CN114856504A - 一种用于浅水水下卧式采油树的修井系统及其操作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于浅水水下卧式采油树的修井操作方法，包括：从卧式采油树向上安装适配器、隔离阀、立管和流动四通，在组装过程中，隔离阀保持开启状态，在与水下井口对接以后，关闭隔离阀；通过流动四通泵入高压流体，高压流体沿着立管向下流动，以测试隔离阀的承压；打开隔离阀泄压，然后继续泵入高压流体，以测试适配器与卧式采油树之间的连接；打开卧式采油树的控制阀，继续泵入高压流体，高压流体通过隔离阀以后，进入设置在卧式采油树中的油管通道堵头以下的油管中。可以实现井筒干预或修井作业过程井筒可靠的安全屏障。

Description

一种用于浅水水下卧式采油树的修井系统及其操作方法
技术领域
本发明涉及海洋石油工程钻采技术领域，具体地，涉及一种用于浅水水下卧式采油树的修井系统及其操作方法。
背景技术
部分浅水的近海海上油气田，由于航道、生态保护区的限制，无法建设导管架平台进行油气田的开发，采取浅水的采油树成为替代方案。常规的浅水修井模式需要依托导管架平台进行修井作业，无法适应水下井口的修井模式。深水水下井口修井模式，由于需要用到浮式作业船，因此修井配套的水下井口压力控制系统比较复杂，包括多道水下的压力屏障及应急解脱的装置。而对于浅水修井一般采用自升式固定作业船，因此不存在应急解脱等问题，故需要针对浅水水下树的特点和作业机具制定相应的修井装置和修井方法。
发明内容
针对上述问题，本发明的其中一个目的是提供一种用于浅水水下卧式采油树的修井系统，该修井系统适应浅水水下井口开发的油气井，可以在不动生产管柱的工况下，依托固定式作业船，进行水下井口油气井井筒干预和修井作业；本发明的另一个目的是提供一种该修井装置的操作方法。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：
一种用于浅水水下卧式采油树的修井操作方法，包括以下步骤：
从卧式采油树向上安装适配器、隔离阀、立管和流动四通，在组装过程中，隔离阀保持开启状态，在与水下井口对接以后，关闭隔离阀；
通过流动四通泵入高压流体，高压流体沿着立管向下流动，以测试隔离阀的承压；
打开隔离阀泄压，然后继续泵入高压流体，以测试适配器与卧式采油树之间的连接；
打开卧式采油树的控制阀，继续泵入高压流体，高压流体通过隔离阀以后，进入设置在卧式采油树中的油管通道堵头以下的油管中；
通过压井作业，将油管内的油气压回到地层，然后关闭卧式采油树的控制阀；
利用钢丝向上回收油管通道堵头，在油管通道堵头向上通过隔离阀以后，关闭隔离阀。
优选地，在打开卧式采油树的控制阀的步骤中包括：打开卧式采油树翼阀，打开卧式采油树环空-主通道联通阀，打开卧式采油树生产主阀，继续泵入高压流体，流体通过隔离阀，进入修井卧式采油树适配器-单向阀，进入卧式采油树翼阀，进入卧式采油树，再进入卧式采油树中的油管通道堵头以下的油管中。
优选地，通过在适配器的本体上开槽来安装所述修井卧式采油树适配器-单向阀，用于在回收卧式采油树堵头之前实现对井筒油气的压井作业。
优选地，还包括：关闭隔离阀进行试压，然后打开隔离阀，将钢丝深入到水下井口中以用于修井作业。
一种用于浅水水下卧式采油树的修井系统，包括：
适配器，适配器安装在卧式采油树上；
立管，立管从钻井平台向下穿过适配器，并且连接到卧式采油树；
隔离阀，隔离阀在适配器与钻井平台之间安装在立管上，在组装适配器、立管和隔离阀的过程中，隔离阀保持开启状态，在组装完成以后，关闭隔离阀；
