[發明專利]海底化學品注射系統及用于該系統的泵

無效

• 申請號: 200780049216.5
• 申請日: 2007-12-21
• 公開（公告）號: CN101573534A
• 公開（公告）日: 2009-11-04
• 發明（設計）人: J·L·C·盧德羅;J·G·戈爾;A·R·鮑爾斯;M·G·梅林;R·C·麥布賴德;A·-S·卡杜爾;A·Y·A·阿布德爾拉曼
• 申請（專利權）人: 秦內蒂克有限公司
• 主分類號: F04B17/00
• 分類號: F04B17/00;F04B53/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 溫大鵬;楊松齡

技術領域

本發明涉及一種用于將液體化學品注入海底井內的系統且涉及被設計用于這種系統中的泵。盡管為便于表示與該系統相關的井的位置起見，本文使用了術語“海底(subsea)”，但應該理解：該術語還涉及其下方可設置井的任何相當大的水體。此外，具有下文將要以更特定的方式披露的特征的泵并不限于在這種系統中使用且還可例如用于車用燃料注射系統中、用于液壓致動器系統中、或用于其它需要在使活動零部件數量最小化的情況下通過電動泵產生高流體壓力的領域中。

背景技術

為了保持產油井或產氣井的高效運行，眾所周知的做法是將以液體形式存在的特定化學品在選定的時間和位置處注入井內，例如注入緩蝕劑以便阻抑向下鉆進設備的腐蝕，且例如注入防蠟劑以便阻抑蠟質物質的形成，所述蠟質物質會阻擋產物的流動。對于高壓高溫(HPHT)井和極高壓高溫(XHPHT)井而言，通常需要通過泵在這種系統中產生處在15,000-25,000PSI(100-170MPa)范圍內的壓力。對于海底井的情況來說，將泵設置在水面平臺處(或僅將泵設置在水面平臺處)有時并不可行，這是因為維持向下延伸至井口(wellhead)的高壓臍帶式線路(umbilical)(所涉及到的臍帶式線路的長度可達幾千米)的運行所需的成本較高且在這種長距離的臍帶式線路上保持壓力降所需的成本較高，這意味著控制井口處的輸送壓力和流速可能是相當成問題的。因此，普遍的做法是：在井口附近的水下位置處為這種系統設置泵(或附加的泵)。然而，海底的環境向這種化學品注射泵的可靠性提出了特別嚴峻的挑戰，這是因為海底的環境使得所述泵需要在侵襲性條件下運行且使得難以接近水下的設備同時也難以對水下設備進行任何所需的維護或修理。目前的系統通常使用液壓致動泵，該泵需要設置向下延伸至海床的液壓控制線路且需要定期維護，且因此使得該泵既復雜又需要高昂的運行成本。本發明因此旨在提供另一種可選的泵送系統，該泵送系統可借助于電力運行、具有最少數量的活動零部件且特別地使得不需要任何旋轉零部件及附隨的高性能軸承和密封件；換句話說提供了一種基本上“固態”的解決方案。

發明內容

在一個方面中，本發明因此涉及一種用于將液體化學品注入海底井內的系統，所述系統包括：

液體化學品源；

位于所述海底環境中的泵，所述泵包括泵送室、通往所述室的入口和出口、適于使所述室的有效體積空間產生壓縮和膨脹的往復式柱塞以及用于使所述柱塞進行往復運動的壓電致動器；

用于將液體化學品從所述液體化學品源引導至所述泵的所述入口的導管器件；和

用于將液體化學品從所述泵的所述出口引導至所述井的導管器件。

本發明在本質上還涉及下文將要進行更特定地描述和圖示的泵的各個特征。

附圖說明

下面，將僅通過實例并結合附圖對本發明進行更特定地描述，在附圖中：

圖1是根據本發明的海底化學品注射系統的示意圖；

圖2是穿過用于圖1所示系統中的根據本發明的泵的一個實施例的縱向剖面圖；

圖3以放大比例圖的方式示出了圖2所示泵的柱塞和頭部部分；

圖4是部分剖面圖，圖中以進一步放大的比例圖的方式示出了將所述柱塞密封到圖2所示泵中的頭部上的密封布置；和

圖5示意性地示出了圖2所示泵的控制系統。

具體實施方式

參見圖1，圖中示意性地示出了根據本發明的系統的一個實例。圖中示出了油井眼或氣井眼1，所述油井眼或氣井眼從海床向下延伸且配備有井口2，產物從所述井口流動通過管路3到達位于水面處的采油平臺。盡管平臺4在圖中被示作浮動(離岸)平臺，但根據油田或氣田的地形地貌，該平臺可選地可以是服役于海底井1/2的岸基平臺。在與井口相鄰的位置處設置了單元5，所述單元罩住了下述類型的用于將液體化學品注入井內的泵中的一個或多個泵-且實際上最可能的情況是：該一個或多個泵是串聯地和/或并聯地運行的多個泵。要被注射的一種或多種化學品被貯存在平臺4上且通過臍帶式線路6被供應至單元5，如果需要，則可對化學品進行部分地預加壓處理，所述臍帶式線路還起到將電功率和任何所需數據和/或控制信號傳輸至泵送單元的作用。管路7將用于注射的化學品從單元5輸送至井口，所述化學品根據需要而從該井口處被分配。