向水下井供應(yīng)用于壓井和去垢的液體的方法和設(shè)備的制作方法
【專利摘要】向水下井（1）供應(yīng)用于去垢處理和壓井的液體的方法和設(shè)備，其中，水下井（1）設(shè)有具有抽汲閥（29）和用于采油樹帽（38）的連結(jié)器的采油樹（10），該方法包括：在采油樹帽（30）被移除后將升級(jí)模塊（32）設(shè)置在采油樹（10）上，升級(jí)模塊（32）包括電子式控制單元（44）和采油樹帽（38），采油樹帽經(jīng)由中間管道（40）被連結(jié)至位于升級(jí)模塊（32）上部的頂部閥（42）；將包括能夠快速脫離的連結(jié)器（74）和至少兩個(gè)柱閥（70）的連結(jié)柱（66）連結(jié)至頂部閥（42），連結(jié)柱（66）經(jīng)由軟管連接部（68）與船通信；經(jīng)由在軟管連接部（68）內(nèi)或軟管連接部附近延伸的信號(hào)線（76）將控制單元（44）連結(jié)至船，此后采油樹（10）和升級(jí)模塊（32）經(jīng)由信號(hào)線（76）控制；打開抽汲閥（29）、頂部閥（42）和柱閥（70）；且通過軟管連接部（68）、連結(jié)柱（66）和升級(jí)模塊（32）將液體從船向下泵送到水下井（1）中。
【專利說明】向水下井供應(yīng)用于壓井和去垢的液體的方法和設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于向水下井供應(yīng)用于去垢處理和壓井的液體的方法。更具體地說，本發(fā)明涉及一種用于向水下井供應(yīng)用于去垢處理和壓井的液體(liquids)的方法，其中，水下井設(shè)有采油樹，其具有抽汲閥(swab valve)和用于采油樹帽的連結(jié)器。本發(fā)明還涉及一種實(shí)施該方法的設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]已經(jīng)證實(shí):在石油開采過程中需要向油井中輸送液體，以對(duì)油井進(jìn)行處理，即防止形成或去除積垢。此外也已證實(shí)需要能夠向油井供應(yīng)用于所謂壓井的重質(zhì)液體。
[0003]根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，在水下井上進(jìn)行這樣的工作需要使用合適的工具從被安裝在水下井上的采油樹中移除采油樹帽。然后具有通往船的軟管連接部的所謂“壓井和去垢”工具被放下并連結(jié)至采油樹，由此可以將液體泵送到水下井內(nèi)。
[0004]這種現(xiàn)有技術(shù)存在若干缺陷。一個(gè)明顯的缺陷就是必須移除采油樹帽，這將減少井流和周圍環(huán)境之間的屏障數(shù)量。
[0005]如果在例如井下安全閥這樣的水下井的閥門中檢測到泄漏，可能僅有的屏障就是采油樹的抽汲閥和采油樹帽。因此出于安全原因，采油樹帽是不能被移除的。
[0006]那么僅有的可能性就是通過生產(chǎn)管來供應(yīng)重質(zhì)液體，這意味著鄰近井也必須被關(guān)閉。
[0007]專利文獻(xiàn)US-20030136927描述了一種用于去垢處理和壓井的連結(jié)器，其中，該連結(jié)器具有壓力平衡滑閥，以便避免潛在的、可能發(fā)生在這樣的連結(jié)器中的很大的力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于彌補(bǔ)或減少現(xiàn)有技術(shù)的多個(gè)缺陷中的至少一個(gè)。
[0009]根據(jù)本發(fā)明，上述目的是通過以下在說明書中以及所附權(quán)利要求中所明確描述的特征實(shí)現(xiàn)的。
[0010]本發(fā)明提出一種向水下井供應(yīng)用于去垢處理和壓井的液體的方法，其中，水下井設(shè)有采油樹，該采油樹具有抽汲閥和用于采油樹帽的連結(jié)器，而且其中，該方法包括:
[0011]在移除采油樹帽之后將升級(jí)模塊設(shè)置在采油樹上，該升級(jí)模塊包括電子式的控制單元和采油樹帽，該采油樹帽經(jīng)由中間管道被連結(jié)至位于升級(jí)模塊的上部的頂部閥；
