[發明專利]一種深水井噴應急井控設備及其作業方法

有效

• 申請號: 201610312640.5
• 申請日: 2016-05-11
• 公開（公告）號: CN105756600B
• 公開（公告）日: 2017-08-15
• 發明（設計）人: 王彥富;劉鈺晗;孫小斐;秦桃;劉帥;閻培娜
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: E21B33/035
• 分類號: E21B33/035
• 代理公司: 濟南舜源專利事務所有限公司37205
• 代理人: 倫文知

1.一種深水井噴應急井控設備，其特征是：包括主體，所述主體內設置有與井噴井連通的流體通道，所述主體的下部固定連接有連接器，所述主體在流體通道的出口端連接有多個輔流量管線以及可供鉆桿從流體通道下入井噴井井內的主流量管線，所述主流量管線和多個輔流量管線互相分離，所述主流量管線和每個輔流量管線上均設置有閥門，所述流體通道上連接有用于流體通道和/或主流量管線和/或輔流量管線的防堵裝置，所述防堵裝置包括抑制水合物合成裝置和/或抑制水合物附著裝置；所述主體上設置有用于封閉流體通道的封井裝置，所述封井裝置為雙閘板封井器；

所述深水井噴應急井控設備作業時包括以下步驟：（1）啟動應急響應預案，進行井噴井井位和海底監測，確定作業環境風險；清理井噴井井口附近的障礙物并將深水井噴應急井控設備運輸至井噴事發地點；

（2）將深水井噴應急井控設備下入海底并通過連接器、卡盤固定在井噴井的井口或防噴器上，同時將主流量管線和多個輔流量管線與收油管線連通進行分流作業，井噴產生的油氣被收油管線引流至海面處理收集；

（3）如果流體通道內的流體壓力達到可控范圍內，從主流量管線向井噴井內下鉆桿，此時輔流量管線依舊連通收油管線將油氣引流至海面處理收集，進行分流作業，當鉆桿下入井噴井后，雙閘板封井器閘住鉆桿，從鉆桿內注入壓井液進行壓井作業；

如果流體通道內的流體壓力不能達到可控范圍內，則關閉雙閘板封井器，進行強力封井作業，然后在井噴井的附近開設救援井，救援井與井噴井連通后，再向井噴井內注入水泥漿將井噴井徹底封堵，候凝后將深水井噴應急井控設備從井噴井上拆除、回收再利用；

（4）如果步驟（3）中的壓井作業失敗，則關閉雙閘板封井器，進行強力封井作業；然后在井噴井的附近開設救援井，救援井與井噴井連通后，再向井噴井內注入水泥漿將井噴井徹底封堵，候凝后將深水井噴應急井控設備從井噴井上拆除、回收再利用。

2.根據權利要求1所述的深水井噴應急井控設備，其特征是：所述抑制水合物合成裝置包括用于主體加熱的加熱裝置和/或設置在主體上并可用于將水合物抑制劑注入流體通道的注入端口Ⅰ，所述注入端口Ⅰ可控開閉；所述抑制水合物附著裝置包括設置在主體內壁上的用于抑制水合物附著的涂層。

3.根據權利要求1或2所述的深水井噴應急井控設備，其特征是：所述主流量管線包括垂直向上設置的管道Ⅰ，所述輔流量管線包括傾斜向上設置的管道Ⅱ，所述管道Ⅰ的軸線與管道Ⅱ的軸線形成銳角的角度小于60°，所述管道Ⅰ用于流體流通的橫截面積大于管道Ⅱ用于流體流通的橫截面積。

4.根據權利要求3所述的深水井噴應急井控設備，其特征是：所述主流量管線設置在流體通道的正上方，所述輔流量管線設置有三個，三個輔流量管線沿著主流量管線周向均勻布置。

5.根據權利要求4所述的深水井噴應急井控設備，其特征是：所述流體通道的上端為喇叭口結構，所述管道Ⅱ的軸線與豎直方向的夾角角度與喇叭口結構的角度相等。

6.根據權利要求1或2所述的深水井噴應急井控設備，其特征是：所述連接器包括連接套管，所述連接套管一端與主體連接，另一端與井噴井連接，所述連接套管連接有卡盤，用于進一步固定深水井噴應急井控設備。

7.根據權利要求2所述的深水井噴應急井控設備，其特征是：在封井裝置的下方，所述主體上還設置有可用于將水泥漿注入井噴井的注入端口Ⅱ，所述注入端口Ⅱ可控開閉。

8.根據權利要求7所述的深水井噴應急井控設備，其特征是：所述主體的上端固定連接有支架，所述支架上設置有ROV控制面板，所述閥門、雙閘板封井器、注入端口Ⅰ、注入端口Ⅱ和/或卡盤均由ROV控制面板控制開閉，所述支架上設置有升降連接裝置。

9.一種使用權利要求7或8所述的深水井噴應急井控設備的作業方法，其特征是：包括以下步驟，（1）啟動應急響應預案，進行井噴井井位和海底監測，確定作業環境風險；清理井噴井井口附近的障礙物并噴灑分散劑和水合物抑制劑；將深水井噴應急井控設備運輸至井噴事發地點；

（2）將深水井噴應急井控設備下入海底并通過連接器、卡盤固定在井噴井的井口或防噴器上，啟動抑制水合物合成裝置，同時將主流量管線、多個輔流量管線和注入端口Ⅱ與收油管線連通進行分流作業，井噴產生的油氣被收油管線引流至海面處理收集；

（3）如果流體通道內的流體壓力達到可控范圍內，從主流量管線向井噴井內下鉆桿，此時輔流量管線和注入端口Ⅱ依舊連通收油管線將油氣引流至海面處理收集，進行分流作業，當鉆桿下入井噴井后，雙閘板封井器閘住鉆桿，從鉆桿內注入壓井液進行壓井作業；

如果流體通道內的流體壓力不能達到可控范圍內，則關閉雙閘板封井器和注入端口Ⅱ，并停止運行抑制水合物合成裝置，進行強力封井作業，然后在井噴井的附近開設救援井，救援井與井噴井連通后，通過注入端口Ⅰ或注入端口Ⅱ或打開雙閘板封井器從主流量管線再向井噴井內注入水泥漿將井噴井徹底封堵，候凝后將深水井噴應急井控設備從井噴井上拆除、回收再利用；

（4）如果步驟（3）中的壓井作業失敗，則關閉雙閘板封井器和注入端口Ⅱ，停止運行抑制水合物合成裝置，進行強力封井作業；然后在井噴井的附近開設救援井，救援井與井噴井連通后，通過注入端口Ⅰ或注入端口Ⅱ或打開雙閘板封井器從主流量管線再向井噴井內注入水泥漿將井噴井徹底封堵，候凝后將深水井噴應急井控設備從井噴井上拆除、回收再利用；

在上述步驟中，關閉雙閘板封井器強力封井后，在井噴井與救援井連通之前，通過主流量管線和輔流量管線向雙閘板封井器的上部的流體通道內注入循環流動的高壓流體。