流动四通，流动四通安装在隔离阀与钻井平台之间，通过流动四通泵入高压流体，高压流体沿着立管向下流动，以测试隔离阀的承压，然后打开隔离阀泄压，继续泵入高压流体，以测试适配器与卧式采油树之间的连接；
卧式采油树控制阀，通过打开卧式采油树控制阀，继续泵入高压流体，高压流体在通过隔离阀以后，进入设置在卧式采油树中的油管通道堵头以下的油管中，用于通过压井作业，将油管内的油气压回到地层，然后关闭卧式采油树控制阀；
钢丝，钢丝从立管中插入，连接到油管通道堵头，带动油管通道堵头与卧式采油树分离，并且向上回收，在油管通道堵头向上通过隔离阀以后，关闭隔离阀。
优选地，卧式采油树的控制阀包括：卧式采油树翼阀、卧式采油树环空-主通道联通阀、卧式采油树生产主阀，泵入的高压流体通过隔离阀，进入修井卧式采油树适配器-单向阀，进入卧式采油树翼阀，进入卧式采油树环空-主通道联通阀，进入卧式采油树生产主阀，再进入卧式采油树中的油管通道堵头以下的油管中。
优选地，修井卧式采油树适配器-单向阀通过在适配器的本体上开槽来安装，以在回收卧式采油树堵头之前，实现对井筒油气的压井作业。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：可以实现修井系统与水下卧式采油树连接测试验证；高压立管系统承压测试；可以在起出油管挂堵头的前提下实现压井作业，且不借助专门的压井管线；可以对入井的钢丝或连续油管工具进行测试，然后再入井作业；可以实现井筒干预或修井作业过程井筒可靠的安全屏障。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中：
图1是本发明一实施例提供的修井系统的整体结构示意图；
图2是本发明该实施例提供的修井系统的局部结构示意图；
图3至图8是本发明提供的修井操作方法的状态示意图。
附图中各标记表示如下：
1 连接器；
2 卧式采油树；
3 适配器；
4 隔离阀；
5 立管；
6 流动四通；
7 防喷器；
2-1 翼阀；
2-2 主通道联通阀(XOV)；
2-3 油管挂；
2-4 生产主阀；
2-5 油管通道堵头；
2-6 连接头；
3-1 单向阀；
3-2 连接器；
3-3 油管挂连接器；
3-4 连接短节；
4-1 隔离阀本体；
4-2 液控管线。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施方式。虽然附图中显示了本发明的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
本发明属于浅水水下井口开发的油气井的井筒干预和修井作业，尤其涉及适应浅水水下井口开发的油气井，在不动生产管柱的工况下，依托固定式作业船，进行水下井口油气井井筒干预和修井作业，包括钢丝作业和连续油管作业。
主要的发明点：
系统的构建，建立了适合浅水水下卧式采油树的修井系统。
图1是用于浅水水下卧式采油树的修井系统的结构示意图。
如图1所示，本发明提供的用于浅水水下卧式采油树的修井系统主要包括：连接器1、卧式采油树2、适配器3、隔离阀4、立管5、流动四通6和防喷器7。
图2是用于浅水水下卧式采油树的修井系统的局部结构示意图。