[0012]在連結(jié)柱(coupling column)經(jīng)由軟管連接部與船通信的條件下,將包括能夠快速脫離的連結(jié)器和至少兩個(gè)柱閥的連結(jié)柱連結(jié)至頂部閥；
[0013]經(jīng)由在軟管連接部內(nèi)或軟管連接部附近延伸的信號(hào)線，將控制單元連結(jié)至船，然后經(jīng)由該信號(hào)線來控制井口裝置和升級(jí)模塊；
[0014]打開抽汲閥、頂部閥和柱閥；
[0015]通過軟管、連結(jié)柱和升級(jí)模塊將液體從船向下泵送到水下井中。
[0016]升級(jí)模塊可在較早時(shí)被設(shè)置在采油樹上。升級(jí)模塊通常用于克服現(xiàn)有設(shè)備中的缺陷，并且還可以包括高壓液壓泵和多個(gè)閥門(低壓液壓泵和多個(gè)閥門)以及其他有用的設(shè)備例如化學(xué)泵和多個(gè)閥門。
[0017]頂部閥與抽汲閥一起構(gòu)成兩個(gè)屏障。連結(jié)柱可以在不首先移除采油樹帽的情況下被連結(jié)至頂部閥。因此，在連結(jié)柱的連結(jié)過程中可以保持水下閥門的完整性，即使其它的水下閥門發(fā)生故障或泄漏。
[0018]所述方法在船漂離水下井時(shí)可包括:
[0019]結(jié)束向下泵送液體；
[0020]關(guān)閉抽汲閥、頂部閥和柱閥；
[0021]使信號(hào)線與控制單元脫離；并且
[0022]在能夠快速脫離的連結(jié)器中使連結(jié)柱與升級(jí)模塊脫離。
[0023]因此，連結(jié)柱能夠快速地暫時(shí)與升級(jí)模塊脫離。
[0024]在完整的操作中，該方法通常包括:
[0025]結(jié)束泵送液體；
[0026]關(guān)閉抽汲閥、頂部閥和柱閥；
[0027]使信號(hào)線與控制單元脫離；并且
[0028]在頂部閥處使連結(jié)柱與升級(jí)模塊脫離。
[0029]頂部閥良好地適合于在被關(guān)閉時(shí)用于安裝組合式的蓋和吊耳(lifting lug)。
[0030]該方法可以通過一種向水下井供應(yīng)用于去垢處理和壓井的液體的設(shè)備來實(shí)施，其中，井設(shè)有閥門采油樹，該采油樹具有抽汲閥和用于采油樹帽的連結(jié)器；而且其中，該設(shè)備的特征在于，升級(jí)模塊被設(shè)置在采油樹上，該升級(jí)模塊包括電子式的控制單元和采油樹帽，采油樹帽經(jīng)由中間管道被連結(jié)至位于升級(jí)模塊的上部的頂部閥；其中，包括能夠快速脫離的連結(jié)器和至少兩個(gè)柱閥的連結(jié)柱可被連結(jié)至頂部閥；而且其中，連結(jié)柱經(jīng)由軟管連接部而被通信式地連結(jié)至船；而且其中，控制單元可經(jīng)由在軟管連接部內(nèi)或軟管連接部附近延伸的信號(hào)線被連結(jié)至船，在連結(jié)之后，井口裝置和升級(jí)模塊可經(jīng)由信號(hào)線而被控制。
[0031]能夠快速脫離的連結(jié)器可包括可脫離部，可脫離部可被連結(jié)至頂部閥，可脫離部被設(shè)置為能夠在意外情況下脫離。
[0032]高壓泵以及相應(yīng)元件可以用壓力提升器來替換，壓力提升器例如可由低壓系統(tǒng)來供應(yīng)液體。
[0033]至少一個(gè)柱閥可以是止回閥，液壓控制閥或ROV操作閥(R0V即遠(yuǎn)程操作工具)。
[0034]此外,這也適用于一般閥門。一些運(yùn)營商寧愿使用ROV操作閥,而另一些運(yùn)營商則在例如使用液壓系統(tǒng)的場合喜歡執(zhí)行器操作閥。
[0035]因此，根據(jù)本發(fā)明的方法和設(shè)備克服了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)操作的水下井的一些較為嚴(yán)重的缺陷。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0036]下面對(duì)根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選的方法和實(shí)施例進(jìn)行說明，這些優(yōu)選的方法和實(shí)施例直觀地示于附圖中，其中:
[0037]圖1示意性示出了具有根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的采油樹的水下井；
