CN114466988B - 远程操作的水平清管器发射器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种清管器发射器(1)，该清管器发射器包括容纳线中的若干个清管器的管状清管器壳体(10)。主连接器(11)可连接到位于管状清管器壳体(10)的端部处的流体流线。为每个清管器(18)提供一个喷射器阀(2)，并且该喷射器阀包含控制压力入口、流动入口和流动出口。喷射器阀控制管道(4)连接到喷射器阀(2)中的每个喷射器阀并且连接到喷射器系统连接器(3)。喷射器集管(5)连接到该喷射器阀(2)中的每个喷射器阀的流动入口。喷射器分支管道(6)连接在该喷射器阀(2)中的每个喷射器阀与用于多个清管器中的每个清管器的喷射器分支管道入口(9)之间。

Description

远程操作的水平清管器发射器
技术领域
本发明涉及海底远程操作的清管器发射器(ROPL)，该清管器发射器具有清管器仓、发射器机构和适于将清管器发射器连接到流体流线和海底控制模块(SCM)的连接器。清管器发射器是可释放的，连接到流体流线并且可远程操作或控制。
背景技术
烃流体通过管线从储层经过长距离运输到达目的地，诸如浮置生产单元、炼油厂或储库。当烃流体从地下储层中出来时，温度高并且沉积物并不构成问题。然而，随着远离储层运输期间的温度下降，运输的流体在管道壁上留下沉积物。持续需要去除此类沉积物。还需要监测和监督管线以确保检测到损害或其他潜在的有害事件。引入到接近烃孔的流体流中的清管器执行去除和监督操作。清管器被夹带在通过进行清洁或监测的管道的流体流中，并且到达回收站，该回收站通常位于管线的端部处，例如浮置生产单元、炼油厂或储库处。然后清管器被取回，进行维护并可被重复使用。
在一些海底油田中，清管器的发射点与油田有一定距离，并且手动或借助于工具发射清管器。在这些油田中，清管器可通过双管线向下引导至油田。位于油田处的清管环连接两条生产线，并且清管器返回到发射点。
另一种解决方案是通常与生产歧管、管线端终端(PLET)或管线端歧管(PLEM)连接，将具有清管器的仓布置在生产管道的端部区段处。在此解决方案中，通过远程操作的发射机构发射清管器，根据需要一个接一个地发射。清管器仓包含有限数量的清管器。当仓空时，它被装满的仓替换。
一些自动化清管器发射器系统是大型独立模块，其需要单独的基础、待连接到生产系统的附加跳线布置结构、喷射器流体跳线、液压供应和电气控制/通信系统。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种简化的远程操作的清管器发射器。
本发明的清管器发射器包含清管器发射器，该清管器发射器具有清管器仓；发射器机构；以及连接系统，该连接系统具有连接到生产歧管、PLET或PLEM的未来端部的用于喷射器流体和控制流体的主孔毂部和多孔喷射器毂部。未来端部是未连接到管线的歧管的端部。清管器发射器利用已经存在于生产歧管、PLET或PLEM上的现有控制和注入系统。本发明的直接连接系统消除了对附加跳线或悬空引线的要求。
本发明的清管器发射器适用于清管要求需要频繁使用实用清管器去除蜡沉积物(由手动命令启动)时。清管器发射器可为空时取回到海面以重新装载顶边。
因此，本发明涉及具有管状清管器壳体的清管器发射器，该管状清管器壳体适于容纳布置成一行的多个清管器。管状清管器壳体包含用于沿着管状清管器壳体的纵向轴线间隔开的多个清管器中的每个清管器的喷射器分支管道入口。可连接到流体流线的主连接器位于管状清管器壳体的端部处。为多个清管器中的每个清管器提供一个喷射器阀，每个喷射器阀包含控制压力入口、流动入口和流动出口。喷射器阀控制管道连接到喷射器阀中的每个喷射器阀上的控制压力入口并且连接到喷射器系统连接器。喷射器集管连接到喷射器阀中的每个喷射器阀的流动入口。喷射器分支管道连接在喷射器阀中的每个喷射器阀的流动出口与用于多个清管器中的每个清管器的喷射器分支管道入口之间。
