CN209293788U - 水下装备超高温自动安全关井系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种水下装备超高温自动安全关井系统，其特征包含：井筒、采油树、热敏探头、信号采集模块、信号处理分析模块、水下控制模块、井下安全阀；所述井筒的一端设置在井下，另一端与所述采油树连接；所述井筒采集井下产出的油气后输送到所述采油树；所述热敏探头设置在井下井筒的内层油管壁上，且接触井下产出的油气；所述井下安全阀设置在所述热敏探头的下方，以控制油气的输送量；所述信号采集模块和信号处理分析模块与所述热敏探头连接，以读取和处理热敏探头的探测信号；所述信号采集模块和信号处理分析模块与水下控制模块进行连接，将处理过的探测信号传输给水下控制模块；所述水下控制模块与井下安全阀进行连接，以控制井下安全阀的关断。

Description

水下装备超高温自动安全关井系统

技术领域

本实用新型涉及一种水下自动安全关井系统，是一种特别针对油气田水下生产设施的自动安全关井系统。

背景技术

当今世界上还有不少地区尚未勘探或充分勘探，深部地层及海洋深水部分的油气勘探刚刚开始不久，还会发现更多的油气藏，已开发的油气藏中应用提高石油采收率技术可以开采出的原油数量也是相当大的；这些都预示着海洋水下油、气开采的科学技术将会有更大的发展。实际海底油气生产中，需要严格检测井下产出油气的温度等参数，尤其是对超高温的监控，以避免超高温对油气井口、采油树内部关键零部件如锁紧接头、管路、密封圈等产生过度热膨胀，影响结构稳定性、密封效果等。

目前世界范围内大多为常温常压油气田，高温高压型油气田较少，因此常规油气田水下生产设施基本没有涉及对于超高温油气的自动关断处理。为保障高温高压油气井的生产安全，本实用新型利用设置在井下套管壁上的热敏陶瓷元件，通过封装于耐高温壳体内部的信号采集处理模块检测热敏陶瓷传输的模拟信号，实时监测井下产出油气的温度。如果监测的温度数据超出水下生产设施设计温度，装置则发送信号至水下控制模块，由水下控制模块输出液压动力关闭井下安全阀，实现自动关井和安全生产。

实用新型内容

本实用新型的目的是实时监测井下产出油气温度，并自动关闭井下安全阀，实现超高温环境自动关井的系统。

为了达到以上目的，本实用新型通过以下技术方案实现：

一种水下装备超高温自动安全关井系统，其特征包含：井筒、采油树、热敏探头、信号采集模块、信号处理分析模块、水下控制模块（SCM）、井下安全阀；

所述井筒的一端设置在井下，另一端与所述采油树连接；

所述井筒采集井下产出的油气后输送到所述采油树；

所述热敏探头设置在井下井筒的内层油管壁上，且接触井下产出的油气；

所述井下安全阀设置在所述热敏探头的下方，以控制油气的输送量；

所述信号采集模块和信号处理分析模块与所述热敏探头连接，以读取和处理热敏探头的探测信号；

所述信号采集模块和信号处理分析模块与水下控制模块进行连接，将处理过的探测信号传输给水下控制模块；

所述水下控制模块与井下安全阀进行连接，以控制井下安全阀的关断。

优选地，所述水下控制模块设置在采油树之内。

优选地，所述井下安全阀通过液压动力实现关断。

优选地，所述热敏探头是热敏陶瓷探头。

优选地，所述信号采集模块和信号处理分析模块沿着井筒内壁布置。

优选地，所述信号采集模块和信号处理分析模块集成在一块电路板上，其外部用防水外壳包裹。

本实用新型解决了以下技术问题：本实用新型利用热敏陶瓷探头和专用信号采集模块、信号分析处理模块实时监测井下产出油气温度，对井下产出的超高温油气进行自动安全关井，以保障生产安全。实际生产过程中，由于外部环境的变化或者在开采油气的过程中，油气井液的温度时时刻刻会发生变化，尤其是高温高压油田，产出油气的温度会在一定范围内波动。超高温度会对井口、采油树设备的关键零部件产生影响，如温度过高，锁紧接头产生形变导致锁紧失效，密封圈超过设计温度导致密封失效和泄漏。本实用新型实时监测井下油气温度，若超出设定阀值则触发关闭井下安全阀，实现自动安全关井，保障了生产安全。

