延長至少采油樹或管線的壽命的方法和裝置制造方法
【專利摘要】延長至少采油樹（10）或管線（22）的壽命的方法，采油樹（10）設(shè)有高壓液壓閥組件（12）和低壓液壓閥組件（14），管線（22）包括電力和控制電纜（24）及液壓管（26、28），該方法包括：將至少包括控制單元（62）、高壓液壓泵（66）、第二高壓液壓閥組件（61）和液壓儲槽（70）的升級模塊（50）改裝至采油樹（10）上或采油樹處；將來自管線（22）的管（26、28）的液壓流體直接地或經(jīng)由儲槽（70）供應(yīng)高壓泵（66），高壓泵（66）連接至第二高壓液壓閥組件（61）；將第二高壓液壓閥組件（61）連接至井下安全閥（32）；將管線（22）的電力和控制電纜（24）連接至控制單元（62）；及連接控制單元（62）與低壓液壓閥組件（14）中的閥之間的控制電纜（64）。
【專利說明】延長至少采油樹或管線的壽命的方法和裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及延長至少采油樹(Christmas tree)或管線的壽命的方法。更具體地，涉及一種延長至少采油樹或管線的壽命的方法，采油樹設(shè)有高壓液壓閥組件和低壓液壓閥組件。本發(fā)明還包括用于實(shí)踐該方法的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在海上回收石油期間，經(jīng)證實(shí)需要超過井設(shè)備最初預(yù)定的技術(shù)經(jīng)濟(jì)壽命。這也適用于那些安全性至關(guān)重要的部件，例如具有相關(guān)的閥和控制設(shè)備的采油樹。
[0003]位于海床上的采油樹通常經(jīng)由導(dǎo)柱被引導(dǎo)到生產(chǎn)管頭上。采油樹經(jīng)由所謂的管線來與地表上的設(shè)備通信，管線可典型地包括用于傳輸電力和信號的電纜、用于信號傳輸?shù)墓饫w、用于在高壓和低壓條件下輸送液壓流體的管、以及用于供應(yīng)化學(xué)品的管。采油樹通常設(shè)有閥蓋，閥蓋構(gòu)成環(huán)空、生產(chǎn)井眼和周圍環(huán)境之間的屏障。當(dāng)設(shè)有用于消除水垢和壓井(well-killing)的流體的連接件的合適的工具被安裝時(shí)，閥蓋必須被移除。
[0004]術(shù)語“高壓”和“低壓”并不準(zhǔn)確，這是因?yàn)樗鼈冊诓煌墓?yīng)商之間變化。概略地講，100與300巴之間的壓力被表述為低壓，而300巴之上的壓力被表述為高壓。100巴之下的壓力，致動(dòng)器和閥可占據(jù)所謂的“防故障”位置，致動(dòng)器和閥常常會停止采油生產(chǎn)。
[0005]液壓流體典型地分別被運(yùn)送到采油樹上的高壓閥組件和低壓閥組件，高壓閥組件與井下安全閥相通，而除了其它方面以外，低壓閥組件與許多主要地用于采油樹的閥控制的致動(dòng)器相通。
[0006]電力和控制信號被傳送到采油樹上或采油樹處的水下控制模塊。從地表控制的控制模塊連接至閥組件中不同的液壓閥，由此控制采油樹中不同的閥的功能。
[0007]公知的采油樹設(shè)備在長時(shí)間運(yùn)行之后特別出現(xiàn)兩個(gè)弱點(diǎn)?？刂颇K易于發(fā)生功能性故障，同時(shí)所述這種新型控制模塊及其備件的有效性有限。
[0008]具有相關(guān)部件的管線易于泄漏的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的是改善或減小現(xiàn)有技術(shù)的至少一個(gè)缺陷。
[0010]該目的是根據(jù)本發(fā)明，通過以下說明書和隨附權(quán)利要求書中明確說明的特征來實(shí)現(xiàn)的。
[0011]提供的是一種延長至少采油樹或管線的壽命的方法，采油樹設(shè)有高壓液壓閥組件和低壓液壓閥組件，管線包括電纜、控制電纜和液壓管，該方法包括:
[0012]將升級模塊改裝至采油樹上或采油樹處，升級模塊至少包括控制單元、高壓液壓泵、第二高壓液壓閥組件和液壓儲槽；
[0013]將來自管線的管的液壓流體直接地或經(jīng)由儲槽供應(yīng)高壓泵，高壓泵連接至第二高壓液壓閥組件；