如图2所示，卧式采油树2包括卧式采油树本体、翼阀2-1、主通道联通阀(XOV)2-2、油管挂2-3、生产主阀2-4、管通道堵头2-5和连接头2-6。卧式采油树本体下部与连接器1紧固连接，连接器1适于与水下井口10对接。卧式采油树本体内部形成有容置槽，该容置槽内安装油管挂2-3，油管挂2-3内安装油管通道堵头2-5。连接头2-6设置在卧式采油树本体上部。立管5贯穿油管挂2-3后伸入水下井口10内，且立管5与卧式采油树本体之间存在卧式采油树环空。
修井卧式采油树适配器3包括适配器本体、单向阀3-1、连接器3-2、油管挂连接器3-3和连接短节3-4。适配器本体上开有连通卧式采油树环空和高压立管5的通槽，单向阀3-1安装在该通槽内，该单向阀3-1的设置可以在回收卧式采油树堵头2-5之前，实现对井筒油气的压井作业，而不需要额外增加专门的压井管线，同时确保了压井过程中，防止地层油气溢出到平台，造成作业船和环境的风险。连接器3-2设置在适配器本体下部，该连接器3-2适于与卧式采油树连接头2-6形成可拆卸式连接。连接短节3-4设置在位于连接器3-2内侧的适配器本体下部，油管挂连接器3-3设置在连接短节3-4下端，油管挂连接器3-3适于与卧式采油树油管挂2-3形成可拆卸式连接。
隔离阀组件4包括隔离阀本体4-1和液控管线4-2，隔离阀本体4-1安装在高压立管5内，且隔离阀本体4-1通过两液控管线4-2与流动四通6的两个通路连接。
由此，本发明提供的上述修井系统形成配套的作业工艺流程，可以实现修井系统与水下卧式采油树连接测试验证；高压立管系统承压测试；可以在起出油管挂堵头的前提下实现压井作业，且不借助专门的压井管线；可以对入井的钢丝或连续油管工具进行测试，然后再入井作业；可以实现井筒干预或修井作业过程井筒可靠的安全屏障。
在修井卧式采油树适配器的功能设计中，设计了修井卧式采油树适配器，可以实现卧式采油树与油管挂的接口，通过在在适配器本体开槽并安装单向阀的方式，可以在回收卧式采油树堵头之前，实现对井筒油气的压井作业，而不需要额外增加专们的压井管线，单向阀的设计同时确保了压井过程中，防止地层油气溢出到平台，造成作业船和环境的风险。
修井系统管柱上配置液控的隔离阀，为卧式采油树在修井过程中，流体流动方向上增加了一道可控屏障，可以在采油树堵头回收之后，实施井筒干预和修井作业时，实现对井筒流体的有效隔离，提高了系统的安全性。利用隔离阀还可以对入井工具，在进入卧式采油树之前，进行功能和压力测试，确保入井工具有效、可靠。利用隔离阀还可以实现临时的封井，在钻台拆卸、组装切换连续油管和钢丝作业的钻台工具。
基于上述实施例提供的用于浅水水下卧式采油树的修井系统，本发明还提出了一种基于该修井系统的操作方法，包括如下步骤：
S1：将修井系统与水下井口对接，安装连接水下井口，形成压井循环系统，具体为：
S11：如图3所示，将连接器1与水下井口10对接；
S12：将修井卧式采油树适配器3与卧式采油树2进行连接，包括将连接器3-3与卧式采油树连接头2-6的连接，以及将油管挂连接器3-3与卧式采油树油管挂2-3的连接；
S13：安装隔离阀4和高压立管5，并使隔离阀4保持开启状态，此过程可以按照水深连接下入多根高压立管5；
S14：连接流动四通6和修井防喷器7，连接完成后关闭隔离阀4。
S2：试压、压井，准备修井作业，具体为：
S21：如图4所示，通过流动四通6泵入高压流体，高压流体沿着立管5向下流动，憋压，以测试隔离阀4的承压能力；
S22：泄压，打开隔离阀4，继续泵入高压流体，测试修井卧式采油树适配器3与卧式采油树2的连接可靠，再泄压；