每个喷射器阀控制管道可以连接到用于所有喷射器阀控制管道的单个喷射器系统连接器。
喷射器集管可以连接到喷射器系统连接器。
清管器发射器可以还包含旁通分支，该旁通分支具有位于喷射器集管的入口端与管状清管器壳体的出口端之间的旁通阀。
喷射器系统连接器可以包含具有用于喷射器阀控制管道中的每个喷射器阀控制管道的提升阀的流体联接器。
清管器发射器可以还包含喷射器连接器毂部保护器，该喷射器连接器毂部保护器具有位于第一端部处的连接到喷射器系统连接器的毂部连接器和位于第二端部处的喷射器系统毂部保护器毂部。
喷射器连接器毂部保护器可以包含具有位于第一端部和第二端部中的至少一者上的用于喷射器阀控制管道中的每个喷射器阀控制管道的提升阀的流体联接器。
清管器发射器可以还包含主连接器毂部保护器，该主连接器毂部保护器具有位于第一端部处的连接到主连接器的毂部连接器和位于第二端部处的主连接器毂部保护器毂部。
清管器发射器可以还包含清管器壳体中位于旁通分支和管状清管器壳体之间的连接件与管状清管器壳体和喷射器分支管道之间的连接件之间的清管器锁。
清管器壳体适于容纳的清管器的数量可以对应于喷射器阀的数量。
清管器壳体适于容纳的清管器的数量以及喷射器阀的数量可以是六个。
清管器发射器可以适于利用清管器壳体的水平纵向轴线安装在海底。
此外，本发明涉及一种具有如上所述的清管器发射器的清管器发射系统，该清管器发射系统还包含具有用于与喷射器系统连接器流体连接的喷射器阀控制管道中的每个喷射器阀控制管道的流体端口的海底控制模块(SCM)。
此外，本发明涉及如上所述的清管器发射器用于将至少一个清管器发射到含有流体流的管线中的用途。
附图说明
附图的简短描述：
图1是本发明的远程操作的清管器发射器的实施方案的透视图；
图2是图1的实施方案的侧正视图；
图3是进一步示出远程控制的清管器发射器的实施方案的特征的前正视图；
图4是图1至图3的实施方案的顶正视图；
图5是表示图1至图4的解决方案的流程图；并且
图6是连接到如图1至图5所示的两个远程控制的清管器发射器的海底双集管烃生产歧管的示意图。
具体实施方式
参考附图对本发明的实施方案的详细描述：
图1至图4是本发明的清管器发射器的相同实施方案的不同视图，并且相同的附图标记指代相同的部分。并非所有图都用附图中所示的所有附图标记进行描述。
图1是本发明的远程操作或控制的清管器发射器(ROPL)1的实施方案的透视图。远程控制的清管器发射器1包含六个喷射器阀2，该喷射器阀与容纳多达六个清管器的管状清管器壳体10或仓流体连接。喷射器阀2是常闭式压力操作的闸阀，并且包含具有液压致动器的故障安全关闭补偿(FSC)阀，这意味着其在压力损失或不施加压力的情况下将会保持关闭。每个清管器在六个喷射器阀2中的一个喷射器阀打开时被发射。每个喷射器阀2通过延伸穿过喷射器系统连接器3的先导管道/控制线或喷射器阀控制管道4由压力信号致动。喷射器系统连接器3包含具有流体联接器的多孔毂部，该流体联接器各自具有提升阀。喷射器阀2包含液压致动器。
主框架20包含具有顶板的跌落保护装置22，该顶板具有开口以接近顶板下方的部件。跌落保护装置22保护喷射器阀和清管器发射器的其它部件免受从清管器发射器上方的位置跌落的物体的影响。主框架20还为喷射器系统连接器3、主连接器11和引导销23提供安装基座(图3)。后着陆基部21居中位于清管器壳体10下方。
ROV可操作的清管器锁16通常包含用于位于ROV上的工具的工具桶，其允许ROV在清管器发射器安装在水平位置时解锁清管器锁，并且被安装以防止清管器的齿条在清管器壳体10内部无意移动。
