專利名稱：海底化學(xué)劑注入計(jì)量閥的制作方法
海底化學(xué)劑注入計(jì)量閥相關(guān)申請(qǐng)案的交叉參考本申請(qǐng)案主張2008年12月5日申請(qǐng)的標(biāo)題為“海底化學(xué)劑注入計(jì)量閥(Sub-Sea Chemical Injection Metering Valve) ”的第61/1 20，227號(hào)美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)案的優(yōu)先權(quán)，所述臨時(shí)專利申請(qǐng)案全文以引用的方式并入本文中。
背景技術(shù)：
此章節(jié)旨在向讀者介紹可與下文描述和/或主張的本發(fā)明的各個(gè)方面相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)的各個(gè)方面。此論述據(jù)信有助于向讀者提供背景信息以促進(jìn)對(duì)本發(fā)明的各個(gè)方面的更好理解。因此，應(yīng)了解，應(yīng)鑒于此而閱讀這些陳述，而非作為對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的認(rèn)可。常常使用井來開發(fā)地面以下的資源。舉例來說，常常經(jīng)由井來提取石油、天然氣和水。一些井用以將材料注入到地面以下以例如隔離二氧化碳，以存儲(chǔ)天然氣供以后使用，或在油井附近注入蒸汽或其它物質(zhì)以增強(qiáng)回收。由于這些地下資源的價(jià)值的緣故，常常以較大代價(jià)鉆鑿井，且通常極其謹(jǐn)慎以延長(zhǎng)其使用壽命。常常使用化學(xué)劑注入管理系統(tǒng)來維持井和/或增強(qiáng)井的處理量。舉例來說，使用化學(xué)劑注入管理系統(tǒng)來注入防腐蝕材料、防泡沫材料、防蠟材料和/或防凍劑以延長(zhǎng)井的壽命或增加從井提取資源的速率。通常，通過化學(xué)劑注入管理系統(tǒng)在一時(shí)間周期期間以受控方式將這些材料注入到井中?；瘜W(xué)劑注入管理系統(tǒng)的壽命可受到其可能磨損的機(jī)械組件(例如，齒輪箱、馬達(dá)和閥)的限制。此外，用于控制流率的傳感器和致動(dòng)器可能隨時(shí)間漂移，且因此，化學(xué)劑注入管理系統(tǒng)的準(zhǔn)確性可降低。這些問題在海底應(yīng)用中可能尤其尖銳，在海底應(yīng)用中，化學(xué)劑注入管理系統(tǒng)可能難以進(jìn)行開發(fā)和/或開發(fā)費(fèi)用較高。更換已磨損或不準(zhǔn)確的化學(xué)劑注入管理系統(tǒng)可(例如)顯著增加操作井的成本。


當(dāng)參看附圖閱讀某些示范性實(shí)施例的以下詳細(xì)描述時(shí)，將更好地理解本發(fā)明的這些和其它特征、方面和優(yōu)點(diǎn)，附圖中相同標(biāo)號(hào)在各圖中始終表示相同零件，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)的實(shí)施例的示范性資源提取系統(tǒng)的透視圖；圖2是圖1的資源提取系統(tǒng)的部分透視圖，其描繪根據(jù)本發(fā)明技術(shù)的實(shí)施例的示范性化學(xué)劑注入管理系統(tǒng)和閥容座；圖3是圖2的化學(xué)劑注入管理系統(tǒng)的后部透視圖；圖4是圖2的閥座的透視圖；圖5是圖2的化學(xué)劑注入管理系統(tǒng)的剖視圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)的實(shí)施例的示范性流量調(diào)節(jié)器的側(cè)視圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)的實(shí)施例的示范性閥的橫截面圖；圖8是圖6的流量調(diào)節(jié)器的圖解視圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)的實(shí)施例的示范性均壓器的橫截面圖10是描繪根據(jù)本發(fā)明技術(shù)的實(shí)施例的示范性壓力均衡過程的流程圖；圖11是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)的實(shí)施例的與流量調(diào)節(jié)器一起使用的示范性超聲波流量計(jì)的橫截面圖解表示；圖12是描繪圖7的閥的針位置對(duì)流量系數(shù)的曲線圖；圖13是描繪根據(jù)本發(fā)明技術(shù)的實(shí)施例的示范性閥調(diào)節(jié)程序的流程圖；圖14是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)的實(shí)施例的與流量調(diào)節(jié)器一起使用的另一示范性超聲波流量計(jì)的橫截面圖；圖15是圖16中說明的經(jīng)配置以鎖定到替代性化學(xué)劑注入管理系統(tǒng)座內(nèi)的適當(dāng)位置中的示范性化學(xué)劑注入管理系統(tǒng)插入件的橫截面圖；圖16是圖15的化學(xué)劑注入管理系統(tǒng)插入件可鎖定到其內(nèi)部的適當(dāng)位置中的示范性替代性化學(xué)劑注入管理系統(tǒng)容座的橫截面圖；圖17是鎖定到圖16的化學(xué)劑注入管理系統(tǒng)容座內(nèi)的適當(dāng)位置中的圖15的化學(xué)劑注入管理系統(tǒng)插入件的橫截面圖；圖18是鎖定到圖16的化學(xué)劑注入管理系統(tǒng)容座內(nèi)的適當(dāng)位置中的圖15的化學(xué)劑注入管理系統(tǒng)插入件的透視圖；以及圖19是含有多個(gè)化學(xué)劑注入管理系統(tǒng)的示范性化學(xué)劑注入管理系統(tǒng)插入件的橫截面圖。
具體實(shí)施例方式下文將描述本發(fā)明的一個(gè)或一個(gè)以上特定實(shí)施例。這些所描述的實(shí)施例僅示范本發(fā)明。另外，為提供對(duì)這些示范性實(shí)施例的簡(jiǎn)明描述，說明書中可能不描述實(shí)際實(shí)施方案的所有特征。應(yīng)了解，在任何此類實(shí)際實(shí)施方案的開發(fā)過程中，如任何工程或設(shè)計(jì)規(guī)劃中，必須作出大量實(shí)施方案特定的決策以實(shí)現(xiàn)開發(fā)者的特定目標(biāo)，例如符合系統(tǒng)相關(guān)和商業(yè)相關(guān)約束，其可在實(shí)施方案間變化。此外，應(yīng)了解，此開發(fā)嘗試可能較復(fù)雜且耗時(shí)，但對(duì)于得到本發(fā)明益處的一般技術(shù)人員來說仍然將是設(shè)計(jì)、制作和制造的常規(guī)任務(wù)。當(dāng)介紹本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例的元件時(shí)，冠詞“一”和“所述”既定表示存在所述元件中的一者或一者以上。術(shù)語“包括”、“包含”和“具有”既定為包含性的，且表示可能存在除所列舉元件外的額外元件。此外，“頂部”、“底部”、“上方”、“下方”和這些術(shù)語的變型的使用是為了方便，而不要求組件的任何特定定向。本發(fā)明的某些示范性實(shí)施例包含一種化學(xué)劑注入管理系統(tǒng)，其解決常規(guī)化學(xué)劑注入管理系統(tǒng)的以上提及的不足之處中的一者或一者以上。一些實(shí)施例可包含流量調(diào)節(jié)器， 其包含一個(gè)或一個(gè)以上非侵入性流量計(jì)，例如超聲波流量計(jì)?；瘜W(xué)劑注入管理系統(tǒng)中非侵入性流量計(jì)的使用可最小化對(duì)流量計(jì)的頻繁調(diào)諧和/或更換的需要。明確地說，由于非侵入性流量計(jì)一般可包含較少移動(dòng)的機(jī)械零件，所以隨時(shí)間機(jī)械磨損的程度可最小化。如此， 非侵入性流量計(jì)比其它類型的流量計(jì)可經(jīng)歷較長(zhǎng)的壽命周期且可維持較大的測(cè)量準(zhǔn)確性。在一些實(shí)施例中，流量調(diào)節(jié)器還可經(jīng)配置以實(shí)行閥的直接前饋控制，而不使用嵌套的閥定位反饋控制回路。如下文所闡釋，實(shí)行閥的前饋控制的流量調(diào)節(jié)器可比實(shí)行反饋控制的系統(tǒng)在更長(zhǎng)的時(shí)間周期內(nèi)保持準(zhǔn)確，實(shí)行反饋控制的系統(tǒng)依賴于當(dāng)閥組件已磨損或其它條件已改變時(shí)可能不適當(dāng)?shù)南到y(tǒng)約束。