[0038]圖2示意性示出根據(jù)本發(fā)明的升級(jí)模塊，其中，該升級(jí)模塊被設(shè)置在采油樹上，而且其中，連結(jié)柱已準(zhǔn)備被安裝在升級(jí)模塊上；
[0039]圖3示意性示出了圖2所示的升級(jí)模塊，此時(shí)連結(jié)柱被連結(jié)至升級(jí)模塊；
[0040]圖4示意性示出了暫時(shí)與升級(jí)模塊脫開的連結(jié)柱。
具體實(shí)施例
[0041 ] 在附圖中參考編號(hào)“ I ”表示水下井，水下井具有外管2和生產(chǎn)管4，外管2例如由套管形成，其中，在外管2和生產(chǎn)管4之間形成有環(huán)空6。
[0042]生產(chǎn)管4從生產(chǎn)管頭8被懸置，采油樹10被設(shè)置在生產(chǎn)管頭8上。
[0043]采油樹10具有高壓液壓閥組件12、低壓液壓閥組件14和化學(xué)閥組件16。
[0044]這些不同的閥組件12、14、16經(jīng)由控制管線20，由位于采油樹10上或采油樹10處的控制模塊18來控制。閥組件12、14、16和控制模塊18通常由在圖中用虛線框示出的安裝部形成。
[0045]經(jīng)由通向位于水面上的未示出設(shè)備的管線22，以本身公知的方式向閥組件12、14,16供應(yīng)液體，并向控制模塊18提供電力和控制信號(hào)以及向化學(xué)閥24提供化學(xué)劑。
[0046]高壓液壓閥組件12通過安全閥管道28被連結(jié)至井下安全閥26。低壓液壓閥組件14被連結(jié)至采油樹10的其它未示出的閥門和執(zhí)行器。
[0047]抽汲閥29以本身公知的方式經(jīng)由ROV操作閥31來控制。
[0048]采油樹10設(shè)有采油樹帽30，而且另外還包括大量未示出的為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的部件。
[0049]現(xiàn)在參考圖2。升級(jí)模塊32通過引導(dǎo)件34被設(shè)置在采油樹10上，這些引導(dǎo)件34被裝配在油井I的引導(dǎo)柱36上。升級(jí)模塊32設(shè)置有嵌入式的采油樹帽38 ;采油樹帽38互補(bǔ)地裝配在采油樹10上并具有與采油樹帽30相同的功能，但是除了具有中間管道40之外還設(shè)有頂部閥42，頂部閥42用于被用來去除水垢和壓井的液體。頂部閥42可以是ROV控制式的，但在圖2中被示出為液壓驅(qū)動(dòng)閥門。
[0050]升級(jí)模塊32設(shè)有控制單元44，控制單元44直接地或經(jīng)由控制模塊18并經(jīng)由管線22被連結(jié)至位于水面上的未示出的設(shè)備。控制單元44通過多個(gè)控制管線46來控制各個(gè)閥組件12、14、16。
[0051]升級(jí)模塊32在本實(shí)施例中設(shè)有第二高壓液壓閥組件48，第二高壓液壓閥組件48由控制單元44通過控制管線46來控制。高壓液壓閥組件12未被連結(jié)。
[0052]高壓泵50位于升級(jí)模塊32中，并經(jīng)由管線32來提供經(jīng)過減壓的液壓液體。高壓泵50通過高壓管道52被連結(jié)至第二高壓液壓閥組件48。儲(chǔ)存器54被連結(jié)至高壓泵50的入口側(cè)，而接受罐56被連結(jié)至高壓泵50的出口側(cè)。高壓泵50由控制單元44通過控制管線58來控制。
[0053]抽汲閥29通過ROV操作閥31而被液壓式地控制。圖4示出，抽汲閥由高壓液壓閥組件48來控制，但是根據(jù)閥門類型，抽汲閥也可由低壓液壓閥組件來控制。通過ROV閥31，抽汲閥向儲(chǔ)存器54排放。壓力傳感器59被連結(jié)至中間管道40，并發(fā)送測量信號(hào)到控制單元44。壓力傳感器59對(duì)于查看潛在的閥門例如抽汲閥29是否泄漏特別有用。
[0054]本身公知必需的但在本發(fā)明中無需說明的閥門在圖中未被示出，因?yàn)楸绢I(lǐng)域技術(shù)人員了解這類閥門的目的和功能。[0055]在該優(yōu)選的實(shí)施例中，升級(jí)模塊50還具有推進(jìn)器60、光源62和攝像頭64。