旁通阀或转换阀15和冲洗旁通分支17(图5)允许来自主机模块的流体流动穿过水平清管器发射器1而不通过喷射器阀2以促进通过发射器并进入管道的流体的冲洗。旁通阀15从喷射器系统连接器3提供流体并使其进入清管器壳体10中，到达清管器壳体10中清管器与主连接器11之间的位置，从而形成清管器的出口。旁通阀15允许流体循环通过清管器发射器1而不必发射清管器，并且因此允许冲洗喷射器孔和主孔以在ROPL已经在海底连接之后去除海水。
形成为可拆卸顶盖的端部闭合件14可用于将新的清管器重新装载到海面处的清管器壳体10中。
来自诸如生产歧管的主机模块的流体流动通过喷射器系统连接器3，通过喷射器集管5并进入每个喷射器阀2。用于每个清管器的一个喷射器分支6将每个阀2与管状清管器壳体10连接，从而形成用于清管器的仓。主连接器11提供用于清管器并且用于将清管器从喷射器毂部流体驱动的出口开口。主连接器包含水平夹具连接系统。
后着陆基部21在安装期间支撑水平远程控制的清管器发射器。
图2是图1的实施方案的侧正视图，并且示出了喷射器系统连接器3固定到具有喷射器连接器夹具7的可更换喷射器连接器毂部保护器8。可更换喷射器连接器毂部保护器8包含喷射器系统毂部保护器毂部。喷射器系统连接器3是多孔连接器，并且通过主机模块(未示出)同时连接用于每个喷射器阀2的先导管道和喷射器集管5，该主机模块向先导线/喷射器阀控制管道和流体提供控制输入以使清管器循环。同时，主连接器11通过主连接器夹具12固定到可更换主连接器毂部保护器13。可更换主连接器毂部保护器13包含主连接器毂部保护器毂部。
用于ROPL的主孔的主连接器11可以包含具有背密封测试系统的水平夹具连接系统(HCCS)。(HCCS的典型尺寸为22/720/450)。当ROPL被测试时，喷射器系统连接器3中的液压线从海底控制模块SCM(图5、图6中的34)朝向每个喷射器阀2一个接一个地加压。
主连接器毂部保护器13和喷射器连接器毂部保护器8均包含毂部并且易于替换。因此，毂部保护器8、13可以在磨损时替换。
喷射器系统连接器3和主连接器11还包含连接器毂部(未示出)。
主框架20用于增强整个结构，并且可以用于将各种部件和辅助装置固定到发射器。集管5包含六个分支部分，该六个分支部分供应通过喷射器系统连接器3进入到六个先导压力操作的喷射器阀2的流体。
后着陆基部21固定到靠近清管器发射器的重心C.G.的清管器壳体10。可拆卸端部闭合件14安置到清管器壳体10的端部凸缘上，并且允许清管器壳体10或仓在原位或当清管器发射器被取回时重新装载清管器。
图3是进一步示出远程控制的清管器发射器的实施方案的特征的前正视图。清管器发射器包含引导销23，以促进喷射器系统连接器3和清管器发射器的主连接器11的连接。喷射器系统连接器3包含包围居中定位的喷射器集管连接件26的喷射器管道连接件27。主连接器夹具12在主连接器毂部保护器13与主连接器毂部(未示出)之间提供可释放的连接件。类似地，喷射器连接器夹具7在喷射器系统连接器毂部保护器8与喷射器连接器毂部(未示出)之间提供可释放的连接件。
图4是进一步示出远程控制的清管器发射器的实施方案的特征的顶正视图。跌落保护装置22包含进入开口以接近喷射器阀2、清管器锁12和旁通阀15。开口允许ROV上的扭矩工具致动阀和清管器锁。包含位于阀上的工具桶和跌落保护装置22上的开口，以使得能够在远程控制的系统发生故障的情况下将阀作为手动超控装置致动。
图5是表示图1至图4的解决方案的流程图，其示出了由ROV操作的清管器锁16保持在适当位置的仓/清管器壳体10中的六个清管器18。当打开清管器锁16并通过清管器壳体10中的喷射器阀分支管道6和喷射器分支管道入口9由六个喷射器阀2中的一个喷射器阀施加压力时，六个清管器18可以通过主连接器11离开。可以通过可释放的端部闭合件14补充清管器18。喷射器系统连接器3包含具有用于每个液压控制线4的提升阀19的流体联接器。
