水下井系統(tǒng)中的增壓壓強的制作方法
【專利說明】水下井系統(tǒng)中的增壓壓強
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
本申請要求在2013年3月15日提交的發(fā)明人為Craig McCormick的且題為“Methodand Apparatus for Supercharging Pressure in a Subsea Well System，，的美國臨時專利申請第61/800，862號的優(yōu)先權(quán)的權(quán)益，其在此通過參考并入。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本公開涉及液壓系統(tǒng)。更具體地，本公開涉及在液壓系統(tǒng)中增加壓強。
【背景技術(shù)】
[0003]定位成鄰近防噴器(Β0Ρ)和其他水下裝備的蓄能器可構(gòu)造成提供壓強以便操作液壓系統(tǒng)，諸如防噴器(Β0Ρ)。水下蓄能器可儲存惰性氣體和流體的組合。最初地，采用初始壓強的氣體諸如氮氣給水下蓄能器充壓。然后可將流體栗送到水下蓄能器中到最終壓強，其可等于Β0Ρ控制系統(tǒng)壓強。在水下蓄能器內(nèi)氣體的壓縮儲存能量。在蓄能器中儲存的能量可用于操作水下裝備，諸如當(dāng)緊急情況發(fā)生時導(dǎo)致能量從水面分離。當(dāng)在水下系統(tǒng)中的液壓流體的壓強通過緊急系統(tǒng)的使用而下降時，壓縮的氣體膨脹，迫使液壓流體離開蓄能器并進入水下系統(tǒng)液壓管路中。
[0004]當(dāng)能量在缺乏諸如來自水面的外部能量的情況下從蓄能器供應(yīng)時，在蓄能器中的壓強隨著時間而降低，因為儲存的流體能量用于在系統(tǒng)內(nèi)的功能。即，當(dāng)從蓄能器使用液體時，被捕捉的氣體的壓強由于對于氣體增加的體積而下降，并且在水下系統(tǒng)液壓管路內(nèi)的壓強降低。在固定體積水下系統(tǒng)內(nèi)降低的壓強可導(dǎo)致在水下系統(tǒng)內(nèi)構(gòu)件的限制或在用于將液壓流體從水面?zhèn)魉偷溅?Ρ的構(gòu)件或裝備中的通過壓強限制。例如，Β0Ρ的剪切壓頭可需要某種壓強等級以在緊急情況時剪切某種鉆管。當(dāng)該壓強等級從蓄能器是不可得到的時，Β0Ρ可能不能剪切鉆管。
[0005]額外地，當(dāng)能量從水面供應(yīng)時，在水下系統(tǒng)內(nèi)的壓強可能仍然低于用于水下系統(tǒng)的操作壓強。從水面到水下系統(tǒng)的壓強的降低可能由于在液壓流體轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中的泄露和其他無效率。同樣，壓強的降低可能來自在將流體從水面?zhèn)魉偷墓苈分械膲毫ο拗啤?br>[0006]一種傳統(tǒng)的解決方案可能是增加蓄能器的數(shù)量。每個額外的蓄能器提供用于操作水下系統(tǒng)的液壓流體的可用體積的增加。然而，額外的蓄能器可能導(dǎo)致增加的防噴器(Β0Ρ)堆重量和尺寸，其抑制Β0Ρ的構(gòu)造、安裝、操作和維護或抑制將額外的蓄能器改型到Β0Ρ堆上。因此，需要在水下系統(tǒng)中提供增加的壓強。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]在水下系統(tǒng)和水下系統(tǒng)的蓄能器中的壓強可以通過使用增壓氣缸增加以產(chǎn)生比從水面容器提供的初始壓強更高的壓強。增壓氣缸可包括活塞，其可被推進以增加存儲在定位成鄰近水下系統(tǒng)諸如防噴器(Β0Ρ)的蓄能器中的壓強。由增壓氣缸提供的增加的壓強可允許同樣數(shù)量的蓄能器在水下系統(tǒng)中被使用，但允許額外的有效的液壓流體被存儲在蓄能器中。
[0008]根據(jù)一個實施例，一種裝置可包括構(gòu)造成存儲液壓流體和氣體的蓄能器或多個蓄能器；增壓氣缸；將所述蓄能器耦接到所述增壓氣缸的液壓管路；和/或耦接到所述增壓氣缸的增壓氣缸控制閥。所述增壓氣缸控制閥可構(gòu)造成推進所述增壓氣缸以增加在所述液壓管路處的壓強。
[0009]所述裝置還可包括控制模塊以執(zhí)行步驟:將蓄能器充壓到基本控制系統(tǒng)壓強；推進增壓氣缸以增加蓄能器壓強超過所述基本控制系統(tǒng)壓強到增加的系統(tǒng)壓強；和/或反復(fù)地推進所述增壓氣缸以將蓄能器壓強增加到超過所述基本控制系統(tǒng)壓強的希望壓強。所述裝置還可包括耦接到所述蓄能器和構(gòu)造成限制所述蓄能器的輸出的壓強調(diào)節(jié)器，和/或耦接到所述蓄能器和構(gòu)造成從由所述蓄能器供應(yīng)的壓強來操作的剪切壓頭，其中所述蓄能器可附接到防噴器(Β0Ρ)。
