第二关断阀上游具有第一压力集管、第二压力集管，冗余的水下压力传感器D-G优选的布置在第一压力集管、第二压力集管上，用于实现投产运行中测量工艺主管线，维护检修时测量药剂管线压力的切换，用于检测水下压力变送器是否正常工作。
其中，在功能回路关断阀后具有旁通阀，用于实现功能回路第一关断阀、第二关断阀之间以及下游的压力平衡，延长阀门使用寿命。
进一步的，所述第一关断阀、第二关断阀、第一隔离阀、第二隔离阀、旁通阀、第一药剂阀、第二药剂阀的执行机构，优选地带有水下ROV操作接口。
与现有技术相比，本发明提供了一种水下高完整性压力保护装置功能回路搭建方法，能够对采油树或采气树油嘴下游非全压设计水下设施进行超压安全隔离，同时满足水下环境的操作和检测要求；通过在高完整性压力保护装置功能回路基础上配置了压力集管，压力集管上配置了隔离阀和药剂阀，开关组合后可实现工艺主管线与药剂管线的切换；通过水下压力传感器优选的布置在压力集管上，可实现投产运行中测量工艺主管线，维护检修时测量药剂管线压力的切换，可检测水下压力变送器是否正常工作；通过在高完整性压力保护装置关断阀后设置了旁通阀，以实现高完整性压力保护装置关断阀之间压力平衡，延长阀门使用寿命；通过高完整性压力保护装置液压控制来自水下控制模块液压组件，信号输入输出及逻辑表决由水下控制模块的水下电子单元实现；通过优选地的阀门执行机构带有水下ROV操作接口，可用于自动工况失效后的应急操作。
本发明的有益效果：
1、能够实现非全压设计的水下设施的超压的隔离保护；
2、通过设置压力集管用于日常维护和检修，解决了水下环境检测困难的问题，提高系统可靠性；
3、通过设置旁通阀可实现阀门前后压力平衡，延长水下设施的使用寿命，提高可用性。
附图说明
图1为本发明一种水下高完整性压力保护装置功能回路搭建方法原理图。
图中：1、第一关断阀；2、第二关断阀；3、第一隔离阀；4、第二隔离阀；5、第一药剂阀；6、第二药剂阀；7、旁通阀；8、第一单向阀；9、第二单向阀；10、逻辑控制器；11、过程控制处理器；12、第一药剂管线；13、第二药剂管线；14、工艺主管线；15、第一压力集管；16、第二压力集管；17、阀位传感器；18、多路液压接头；19、液压控制系统；20、水下ROV接口。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，一种水下高完整性压力保护装置功能回路，由下列组件构成，包括第一关断阀1、第二关断阀2、第一隔离阀3、第二隔离阀4、第一药剂阀5、第二药剂阀6、旁通阀7、第一单向阀8、第二单向阀9、逻辑控制器10、过程控制处理器11、第一药剂管线12、第二药剂管线13、工艺主管线14、第一压力集管15、第二压力集管16、阀位传感器17、多路液压接头18、液压控制系统19、水下温度压力传感器A～B、水下压力传感器D～G。
综上，本发明的水下高完整性压力保护装置功能回路由如图1方式实现：在工艺主管线14入口设置水下温度压力传感器A，其后设置第一关断阀1，水下温度压力传感器A与第一关断阀1之间设置第一压力集管15，其上顺序连接第一隔离阀3、水下压力传感器D和E、第一单向阀8、第一药剂阀5，之后连接第一药剂管线12和多路液压接头18；其中水下压力传感器D和E并联，在工艺主管线14的第一关断阀1之后设置水下温度压力传感器B,其后设置第二关断阀2，水下温度压力传感器B与第二关断阀2之间设置第二压力集管16，其上顺序连接第二隔离阀4、水下压力传感器F和G、第二单向阀9、第二药剂阀6，之后连接第二药剂管线13和多路液压接头18；第二关断阀2之后设置水下温度压力传感器C,在水下温度压力传感器B和第二关断阀2之间设置旁通管线连接旁通阀7；水下压力传感器D～G连接逻辑控制器10，水下温度压力传感器A～C连接过程控制处理器11。
本发明的多路液压接头18连接药剂管线提供药剂，为液压控制系统19提供液压。
本发明的第一关断阀1和第二关断阀2采用单作用弹簧返回式失效关断故障安全型液压执行机构，执行机构带有阀位传感器17，当第一压力集管15上的水下压力传感器D、E、F、G经过逻辑控制器10表决确认压力超过设定值，即输出关断指令，关闭第一关断阀1和第二关断阀2。从而实现HIPPS系统的主要功能过压保护。
本发明的第一隔离阀3、第二隔离阀4带有单作用弹簧返回式失效开启故障安全型液压执行机构，执行机构带有阀位传感器17。关闭第一隔离阀3或第二隔离阀4，打开对应集管上游的第一药剂阀5或第二药剂阀6，导通第一药剂管线12或第二药剂管线13、观察水下压力传感器D、E或F、G压力情况，可在投产前或投产后运行期间的检查变送器是否工作正常。HIPPS上游阀门关闭状态下，关闭第一关断阀1开启第一隔离阀3、第一药剂阀5，可以根据工艺主管线14上的水下温度压力传感器A和B压力温度情况判断第一关断阀1是否存在泄漏，同样原理适用于第二关断阀2。
本发明的旁通阀7带有单作用弹簧返回式失效关断的故障安全型液压执行机构，执行机构带有阀位传感器17。关闭第一药剂阀5、第二药剂阀6，保持第一隔离阀3和第二隔离阀4为开启状态，当第一关断阀1和第二关断阀2处于关闭状态时，可通过打开旁通阀7观察水下温度压力传感器A和B压力温度情况调节平衡关断阀阀门前后压力。