当发射清管器壳体10中的所有清管器18时，清管器发射器可用新的装填的清管器发射器替换，而空的清管器发射器被取回。维护完成，并且清管器发射器准备就绪。
一组清管器检测器24验证清管器被发射并且在生产流程中正确捕获。清管器检测器24被布置在清管器发射器1的出口处以及用于清管器进入生产流程的入口区域(未示出)处。一旦清管器18在清管器仓的出口处并且邻近管线中的生产流程的检测点处经过检测器，喷射器阀控制信号压力就被释放。然后将关闭歧管中的主阀，并且保持清管器发射器关闭，直到到了在线中发射下一个清管器18的时候为止。具有海底控制模块流体端口25的海底控制模块(SCM)34连接到喷射器系统连接器3。
清管器发射器也可设置在其他海底结构，诸如管线端歧管(PLEM)或终端(PLET)处。
图6是连接到本发明的两个远程控制的清管器发射器1并且如上所述的海底双集管烃生产歧管30的示意图。歧管30包含两个歧管集管33并且通过跳线31连接到六个井口。这种歧管布局在海底生产油田处使用，并且所示的清管器发射器1适用于任何需要在油田发射清管器的海底生产油田。
容纳在清管器壳体中的清管器被通过喷射器阀2提供的控制流体推出壳体，该喷射器阀由喷射器阀控制管道4中的液压驱动。每个清管器发射器1通过喷射器系统连接器3连接到海底控制模块(SCM)34。(清管器发射器中的两者可以连接到相同的SCM)。SCM 34通过喷射器系统连接器3提供液压信号，以打开喷射器阀2中的一个喷射器阀来发射清管器。
在SCM 34中，存在六个液压致动阀，用于在ROPL本身上发射不同清管器的喷射器线。与清管有关的所有其它控制功能件均位于歧管上的SCM 34上。
安装有歧管的海底控制模块SCM 34经由喷射器系统连接器3为致动的喷射器阀2供应压力，从而在ROPL与歧管之间形成多孔毂部。
歧管控制生产流体或另一种喷射器流体(通常是单乙二醇MEG)上的液压操作的隔离阀通向喷射器供应线。打开歧管上的致动的集管阀以允许清管器进入歧管集管并进一步进入管线。
歧管集管的每个端部处的清管器检测器验证清管器已经离开ROPL，以及清管器何时已经移动经过歧管分支并进入管线。将对喷射器线进行冲洗，并关闭阀。
歧管30配备有被操作以允许清管器进入歧管集管33的液压致动集管阀。歧管上还存在多个阀，以能够从生产分支中的任何生产分支提取生产流体，并将生产的流体输送到两个ROPL喷射器供应线中的一个ROPL喷射器供应线。另外，存在用于冲洗歧管MEG系统的液压致动的隔离阀。
本发明的清管器发射器利用主机结构中的现有功能，包含控制系统、集管阀MEG/喷射器供应，并且所有线都在不使用任何悬空引线或附加跳线的情况下同时连接。
1 远程控制的清管器发射器 18 清管器
2 喷射器阀 19 提升阀
3 喷射器系统连接器 20 主框架
4 喷射器阀控制管道/先导管道 21 后着陆基部
5 喷射器集管 22 跌落保护装置
6 喷射器分支管道 23 引导销
7 喷射器连接器夹具 24 清管器检测器
8 喷射器连接器毂部保护器 25 海底控制模块流体端口
9 喷射器分支管道入口 26 喷射器集管连接件
10 清管器壳体 27 喷射器管道连接件
11 主连接器 28
12 主连接器夹具 29
13 主连接器毂部保护器 30 双集管海底烃生产歧管
14 端部闭合件 31 跳线
15 旁通阀或转换阀 32 管线
16 清管器锁 33 歧管集管
17 冲洗旁通分支 34 海底控制模块(SCM)

Claims (15)

1.一种清管器发射器(1)，其特征在于，所述清管器发射器包括管状清管器壳体(10)，所述管状清管器壳体适于容纳布置成一行的多个清管器(18)，并且包括用于沿着所述管状清管器壳体(10)的纵向轴线间隔开的所述多个清管器(18)中的每个清管器的喷射器分支管道入口(9)；