[0010]根據(jù)另一個實施例，一種方法可包括將蓄能器充壓到基本控制系統(tǒng)壓強；和/或推進增壓氣缸以增加蓄能器壓強超過所述基本控制系統(tǒng)壓強到增加的系統(tǒng)壓強。
[0011]所述方法還可包括朝內(nèi)推進所述增壓氣缸以使用來自在水面處的貯存器的新流體填充所述增壓氣缸的增壓室；反復(fù)地推進所述增壓氣缸以將蓄能器壓強增加到超過所述基本控制系統(tǒng)壓強的希望壓強；限制所述蓄能器的輸出壓強到調(diào)節(jié)的壓強；和/或采用所述增加的系統(tǒng)壓強實施功能，諸如在防噴器(Β0Ρ)上實施包括剪切鉆管的緊急情況動作。
[0012]根據(jù)又一個實施例，一種裝置可包括增壓氣缸，其包括活塞，其中流體存儲在所述活塞的第一側(cè)和所述活塞的第二側(cè)上；第一輸入端，其用于在基本控制系統(tǒng)壓強下在所述活塞的第一側(cè)上接收流體；第二輸入端，其用于在所述基本控制系統(tǒng)壓強下在所述活塞的第二側(cè)上接收流體；和/或在所述活塞的所述第一側(cè)處的輸出端，其用于輸出超過基本控制系統(tǒng)壓強的增加的壓強。所述裝置還可包括耦接到所述增壓氣缸的增壓控制閥，所述閥構(gòu)造成將流體提供到所述活塞的所述第一側(cè)和所述活塞的所述第二側(cè)。
[0013]所述裝置還可包括耦接到所述增壓氣缸的所述輸出端的液壓管路；耦接到所述液壓管路的蓄能器；構(gòu)造成向所述蓄能器提供所述基本控制系統(tǒng)壓強的第一單向閥；構(gòu)造成阻止流體通過所述第二輸入端從所述增壓氣缸離開的第二單向閥；和/或構(gòu)造成當(dāng)所述增壓氣缸在充壓時阻止流體通過所述輸出端從所述增壓氣缸離開的第二單向閥。
[0014]上面已經(jīng)相當(dāng)廣泛地概括本公開的特征和技術(shù)優(yōu)勢，以便可以更好的理解接下來的本公開的詳細描述。此后將描述本公開的額外的特征和優(yōu)勢，其形成本公開的權(quán)利要求的主題。應(yīng)該由本領(lǐng)域技術(shù)人員理解的是，公開的構(gòu)思和具體實施例可容易地被使用作為用于修改或設(shè)計其他結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，以便實施本公開的相同目的。還應(yīng)該由本領(lǐng)域技術(shù)人員意識到的是，該同等構(gòu)造沒有偏離在隨附的權(quán)利要求書中提出的本公開的精神和范圍。被認為是本公開的特點的新穎性特征，關(guān)于其操作的組織和方法兩者，和進一步的目的和優(yōu)勢一起，在結(jié)合附圖考慮時從下面的描述將更好的理解。然而，應(yīng)該明確地理解，附圖中的每個僅為了說明和描述的目的被提供并且不意于作為本公開的限制的限定。
【附圖說明】
[0015]為了更完全地理解公開的系統(tǒng)和方法，現(xiàn)結(jié)合附圖對下面的說明做出參考。
[0016]圖1是示出根據(jù)本公開的一個實施例的用于在水下系統(tǒng)中增壓壓強的系統(tǒng)的示意圖。
[0017]圖2是示出根據(jù)本公開的一個實施例的構(gòu)造成給蓄能器充壓的系統(tǒng)的示意圖。
[0018]圖3是示出根據(jù)本公開的一個實施例的構(gòu)造成推進增壓氣缸的系統(tǒng)的示意圖。
[0019]圖4是示出根據(jù)本公開的一個實施例的構(gòu)造成推進增壓氣缸以填充新流體的系統(tǒng)的示意圖。
[0020]圖5是示出根據(jù)本公開的一個實施例的增壓液壓系統(tǒng)的一種方法的流程圖。
[0021]圖6是示出根據(jù)本公開的一個實施例的構(gòu)造成提供關(guān)于增壓的壓強的反饋的系統(tǒng)的示意圖。
[0022]圖7是示出根據(jù)本公開的一個實施例的使用來自增壓器的反饋將液壓系統(tǒng)增壓到希望的壓強的一種方法的流程圖。
[0023]圖8是示出根據(jù)本公開的一個實施例的在具有一個增壓的壓強的壓頭的端部處得到的增加壓強的圖表。
[0024]圖9是示出根據(jù)本公開的一個實施例的在具有另一個增壓的壓強的壓頭的端部處得到的增加壓強的圖表。
【具體實施方式】
[0025]圖1示出根據(jù)本公開的一個實施例的用于在水下系統(tǒng)中增壓壓強的系統(tǒng)。系