[發明專利]剪切增壓觸發和瓶減少的系統和方法

有效

• 申請號: 201110344550.1
• 申請日: 2011-10-28
• 公開（公告）號: CN102454378B
• 公開（公告）日: 2017-08-08
• 發明（設計）人: D·A·迪茨
• 申請（專利權）人: 海德里爾美國制造業有限責任公司
• 主分類號: E21B33/035
• 分類號: E21B33/035;E21B33/064;E21B29/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 周心志,譚祐祥

技術領域

本文所公開的主題的實施例大體而言涉及方法和裝置，且更特定而言涉及用于剪切(shearing)井中的鉆柱(drill string)的機構和技術。

背景技術

隨著勘探深度增加，海下油和氣勘探變得更具有挑戰性。復雜的裝置安置于洋底以提取油和用于油器械和環境的安全性。除了滿足其它條件之外，這些裝置必須耐受高壓(從3,000至60,000psi(200至4000巴)或更高)和高腐蝕條件。為了進行海下鉆井，部件安置于洋底(有時海平面下方超過2000m)，如(例如)在圖1中所示的那樣。

圖1示出下部防噴器組(blowout preventer stack，又稱“下部BOP組”)10，其可剛性地附連到海底14上的井口12，而下部海洋立管封裝(“LMRP”)16可取回地安置于海洋立管18的遠端，海洋立管18從鉆井船20或任何其它類型的水面鉆井平臺或船只延伸。因此，LMRP16可包括在其遠端的托管架22，其被配置成接合位于下部BOP組10近端上的插口24。

在典型配置中，下部BOP組10可剛性地固結到海下井口12頂部且可包括(除了其它裝置之外)多個沖頭式防噴器(ram-type blowout preventers)26，其適用于在鉆井和完成時控制該井。柔性立管提供管道，可通過該管道來部署鉆進工具和流體到海下井筒，且從海下井筒取回鉆進工具和流體。一般而言，LMRP 16可包括(除了其它東西外)在其遠端的一個或多個沖頭式防噴器28，在其上端的環形防噴器30以及多路復用器(MUX)艙(實際上兩個，其在工業中被稱作藍艙和黃艙)32。此外，提供蓄能器槽31來提供壓力以移動相關聯BOP26的沖頭塊，且雖然示出為單獨單元，但蓄能器槽31能根據需要成為LMRP 16的一部分。

在圖2中示出常規MUX艙系統40，且其可向下部BOP組10和/或LMRP 16提供在50與100之間的不同功能且這些功能可自LMRP16起始和/或經由LMRP 16控制。MUX艙40固定地附連到LMRP 16的框架(未圖示)且可包括液壓啟動的閥50(在本領域中被稱作板式安裝(SPM)閥)和電磁閥52，電磁閥52流體連通到液壓啟動的閥50。電磁閥52設于電子部段54中且被設計成通過從電子控制板(未圖示)發送電信號來促動。每個電磁閥52被配置成啟動相對應的液壓啟動閥50。MUX艙40可包括也安裝于電子部段54中的壓力傳感器56。液壓啟動閥50設于液壓部段58中且固定地附連到MUX艙40(即，當其安置于海底時，遙控潛水器(ROV)不能移除它們)。

在典型海下防噴器安裝中，多路線纜(電)(multiplex cables(electrical))和/或管線(液壓)(lines(hydraulic))經由MUX艙40和艙楔(pod wedge)傳輸控制信號到LMRP 16和下部BOP組10裝置，因此可從水面控制規定任務。一旦接收到控制信號，就啟動海下控制閥且(在大部分情況下)導向高壓液壓管線以執行規定任務。因此，多路電或液壓信號可操作多個“低壓”閥以促動更大閥來連通高壓液壓管線與井口組的各種操作裝置。

在LMRP 16與下部BOP組10之間形成橋接件，其匹配自LMRP16到下部BOP組10的多種功能，例如，流體連通自設于LMRP 16上的MUX艙40到BOP組或LMRP 16上的專用構件的SPM閥50。使用MUX艙40系統作為阻流和壓井管線連接(未圖示)或者確保到例如BOP的剪切功能的壓力供應的管線的補充。

通過饋通構件橋接于LMRP 16與下部BOP組10之間的連通線(communication lines)的實例包括(但不限于)液壓阻流管線、液壓壓井管線、液壓多路控制管線、多路控制電線、電力線、液壓動力管線、機械動力管線、機械控制管線、電控制線和傳感器線。在某些實施例中，海下井口組饋通構件包括至少一個MUX艙40連接，由此多個液壓控制信號集合在一起且在單個整體饋通構件中在LMRP 16與下部BOP組10之間傳輸。

用于密封井的一個設備是BOP。該BOP為安全機構，其用于油井或氣井的井口處。BOP被配置成在發生某些井事件時關閉來自井的流動。一種這樣的井事件可為從地下地層到井內的氣體，油或其它井流體不受控制的流動。這種井事件有時被稱作“井涌”或“井噴”且可發生于地層壓力超過由鉆進流體柱生成的壓力時。這種井事件是不可預見的且如果不采取措施來防止和/或控制它，那么可能會損壞井和/或相關聯器械。