[0056]筒狀的連結(jié)柱66通過軟管連接部68被連接到未示出的船上。連結(jié)柱66基于安全原因設(shè)有兩個(gè)柱閥70，柱閥在此由止回閥構(gòu)成，柱閥允許液流從船被引導(dǎo)至水下井I。
[0057]在操作中在低于柱閥70的高度上，連結(jié)柱設(shè)有能夠快速脫離的連結(jié)器72。本身屬于已知設(shè)計(jì)的能夠快速脫離的連結(jié)器72包括下側(cè)的可脫離部74，可脫離部74與頂部閥42互補(bǔ)地配合。
[0058]信號(hào)線76可被連結(jié)至控制單元44 ;信號(hào)線76從未示出的船上，在軟管連接部68內(nèi)或軟管連接部68附近延伸并延伸至連結(jié)柱66。
[0059]當(dāng)將要安裝升級(jí)模塊32時(shí)，原始的采油樹帽30借助未示出的適當(dāng)工具而被移除。升級(jí)模塊32被懸放至采油樹10上，此后將通過推進(jìn)器60、光源62和攝像頭64來遠(yuǎn)程控制升級(jí)模塊32，由此以使引導(dǎo)件34與引導(dǎo)柱36對(duì)應(yīng)的方式將升級(jí)模塊32定位。替代性地也可以使用微型潛艇來進(jìn)行定位操作。
[0060]在升級(jí)模塊32被放置在采油樹10上之后，采油樹帽38被連結(jié)至采油樹10上。在該示出的實(shí)施例中包括高壓泵50，高壓泵50的進(jìn)料口被連結(jié)至管線22的高壓管道，而高壓泵50的出口則被連結(jié)至另一高壓液壓閥組件48。管線22的電力和控制電纜被連結(jié)至控制單元44，并且位于控制單元44與液壓閥組件14、16、48中的那些閥門之間的尚未連接的控制管線46被連接。
[0061]因此，控制單元44在操作期間接管了至少控制模塊18的控制功能，同時(shí)管線22中的高壓管道可在大幅降低的壓力條件下工作。
[0062]如果需要對(duì)井I進(jìn)行去垢處理或壓井，連結(jié)柱66朝向升級(jí)模塊32被下降，見圖2。然后可脫離部74被連結(jié)至頂部閥42，而且信號(hào)線76被連結(jié)至控制單元44，這樣將工作模式從生產(chǎn)模式改變至所謂的“壓井和去垢”模式，其中，在生產(chǎn)模式下，控制單元44通過管線22由位于水面上的未示出設(shè)備來控制，而在“壓井和去垢”模式下，控制單元44由未示出的船來控制。
[0063]采油樹10與升級(jí)模塊32現(xiàn)在由未示出的船來控制，并且在抽汲閥29、頂部閥42和柱閥70被打開之后，液體可從未示出的船中被向下泵送到水下井I中。
[0064]當(dāng)未示出的船將漂離水下井I時(shí)，信號(hào)線76從控制單元44被斷開或脫離，井下安全閥26、抽汲閥29、頂部閥42和柱閥70開始關(guān)閉?？焖倜撾x連結(jié)器72脫離，見圖4。
[0065]當(dāng)環(huán)境正常時(shí)，連結(jié)柱66被重新連結(jié)至可脫離部74，信號(hào)線76被重新連結(jié)至控制單元44，并且工作重新開始。
[0066]當(dāng)進(jìn)行工作時(shí)，連結(jié)柱66以與最初連結(jié)時(shí)相反的順序脫離升級(jí)模塊32?？刂茊卧?4將再次設(shè)定生產(chǎn)模式。
【權(quán)利要求】
1.一種向水下井(I)供應(yīng)用于去垢處理和壓井的液體的方法，所述水下井(I)設(shè)有采油樹(10)，所述采油樹具有抽汲閥(29)和用于采油樹帽(38)的連結(jié)器，其特征在于，所述方法包括: 在所述采油樹(10)上設(shè)置升級(jí)模塊(32)，所述升級(jí)模塊包括采油樹帽(38)，所述采油樹帽經(jīng)由中間管道(40)被連結(jié)至位于所述升級(jí)模塊(32)的上部的頂部閥(42)； 將包括能夠快速脫離的連結(jié)器(74 )和至少兩個(gè)柱閥(70 )的連結(jié)柱(66 )連結(jié)至所述頂部閥(42 )，所述連結(jié)柱(66 )通過軟管連接部(68 )與船通信； 由船來控制至少所述升級(jí)模塊(32)或所述采油樹(10)； 打開所述抽汲閥(29)、所述頂部閥(42)和所述柱閥(70)； 經(jīng)由所述連接軟管(68)、所述連結(jié)柱(66)和所述升級(jí)模塊(32)，將液體從所述船向下泵送到所述水下井(I)中。