[0014]將第二高壓液壓閥組件連接至井下安全閥；[0015]將管線的電力和控制電纜連接至控制單元；以及
[0016]連接位于控制單元與低壓液壓閥組件中的閥之間的控制電纜。
[0017]通過使電力和控制電纜延長到至少包括第二高壓液壓閥組件的新控制單元，該控制單元被設(shè)置成控制采油樹的現(xiàn)有的閥和新閥，使現(xiàn)有的不可靠的控制模塊成為多余。此夕卜，因?yàn)楦邏罕矛F(xiàn)在以足夠的壓力將液壓流體供應(yīng)至高壓液壓閥組件，所以管線的高壓管中的壓力可下降。
[0018]可選地，高壓泵可從低壓管或管線中的另一管供應(yīng)液壓流體。
[0019]該方法可還包括:
[0020]為升級模塊設(shè)置低壓泵，低壓泵由控制單元控制并連接至第二低壓液壓閥組件中的閥；
[0021]使第二低壓液壓閥組件連接至采油樹中的致動(dòng)器；以及
[0022]將來自管線中的管的液壓流體直接地或經(jīng)由儲槽供應(yīng)低壓泵。
[0023]當(dāng)然，管線的液壓流體供應(yīng)管的壓力可低于引言中所表述的“低壓”。
[0024]該方法可還包括:
[0025]為升級模塊設(shè)置化學(xué)泵，化學(xué)泵由控制單元控制并連接至化學(xué)閥或直接地連接至
生產(chǎn)管；
[0026]將來自管線中的管的化學(xué)品直接地或經(jīng)由儲槽供應(yīng)化學(xué)泵。
[0027]該方法可包括為升級模塊設(shè)置閥蓋，并在分離閥蓋被移除之后將升級模塊放置在米油樹上。
[0028]在采油樹上安裝升級模塊的方法可包括:
[0029]借助合適的工具來移除分離的采油樹蓋；
[0030]將升級模塊以絞車下放到采油樹；
[0031]借助位于升級模塊上的推進(jìn)器，將升級模塊引導(dǎo)到井的導(dǎo)柱中；
[0032]使升級模塊下降到導(dǎo)柱上；以及
[0033]將升級模塊的采油樹蓋連接至采油樹。
[0034]此后，電和液壓部件被如上所述地連接。
[0035]該方法能夠借助將在升級模塊改裝至采油樹上或采油樹處來實(shí)施，采油樹設(shè)有高壓液壓閥組件和低壓液壓閥組件，管線包括電力和控制電纜以及液壓管，升級模塊的特征在于，設(shè)有能夠連接至電源和管線的電控制單元，而且包括高壓液壓泵；高壓液壓泵能夠直接地或經(jīng)由儲槽間接地連接至管線的管和第二高壓液壓閥組件中的至少一個(gè)閥，而且能夠連接至控制單元。
[0036]升級模塊可設(shè)有低壓液壓泵，低壓液壓泵能夠直接地或經(jīng)由儲槽間接地連接至管線的低壓液壓管和第二低壓液壓閥組件中的至少一個(gè)閥，而且能夠連接至控制單元。
[0037]升級模塊可設(shè)有接受罐，接受罐處在高壓液壓泵或低壓液壓泵的至少出口處。
[0038]控制單元連接至用于注入化學(xué)品的閥組件。
[0039]升級模塊可設(shè)有化學(xué)泵，化學(xué)泵可直接或經(jīng)由儲槽間接地連接至管線的管和至少一個(gè)化學(xué)閥或可直接連接至生產(chǎn)管。
[0040]升級模塊可在化學(xué)泵的出口上設(shè)有接受罐。
[0041]升級模塊可設(shè)有內(nèi)置的采油樹蓋，以及隨著采油樹被互補(bǔ)地裝配在相同的導(dǎo)柱上的引導(dǎo)部。
[0042]升級模塊的部件可被設(shè)置成為具有主系統(tǒng)和后備系統(tǒng)的雙系統(tǒng)，以確保在發(fā)生部件故障情況下的運(yùn)轉(zhuǎn)。高壓泵和相關(guān)部件可被增壓器替換，例如增壓器被供應(yīng)來自低壓系統(tǒng)的流體。
[0043]例如在屬于多個(gè)采油樹之一的管線會受到實(shí)質(zhì)損害的情況下，還可互連屬于不同采油樹的多個(gè)升級模塊，或以此增大整個(gè)區(qū)域的多個(gè)采油樹的可靠性。
