[發明專利]管中管裝置、方法和系統

無效

• 申請號: 201280036680.1
• 申請日: 2012-03-15
• 公開（公告）號: CN103703212A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: A·C·F·科里斯內利斯;S·A·梅巴基亞;M·昆內;M·瑞茲
• 申請（專利權）人: 雪佛龍美國公司
• 主分類號: E21B43/12
• 分類號: E21B43/12;E21B43/013;E21B19/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 趙培訓

技術領域

本發明涉及用于輸送流體的管道，這種管道具有布置在外管內的內管，還涉及使用這類管道的方法和系統。本發明還涉及使用這類管道來輸送烴混合物或其他流體或氣體的方法和系統。

背景技術

在水下油氣開采系統中，通常的做法是，采用一種使用環形配置的雙生產管線的油田結構，將水下裝置連接到主設備上。已經證實，這種環形配置在商業水下油氣開采作業中能有效地實現幾個重要目的，如，保障管道流動、操作靈活和穩定。這類系統也需要一些裝置保持穩態生產、緩解關鍵的操作情況（如，緊急關閉和計劃關閉、啟動和阻止生產管線中會阻礙或停止生產的液流）。需要一些系統能防止或合適地阻止生產管線內的水合物或其他固體。下面的一些現有方法和技術用來保持流體在生產管線中的流動，包括：熱絕緣、加熱、清管、人工或氣體舉升、產液置換、化學劑、連續油管插入生產管線中、熱流體循環、生產管線減壓以及試井，但不局限于此。

仍需要新的解決方案來降低水下和陸上油氣開采系統的復雜性，同時使操作靈活性更大以可在更寬的操作范圍內處理計劃的流體中斷和意外的流體中斷情況，使生產正常運行時間和產品回收最大化。

發明內容

在一個實施例中，提供了一種管中管裝置，用于使流體在其中流動，該管中管裝置包括：

a.內管，其包括內管壁，內管壁具有內表面和外表面并界定內管壁中的內孔；

b.外管，其包括外管壁，外管壁具有環繞內管布置的內表面和外表面，使得在外管壁的內表面與內管壁的外表面之間形成環形空間；以及

c.可控制的改向結構，用于在所述內孔和所述環形空間之間實現流體流通。

在另一實施例中，提供了一種使流體在管中管裝置中流動的方法，該方法包括以下步驟：

a.使流體經過所述管中管裝置的內孔和/或環形空間而在第一流體通道中流動；以及，

b.控制使流體流通的可控制的改向結構，以使正在流動的流體經過所述內孔和/或環形空間從第一流體通道改向流到第二流體通道中。

在另一實施例中，提供了一種系統，用于控制流體在管中管裝置中流動，該系統包括管中管裝置和臍帶管，臍帶管通過至少一個可控制的改向結構連接到所述管中管裝置，該改向結構用于使流體在臍帶管與管中管裝置的內孔和環形空間二者中的至少一個之間流通。

附圖說明

圖1A-1D示出了管中管裝置的一個實施例，該管中管裝置使用液壓致動式滑動套筒，這些圖中，位于內孔和環形空間之間的流體通道打開；

圖2A-2B示出了圖1A-1D中的管中管裝置，這些圖中，流體通道關閉；

圖3A-3B示出了管中管裝置的另一實施例，該管中管裝置使用液壓致動式插塞，這些圖中，流體通道分別打開和關閉；

圖4A-4D示出了管中管裝置的另一實施例，該管中管裝置使用液壓致動式旋轉套筒，圖4A-4B中的流體通道關閉，圖4C-4D中的流體通道打開；

圖5A-5B根據一個實施例示出了將管中管裝置的環形空間分隔開的構件；

圖6A-6D示出了使沿管中管裝置的環形空間流動的流體在環形空間和內孔之間流動的各種結構；

圖7示出了根據一個實施例的系統，該系統的水下油氣開采設備中使用管中管裝置。

具體實施方式

在一個實施例中，管中管裝置具有布置在外管內的內管。內管具有內管壁，內管壁具有內表面和外表面，內管壁界定位于內管壁中的內孔。外管具有外管壁，外管壁具有環繞內管布置的內表面和外表面，使得在外管壁的內表面與內管壁的外表面之間形成環形空間。內管和外管可由任何合適材料制成，包括高碳鋼和鋼合金。管中管裝置還具有一種用于在內孔和環形空間之間提供流體流通的結構（也稱之為可控制的改向結構），這種構件例如為內管壁上的開口，其至少可處于打開位置、關閉位置以及可能處于一個或更多個局部打開的中間位置，該管中管裝置還具有用于控制上述位置的構件。可控制的改向結構用于使管中管裝置內的流體改向流動。該管中管裝置可包括位于環形空間內的分隔壁，分隔壁上的開口貫穿分隔壁，從而使環形空間具有相鄰部分，可控制的改向結構可使流體在相鄰部分之間流通。通過控制內管壁上的開口位置，能控制流經所述內孔和環形空間的流體的相對流動（包括容積流量和流向）。