另外或作為替代，一些實(shí)施例可將化學(xué)劑注入管理系統(tǒng)的組件浸沒于保護(hù)性流體 (例如，油)中，以減少移動(dòng)組件上的磨損且潛在地延長(zhǎng)其使用壽命。為此，一些實(shí)施例可具有密封外殼以包含保護(hù)性流體，且具有均壓器以減小海底應(yīng)用中的靜液壓負(fù)載，如下文所闡釋。在詳細(xì)論述這些特征之前，論述可采用此化學(xué)劑注入管理系統(tǒng)的系統(tǒng)的方面。圖1描繪示范性資源提取系統(tǒng)10，其可包含井12、通俗地稱為“圣誕樹”(下文， “樹”)的物體14、化學(xué)劑注入管理系統(tǒng)16和閥容座18。所說明的資源提取系統(tǒng)10可經(jīng)配置以提取碳?xì)浠衔?例如，石油和/或天然氣)。在一些實(shí)施例中，資源提取系統(tǒng)10可為基于陸地的或安置于海底，且/或經(jīng)配置以提取或注入其它物質(zhì)，例如上文論述的那些物質(zhì)。當(dāng)組裝時(shí)，樹14可耦合到井12，且包含多種閥、配件和控制件用于操作所述井12。 化學(xué)劑注入管理系統(tǒng)16可通過閥容座18耦合到樹14。樹14可將化學(xué)劑注入管理系統(tǒng) (C. I. M. S.) 16放置成與井12成流體連通。如下文闡釋，化學(xué)劑注入管理系統(tǒng)16可經(jīng)配置以調(diào)節(jié)化學(xué)劑穿過樹14且進(jìn)入井12的流量。圖2是與閥容座18配對(duì)的化學(xué)劑注入管理系統(tǒng)16的透視圖。如所說明，化學(xué)劑注入管理系統(tǒng)16可包含流量調(diào)節(jié)器20、均壓器22、外殼對(duì)、樹接口沈和ROV (遙控潛水器) 接口觀。如參看圖5-8描述，流量調(diào)節(jié)器20可包含減小流量調(diào)節(jié)器20隨時(shí)間損失準(zhǔn)確性的概率的組件。此外，均壓器22可促進(jìn)包含保護(hù)性流體，其據(jù)信會(huì)延長(zhǎng)外殼M內(nèi)移動(dòng)組件的壽命。在詳細(xì)陳述這些特征之前，論述化學(xué)劑注入管理系統(tǒng)16的其它組件。參看圖2和3，外殼M可包含外端板46、側(cè)壁48、把手50、內(nèi)端板52和樹接口屏蔽物54。側(cè)壁48以及端板46和52可由一般剛性耐腐蝕的材料制成，且可大體界定具有圓形基底的正圓柱形體積。樹接口屏蔽物M可從側(cè)壁48延伸超過內(nèi)端板52。把手50可附接(例如，焊接)到側(cè)壁48且可具有U形形狀。一些實(shí)施例可包含額外把手50。如圖3所說明，樹接口沈可包含鍵56、導(dǎo)銷58和60、閂鎖62、電連接器64、流體入口連接器66和流體出口連接器68。在當(dāng)前實(shí)施例中，除鍵56外，樹接口沈的組件可一般安置于樹接口屏蔽物討內(nèi)。這些組件可經(jīng)配置以經(jīng)由閥容座18上的互補(bǔ)組件而以電、 流體和/或機(jī)械方式將化學(xué)劑注入管理系統(tǒng)16耦合到樹14，如下文在論述ROV接口觀之后所闡釋?，F(xiàn)將參看圖2和5描述ROV接口觀。所說明的ROV接口觀可包含孔隙70、擴(kuò)口夾具72、槽74和76，以及扭矩-工具接口 78。在一些實(shí)施例中，ROV接口觀可為API17D 第4類ROV接口。ROV接口觀可附接到外端板46。扭矩-工具接口 78 (其可經(jīng)配置以耦合到ROV上的扭矩工具)可安置在擴(kuò)口夾具72內(nèi)且在槽74與76之間大體對(duì)稱。如圖5所說明，扭矩-工具接口 78可耦合到內(nèi)部驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述內(nèi)部驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包含驅(qū)動(dòng)軸80、螺紋耦合件82和鏈接到閂鎖62的凸輪84。將在論述閥容座18的特征之后描述這些組件的操作。圖2和4說明示范性閥容座18。以圖2描繪的特征開始，閥容座18可包含流體入口 86、流體出口 88、電連接90、安裝凸緣92、鍵槽94、支撐凸緣96、外凸緣98、閥孔隙100、 閥塔盤102和塔盤支撐件104。流體入口 86可為與流體源(例如，待注入的液體的供應(yīng)) 成流體連通的流體導(dǎo)管、管或管道，且流體出口 88可為與井12成流體連通的流體導(dǎo)管、管或管道。電連接90可耦合到電源、用戶輸入裝置、顯示器和/或系統(tǒng)控制器。安裝凸緣92可經(jīng)配置以將閥容座18耦合到樹14。鍵槽94和閥塔盤102可經(jīng)配置以在化學(xué)劑注入管理系統(tǒng)16的安裝期間至少粗略地使化學(xué)劑注入管理系統(tǒng)16與閥容座18對(duì)準(zhǔn)。特定來說， 閥支撐塔盤102可經(jīng)配置以當(dāng)化學(xué)劑注入管理系統(tǒng)16滑動(dòng)到閥孔隙100中時(shí)支撐化學(xué)劑注入管理系統(tǒng)16，且鍵56可經(jīng)配置以滑動(dòng)到鍵槽94中以旋轉(zhuǎn)地定位化學(xué)劑注入管理系統(tǒng) 16。轉(zhuǎn)向圖4說明的特征，閥容座18可包含槽106、導(dǎo)入斜面108和110、斜面孔隙112 和114、互補(bǔ)電連接器116、互補(bǔ)流體入口連接器118，以及互補(bǔ)流體出口連接器120。在當(dāng)前實(shí)施例中，這些組件可安置在閥孔隙100內(nèi)。導(dǎo)入斜面108和110以及槽106可經(jīng)配置以使閂鎖62與化學(xué)劑注入管理系統(tǒng)16對(duì)準(zhǔn)并從化學(xué)劑注入管理系統(tǒng)16接納閂鎖62，且斜面孔隙112和114可經(jīng)配置以分別接納導(dǎo)銷58和60。另外，互補(bǔ)流體入口連接器118可經(jīng)配置以將流體入口 86以流體方式耦合到流體入口連接器66，且互補(bǔ)流體出口連接器120 可經(jīng)配置以將流體出口 88以流體方式耦合到流體出口連接器68?；パa(bǔ)電連接器116可經(jīng)配置以將化學(xué)劑注入管理系統(tǒng)16上的電連接器64電耦合到電連接90。在安裝期間，化學(xué)劑注入管理系統(tǒng)16可在海洋表面以上或附近(例如，在支撐結(jié)構(gòu)或船舶上)緊固到ROV。ROV可接著潛水且將化學(xué)劑注入管理系統(tǒng)16傳送到樹14并將其放置在閥塔盤102上。ROV可使化學(xué)劑注入管理系統(tǒng)16旋轉(zhuǎn)以使鍵56與鍵槽94對(duì)準(zhǔn)。 ROV可接著將化學(xué)劑注入管理系統(tǒng)16向前驅(qū)動(dòng)到閥孔隙100中，如圖2中箭頭121所指示。 