[發明專利]一種用于深水作業水合物抑制的水下樹安全系統及抑制方法

有效

• 申請號: 201810722730.0
• 申請日: 2018-07-04
• 公開（公告）號: CN108952637B
• 公開（公告）日: 2020-08-14
• 發明（設計）人: 孫維洲;關利軍;田向東;楊昆;魏安超;茅春;蔣政達
• 申請（專利權）人: 中海艾普油氣測試（天津）有限公司
• 主分類號: E21B43/01
• 分類號: E21B43/01;E21B43/22;E21B47/06;E21B47/07;E21B47/04
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理事務所(普通合伙) 11369
• 代理人: 姜美洋

本發明公開一種用于深水作業水合物抑制的水下樹安全系統，包括：抑制劑注入點，其沿水下樹軸向等間距設置在水下樹之間；第一注入閥，其設置在所述抑制劑注入點處，用于注入熱力學抑制劑；第二注入閥，其設置在所述抑制劑注入點處，用于注入動力學抑制劑；絞車，其與所述水下樹連接，用于控制所述水下樹沿井下管柱軸向運動，使得所述抑制劑注入點覆蓋整個井下管柱。能夠對水下管柱進行多點監測，達到高效的水合物抑制。本發明還公開一種用于深水作業水合物抑制的水下樹安全抑制方法，基于BP神經網絡確定第一注入閥和第二注入發的開啟以及抑制劑的加入深度，還能控制熱力學抑制劑和動力學抑制劑的加入量，有效抑制水合物的形成。

技術領域

本發明涉及海上深水石油、天然氣勘探技術領域，更具體的是，本發明涉及一種用于深水作業水合物抑制的水下樹安全系統及抑制方法。

背景技術

目前的技術現狀是作業時將地層的石油、天然氣引至地面進行數據錄取。但在石油天然氣引至地面的過程中，由于壓力、溫度的變化，特別是海床附近接近零度的海水溫度，極易使得管柱內形成水合物，一旦形成水合物會很快的造成油管的損壞或堵塞，對整個作業平臺的安全造成威脅，巨額的勘探投入將前功盡棄。

現有的管柱工藝無法監測石油天然氣的溫度變化，無法注入水合物抑制劑，僅能在緊急情況下關閉安全閥門。但一旦管柱在安全閥門以下刺漏，安全閥門也無法保障安全，使整個作業暴露在危險之中。

據研究水合物在油管中形成時會由明顯的溫壓變化，形成初期是最佳的抑制點，但已有的技術無法監測到數據變化，錯過抑制的最佳時期，給深水測試作業安全留下了巨大的隱患。

發明內容

本發明的一個目的是設計開發了一種用于深水作業水合物抑制的水下樹安全系統，能夠對水下管柱進行多點監測，達到高效的水合物抑制。

本發明的另一個目的是設計開發了一種用于深水作業水合物抑制的水下樹安全抑制方法，基于BP神經網絡確定第一注入閥和第二注入發的開啟以及抑制劑的加入深度，高效抑制水合物形成。

本發明還能根據第一注入閥和第二注入閥的開啟狀態控制熱力學抑制劑和動力學抑制劑的加入量，有效抑制水合物的形成。

本發明提供的技術方案為：

一種用于深水作業水合物抑制的水下樹安全系統，包括：

抑制劑注入點，其沿水下樹軸向等間距設置在水下樹之間；

第一注入閥，其設置在所述抑制劑注入點處，用于注入熱力學抑制劑；

第二注入閥，其設置在所述抑制劑注入點處，用于注入動力學抑制劑；

絞車，其與所述水下樹連接，用于控制所述水下樹沿井下管柱軸向運動，使得所述抑制劑注入點覆蓋整個井下管柱。

優選的是，還包括：

溫度傳感器，其等間距設置在所述井下管柱內壁面、外壁面以及海床泥面處，用于檢測溫度；

壓力傳感器，其分別設置在所述溫度傳感器處，用于檢測壓力；

深度傳感器，其分別設置在所述溫度傳感器處，用于檢測深度；

控制器，其與所述溫度傳感器、壓力傳感器、第一注入閥、第二注入閥和絞車連接，用于接收所述溫度傳感器和壓力傳感器的檢測數據并控制所述第一注入閥、第二注入閥和絞車工作。

相應地，本發明還提供一種用于深水作業水合物抑制的水下樹安全抑制方法，當進行井下作業時，基于BP神經網絡確定抑制劑的加入深度和第一注入閥以及第二注入閥的狀態，包括如下步驟：

步驟1：按照采樣周期，通過傳感器測量井下管柱內部溫度和壓力、外部溫度和壓力以及海床泥面處溫度和壓力；