主连接器(11)，所述主连接器可连接到位于所述管状清管器壳体(10)的端部处的流体流线；
喷射器阀(2)，所述喷射器阀用于所述多个清管器(18)中的每个清管器，每个喷射器阀(2)包含控制压力入口、流动入口和流动出口；
喷射器阀控制管道(4)，所述喷射器阀控制管道连接到所述喷射器阀(2)中的每个喷射器阀上的所述控制压力入口并且连接到喷射器系统连接器(3)；
喷射器集管(5)，所述喷射器集管连接到所述喷射器阀(2)中的每个喷射器阀的所述流动入口；和
喷射器分支管道(6)，所述喷射器分支管道连接在所述喷射器阀(2)中的每个喷射器阀的所述流动出口与用于所述多个清管器中的每个清管器的所述喷射器分支管道入口(9)之间。
2.根据权利要求1所述的清管器发射器(1)，其中每个喷射器阀控制管道(4)和所述喷射器集管(5)连接到用于所有所述喷射器阀控制管道(4)的单个喷射器系统连接器(3)。
3.根据权利要求1所述的清管器发射器(1)，其中所述喷射器集管(5)连接到所述喷射器系统连接器(3)。
4.根据权利要求1至3中其中一项所述的清管器发射器(1)，还包含冲洗旁通分支(17)，所述冲洗旁通分支具有位于所述喷射器集管(5)的入口端与所述管状清管器壳体(10)的出口端之间的旁通阀(15)。
5.根据权利要求1至3中其中一项所述的清管器发射器(1)，其中所述喷射器系统连接器(3)包含具有用于所述喷射器阀控制管道(4)中的每个喷射器阀控制管道的提升阀的流体联接器。
6.根据权利要求1至3中其中一项所述的清管器发射器(1)，还包含喷射器连接器毂部保护器(8)，所述喷射器连接器毂部保护器具有位于第一端部处的连接到所述喷射器系统连接器(3)的毂部连接器和位于第二端部处的喷射器连接器毂部保护器毂部。
7.根据权利要求6所述的清管器发射器(1)，其中所述喷射器连接器毂部保护器(8)包含具有位于所述第一端部和所述第二端部中的至少一者上的用于所述喷射器阀控制管道(4)中的每个喷射器阀控制管道的提升阀(19)的流体联接器。
8.根据权利要求1至3中其中一项所述的清管器发射器(1)，还包含主连接器毂部保护器(13)，所述主连接器毂部保护器具有位于第一端部处的连接到所述主连接器(11)的毂部连接器和位于第二端部处的主连接器毂部保护器毂部。
9.根据权利要求1至3中其中一项所述的清管器发射器(1)，还包含所述清管器壳体(10)中位于冲洗旁通分支(17)和所述管状清管器壳体(10)之间的连接件与所述管状清管器壳体(10)和喷射器分支管道(6)之间的连接件之间的清管器锁(16)。
10.根据权利要求1至3中其中一项所述的清管器发射器(1)，其中所述清管器壳体适于容纳的清管器(18)的数量对应于喷射器阀(2)的数量。
11.根据权利要求10中其中一项所述的清管器发射器(1)，其中所述清管器壳体适于容纳的清管器(18)的数量和喷射器阀(2)的数量为六。
12.根据权利要求1至3中其中一项所述的清管器发射器(1)，所述清管器发射器适于利用所述清管器壳体(10)的纵向轴线水平地安装在海底。
13.一种具有根据权利要求1至11中其中一项所述清管器发射器(1)的清管器发射系统，还包含具有用于与所述喷射器系统连接器(3)流体连接的所述喷射器阀控制管道(4)中的每个喷射器阀控制管道的海底控制模块流体端口(25)的海底控制模块(34)。
14.根据前述权利要求中任一项所述的清管器发射器将至少一个清管器发射到含有流体流的管线(32)中的用途。
15.一种海底生产油田，所述海底生产油田包括根据权利要求1至12中任一项所述的至少一个清管器发射器。
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