當(dāng)化學(xué)劑注入管理系統(tǒng)16向前移動(dòng)時(shí)，導(dǎo)銷58和60可與斜面孔隙112和114配對(duì)或協(xié)作以進(jìn)一步改善化學(xué)劑注入管理系統(tǒng)16的對(duì)準(zhǔn)。隨著進(jìn)一步向前移動(dòng)，閂鎖62可在斜面108 和110中的導(dǎo)引件的輔助下插入穿過槽106。為了形成電和流體連接，ROV上的扭矩工具可接著使扭矩-工具接口 78旋轉(zhuǎn)，這可旋轉(zhuǎn)凸輪84內(nèi)的驅(qū)動(dòng)軸80。凸輪84可將驅(qū)動(dòng)軸80的近似前90°旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)為閂鎖62 的旋轉(zhuǎn)，借此將閂鎖62定位成與槽106不對(duì)準(zhǔn)，且大體防止閂鎖62穿過槽106被拉回。在 90°旋轉(zhuǎn)之后，凸輪84可大體停止傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)軸80的旋轉(zhuǎn)，且螺紋耦合件82可將此驅(qū)動(dòng)軸 80的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為閂鎖62朝外殼M的線性平移或向后拉動(dòng)。然而，因?yàn)殚V鎖62與槽106不對(duì)準(zhǔn)，所以可通過閥容座18而大體防止其向后移動(dòng)。當(dāng)閂鎖62被向后拉動(dòng)時(shí)，化學(xué)劑注入管理系統(tǒng)16可逐漸向前平移，且可形成電和流體連接。最后，ROV可與化學(xué)劑注入管理系統(tǒng)16脫離并返回到表面。現(xiàn)將參看圖5-8描述流量調(diào)節(jié)器20的特征。圖5說明外殼M的切去部分內(nèi)的流量調(diào)節(jié)器20，且圖6說明隔離的流量調(diào)節(jié)器20。圖7是可在流量調(diào)節(jié)器20中采用的閥的橫截面圖，且圖8是流量調(diào)節(jié)器20的圖解表示。轉(zhuǎn)向圖6，流量調(diào)節(jié)器20可包含流體導(dǎo)管122、IM和126、閥128、閥驅(qū)動(dòng)裝置130、 流量計(jì)132和控制器134。如下文闡釋，流量調(diào)節(jié)器20可經(jīng)配置以調(diào)節(jié)或控制流量參數(shù)，例如體積流率、質(zhì)量流率和/或流入井12中的流體的質(zhì)量。在圖7的橫截面圖中描繪示范性閥128的特征。閥1 可包含主體136、螺紋入口 138、針座140、針142、密封件144、146和148，以及出口歧管150。所說明的針座140可包含孔隙152和變窄的流體路徑154。針142可經(jīng)配置以線性地平移穿過主體136，如箭頭 156所指示，且可包含大體安置在針座140內(nèi)的錐形尖端158。在操作中，流體可經(jīng)由螺紋入口 138流入，通過針座140，且經(jīng)由導(dǎo)管IM流出閥128，所述導(dǎo)管IM可耦合到出口歧管150。針142可如箭頭156所指示而移動(dòng)以控制穿過閥128的流率。當(dāng)針142縮回或向上移動(dòng)時(shí)，針座140的錐形尖端158與變窄的流體路徑巧4之間的間隙可擴(kuò)展，且流率可增加。相反，當(dāng)針142被驅(qū)動(dòng)到主體136中或向下移動(dòng)時(shí)， 錐形尖端158與變窄的流體路徑巧4之間的間隙可減小，且穿過閥128的流率可減小。艮口， 穿過閥128的流率可大體與針142的位置對(duì)應(yīng)。閥1 可具有大于或等于100 1的調(diào)節(jié)比，且一些實(shí)施例可包含各自針對(duì)不同流率而設(shè)定大小的兩個(gè)或兩個(gè)以上閥128。返回圖6，所說明的閥驅(qū)動(dòng)裝置130可包含馬達(dá)160、齒輪箱162和控制信號(hào)路徑 164。馬達(dá)160可具有直流(DC)馬達(dá)，例如M伏DC電動(dòng)馬達(dá)。在某些實(shí)施例中，齒輪箱 162包含具有超過600 1的齒輪比的高功率比行星齒輪箱。在一些實(shí)施例中，這些組件 160和162可浸沒在以油填充的環(huán)境中，如下文所闡釋。有利地，此環(huán)境可趨向于減少這些組件160和162上的磨損。流量計(jì)132可包含流體入口 166、流體出口 168和測(cè)量信號(hào)路徑170。在一些實(shí)施例中，流量計(jì)132可為超聲波流量計(jì)，如下文參看圖11和14更詳細(xì)描述。S卩，流量計(jì)132可經(jīng)配置以通過沿著流體流動(dòng)穿過的一個(gè)或一個(gè)以上路徑發(fā)射聲能而測(cè)量流體的流率或量。 流量計(jì)132可一般無軸承和其它機(jī)械組件且一般具有化學(xué)耐受性。另外，在一些實(shí)施例中， 流量計(jì)132可額定用于大于5千磅/平方英寸(kSi)、10ksi、Mksi或20ksi的壓力?？刂破?34可包含處理器172和存儲(chǔ)器174。控制器134可經(jīng)配置以基于來自流量計(jì)132的信號(hào)確定體積流率、質(zhì)量流率、體積或質(zhì)量?？刂破?34還可經(jīng)配置以通過發(fā)信號(hào)通知馬達(dá)160以調(diào)節(jié)針142的位置而基于來自流量計(jì)132的信號(hào)調(diào)節(jié)或控制這些參數(shù)中的一者或一者以上。為此，控制器134可包含經(jīng)配置以執(zhí)行控制例程(例如，比例積分微分 (PID)控制例程)的軟件和/或電路。在一些實(shí)施例中，基于來自流量計(jì)132的信號(hào)的控制例程和/或數(shù)據(jù)可存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器174或另一計(jì)算機(jī)可讀媒體中。圖8是流量調(diào)節(jié)器20的圖解表示。以經(jīng)配置以傳送流體的連接開始，流體入口連接器66可通過流體導(dǎo)管122以流體方式耦合到閥1 的螺紋入口 138。閥1 的流體出口歧管150可通過流體導(dǎo)管124以流體方式耦合到流量計(jì)132的流體入口 166。另外，流量計(jì) 132的流體出口 168可通過流體導(dǎo)管126以流體方式耦合到流體出口連接器68。轉(zhuǎn)向經(jīng)配置以傳送信息、數(shù)據(jù)和/或控制信號(hào)的連接，控制器134可通過測(cè)量信號(hào)路徑170以通信方式耦合到流量計(jì)132，且通過控制信號(hào)路徑164耦合到閥驅(qū)動(dòng)裝置130。另外，控制器134 可以通信方式耦合到電連接器64以與資源提取系統(tǒng)10的其它組件通信，且用作電源。針 142以機(jī)械方式將閥驅(qū)動(dòng)裝置130鏈接到閥128。在操作中，控制器134可對(duì)穿過流量調(diào)節(jié)器20的流體流量實(shí)行反饋控制?？刂破?134可將控制信號(hào)發(fā)射到閥驅(qū)動(dòng)裝置130?？刂菩盘?hào)的內(nèi)容可由流量計(jì)132所測(cè)得的流量參數(shù)(例如，體積流率、質(zhì)量流率、體積或質(zhì)量)與所需的流量參數(shù)的值之間比較來確定或基于所述比較。舉例來說，如果控制器134確定穿過流量調(diào)節(jié)器20的流率小于所需流率， 那么控制器134可發(fā)信號(hào)通知閥驅(qū)動(dòng)裝置130以將針142縮回某一距離。