[發明專利]一種直電式控制水下測試樹

在審

• 申請號: 201910770363.6
• 申請日: 2019-08-20
• 公開（公告）號: CN110529072A
• 公開（公告）日: 2019-12-03
• 發明（設計）人: 唐洋;孫鵬;李澤良;王文;王燕飛;羅丹丹;黃云磊;任杰隆
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: E21B34/04
• 分類號: E21B34/04
• 代理公司: 51242 成都環泰知識產權代理事務所(特殊普通合伙)
• 代理人: 趙紅欣;李斌<國際申請>=<國際公布>=

本發明公開了一種直電式控制水下測試樹，其主要包括連接器與安全閥兩部分，其中連接器由活動推環、球鎖機構、電纜通道、濕接頭以及空心軸電機組成；安全閥由活動推環、空心軸電機、電纜通道、球閥機構、齒輪齒條裝置、緩沖裝置組成。連接器中通過一個空心軸電機控制其內部球鎖機構動作，實現測試管柱的斷開或連接；安全閥中有兩個球閥上下分布，均通過空心軸電機配合齒輪齒條控制其轉動，實現封堵、剪切或開啟。本發明通過空心軸電機對水下測試樹中連接器與安全閥的控制，提高了整體控制及響應速度，克服了液壓控制不足，更好地滿足了深水油氣測試作業對管柱安全控制的要求，保證了緊急情況下作業船、人員、設備和環境安全。

技術領域

本發明涉及海洋油氣開發領域，尤其涉及一種直電式控制水下測試樹。

背景技術

隨著當今社會工業的發展，人們對于資源的需求量也在不斷地增加，陸地資源已經不足以滿足人類對資源的需求量，故而從上世紀開始，人們就將目光轉向了海洋資源的開采。在海洋資源的開采中，主要以深海油氣的開采為主。特別是進入二十一世紀后，各國的石油天然氣開發戰略逐步轉向海洋。不難預測，在未來的資源戰爭中，深水油氣將會占有很大的比重。

在進行深水油氣開發時，油氣測試是其中一個必不可少的環節。在進行深水測試時，浮式平臺或鉆井船受風、浪、流等影響會發生升沉、縱搖、橫搖等運動，與之相連的深水測試管柱也會隨之運動。若遭遇惡劣海況，如臺風、潮汐、海嘯等，要求立即停止作業，并通過水下測試樹封堵海底井口處測試管柱內高壓流體，并迅速斷開測試管柱，保證測試管柱安全，使平臺或鉆井船能快速撤離，以確保平臺、工作人員和設備的安全。如果沒能及時安全撤離，可能發生測試平臺沉沒等嚴重安全事故，威脅到工作人員的生命安全，導致巨大的設備及經濟損失，并且會造成油氣泄漏對海洋環境造成嚴重污染。

當前深水油氣測試作業中所用水下測試樹，主要是液壓直接控制或電液聯合控制方式，實質上其均包含液壓控制模塊，即通過液壓管線內的液壓控制水下測試樹中的連接器和安全閥。但是在深水環境中長距離的液壓管線控制，其響應時間有一定的滯后性，大大影響了鉆井船的撤離效率，且其中液壓油易發生泄漏，長時間后其自身壓縮性還會造成管路變形；而當環境變化太大時油溫和載荷變化較大，不易保持負載運動速度的穩定性；液壓油的污染對液壓系統的穩定性能影響非常顯著，甚至有可能導致液壓系統失效；液壓油在管路中流動會產生壓力損失，當管路較長時壓力損失較大、傳功效率降低。因此液壓傳動不宜用于遠距離控制與傳動，從而局限了水下測試樹樹的范圍；且液壓控制響應速度慢，不利于實現高效控制。

因此無論是液壓控制還是電液控制，其所包含的液壓控制方式都具有上述缺點。因此，需要設計一種不包含液壓控制系統的水下測試樹，即直接通過電纜控制的水下測試樹裝置，從而可以通過直電傳輸控制電機實現對于連接器、安全閥等運動的機構的控制，實現可靠封堵井底高壓油氣，且實現迅速斷開測試管柱，以滿足不同深水測試水深的變化和更好保障深水測試安全的要求。

發明內容

本發明的目的在于：針對現有深水油氣開發工具中所存在的問題及需求，提出一種直電式控制水下測試樹，所述的直電式控制安全球閥滿足了快速可靠封堵井下高壓油氣的要求；所述直電式控制連接器實現了測試管柱的快速斷開；所述空心軸電機解決了水下測試樹內過流通道較大、空間有限、電機尺寸結構限制的問題。

本發明采用如下技術方案：