[0044]根據(jù)本發(fā)明的方法和裝置彌補(bǔ)了現(xiàn)有的采油樹的控制模塊的弱點(diǎn)，同時(shí)可在相當(dāng)程度上降低現(xiàn)有的管線中的液體壓力。如果管眼(pipe bore)變成不再可利用的，還能夠利用管線中的其它管眼來供應(yīng)液壓流體。通過使用升級模塊中的儲槽，管線中的相同管眼可被用于供應(yīng)流體和使流體返回兩者。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0045]以下描述附圖中示出的優(yōu)選方法和實(shí)施例的示例，其中:
[0046]圖1示意性地示出設(shè)有現(xiàn)有技術(shù)的采油樹的水下井；
[0047]圖2示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的升級模塊，該升級模塊位于采油樹上；
[0048]圖3示意性地示出圖2的升級模塊的可選實(shí)施例；以及
[0049]圖4示意性地示出圖2的升級模塊的另一實(shí)施例。
【具體實(shí)施方式】
[0050]在圖中，附圖標(biāo)記“I”表示具有外管2和生產(chǎn)管4的海下井，例如外管2為套管的形式，其中，外管2與生產(chǎn)管4之間形成環(huán)空6。
[0051]生產(chǎn)管4被懸置于生產(chǎn)管頭8中，采油樹10被放置在生產(chǎn)管頭8上。
[0052]采油樹10設(shè)有高壓液壓閥組件12、低壓液壓閥組件14和化學(xué)閥組件16。
[0053]從位于采油樹10處或采油樹10上的控制模塊18經(jīng)由控制線20控制不同的閥組件12、14、16。閥組件12、14、16和控制模塊18通常由圖中以點(diǎn)劃線示出的矩形來表示的組件組成。
[0054]延長到地表上的工廠(圖中未示)的管線22包括用于電力和控制信號的電線24、高壓管26、低壓管28和化學(xué)管30。
[0055]電線24連接至控制模塊18，高壓管26連接至高壓液壓閥組件12，低壓管28連接至低壓液壓閥組件14，而化學(xué)管30連接至化學(xué)閥31，化學(xué)閥31通過化學(xué)閥組件16來致動(dòng)。
[0056]高壓液壓閥組件12借助安全閥管34連接至井下安全閥32。低壓液壓閥組件14借助致動(dòng)器管36連接至采油樹中的致動(dòng)器38?；瘜W(xué)閥31借助化學(xué)孔徑40連接至生產(chǎn)管4。
[0057]采油樹10設(shè)有采油樹蓋42，而且除此之外，還包括大量圖中未示但對本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言公知的部件。
[0058]現(xiàn)在參照圖2。升級模塊50借助引導(dǎo)部52而被設(shè)置在采油樹10上，引導(dǎo)部52被裝配在井I的導(dǎo)柱54上。升級模塊50設(shè)有內(nèi)置的采油樹蓋56 ;采油樹蓋56被互補(bǔ)地裝配在采油樹上，并具有與采油樹蓋42相同的功能，但是另外設(shè)有供應(yīng)管58，供應(yīng)管58具有用于除去水垢和壓井的流體的閥60。閥60可被ROV操作或液壓操作，如圖2-圖4中的點(diǎn)劃線所示。閥60下方的壓力借助壓力計(jì)63來測量，而且測量值被傳輸?shù)娇刂茊卧?2。壓力計(jì)63的目的是能夠讀出閥下方的壓力(例如在維修工作期間)。此處的壓力也可揭示出更下方的閥、例如圖中未示的抽吸閥中的泄漏。
[0059]升級模塊50設(shè)有第二高壓液壓閥組件61和控制單元62，控制單元62直接地或經(jīng)由控制模塊18連接至管線22的電線24，且經(jīng)由控制線64控制不同的閥組件14、16、61，控制線20與控制模塊18斷開。
[0060]高壓泵66位于升級模塊50中，并且被供應(yīng)來自高壓管26的減壓的液壓流體，高壓管26與高壓液壓閥組件12斷開。高壓泵66借助高壓管68連接至第二高壓液壓閥組件61。儲槽70連接至高壓泵66的進(jìn)口側(cè)，而接受罐72連接至高壓泵66的出口側(cè)。從控制單元62經(jīng)由控制線74來控制高壓泵66。
[0061]本發(fā)明無需說明的實(shí)質(zhì)上也必要的閥未被示出，這是因?yàn)楸绢I(lǐng)域的技術(shù)人員能夠獲知其目的與操作。
[0062]在本優(yōu)選示例性實(shí)施例中，升級模塊50還包括推進(jìn)器76、光源78和照相機(jī)80。