作為響應(yīng)，馬達(dá) 160可驅(qū)動(dòng)齒輪箱162，且齒輪箱162可將來自馬達(dá)160的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為針142的線性平移。因此，在一些實(shí)施例中，穿過閥128的流率可隨著針142的錐形尖端158與針座140的變窄的流體路徑巧4之間的間隙增加而增加?；蛘撸绻刂破?34確定穿過流量調(diào)節(jié)器 20的流率(或其它流量參數(shù))大于所需流率(或其它流量參數(shù))，那么控制器134可發(fā)信號(hào)通知閥驅(qū)動(dòng)裝置130以將針142驅(qū)動(dòng)到閥128中某一距離，借此潛在地減小流率。換句話說，控制器134可發(fā)信號(hào)通知閥驅(qū)動(dòng)裝置130以基于流量計(jì)132所感測(cè)的流量參數(shù)將針 142移動(dòng)某一距離。為了控制流量參數(shù)，控制器134可實(shí)行閥驅(qū)動(dòng)裝置130的反饋和/或前饋控制。 舉例來說，在一些實(shí)施例中，控制器134可接收指示針142的位置或與針142的位置相關(guān)的驅(qū)動(dòng)反饋信號(hào)175。使用驅(qū)動(dòng)反饋信號(hào)175，控制器134可對(duì)針142的位置實(shí)行反饋控制。 即，控制器134可發(fā)送至少部分通過驅(qū)動(dòng)反饋信號(hào)175與所需針位置之間的比較而確定的控制信號(hào)164。所需針位置可由使針位置與穿過閥128的流率相關(guān)的存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器174中的表、等式和/或關(guān)系式確定。采用對(duì)針142的位置和流量參數(shù)兩者的反饋控制的實(shí)施例可表征為具有嵌套的控制回路，例如嵌套于針對(duì)控制流量參數(shù)的反饋控制回路內(nèi)的針對(duì)控制針位置的反饋控制回路。一些實(shí)施例可不包含嵌套的控制回路，或可以更有限的方式采用嵌套的控制回路。舉例來說，在一些實(shí)施例中，控制器134可不接收驅(qū)動(dòng)反饋信號(hào)175，或可部分或完全忽視驅(qū)動(dòng)反饋信號(hào)175。在某些實(shí)施例中，控制器134可對(duì)針142的位置實(shí)行前饋控制。艮口， 控制器134可基于所需流量參數(shù)值與測(cè)得的流量參數(shù)值之間的差而將控制信號(hào)164發(fā)射到閥驅(qū)動(dòng)裝置130，而不管針142的當(dāng)前位置如何。換句話說，一些實(shí)施例可不依賴于針位置與穿過閥128的流率之間的所存儲(chǔ)的相關(guān)。舉例來說，在操作中，控制器134可確定穿過流量調(diào)節(jié)器20的當(dāng)前體積流率小于所需體積流率，且作為響應(yīng)，發(fā)信號(hào)通知閥驅(qū)動(dòng)裝置130 以將針142的位置移位某一距離。在一些實(shí)施例中，控制器134可確定此距離而不管針142 的當(dāng)前位置如何。有利地，無嵌套的控制回路的實(shí)施例可與常規(guī)系統(tǒng)相比在較長(zhǎng)時(shí)間周期內(nèi)且在更廣泛種類的情形下更準(zhǔn)確地控制流量參數(shù)。因?yàn)橐恍?shí)施例不依賴于針142的位置與穿過閥128的流率之間的相關(guān)，所以其在面對(duì)變化的條件的情況下更為穩(wěn)健。舉例來說，針142 的錐形尖端158或針座140的變窄的流體路徑巧4可能磨損且改變針142的位置與穿過閥 128的流率之間的關(guān)系。此改變可能在實(shí)行針142的位置的反饋控制時(shí)引入誤差。在一些情形中，此誤差可降低流量調(diào)節(jié)器20的響應(yīng)性、穩(wěn)定性或準(zhǔn)確性。相比之下，沒有用于控制針142的位置的嵌套的控制回路的實(shí)施例可受這些誤差源的較少影響?；瘜W(xué)劑注入管理系統(tǒng)16的其它特征可趨向于延長(zhǎng)其使用壽命。舉例來說，返回圖 5，外殼M的內(nèi)部181可部分或大體上完全以保護(hù)性流體182(例如，油)填充。在一些實(shí)施例中，保護(hù)性流體182可為液壓齒輪油。有利地，保護(hù)性流體182可潤(rùn)滑且/或趨向于減少外殼M內(nèi)的組件(例如，驅(qū)動(dòng)軸80、凸輪84、螺紋耦合件82和/或閥驅(qū)動(dòng)裝置130)上的磨損。為了維持海水與保護(hù)性流體182的分離，外殼M可大體上為水密的。在一些海底應(yīng)用中，保護(hù)性流體182與周圍海水之間的壓力差可在外殼M上施加靜液壓負(fù)載。為了減小此負(fù)載，化學(xué)劑注入管理系統(tǒng)16可包含均壓器22?，F(xiàn)將參看圖2、5、9和10描述示范性均壓器22的特征。如圖2和5所說明，均壓器22可包含一個(gè)或一個(gè)以上囊狀物184和配件186。均壓器22可從外端板46向內(nèi)延伸到外殼M中。一些實(shí)施例可包含1、2、3、4、5或更多個(gè)囊狀物。圖9說明示范性均壓器22的橫截面圖。囊狀物184可由彈性和/或水密材料制成，例如橡膠、氯丁橡膠、乙烯基或硅樹脂。囊狀物184可具有大體圓柱形形狀且在一端處耦合到配件186。所說明的配件186可包含水入口 188、密封部件190和192，以及0形環(huán)座194。水入口 188可延伸穿過配件186且提供到囊狀物184中的流體通道。密封部件190可將囊狀物184密封到配件186。密封部件192和0形環(huán)座194可與外端板46中的孔隙協(xié)作以將配件186緊固到外端板46且形成與外端板46的大體水密的密封。在一些實(shí)施例中，配件186 可包含螺紋，所述螺紋與外端板46上的互補(bǔ)螺紋和/或安置在外端板46外部的螺母協(xié)作。在操作中，均壓器22可趨向于減小保護(hù)性流體182與周圍水壓之間的壓力差。來自囊狀物184上的周圍水壓的力由圖9中的箭頭196描繪，且來自保護(hù)性流體182的壓力的力由箭頭198說明。如果水壓196大于保護(hù)性流體的壓力198，那么囊狀物184可擴(kuò)展且/ 或?qū)⒘κ┘拥奖Ｗo(hù)性流體182并增加保護(hù)性流體182的壓力198，借此潛在地減小壓力差。 在一些實(shí)施例中，保護(hù)性流體182可實(shí)質(zhì)上不可壓縮，且囊狀物184可主要傳輸力而非擴(kuò)展以使壓力均衡。一些實(shí)施例可包含其它類型的均壓器22，例如安置在汽缸內(nèi)的活塞，所述汽缸在活塞的相應(yīng)的相反側(cè)與保護(hù)性流體182和周圍海水成流體連通。在另一實(shí)例中，均壓器22 可包含外殼M的彈性或較小剛性部分，其經(jīng)配置以將力傳輸?shù)奖Ｗo(hù)性流體182。圖10說明示范性壓力均衡過程200。過程200可包含接收源自水壓的力，如框 202所指示，和/或通過將力傳輸?shù)奖Ｗo(hù)性流體而減小水壓與保護(hù)性流體的壓力之間的壓力差，如框204所指示。減小所述壓力差可包含大體上消除壓力差或大體上減小壓力差的量值。在一些基于陸地的應(yīng)用中，過程200可包含接收源自氣壓的力，且將力傳輸?shù)奖Ｗo(hù)性流體。如上文所描述，流量調(diào)節(jié)器的流量計(jì)132可為超聲波流量計(jì)。一般來說，超聲波流量計(jì)測(cè)量隨著正測(cè)量的流體的流動(dòng)或逆著所述流動(dòng)而行進(jìn)的超聲波能量脈沖的通行時(shí)間。更明確地說，超聲波流量計(jì)一般包含在流體流經(jīng)的測(cè)量管道的相對(duì)側(cè)上的至少一對(duì)變換器。