S23：打开卧式采油树翼阀2-1，打开主通道联通阀(XOV)2-2，打开卧式采油树生产主阀2-4，继续泵入高压流体，高压流体依次流经隔离阀4、单向阀3-1、卧式采油树翼阀2-1、卧式采油树环空、主通道联通阀(XOV)2-2和卧式采油树生产主阀2-4，最后流入卧式采油树油管通道堵头2-5下方的油管里，由此通过压井作业，将油管内的油气压回到地层，确保井筒安全；
S24：关闭卧式采油树翼阀2-1、主通道联通阀(XOV)2-2和卧式采油树生产主阀2-4。
S3：如图5所示，利用钢丝8或连续油向上回收卧式采油树油管通道堵头2-5；
S4：如图6所示，当卧式采油树油管通道堵头2-5通过隔离阀4后，关闭隔离阀4，确保隔离阀4以下的井筒流体的安全屏障，然后继续上提回收卧式采油树油管通道堵头2-5；
S5：如图7所示，卧式采油树油管通道堵头2-5回收完成后，钢丝8或连续油管更换作业工具，并重新下入；
S6：如图8所示，当作业工具下入至邻近隔离阀4时，打开隔离阀4，钢丝8或连续油管继续下入作业工具进入卧式采油树油管通道堵头2-5下方的井筒内进行修井作业。
修井系统对接水下井口，安装连接水下井口，形成压井循环系统：
从钻井平台上进行组装，分别连接修井卧式采油树适配器3、隔离阀4、高压立管5，按照水深连接下入多根高压立管，最后连接流动四通6，修井防喷器7。对接井口，将修井卧式采油树适配器3与卧式采油树2进行连接，包括修井卧式采油树适配器-连接器3-2与卧式采油树连接头2-6的连接，以及修井卧式采油树适配器-油管挂连接器3-3与卧式采油树油管挂2-3的连接，在安装过程中，隔离阀4保持开启状态，连接完成后关闭隔离阀4。
试压、压井，准备修井作业。
通过流动四通6的侧翼阀及下面的主阀，泵入高压流体，沿着高压立管5向下，憋压，测试隔离法承压能力；泄压，打开隔离法，继续泵入高压流体，测试修井卧式采油树适配器3与卧式采油树2的连接可靠。
泄压。
打开卧式采油树翼阀2-1，打开卧式采油树XOV2-2，打开卧式采油树生产主阀2-4，继续泵入高压流体，流体通过隔离阀，进入修井卧式采油树适配器-单向阀3-1，进入卧式采油树翼阀2-1，进入卧式采油树XOV2-2，进入卧式采油树生产主阀2-4，再进入卧式采油树油管通道堵头2-5以下的油管里。
通过压井作业，将油管内的油气压回到地层，确保井筒安全。
关闭卧式采油树翼阀2-1，关闭卧式采油树XOV2-2，关闭卧式采油树生产主阀2-4。
钢丝8或连续油管作业，回收卧式采油树油管通道堵头。
通过钢丝8或连续油管作业，回收卧式采油树油管通道堵头2-5。继续上提回收卧式采油树油管通道堵头2-5，通过隔离阀4以后，关闭隔离阀，确保隔离阀4以下的井筒流体的安全屏障。
继续上提回收卧式采油树油管通道堵头2-5。
钢丝8或连续油管作业更换作业工具，下入。
继续下入邻近隔离阀4时，打开隔离阀4，钢丝8或连续油管作业继续下入进入卧式采油树油管通道堵头2-5以下的井筒内进行修井作业。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种用于浅水水下卧式采油树的修井操作方法，包括以下步骤：
从卧式采油树(2)向上安装适配器(3)、隔离阀(4)、立管(5)和流动四通(6)，在组装过程中，隔离阀(4)保持开启状态，在组装完成以后，关闭隔离阀(4)；
通过流动四通(6)泵入高压流体，高压流体沿着立管(5)向下流动，以测试隔离阀(4)的承压；
打开隔离阀(4)泄压，然后继续泵入高压流体，以测试适配器(3)与卧式采油树(2)之间的连接；
打开卧式采油树(2)的控制阀，继续泵入高压流体，高压流体通过隔离阀(4)以后，进入设置在卧式采油树(2)中的油管通道堵头(2-5)以下的油管中；