[0063]當(dāng)要安裝升級模塊50時(shí)，原始的采油樹蓋42借助合適的工具(圖中未示)被移除。升級模塊50被向下以絞車下放到采油樹10上，之后升級模塊50借助推進(jìn)器76、光源78和照相機(jī)80來遙控，以使引導(dǎo)部52按照對應(yīng)于導(dǎo)柱54的方式被定位?？蛇x地，遠(yuǎn)程操作的車輛可用于定位操作。
[0064]在升級模塊50已被向下放置(坐放)在采油樹10上之后，采油樹蓋56被連接至采油樹10。高壓泵66的供應(yīng)端連接至管線22的高壓管26，高壓泵66的出口連接至第二高壓液壓閥組件61。管線22的電力和控制電纜24連接至控制單元62，而且位于控制單元62與液壓閥組件14、16、61中的尚未連接的那些閥之間的控制電纜64被連接。
[0065]因此在運(yùn)轉(zhuǎn)期間，控制單元62至少接管控制模塊18的控制功能，而管線22的高壓管可實(shí)質(zhì)上在基本減小的壓力條件下作業(yè)。
[0066]圖3示出一可選示例性實(shí)施例，其中升級模塊設(shè)有低壓泵82并且被供應(yīng)來自低壓管28的減壓的液壓流體，低壓管28與低壓液壓閥組件14斷開。低壓泵82借助低壓管84連接至第二低壓液壓閥組件83。儲槽86連接至低壓泵82的進(jìn)口側(cè)，而接受罐88連接至低壓泵82的出口側(cè)。低壓泵82經(jīng)由控制線90由控制單元62控制。
[0067]在本示例性實(shí)施例中，高壓泵66也經(jīng)由低壓管28被供應(yīng)液壓流體。
[0068]低壓泵82的運(yùn)轉(zhuǎn)對應(yīng)于與上面的高壓泵66關(guān)聯(lián)說明的運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0069]圖4示出另一示例性實(shí)施例，其中設(shè)置有化學(xué)泵92，化學(xué)泵92被供應(yīng)來自化學(xué)管30的通常處在減小壓力的化學(xué)品，化學(xué)管30與化學(xué)閥31斷開。化學(xué)泵92借助化學(xué)品管路94連接至化學(xué)閥31。儲槽96連接至化學(xué)泵92的進(jìn)口側(cè)，而接受罐98連接至化學(xué)泵92的出口側(cè)?；瘜W(xué)泵92經(jīng)由控制線100由控制單元62控制，而化學(xué)閥31經(jīng)由控制線64由控制單元62控制。
[0070]化學(xué)泵92的運(yùn)轉(zhuǎn)對應(yīng)于與上面的高壓泵66關(guān)聯(lián)說明的運(yùn)轉(zhuǎn)。可額外說明的是，儲槽96可被分隔，從而例如能夠容納化學(xué)品和甲醇兩者。甲醇借助管線22中的圖中未示出的管來供應(yīng)；而且化學(xué)泵92設(shè)有轉(zhuǎn)換閥(圖中未示)，從而能夠抽取期望的化學(xué)品。
[0071]不論何時(shí)需要去除水垢或?qū)甀進(jìn)行壓井，可經(jīng)由供應(yīng)管58來供應(yīng)所需要的液體，而無需首先不得不移除閥蓋56。
【權(quán)利要求】
1.一種延長至少采油樹(10)或管線(22)的壽命的方法，所述采油樹(10)設(shè)有高壓液壓閥組件(12)和低壓液壓閥組件(14)，而且所述管線(22)包括電力和控制電纜(24)以及液壓管(26、28)，其特征在于，所述方法包括: 將升級模塊(50)改裝至所述采油樹(10)上或所述采油樹處，所述升級模塊至少包括控制單元(62)、高壓液壓泵(66)、第二高壓液壓閥組件(61)和液壓儲槽(70); 將來自所述管線(22)的管(26、28)的液壓流體直接地或經(jīng)由所述儲槽(70)供應(yīng)所述高壓泵(66 )，所述高壓泵(66 )連接至所述第二高壓液壓閥組件(61); 將所述第二高壓液壓閥組件(61)連接至井下安全閥(32)； 將所述管線(22)的電力和控制電纜(24)連接至所述控制單元(62);以及 連接位于所述控制單元(62)與所述低壓液壓閥組件(14)中的閥之間的控制電纜(64)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括: 