舉例來說，圖11是與流量調(diào)節(jié)器20 —起使用的示范性超聲波流量計(jì)132的橫截面圖解表示。如所說明，第一變換器206和第二變換器208位于測(cè)量管道210的相對(duì)側(cè)上。 明確的說，第一變換器206和第二變換器208可形成跨越流體流動(dòng)路徑214的聲路徑212。 如所說明，聲路徑212可(例如)形成跨越測(cè)量管道210的縱軸216的對(duì)角線。更明確地說，聲路徑212可在聲路徑212與垂直于縱軸216的線之間形成角度θ。圖11的超聲波流量計(jì)132可穿過流體在其內(nèi)流動(dòng)的測(cè)量管道210沿著聲路徑 212(即，從第一變換器206到第二變換器208)傳輸聲能。更明確地說，第一變換器206可由電能突發(fā)激勵(lì)。這可致使聲能脈沖進(jìn)入鄰近的媒介中。在某些實(shí)施例中，超聲波脈沖可由具有0. 05到3兆赫(mHz)范圍內(nèi)的頻率的若干循環(huán)組成。變換器206、208 —般設(shè)計(jì)為定向的。換句話說，聲能的顯著部分將沿著聲路徑212從第一變換器206向第二變換器208 行進(jìn)?？蓽y(cè)量從第一變換器206的傳輸時(shí)間到第二變換器208的檢測(cè)時(shí)間所逝去的時(shí)間。相反，第二變換器208也可由電能突發(fā)激勵(lì)。這可致使另一聲能脈沖進(jìn)入鄰近的媒介中。再次，聲能的顯著部分將沿著聲路徑212從第二變換器208向第一變換器206行進(jìn)。也可測(cè)量從第二變換器208的傳輸時(shí)間到第一變換器206的檢測(cè)時(shí)間所逝去的時(shí)間。 每一能量脈沖至少橫越大體上或確切地相同的聲路徑212。因此，可使用通行時(shí)間的差以及測(cè)量管道210的特定幾何尺寸(例如，內(nèi)徑(ID))和聲路徑212的特定幾何尺寸(例如，角θ)來計(jì)算流體的流體速度和體積流率。另外，盡管圖11中說明為利用具有近似45度的角θ的聲路徑212，但聲路徑212 的角θ可依據(jù)超聲波流量計(jì)132的特定參數(shù)(例如，操作條件、空間約束等)而變化。舉例來說，角θ可為0度(S卩，垂直于縱軸216)、15度、30度、45度等。實(shí)際上，如下文參看圖 14進(jìn)一步詳細(xì)闡釋，角θ可大至90度，例如當(dāng)變換器206、208放置于流體流動(dòng)路徑214的相對(duì)端處時(shí)。另外，在某些實(shí)施例中，多個(gè)成對(duì)的變換器206、208可以變化的角θ使用，使得超聲波流量計(jì)132可收集多組測(cè)量數(shù)據(jù)。并且，在某些實(shí)施例中，多個(gè)成對(duì)的變換器206、 208可在測(cè)量管道210的圓周周圍徑向定位，使得超聲波流量計(jì)132可收集多組測(cè)量數(shù)據(jù)。另外，盡管本文描述為超聲波流量計(jì)132，但流量計(jì)132可實(shí)際上使用任何適宜類型的聲能和任何適宜類型的探聲器。實(shí)際上，流量計(jì)可采用任何適宜的非侵入性技術(shù)。舉例來說，可使用基于熱的非侵入性流量計(jì)，例如其中將特定量的熱引入到流體流中且穿過流體的溫度分布可用以確定流體流的例如速度等特性。另外，還可使用基于光學(xué)的非侵入性流量計(jì)。在此類型的流量計(jì)中，可展示光束穿過流體流，且光散射穿過流體流的方式可導(dǎo)致確定流體流的特性。另外，還可利用其它各種非侵入性技術(shù)(例如，磁共振等)。流量調(diào)節(jié)器20內(nèi)超聲波流量計(jì)的使用可產(chǎn)生若干益處。舉例來說，其它類型的流量計(jì)量裝置可能需要過濾器，因?yàn)槠湟话憔哂袑?duì)微粒的較低容限。這至少部分是歸因于這些流量計(jì)量裝置內(nèi)的機(jī)械組件的復(fù)雜性。舉例來說，由于化學(xué)劑注入管理系統(tǒng)16內(nèi)僅存在有限量的空間，所以這些機(jī)械流量計(jì)量裝置可常常含有小限制(例如，來自小移動(dòng)零件、密封件等)，且如此可能對(duì)流體中的微粒非常敏感。然而，當(dāng)使用超聲波流量計(jì)時(shí)，潛在地較少需要過濾，因?yàn)槌暡髁坑?jì)由于是經(jīng)由聲能而非機(jī)械組件實(shí)現(xiàn)流量測(cè)量而一般不具有如此多的小限制。如此，超聲波流量計(jì)可具有對(duì)可能隨正測(cè)量的流體攜帶的微粒、凝膠和半固態(tài)及固態(tài)物體的通常較高的容限。另外，對(duì)侵蝕計(jì)量元件的化學(xué)劑的關(guān)注可歸因于超聲波流量計(jì)中存在較少機(jī)械組件的事實(shí)而最小化。更明確地說，由于超聲波流量計(jì)132 —般可只是包含簡(jiǎn)單的管構(gòu)造，所以需要最少的移動(dòng)零件或密封件。更明確地說，由于變換器206、208可位于測(cè)量管道210 外部，所以變換器206、208可與實(shí)際流體流隔離。如此，超聲波流量計(jì)132的這些主要測(cè)量組件不經(jīng)受腐蝕或化學(xué)劑侵蝕。另外，耐腐蝕材料也可用于管構(gòu)造，從而進(jìn)一步限制化學(xué)劑侵蝕超聲波流量計(jì)132的潛在不良影響?？赏ㄟ^超聲波流量計(jì)132測(cè)量的一種特定流體是單乙二醇(MEG)，其可循環(huán)穿過化學(xué)劑注入管理系統(tǒng)16。一般來說，MEG是可再循環(huán)穿過資源提取系統(tǒng)10以便抑制水合物的累積的二醇。因?yàn)镸EG再循環(huán)穿過資源提取系統(tǒng)10，所以其可開始積聚雜質(zhì)。然而，如上文所描述，超聲波流量計(jì)可與其它類型的計(jì)量裝置相比對(duì)雜質(zhì)較不敏感。如此，通過超聲波流量計(jì)進(jìn)行MEG的測(cè)量可經(jīng)證明與其它類型的計(jì)量裝置相比存在較少問題。另外，超聲波流量計(jì)的使用還可允許識(shí)別對(duì)化學(xué)劑注入管理系統(tǒng)16的阻塞(例如，歸因于水合物等)。舉例來說，使用超聲波流量計(jì)可允許識(shí)別化學(xué)劑注入管理系統(tǒng)16的節(jié)流區(qū)段內(nèi)的水合物阻塞。能夠識(shí)別水合物阻塞可允許化學(xué)劑注入管理系統(tǒng)16的操作者決定在此類阻塞的情況下何時(shí)可采取補(bǔ)救行動(dòng)以及采取什么類型的補(bǔ)救行動(dòng)。另外，超聲波流量計(jì)的使用還可允許雙向流量測(cè)量，與僅可經(jīng)配置以測(cè)量一個(gè)方向上的流量的其它類型的計(jì)量裝置形成對(duì)比。舉例來說，超聲波流量計(jì)能夠測(cè)量?jī)蓚€(gè)方向上的流量，原因是在兩個(gè)方向上(例如，在圖11的第一變換器206與第二變換器208之間) 傳輸聲能的事實(shí)。因此，可使用類似的流量測(cè)量邏輯在兩個(gè)方向上確定流量的測(cè)量。在兩個(gè)方向上測(cè)量流量的能力可證明是有益的，因?yàn)槌暡髁坑?jì)132可能夠指示生產(chǎn)井筒流體是否以及何時(shí)后退行進(jìn)穿過地面電纜。如此，化學(xué)劑注入管理系統(tǒng)16的操作者可能夠采取更有效的補(bǔ)救行動(dòng)。在雙向流的情境中，可基于控制器134確定的流體流的方向執(zhí)行多種動(dòng)作。舉例來說，流體流的方向或方向的變化可記入于存儲(chǔ)器中。在一些實(shí)施例中，一個(gè)方向(即，前向或反向)上的流體流可觸發(fā)可聽或可見的警告(例如，顯示器或揚(yáng)聲器上的斷裂泵警告)，或者可調(diào)節(jié)(例如，大體上關(guān)閉)閥128。圖12說明穿過閥1 的流量曲線的實(shí)例。