[發明專利]深水氣井生產管路水合物堵塞早期監測裝置及方法

有效

• 申請號: 201610735711.2
• 申請日: 2016-08-26
• 公開（公告）號: CN106322121B
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發明（設計）人: 王志遠;趙陽;孫寶江;張劍波;楊彩鳳;于璟
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: F17D5/02
• 分類號: F17D5/02;F17D1/17;E21B43/01
• 代理公司: 北京思格頌知識產權代理有限公司11635
• 代理人: 潘珺

1.一種深水氣井生產管路水合物堵塞早期監測裝置，包括：數據采集傳輸系統、數據分析處理系統和水合物抑制劑自動注入系統；數據采集傳輸系統實時監測生產管路內溫度壓力數據，并將監測數據傳輸到數據分析處理系統；數據分析處理系統對監測數據進行存儲、分析和處理，對生產管路內天然氣水合物堵塞狀況進行計算分析，并發出預警信號和水合物抑制劑注入指令；水合物抑制劑自動注入系統安裝在平臺上，根據數據分析處理系統發出的指令，向生產管路中注入水合物抑制劑；其特征在于：

數據采集傳輸系統，包括：第一溫壓傳感器組、第二溫壓傳感器組、第三溫壓傳感器組、分布式光纖傳感器和光纜；第一溫壓傳感器組安裝在水下采油樹下方，用于監測水下采油樹下方附近井筒內的流體溫壓參數；第二溫壓傳感器組安裝在海底管線的入口處，用于監測海底管線入口處管線內流體溫壓參數；第三溫壓傳感器組安裝在海底管線的出口處，用于監測海底管線出口處管線內流體溫壓參數；分布式光纖傳感器沿立管鋪設，用于監測立管內每一點處流體溫壓參數；第一溫壓傳感器組、第二溫壓傳感器組、第三溫壓傳感器組和分布式光纖傳感器監測的溫壓參數通過光纜傳輸到數據分析處理系統；

數據分析處理系統，包括：光纖接口、光-電解調器、計算機和報警器；光纖接口與光纜相連接，光電解調器通過光纖與光纖接口連接，光電解調器與計算機相連，計算機與報警器相連；井下數據采集傳輸系統采集到的井下溫壓數據通過光纜和光纖接口傳輸至光-電解調器，光-電解調器將光信號轉換為電信號，電信號通過電線傳輸給計算機，計算機根據井下數據采集傳輸系統監測到的井下數據，對生產管路中水合物堵塞狀況進行計算分析，判斷水合物堵塞發生的位置，確定堵塞狀況危險級別，計算距離發生完全堵塞所需時間，發出預警指令以及水合物抑制劑注入指令；報警器根據數據分析處理系統發出的報警指令，發出相應級別的預警信號，提示作業人員生產管路中水合物堵塞嚴重程度以及距離管路被水合物完全堵塞還剩余的時間；

水合物抑制劑自動注入系統，包括水合物抑制劑儲罐、信號執行機構、第一水合物抑制劑注入泵、第二水合物抑制劑注入泵、第三水合物抑制劑注入泵、第一水合物抑制劑注入管線、第二水合物抑制劑注入管線和第三水合物抑制劑注入管線；水合物抑制劑儲罐安裝在生產平臺上，用于儲存水合物抑制劑，分別通過管線與第一水合物抑制劑注入泵、第二水合物抑制劑注入泵、第三水合物抑制劑注入泵相連，向第一水合物抑制劑注入泵、第二水合物抑制劑注入泵、第三水合物抑制劑注入泵提供水合物抑制劑；信號執行機構與計算機相連接，根據計算機發出的指令，對第一水合物抑制劑注入泵、第二水合物抑制劑注入泵和第三水合物抑制劑注入泵進行操作，包括啟泵與停泵；第一水合物抑制劑注入接頭安裝在第一溫壓傳感器組的上方5m，第二水合物抑制劑注入接頭安裝在海底管線的入口處，即第二溫壓傳感器組的下游，第三水合物抑制劑注入接頭安裝在海底管線的出口處，即第三溫壓傳感器組的下游；第一水合物抑制劑注入管線連接第一水合物抑制劑注入泵和第一水合物抑制劑注入接頭；第二水合物抑制劑注入管線連接第二水合物抑制劑注入泵和第二水合物抑制劑注入接頭；第三水合物抑制劑注入管線連接第三水合物抑制劑注入泵和第三水合物抑制劑注入接頭。

2.根據權利要求1所述的深水氣井生產管路水合物堵塞早期監測裝置，其特征在于：根據生產管路被水合物堵塞的嚴重程度，將預警信號分為四個等級：若水合物沉積附著造成生產管路有效管徑d_e減小為0.7d_i≤d_e<0.9d_i，則發出一級預警信號，其中d_i為原始管徑；若0.6d_i≤d_e<0.7d_i，則發出二級預警信號；若0.4d_i≤d_e<0.6d_i，則發出三級預警信號；若d_e<0.4d_i，則發出四級預警信號。