為所述升級模塊(50)設(shè)置低壓泵(82)，所述低壓泵由所述控制單元(62)控制并連接至第二低壓液壓閥組件(83)中的閥； 使第二低壓液壓閥組件(83 )連接至致動(dòng)器(38 );以及 將來自所述管線(22)中的管的液壓流體直接地或經(jīng)由儲槽(86)供應(yīng)所述低壓泵(82)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括: 為所述升級模塊(50 )設(shè)置化學(xué)泵(92 )，所述化學(xué)泵由所述控制單元(62 )控制并連接至化學(xué)閥(31)或直接地連接至生產(chǎn)管(4)； 將來自所述管線(22)中的管的化學(xué)品直接地或經(jīng)由儲槽(96)供應(yīng)所述化學(xué)泵(92)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括:為所述升級模塊(50)設(shè)置包括供應(yīng)管(58)的采油樹蓋(56);并在分離的閥蓋(42)被移除之后將所述升級模塊(50)放置在所述采油樹(10)上。
5.一種用于改裝到采油樹(10)上或所述采油樹(10)處的升級模塊(50)，所述采油樹(10)設(shè)有高壓液壓閥組件(12)和低壓液壓閥組件(14)，而且所述管線(22)包括電力和控制電纜(24)以及液壓管(26、28)，其特征在于，所述升級模塊(50)設(shè)有能夠連接至電源和管線(22)的控制線(24)的電控制單元(62)，而且包括高壓液壓泵(66);所述高壓液壓泵能夠直接地或經(jīng)由儲槽(70)間接地連接至所述管線(22)的管和第二高壓液壓閥組件(61)中的至少一個(gè)閥，而且能夠連接至所述控制單元(62)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的升級模塊(50)，其特征在于，所述升級模塊(50)設(shè)有低壓液壓泵(82);所述低壓液壓泵能夠直接地或經(jīng)由儲槽(86)間接地連接至管線(22)的管和第二低壓液壓閥組件(83 )中的至少一個(gè)閥，而且能夠連接至所述控制單元(62 )。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的升級模塊(50)，其特征在于，所述升級模塊(50)設(shè)有化學(xué)泵(92);所述化學(xué)泵能夠直接地或經(jīng)由儲槽(96)間接地連接至管線(22)的管和至少一個(gè)化學(xué)閥(31)，或能夠直接地連接至生產(chǎn)管(4 )。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的升級模塊(50)，其特征在于，所述升級模塊(50)形成有內(nèi)置的采油樹蓋(56 )，所述內(nèi)置的采油樹蓋設(shè)有供應(yīng)管(58 )。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的升級模塊(50)，其特征在于，接受罐(72、88)連接至至少所述高壓液壓泵(66 )或所述低壓液壓泵(82 )的出口。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的升級模塊(50)，其特征在于，所述控制單元(62)連接至用于注入化學(xué)品的閥組件(16)。
11.根據(jù)權(quán)利要求5所述的升級模塊(50)，其特征在于，所述升級模塊(50)設(shè)有被互補(bǔ)地裝配在所述井(I)的導(dǎo)柱 (54)上的多個(gè)引導(dǎo)部(52)。
【文檔編號】E21B33/035GK103477024SQ201280016747
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2012年1月25日 優(yōu)先權(quán)日:2011年2月2日
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