此曲線圖描繪針142(圖7)的位置(作為沖程的百分比)對(duì)穿過閥128的流量系數(shù)(Cv)。所說明的曲線包含流量控制區(qū)220、靜態(tài)區(qū)222和沖洗區(qū)224。在一些實(shí)施例中，沖洗區(qū)2M可用以清除來自針142的碎片。圖13說明示范性閥調(diào)節(jié)程序226。所說明的程序2 可包含測(cè)量流經(jīng)閥的流體的參數(shù)，如框2 所說明。這可包含使流體流經(jīng)流量計(jì)132的以上提及的步驟。接下來，程序 2 可包含將閥打開或關(guān)閉第一距離，如框230所說明。這可包含在閥1 中移動(dòng)針142的以上提及的步驟。程序2 還可包含在閥打開或關(guān)閉所述第一距離的情況下測(cè)量流體流的參數(shù)，如框232所說明；以及將閥打開或關(guān)閉第二距離，如框234所說明。這些動(dòng)作可再次包含操作流量計(jì)132和閥128的以上提及的步驟。接下來，程序2 可包含在閥打開或關(guān)閉所述第二距離的情況下測(cè)量流體流的參數(shù)，如框236所說明，這是可包含操作流量計(jì)132 的步驟。在一些實(shí)施例中，來自框228、232和236所說明的步驟的測(cè)得的參數(shù)可接著與存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的參數(shù)和距離的關(guān)系(例如，針142的沖程百分比)進(jìn)行比較。比較可包含將測(cè)得的值與針位置同穿過閥128的流率之間的以上提及的所存儲(chǔ)的相關(guān)(例如，圖12說明的相關(guān))進(jìn)行比較。最后，在一些實(shí)施例中，可基于所述比較來調(diào)節(jié)閥打開或關(guān)閉的程度， 如框240所說明?，F(xiàn)返回圖11，超聲波流量計(jì)的使用除流體的流體速度和體積流率外還可允許測(cè)量流經(jīng)流量計(jì)的流體的其它參數(shù)。舉例來說，超聲波流量計(jì)還可能夠測(cè)量流體的密度。另外， 超聲波流量計(jì)可能夠確定流體中何時(shí)發(fā)生粘度變化。特定來說，聲音的速度可與密度和粘度以及單一流體的污染相關(guān)。另外，聲音流體衰減是可測(cè)量的，且可與流體的粘度或單一流體的情況下的阻塞相關(guān)。測(cè)量這些額外參數(shù)的能力可證明是有益的，因?yàn)榛瘜W(xué)劑注入管理系統(tǒng)16的操作者可能夠監(jiān)視流體的條件并確定流體是否正歸因于化學(xué)劑注入管理系統(tǒng)16 的特定操作條件而不良地起作用。換句話說，超聲波流量計(jì)的使用可允許增強(qiáng)流量調(diào)節(jié)評(píng)估。另外，超聲波流量計(jì)132可用作主要流量測(cè)量裝置或輔助流量測(cè)量裝置。明確地說，在某些實(shí)施例中，超聲波流量計(jì)132可用作備用流量測(cè)量裝置。舉例來說，容積式流量計(jì)或任何其它類型的流量計(jì)(例如，變截面流量計(jì)、孔板流量計(jì)等)可用作主要流量測(cè)量裝置，同時(shí)超聲波流量計(jì)132用作輔助流量測(cè)量裝置，或反之亦然。超聲波流量計(jì)132可與圖8中說明的控制器134進(jìn)行的閉合回路控制結(jié)合使用。 另外，超聲波流量計(jì)132可利用各種標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議來將信息發(fā)射回到主控制站。舉例來說，超聲波流量計(jì)132可能夠利用Can-bus (控制器-區(qū)域網(wǎng)總線)協(xié)議作為一種方法。然而，超聲波流量計(jì)132也可能夠利用其它數(shù)字協(xié)議，例如Profibus (過程現(xiàn)場(chǎng)總線)、Modbus等。然而，盡管超聲波流量計(jì)的使用可允許許多益處，但其也可提出某些挑戰(zhàn)。舉例來說，與其它類型的流量計(jì)量裝置相比，超聲波流量計(jì)一般可涉及許多計(jì)算。舉例來說，為了計(jì)算如上文參看圖11描述的流體速度和體積流體流量，可考慮變換器206、208之間的通行時(shí)間、測(cè)量管道210的特定幾何尺寸(例如，內(nèi)徑(ID))和聲路徑212的特定幾何尺寸(例如，角θ )等而進(jìn)行許多計(jì)算。這些各種計(jì)算可導(dǎo)致控制器134和相關(guān)聯(lián)的處理器172及存儲(chǔ)器174的較大復(fù)雜性。另外，控制器134、處理器172及存儲(chǔ)器174使用的功率量也可增加。此外，化學(xué)劑注入管理系統(tǒng)16中可能僅有限量的功率可用。如此，有限功率的使用可能是重要的設(shè)計(jì)考慮因素。為了確保足夠的功率可用于超聲波流量計(jì)132的操作，流量調(diào)節(jié)器20可包含各種功率節(jié)省和功率儲(chǔ)存機(jī)制。舉例來說，電容器陣列可用于當(dāng)需要所儲(chǔ)存的能量(例如，用于對(duì)變換器206、208進(jìn)行脈沖控制或用于供應(yīng)能量以用于各種計(jì)算) 時(shí)在操作周期內(nèi)儲(chǔ)存能量。另外，來自化學(xué)劑注入管理系統(tǒng)16的其它組件的外部噪聲可潛在地抑制超聲波流量計(jì)的準(zhǔn)確性。舉例來說，來自其它組件的噪聲可干擾變換器206、208暫存正在其間傳輸?shù)穆暷艿哪芰?。然而，外部噪聲可以機(jī)械和電兩個(gè)方面的若干各種方式解決。舉例來說， 額外屏蔽物和襯墊可放置在超聲波流量計(jì)132周圍以減少外部噪聲的影響。另外，聲脈沖的強(qiáng)度可經(jīng)修改以抵消外部噪聲的不良影響。另外，流量調(diào)節(jié)器20可經(jīng)設(shè)計(jì)使得在流量測(cè)量周期期間某些電或機(jī)械組件可切斷，或以另外的方式加以控制，使得外部噪聲對(duì)流量測(cè)量準(zhǔn)確性具有最小影響。應(yīng)注意，圖11中說明的超聲波流量計(jì)132的示范性實(shí)施例僅希望為示范性的，且不是可用作化學(xué)劑注入管理系統(tǒng)16的流量調(diào)節(jié)器20的一部分的僅有的超聲波流量計(jì)設(shè)計(jì)。舉例來說，圖14是與流量調(diào)節(jié)器20 —起使用的另一示范性超聲波流量計(jì)132的橫截面圖。在此實(shí)施例中，測(cè)量管道210包含第一彎曲242和第二彎曲Μ4。更明確地說，流體流入測(cè)量管道210中，在第一彎曲242處第一次拐彎，在第二彎曲244處第二次拐彎，且接著流出測(cè)量管道210。在此實(shí)施例中，變換器206、208位于彎曲對(duì)2、對(duì)4附近。明確地說， 第一變換器206位于第一彎曲242附近且第二變換器208位于第二彎曲Μ4附近。變換器 206,208指向彼此使得聲路徑212沿著從第一彎曲242到第二彎曲Μ4的測(cè)量管道210延伸。如此，在此實(shí)施例中，變換器206、208之間的聲能直接逆著或直接隨著流體的流動(dòng)而傳輸。流體的流體速度、體積流率和其它參數(shù)仍可如上文參看圖11所闡釋而測(cè)量。然而，所使用的計(jì)算的細(xì)節(jié)可歸因于圖11和14中的實(shí)施例的幾何尺寸之間的差異而稍許改變。另外，盡管圖2到6中說明的化學(xué)劑注入管理系統(tǒng)16的實(shí)施例展示為使用用于將化學(xué)劑注入管理系統(tǒng)16鎖定于適當(dāng)位置的特定技術(shù)，但也可使用其它技術(shù)。明確地說，用于將化學(xué)劑注入管理系統(tǒng)16鎖定于適當(dāng)位置的另一示范性技術(shù)說明于圖15到18中。更明確地說。圖15說明經(jīng)配置以鎖定于替代C. I. Μ. S.