附图说明

图1是水下装备超高温自动安全关井系统示意图；

图2是水下装备超高温自动安全关井系统原理图。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细的说明，但不以任何方式限制本实用新型的范围。

如图1所示，本实用新型的系统包含：井筒、采油树、热敏陶瓷探头（2）、信号采集模块（3）、信号处理分析模块（4）、水下控制模块（5）、井下安全阀（1）；其中井筒顶端与所述采油树连接；井筒采集井下产出的油气后输送到所述采油树；热敏陶瓷探头（2）设置在水下油气井的内层油管壁上，接触井下产出的油气。井下安全阀（1）安装在井筒油气通道，而且在热敏陶瓷探头（2）的下方；井下安全阀（1）通过液压动力实现关断。信号采集模块（3）和信号处理分析模块（4）读取热敏陶瓷探头（2）的信号后经过处理，再发送给水下控制模块（5）；信号采集模块（3）和信号处理分析模块（4）封装在耐压防水外壳内部，可沿着井筒内壁按实际情况安装一组；水下控制模块（5）设置在采油树内部。

本实用新型方案原理如下图2所示：热敏陶瓷探头（2）将探测的电流信号发送到信号采集模块（3），经滤波、放大处理后输出至信号分析处理模块（4），信号处理分析模块（4）将放大的信号与自身储存的信号进行逻辑比较。当温度超高时，给水下控制模块（5）发送控制信号，则安装在水下控制模块（5）内部的电磁阀在液压油的驱动下开始换向，输出液压动力至井下安全阀（1），实现水下装备对超高温自动关井。

本实用新型方案技术说明中描述的水下装备超高温自动安全关井系统，可设置于井下，也可设置于井口或采油树内部，可按设计需要监测的位置进行安装，并不限于安装至井下。

尽管本实用新型的内容已经通过上述优选实例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是本实用新型的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本实用新型的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本实用新型的保护范围应由所附的权利要求。

Claims (6)

1.一种水下装备超高温自动安全关井系统，其特征在于，包含：井筒、采油树、热敏探头、信号采集模块、信号处理分析模块、水下控制模块、井下安全阀；

所述井筒的第一端设置在井下，第二端与所述采油树连接；

所述井筒采集井下产出的油气输送到所述采油树；

所述热敏探头设置在井下井筒的内层油管壁上，且接触井下产出的油气；

所述井下安全阀设置在井筒油气通道；

所述信号采集模块和信号处理分析模块与所述热敏探头连接，以读取和处理热敏探头的探测信号；

所述信号采集模块和信号处理分析模块与水下控制模块进行连接，将处理过的探测信号传输给水下控制模块；

所述水下控制模块与井下安全阀进行连接，以控制井下安全阀的关断。

2.如权利要求1所述的水下装备超高温自动安全关井系统，其特征在于，所述水下控制模块设置在采油树之内。

3.如权利要求1所述的水下装备超高温自动安全关井系统，其特征在于，所述井下安全阀通过液压动力实现关断。

4.如权利要求1所述的水下装备超高温自动安全关井系统，其特征在于，所述热敏探头是热敏陶瓷探头。

5.如权利要求1所述的水下装备超高温自动安全关井系统，其特征在于，所述信号采集模块和信号处理分析模块沿着井筒内壁布置。

6.如权利要求5所述的水下装备超高温自动安全关井系统，其特征在于，所述信号采集模块和信号处理分析模块集成在一块电路板上，其外部用防水外壳包裹。