[發(fā)明專利]插塞安裝系統(tǒng)和方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310157164.0
• 申請日: 2013-05-02
• 公開（公告）號: CN103382830A
• 公開（公告）日: 2013-11-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: S.P.芬頓
• 申請（專利權(quán)）人: 韋特柯格雷英國有限公司
• 主分類號: E21B33/035
• 分類號: E21B33/035
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 肖日松;譚祐祥

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明大體涉及用于操作插塞(plug)組件的系統(tǒng)和方法。更具體而言，本發(fā)明涉及用于將插塞組件安裝到海底油管懸掛器和/或從其移除的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

海底井口組件通常具有高壓井口外殼，其支承于低壓井口外殼中且固連至延伸到井中的套管。通常，一個或多個套管懸掛器就位(land)在井口外殼中，其中套管懸掛器位于延伸至井中更深深度的套管柱的上端。油管柱通常延伸穿過套管以從井生產(chǎn)流體。大多數(shù)組件包括裝配至井口外殼的上端以用于控制井流體的生產(chǎn)樹。生產(chǎn)樹通常是大且重的，具有裝配于其上的許多閥和控制裝置。

一種類型的樹(有時稱作“傳統(tǒng)”樹)包括用于生產(chǎn)流體的孔和油管環(huán)空接近孔。具有傳統(tǒng)樹的井口組件通過將油管懸掛器就位在井口外殼中而形成。傳統(tǒng)樹中的油管懸掛器通常具有生產(chǎn)通路、以及與圍繞油管的油管環(huán)空連通的環(huán)空通路。穿過油管環(huán)空和生產(chǎn)油管限定流回路，使流體流通通過回路可用于壓井或者用于在完井期間使重流體流通出來。

有時稱作“水平”樹的樹具有樹中的單一孔，其通常為生產(chǎn)通路。水平樹在安裝其對應(yīng)的油管懸掛器之前就位，然后油管懸掛器下降且就位在樹中。油管懸掛器下降穿過立管，該立管通常為鉆井立管。在另一常見類型的井口系統(tǒng)中，同心油管懸掛器以與傳統(tǒng)井口組件相同的方式就位在井口外殼中。油管懸掛器具有生產(chǎn)通路和環(huán)空通路。然而，生產(chǎn)通路與油管懸掛器的軸線同心，而不是如在傳統(tǒng)油管懸掛器中那樣稍微偏置，并且樹不具有豎直油管環(huán)空通路。豎直樹中的油管懸掛器通常在將樹就位在井口外殼中之前安裝。油管通常在就位柱上行進穿過鉆井立管和BOP。在鉆井立管與井口外殼脫離之前，將插塞作為安全屏障安裝在油管懸掛器中。插塞通常在纜繩(wireline)上下降穿過就位柱。隨后，在樹被安裝之后，插塞通過可用于安裝樹的開闊水面立管移除。

發(fā)明內(nèi)容

本文中提供了用于操縱插塞進出設(shè)置在海底井口組件中的油管懸掛器的系統(tǒng)的示例。在示例實施例中，該系統(tǒng)包括選擇性地與海底井口組件聯(lián)接的外殼；其中外殼具有端部，該端部帶有與形成于外殼中的腔室相交的開口。牽引器選擇性地從外殼內(nèi)部署，其具有附連的端部效應(yīng)器(effector)。插塞選擇性地與端部效應(yīng)器聯(lián)接，使得當牽引器從外殼內(nèi)部署時，端部效應(yīng)器操作油管懸掛器中的插塞。在一個示例中，該系統(tǒng)還包括裝配在外殼上的繞線筒(reel)，控制線卷繞在繞線筒上，該控制線具有附連到牽引器的端部且與部署在海底的遠程操作機車選擇性地通信。可選的熱入扣(hot?stab)可裝配在外殼上以用于連接至遠程操作機車。在一個可選示例中，當外殼與海底井口組件聯(lián)接時，腔室與海底井口組件中的主孔對齊。牽引器在一個示例中包括輪部件，其徑向朝外突出，并且當牽引器在外殼中時與腔室的內(nèi)表面迫壓接觸且當牽引器從外殼內(nèi)部署時與海底井口組件中的主孔迫壓接觸。腔室的上端可以可選地在海底。在一個實施例中，密封件沿著外殼與井口組件之間的界面限定。

在本文中還提供了用于堵塞海底井口組件中的油管懸掛器的系統(tǒng)的示例，該系統(tǒng)在一個實施例中包括帶有開口端的外殼。在該示例中，外殼還包括在開口端處可密封地附連到井口組件的基部和與開口端相反的閉合端。井口組件中的腔室與開口端相交。插塞工具作業(yè)(tooling)組件可從腔室內(nèi)選擇性地部署。在一實施例中，插塞工具作業(yè)組件由牽引器、裝配在牽引器上的端部效應(yīng)器以及可釋放地連接到端部效應(yīng)器的插塞組成。外殼的開口端可附連到井口組件且閉合端可設(shè)置在海底。可以可選地包括提供電力和控制信號到插塞工具作業(yè)組件的控制纜線。在一示例中，控制纜線具有與插塞工具作業(yè)組件聯(lián)接的端部且與設(shè)置在海底的遠程操作機車通信。在示例性實施例中，控制纜線沿著穿過閉合端形成的通路延伸，并且其中，通路中的封隔器(packoffs)在空腔與外殼周圍之間限定壓力屏障。接近傳感器可以可選地設(shè)于外殼和插塞中，用于確定插塞在外殼中的位置。

在本文中還提供了操作在海底井口組件的油管懸掛器中的插塞的方法。在一個示例中，該方法包括：將帶有附連端部效應(yīng)器的牽引器封閉在外殼中，將外殼裝配至井口組件上使得外殼的上端淹沒在海底，將牽引器和端部效應(yīng)器從外殼部署到井口組件中的主孔中，以及利用端部效應(yīng)器操作在油管懸掛器中的插塞。在該方法的一個可選示例中，部署牽引器的步驟包括使牽引器上的輪與外殼的內(nèi)表面和主孔的內(nèi)表面接合。該方法還可包括：將遠程操作機車部署在海底，使外殼上的連接器與遠程操作機車接合，以及通過連接器從遠程操作機車控制牽引器和端部效應(yīng)器。

根據(jù)一方面，一種用于操縱插塞進出設(shè)置在海底井口組件中的油管懸掛器的系統(tǒng)包括：外殼，其選擇性地與海底井口組件聯(lián)接，且其包括帶有開口的端部；腔室，其在外殼中，與開口相交；