容座Μ8內(nèi)的適當(dāng)位置的化學(xué)劑注入管理系統(tǒng)(C. I. Μ. S.)插入件246的實(shí)施例，如圖16中說明。另外，圖17和18說明鎖定于圖16的C. I. Μ. S.容座Μ8內(nèi)的適當(dāng)位置的圖15的C. I. Μ. S.插入件246。明確地說，如所說明，C. I. Μ. S.插入件246可包含流體入口連接器66和流體出口連接器68，其可分別與C. I. Μ. S.容座248的流體入口 86和流體出口 88連接。流體入口連接器66和流體出口連接器68可導(dǎo)向并穿過上文更詳細(xì)描述的閥130和流量計(jì)132。如上文所論述，在某些實(shí)施例中，流量計(jì)132可為超聲波流量計(jì)。C. I.M. S.插入件246還包含鎖定部件250，其可經(jīng)配置以與C. I. M. S.容座248的凸緣252配對(duì)。明確地說，凸緣252可具有凹進(jìn)或圓形凹槽254，其具有與C. I. M. S.插入件M6的鎖定部件250保形的形狀?；瑒?dòng)套管256可被迫處于鎖定部件250后方以在C. I. M. S.插入件246處于適當(dāng)位置之后將鎖定部件250固持到保形凹槽254中。C. I. M. S.插入件246還具有下部支撐板258，其可連接到樹14或歧管。另外，可使用密封件260來將C. I. M. S.插入件246的下部支撐板258與C. I. M. S.容座248的凸緣 252之間的海水密封在外部。外殼262與下部支撐板258結(jié)合可界定開口，鎖定部件250可穿過所述開口徑向移動(dòng)以鎖定于C. I. M. S.容座M8的凸緣252的凹槽254中?；瑒?dòng)套管256具有內(nèi)密封件沈4、外密封件266和鄰近于外密封件沈6的腔沈8。 內(nèi)密封件264可例如為抵靠未明確展示的C. I. M. S.插入件M6的內(nèi)部組件的密封件。腔 268可連接到液壓源270。通過將加壓液壓流體提供到腔沈8中，壓力的增加可升高滑動(dòng)套管256，作為縮回鎖定部件250以釋放C. I. M. S.插入件M6的備用方式。否則，鎖定部件250可通過在軸向方向273上在桿272的一者上朝C. I. M. S.插入件M6的下端施加軸向力而向外徑向移動(dòng)。桿272延伸穿過密封的外殼274，所述外殼274可以滑潤(rùn)劑填充且可經(jīng)密封以當(dāng)桿272通過R0V(未圖示)在相對(duì)的軸向方向275上移動(dòng)時(shí)將海水排除在外。 板276可與桿272串聯(lián)移動(dòng)。另外，另一桿278可連接到板276和滑動(dòng)套管256。因此，當(dāng) ROV向下軸向移動(dòng)桿272的一者時(shí)(如箭頭273所指示)，滑動(dòng)套管256也向下軸向移動(dòng)， 且鎖定部件250徑向移動(dòng)到C. I.M. S.容座M8的凸緣252的圓形凹槽254中。為了釋放 C. I.M. S.插入件M6，桿272可軸向升高，且C. I. M. S.插入件246將移出鎖定位置，因?yàn)殒i定部件250在滑動(dòng)套管256縮回之后失去支撐。另外，作為用于向上軸向移動(dòng)滑動(dòng)套管256 的備用方法，可將液壓施加到腔268。使用圖15到圖18中說明的C. I. M. S.插入件246和C. I. M. S.容座M8的替代實(shí)施例可產(chǎn)生若干益處。密封件(例如，內(nèi)密封件264和外密封件沈6)可保持循環(huán)的海水遠(yuǎn)離鎖定部件250，因此最小化碎片和腐蝕對(duì)鎖定部件250的不良影響。另外，操作滑動(dòng)套管 256的移動(dòng)零件安置在外殼274內(nèi)，所述外殼274將海水排除在外且如上文所闡釋可以潤(rùn)滑流體來填充。通過將這些組件放置在潤(rùn)滑流體中，可改善設(shè)計(jì)壽命，同時(shí)可防止腐蝕、藻類生長(zhǎng)和碎片。另外，桿272的僅一部分從外殼274延伸且直接暴露于海水。此外，密封件 280可阻擋海水在桿272附近進(jìn)入外殼274。還應(yīng)注意到，雖然圖15到圖18中僅展示一個(gè)C. I.M. S.插入件246鎖定到 C. I.M.S.容座M8內(nèi)的適當(dāng)位置，但可實(shí)際上在單一 C. I. M. S.容座M8內(nèi)使用化學(xué)劑注入管理系統(tǒng)16與C. I. M. S.插入件M6的多個(gè)組合。如此，多個(gè)化學(xué)劑注入管理系統(tǒng)16與 C. I. M. S.插入件246可經(jīng)配置以在C. I. M. S.容座M8內(nèi)串聯(lián)操作。舉例來說，圖19說明單一 C. I. M. S.插入件M6內(nèi)的多個(gè)化學(xué)劑注入管理系統(tǒng)16。如所說明，C. I. M. S.插入件連接閥282可鏈接單一 C. I. M. S.插入件M6內(nèi)的多個(gè)化學(xué)劑注入管理系統(tǒng)16。另外，化學(xué)劑注入管理系統(tǒng)16和C. I. M. S.插入件246的其它組件可類似地經(jīng)配置以彼此連接。通過組合多個(gè)化學(xué)劑注入管理系統(tǒng)16與C. I. M. S.插入件M6，可節(jié)省樹14或歧管內(nèi)的空間。此外，當(dāng)多個(gè)化學(xué)劑注入管理系統(tǒng)16位于單一 C. I. M. S.插入件M6內(nèi)時(shí)，可利用資源提取系統(tǒng)10的共同組件(例如，電力地面電纜、鎖合組件、體積補(bǔ)償設(shè)備等)。另外，僅具有一個(gè)可收回的封裝可輔助C. I. M. S.插入件M6的替換。
雖然本發(fā)明可容許各種修改和替代形式，但已借助實(shí)例在圖式中展示且已在本文中詳細(xì)描述特定實(shí)施例。然而，應(yīng)了解，本發(fā)明不希望限于所揭示的特定形式。事實(shí)上，本發(fā)明將涵蓋落在如所附權(quán)利要求書界定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的所有修改、等效物和替代形式。
權(quán)利要求
1.一種設(shè)備，其包括化學(xué)劑注入管理系統(tǒng)，其用于調(diào)節(jié)進(jìn)入井口中的流體流，所述化學(xué)劑注入管理系統(tǒng)包括流動(dòng)路徑，其具有入口和出口 ；電動(dòng)閥，其安置在流體路徑中處于所述入口與所述出口之間； 非侵入性流量計(jì)，其安置在所述流體路徑中處于所述入口與所述出口之間；以及控制器，其以通信方式耦合到所述流量計(jì)和所述電動(dòng)閥兩者，其中所述控制器經(jīng)配置以基于來自所述流量計(jì)的反饋信號(hào)而實(shí)行對(duì)穿過所述流動(dòng)路徑的流體流的參數(shù)的反饋控制，而不實(shí)行對(duì)所述電動(dòng)閥的位置的反饋控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述非侵入性流量計(jì)包括探聲器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述非侵入性流量計(jì)是超聲波流量計(jì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述非侵入性流量計(jì)利用基于熱的流量測(cè)量技術(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述非侵入性流量計(jì)利用基于光學(xué)的流量測(cè)量技術(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述非侵入性流量計(jì)經(jīng)配置以測(cè)量多個(gè)方向上所述流體流的流量參數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述非侵入性流量計(jì)經(jīng)配置以測(cè)量所述流體流的也/又。