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:在現(xiàn)有的采油樹帽(30)被移除之后，將升級(jí)模塊(32)設(shè)置在所述采油樹(10)上。
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:設(shè)置具有電子控制單元(44)的所述升級(jí)模塊(32)，并經(jīng)由在所述軟管連接部(68)內(nèi)或所述軟管連接部附近延伸的信號(hào)線(76)使所述控制單元(44)連結(jié)至所述船，至少所述采油樹(10)或所述升級(jí)模塊(32)此后經(jīng)由所述信號(hào)線(76)來控制。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法在所述船漂離所述水下井(I)時(shí)還包括:` 結(jié)束向下泵送液體； 關(guān)閉所述抽汲閥(29)、所述頂部閥(42)和柱閥(70)； 使所述信號(hào)線(76)與所述控制單元(44)脫離；并且 在所述能夠快速脫離的連結(jié)器(72 )中，使所述連結(jié)柱(66 )與所述升級(jí)模塊(32 )脫離。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法還包括: 結(jié)束向下泵送液體； 關(guān)閉所述抽汲閥(29)、所述頂部閥(42)和柱閥(70)； 使所述信號(hào)線(76)與所述控制單元(44)脫離；并且 在所述頂部閥(42 )處使所述連結(jié)柱(66 )與所述升級(jí)模塊(32 )脫離。
6.一種向水下井(I)供應(yīng)用于去垢處理和壓井的液體的設(shè)備，所述水下井(I)設(shè)有采油樹(10)，所述采油樹具有抽汲閥(29)和用于采油樹帽(30)的連結(jié)器，其特征在于，升級(jí)模塊(32)被設(shè)置在所述采油樹(10)上，所述升級(jí)模塊(32)包括采油樹帽(38)，所述采油樹帽通過中間管道(40)被連結(jié)至位于所述升級(jí)模塊(32)的上部的頂部閥(42);其中，連結(jié)柱(66)能夠被連結(jié)至所述頂部閥(42)，所述連結(jié)柱包括能夠快速脫離的連結(jié)器(72)和至少兩個(gè)柱閥(70 );而且其中，所述連結(jié)柱(66 )通過連接軟管(68 )而被通信式地連結(jié)至船，在連結(jié)之后，至少井口裝置(10 )或所述升級(jí)模塊(32 )能夠被控制。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其特征在于，所述升級(jí)模塊(32)包括電子式的控制單元(44);而且其中，所述控制單元(44)能夠通過在所述連接軟管(68)內(nèi)或所述連接軟管附近延伸的信號(hào)線(76 )而被連結(jié)至船，在連結(jié)之后，至少井口裝置(10 )或所述升級(jí)模塊(32 )能夠經(jīng)由所述信號(hào)線(76)而被控制。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其特征在于，所述能夠快速脫離的連結(jié)器(72)包括能夠被連結(jié)至所述頂部閥(42)的可脫離部(74)，能夠脫離的連結(jié)器(72)被設(shè)置為能夠在意外情況下脫離。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其特征在于，至少一個(gè)所述柱閥(70)是止回閥。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其特征在于，至少一個(gè)所述柱閥(70)是液壓控制閥。
11.根據(jù)權(quán)利 要求6所述的設(shè)備，其特征在于，至少一個(gè)所述柱閥(70)是ROV操作閥。
【文檔編號(hào)】E21B33/035GK103597167SQ201280025110
【公開日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2012年5月21日 優(yōu)先權(quán)日:2011年5月24日
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