通过压井作业，将油管内的油气压回到地层，然后关闭卧式采油树(2)的控制阀；
利用钢丝(8)向上回收油管通道堵头(2-5)，在油管通道堵头(2-5)向上通过隔离阀(4)以后，关闭隔离阀(4)。
2.根据权利要求1所述的用于浅水水下卧式采油树的修井操作方法，其特征在于，在打开卧式采油树(2)的控制阀的步骤中包括：打开卧式采油树翼阀(2-1)，打开卧式采油树环空-主通道联通阀(2-2)，打开卧式采油树生产主阀(2-4)，继续泵入高压流体，流体通过隔离阀(4)，进入修井卧式采油树适配器-单向阀(3-1)，进入卧式采油树翼阀(2-1)，进入卧式采油树环空-主通道联通阀(2-2)，进入卧式采油树生产主阀(2-4)，再进入卧式采油树(2)中的油管通道堵头(2-5)以下的油管中。
3.根据权利要求2所述的用于浅水水下卧式采油树的修井操作方法，其特征在于，通过在适配器(3)的本体上开槽来安装所述修井卧式采油树适配器-单向阀(3-1)，用于在回收卧式采油树堵头之前(2-5)实现对井筒油气的压井作业。
4.根据权利要求1所述的用于浅水水下卧式采油树的修井操作方法，其特征在于，还包括：关闭隔离阀(4)进行试压，然后打开隔离阀(4)，将钢丝(8)深入到水下井口(10)中以用于修井作业。
5.一种用于浅水水下卧式采油树的修井系统，其特征在于，包括：
适配器(3)，所述适配器(3)安装在卧式采油树(2)上；
立管(5)，所述立管(5)从钻井平台向下穿过所述适配器(3)，并且连接到所述卧式采油树(2)；
隔离阀(4)，所述隔离阀(4)在所述适配器(3)与所述钻井平台之间安装在所述立管(5)上，在组装所述适配器(3)、所述立管(5)和所述隔离阀(4)的过程中，隔离阀(4)保持开启状态，在组装完成以后，关闭隔离阀(4)；
流动四通(6)，所述流动四通(6)安装在所述隔离阀(4)与所述钻井平台之间，通过所述流动四通(6)泵入高压流体，所述高压流体沿着立管(5)向下流动，以测试隔离阀(4)的承压，然后打开隔离阀(4)泄压，继续泵入高压流体，以测试适配器(3)与卧式采油树(2)之间的连接；
卧式采油树控制阀，通过打开所述卧式采油树控制阀，继续泵入高压流体，所述高压流体在通过隔离阀(4)以后，进入设置在卧式采油树(2)中的油管通道堵头(2-5)以下的油管中，用于通过压井作业，将油管内的油气压回到地层，然后关闭所述卧式采油树控制阀；
钢丝(8)，所述钢丝(8)从所述立管(5)中插入，连接到所述油管通道堵头(2-5)，带动所述油管通道堵头(2-5)与所述卧式采油树分离，并且向上回收，在所述油管通道堵头(2-5)向上通过隔离阀(4)以后，关闭隔离阀(4)。
6.根据权利要求5所述的用于浅水水下卧式采油树的修井系统，其特征在于，所述卧式采油树(2)的控制阀包括：卧式采油树翼阀(2-1)、卧式采油树环空-主通道联通阀(2-2)和卧式采油树生产主阀(2-4)，泵入的高压流体通过隔离阀(4)，进入修井卧式采油树适配器-单向阀(3-1)，进入卧式采油树翼阀(2-1)，进入卧式采油树环空-主通道联通阀(2-2)，进入卧式采油树生产主阀(2-4)，再进入卧式采油树(2)中的油管通道堵头(2-5)以下的油管中。
7.根据权利要求6所述的用于浅水水下卧式采油树的修井系统，其特征在于，所述修井卧式采油树适配器-单向阀(3-1)通过在适配器(3)的本体上开槽来安装，以在回收卧式采油树堵头之前(2-5)，实现对井筒油气的压井作业。
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