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述非侵入性流量計(jì)經(jīng)配置以識(shí)別所述流體流的阻塞。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述非侵入性流量計(jì)經(jīng)配置以識(shí)別所述流體流的粘度的變化。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述非侵入性流量計(jì)是輔助流量測(cè)量裝置，且所述化學(xué)劑注入管理系統(tǒng)包括主要流量測(cè)量裝置。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其中所述主要流量測(cè)量裝置包括容積式流量計(jì)、變截面流量計(jì)、孔板流量計(jì)或其組合。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述流體流包括單乙二醇。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述非侵入性流量計(jì)經(jīng)配置以使用Can-bus協(xié)議、Profibus協(xié)議、Modbus協(xié)議或其組合將信息發(fā)射到主控制站。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述控制器經(jīng)配置以基于所需的參數(shù)值與所述反饋信號(hào)指示的參數(shù)值之間的差而實(shí)行對(duì)所述電動(dòng)閥的所述位置的前饋控制。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述化學(xué)劑注入管理系統(tǒng)的內(nèi)部的至少大部分以保護(hù)性流體來填充。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述化學(xué)劑注入管理系統(tǒng)包括均壓器。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中流體流的所述參數(shù)是體積流率。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其包括耦合到所述化學(xué)劑注入管理系統(tǒng)的樹和耦合到所述樹的井。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其包括耦合到所述化學(xué)劑注入管理系統(tǒng)的歧管和耦合到所述歧管的井。
20.一種設(shè)備，其包括化學(xué)劑注入管理系統(tǒng)，其包括接口，其經(jīng)配置以將所述化學(xué)劑注入管理系統(tǒng)耦合到礦物提取系統(tǒng)；以及超聲波流量計(jì)。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的設(shè)備，其中所述化學(xué)劑注入管理系統(tǒng)包括 控制器，其以通信方式耦合到所述超聲波流量計(jì)；閥驅(qū)動(dòng)裝置，其以通信方式耦合到所述控制器；以及閥，其耦合到所述閥驅(qū)動(dòng)裝置以使得所述閥驅(qū)動(dòng)裝置的移動(dòng)改變所述閥打開或關(guān)閉的程度。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的設(shè)備，其中所述控制器經(jīng)配置以發(fā)信號(hào)通知所述閥驅(qū)動(dòng)裝置，以基于來自所述超聲波流量計(jì)的信號(hào)來改變所述閥打開或關(guān)閉的程度。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的設(shè)備，其中所述控制器經(jīng)配置以發(fā)信號(hào)通知所述閥驅(qū)動(dòng)裝置，而不考慮所述閥驅(qū)動(dòng)裝置、所述閥或其組合的當(dāng)前位置。
24.根據(jù)權(quán)利要求20所述的設(shè)備，其中所述化學(xué)劑注入管理系統(tǒng)的內(nèi)部至少部分以保護(hù)性流體填充，且其中所述化學(xué)劑注入管理系統(tǒng)包括均壓器。
25.根據(jù)權(quán)利要求20所述的設(shè)備，其中所述超聲波流量計(jì)是輔助流量測(cè)量裝置，且所述化學(xué)劑注入管理系統(tǒng)包括容積式流量計(jì)、變截面流量計(jì)或孔板流量計(jì)作為主要流量測(cè)量直ο
26.一種方法，其包括以超聲波流量計(jì)感測(cè)穿過化學(xué)劑注入管理系統(tǒng)的流的參數(shù)；以及響應(yīng)于所感測(cè)的參數(shù)調(diào)節(jié)所述化學(xué)劑注入管理系統(tǒng)中的閥打開的程度。
27.根據(jù)權(quán)利要求沈所述的方法，其中調(diào)節(jié)所述閥打開的程度包括發(fā)信號(hào)通知閥驅(qū)動(dòng)裝置而不考慮所述閥的當(dāng)前位置。
28.根據(jù)權(quán)利要求沈所述的方法，其中感測(cè)流的參數(shù)包括感測(cè)體積流率。
29.根據(jù)權(quán)利要求沈所述的方法，其包括使化學(xué)劑經(jīng)由所述化學(xué)劑注入管理系統(tǒng)流入井中。
30.根據(jù)權(quán)利要求四所述的方法，其包括從所述井提取碳?xì)浠衔铩?br> 31.一種設(shè)備，其包括化學(xué)劑注入管理系統(tǒng)容座，其經(jīng)配置以耦合到礦物提取系統(tǒng)；以及化學(xué)劑注入管理系統(tǒng)插入件，其包括至少一個(gè)化學(xué)劑注入管理系統(tǒng)，每一化學(xué)劑注入管理系統(tǒng)包括超聲波流量計(jì)。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的設(shè)備，其中所述化學(xué)劑注入管理系統(tǒng)插入件包括多個(gè)化學(xué)劑注入管理系統(tǒng)。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的設(shè)備，其中所述化學(xué)劑注入管理系統(tǒng)容座經(jīng)配置以耦合到單一組的電力地面電纜、鎖合組件和體積補(bǔ)償設(shè)備。
34.根據(jù)權(quán)利要求31所述的設(shè)備，其中所述化學(xué)劑注入管理系統(tǒng)插入件經(jīng)配置以可由送入工具或遙控潛水器收回。
全文摘要
本發(fā)明提供一種設(shè)備，其包含化學(xué)劑注入管理系統(tǒng)。所述化學(xué)劑注入管理系統(tǒng)可包含經(jīng)配置以將所述化學(xué)劑注入管理系統(tǒng)耦合到礦物提取系統(tǒng)的接口。另外，所述化學(xué)劑注入管理系統(tǒng)可包含超聲波流量計(jì)。
文檔編號(hào)E21B37/06GK102227542SQ200980147501
公開日2011年10月26日 申請(qǐng)日期2009年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月5日
發(fā)明者唐納德·R·奧根斯坦, 埃德蒙·彼得·麥克休, 詹姆士·伊登·懷特, 馬修·米哈奇 申請(qǐng)人:卡梅倫國(guó)際有限公司