本发明的第一关断阀1、第二关断阀2、第一隔离阀3、第二隔离阀4、第一药剂阀5、第二药剂阀6、旁通阀7执行机构具有ROV操作接口，用于自动工况失效后的应急操作。
本发明未示出液压控制系统19公知元件。
本发明的工作使用流程以及安装方法为，本一种水下高完整性压力保护装置功能回路搭建方法在使用时，搭建方法由如下方式实现，S1，在工艺主管线14入口设置水下温度压力传感器A，其后设置第一关断阀1，水下温度压力传感器A与第一关断阀1之间设置第一压力集管15，其上顺序连接第一隔离阀3、水下压力传感器D和E、第一单向阀8、第一药剂阀5，之后连接第一药剂管线12和多路液压接头18；S2，水下压力传感器D和E并联，在工艺主管线14的第一关断阀1之后设置水下温度压力传感器B,其后设置第二关断阀2，水下温度压力传感器B与第二关断阀2之间设置第二压力集管16，其上顺序连接第二隔离阀4、水下压力传感器F和G、第二单向阀9、第二药剂阀6，之后连接第二药剂管线13和多路液压接头18；S3，第二关断阀2之后设置水下温度压力传感器C,在水下温度压力传感器B和第二关断阀2之间设置旁通管线连接旁通阀7。
通过在高完整性压力保护装置功能回路基础上配置了压力集管，压力集管上配置了隔离阀和药剂阀，开关组合后可实现工艺主管线与药剂管线的切换；通过水下压力传感器优选的布置在压力集管上，可实现投产运行中测量工艺主管线，维护检修时测量药剂管线压力的切换，可检测水下压力变送器是否正常工作；通过在高完整性压力保护装置关断阀后设置了旁通阀，以实现高完整性压力保护装置关断阀之间压力平衡，延长阀门使用寿命；通过高完整性压力保护装置液压控制来自水下控制模块液压组件，信号输入输出及逻辑表决由水下控制模块的水下电子单元实现；通过优选地的阀门执行机构带有水下ROV操作接口，可用于自动工况失效后的应急操作。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (5)
1.一种水下高完整性压力保护装置功能回路搭建方法，其特征在于：所述的一种水下高完整性压力保护装置功能回路，由下列组件构成，包括第一关断阀（1）、第二关断阀（2）、第一隔离阀（3）、第二隔离阀（4）、第一药剂阀（5）、第二药剂阀（6）、旁通阀（7）、第一单向阀（8）、第二单向阀（9）、逻辑控制器（10）、过程控制处理器（11）、第一药剂管线（12）、第二药剂管线（13）、工艺主管线（14）、第一压力集管（15）、第二压力集管（16）、阀位传感器（17）、多路液压接头（18）、液压控制系统（19）、水下温度压力传感器A、水下温度压力传感器B、水下压力传感器D、水下压力传感器E、水下压力传感器F和水下压力传感器G，其搭建方法由如下方式实现，
第一步，在工艺主管线（14）入口设置水下温度压力传感器A，其后设置第一关断阀（1），水下温度压力传感器A与第一关断阀（1）之间设置第一压力集管（15），其上顺序连接第一隔离阀（3）、水下压力传感器D和E、第一单向阀（8）、第一药剂阀（5），之后连接第一药剂管线（12）和多路液压接头（18）；
第二步，水下压力传感器D和水下压力传感器E并联，在工艺主管线（14）的第一关断阀（1）之后设置水下温度压力传感器B,其后设置第二关断阀（2），水下温度压力传感器B与第二关断阀（2）之间设置第二压力集管（16），其上顺序连接第二隔离阀（4）、水下压力传感器F和水下压力传感器G、第二单向阀（9）、第二药剂阀（6），之后连接第二药剂管线（13）和多路液压接头（18）；
第三步，第二关断阀（2）之后设置水下温度压力传感器C，在水下温度压力传感器B和第二关断阀（2）之间设置旁通管线连接旁通阀（7）。
2.根据权利要求1所述的一种水下高完整性压力保护装置功能回路搭建方法，其特征在于：在功能回路基础上配置了第一压力集管（15）、第二压力集管（16），第一压力集管（15）上配置了第一隔离阀（3）和第一药剂阀（5）、第二压力集管（16）上配置了第二隔离阀（4）和第二药剂阀（6），开关组合后实现工艺主管线与药剂管线的切换。
3.根据权利要求1所述的一种水下高完整性压力保护装置功能回路搭建方法，其特征在于：在每个功能回路第一关断阀（1）、第二关断阀（2）上游具有第一压力集管（15）、第二压力集管（16），冗余的水下压力传感器D和水下压力传感器E布置在第一压力集管（15），水下压力传感器F和水下压力传感器G布置在第二压力集管（16）上，用于实现投产运行中测量工艺主管线，维护检修时测量药剂管线压力的切换，用于检测水下压力变送器是否正常工作。
4.根据权利要求1所述的一种水下高完整性压力保护装置功能回路搭建方法，其特征在于：在功能回路关断阀后具有旁通阀（7），用于实现功能回路第一关断阀（1）、第二关断阀（2）之间以及下游的压力平衡，延长阀门使用寿命。
5.根据权利要求1所述的一种水下高完整性压力保护装置功能回路搭建方法，其特征在于：所述第一关断阀（1）、第二关断阀（2）、第一隔离阀（3）、第二隔离阀（4）、旁通阀（7）、第一药剂阀（5）、第二药剂阀（6）的执行机构，带有水下ROV操作接口（20）。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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