專利名稱：油脂輸送系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及油脂輸送系統、井干預(修井)模塊、包括這種油脂輸送系統的水下烴抽提設施、和將油脂輸送到位置的方法。
背景技術：
熟知的是，當在水下設施(例如包括至少一個烴生產井的海底烴抽提設施)處執行鋼絲繩干預操作時，必需在鋼絲繩的操作期間將高壓油脂注入到干預壓力控制頭內，以便潤滑該線并且相靠井流體的入口提供密封。前面的油脂注入嘗試利用來自表面(也就是“頂側”)的油脂供應，其在海底泵送到設施。然而，應理解，該方法遇到油脂控制和響應問題-例如，油脂的粘性很大程度上取決于溫度，并且由于油脂在海底泵送長段距離，故外界溫度將在長度之上顯著變化，這使控制變得復雜。為避免這樣的油脂控制和響應問題，最佳的是在本地控制油脂供應到注入點。換句話說，油脂的供應在海底貯藏，因而避免溫差問題，并且在需要的情形下直接地施加。然而，從這樣的系統產生的問題是僅僅相對小的量可在海底貯藏-典型地在油脂容器中。由于油脂供應必須為盡可能接近恒定的，故有利的是提供系統由此從一個容器到另一個(例如替換容器)的轉換可盡可能無縫地執行，其中最小化任何油脂流阻斷。US 20110094731 Al描述這樣的本地油脂注入系統，其利用(多個)液壓控制閥的接近瞬時切換而執行轉換，該(多個)液壓控制閥在(多個)容器和注入點之間在油脂供應線中定位。盡管系統本身提供超出前面的頂側油脂供應方法的優點，但是它遭受數個問題。例如系統依靠液壓閥的可靠和瞬時切換-如果這失效，則然后可嚴重威脅系統的安全。另夕卜，盡管切換為接近瞬時的，但是在流中的小的間隙甚至在無故障的操作期間仍可發生。
發明內容
本發明的目的為提供解決與現有技術相關的問題的油脂輸送系統。該目的通過提供獨立的油脂輸送和使來自這些供應的油脂輸出能夠在缸體轉換期間被同時地提供，并且/或者通過利用油脂控制閥而達到。更詳細地，本發明使用兩個或更多個油脂缸體，其中在任一時刻僅僅一個缸體供應油脂，直到缸體供應轉換。在這點上，對于時間段(“t”)，該供應與第二缸體的輸出同時輸出。可能的是，同時的油脂輸出可使來自這些輸出的油脂能夠共同混合。本發明特別地適合于用于油脂的應用，該油脂被供應到干預設備(例如干預模塊)的壓力控制頭，其用于在干預操作期間在水下烴抽提設施處使用。加壓的油脂實現線的潤滑并且維持密封的井。可選地，本發明可用于任何其它應用，在其中對于位置需要油脂輸送。根據本發明，提供用于將油脂輸送到位置的油脂輸送系統，其包括:
第一和第二油脂存儲器， 第一油脂存儲器輸出，用于從第一存儲器輸出油脂；
第二油脂存儲器輸出，用于從第二存儲器輸出油脂；以及
用于使油脂沿著相應油脂存儲器輸出從所述第一和第二存儲器中的各個輸出的相應裝置；
其中，系統還包括共同油脂輸出，用于將油脂輸送到位置，共同油脂輸出連接到第一和第二油脂輸出中的各個，使得油脂可從第一和第二存儲器同時輸出到共同油脂輸出。根據本發明的第二方面，提供一種井干預模塊，其包括根據第一方面的油脂輸送系統，用于附連到水下烴抽提設施。根據本發明的第三方面，提供一種水下烴抽提設施，其包括第一方面的油脂輸送系統。 根據本發明的第四方面，提供一種將油脂輸送到位置的方法，其包括如下步驟，提供:
第一和第二油脂存儲器，
第一油脂存儲器輸出，用于從第一存儲器輸出油脂；
第二油脂存儲器輸出，用于從第二存儲器輸出油脂；
用于使油脂沿著相應油脂存儲器輸出從所述第一和第二存儲器中的各個輸出的相應裝置；和
共同油脂輸出，用于將油脂輸送到位置，共同油脂輸出連接到第一和第二油脂輸出中的各個，
方法還包括如下步驟，對于輸送時段，使油脂從第一和第二存儲器中的各個同時輸出到共同油脂輸出。本發明提供超出現有技術的各種優點。這些包括:
i)油脂到注入點的本地控制，這相反于已知的頂側油脂輸送系統；
ii)來自分開的油脂缸體的同時油脂供應提供無縫油脂供應到該或各油脂注入點。不存在如下風險，即由于失效的瞬時切換閥或其它切換裝置而存在沒有油脂注入的時段；以及
iii)同時油脂供應確保即使切換失敗發生，存在能夠用于診斷性錯誤發現、糾正的時間，和/或能夠使井安全的時間。
本發明現參考附圖描述，其中:
圖1示意地示出利用油脂控制閥的、根據本發明的第一實施例的油脂輸送系統；和 圖2示意地示出利用液壓控制閥的、根據本發明的第二實施例的油脂輸送系統。
具體實施例方式圖1示意地示出第一實施例，其中油脂控制閥用于控制轉換。重要的是注意到，為了簡便，圖1省略了控制布置的某些細節，例如，用于從傳感裝置6接收信號的機構，但是相反僅僅示出液壓流體/油脂輸送系統的細節。應理解，這樣的控制元件可以以任何標準方式實現，例如利用發送到可在海底或在表面處定位的模塊的電子或電控制信號，或經由液壓控制系統。合適的控制系統本身為熟知的，這將被本領域技術人員理解，并且因此進一步的細節不進一步在此提供。液壓流體供應I經由液壓供應功能閥2而提供液壓流體到第一油脂存儲器(在這種情況下缸體3)，該液壓供應功能閥2可操作成處于第一打開構造以提供液壓流體到缸體3 ;和處于第二“返回”構造以使液壓流體返回到源。在特定實施例中，閥可包括“截斷泄放”閥，也就是使得閥可額外地可操作以在兩方向上截斷通過其中的液壓流體流。源可例如包括本地單一液壓流體缸體(未示出)，或者來自臍帶管纜(umbilicalcable)的供應。在該實施例中，閥2構造成可通過可遠程操作的運載工具(ROV)(水下機器人)、遠程控制潛水艇而操作。該液壓流體供應為可操作的，從而通過供應液壓流體到缸體3以從其中移置油脂而使油脂從缸體3輸出。更詳細地，缸體3包括可移動活塞11，其將缸體3分成兩個腔室，較低腔室(如所示)用于接收液壓流體4，和較高腔室用于接收油脂5。缸體3具備傳感裝置6，用于探測在缸體3內的油脂5的量，該傳感裝置6可具有各種形式，例如在本領域中熟知的限位開關或位置傳感器。“熱入扣(hot stab)”注入點7在來自上腔室的存儲器輸出線12處定位，用于使油脂能夠被注入到系統內用于補充。如在本領域所熟知，熱入扣使可遠程操作的運載工具(R0V-未示出)能夠將線“入扣”成點7，也就是提供陽性和陰性互鎖部件，其中的一個在7處定位，另一個由ROV攜帶。圖1示出閥機構8，其連接到點7，這表示如下事實:熱入扣有效地作為閥，如果沒有入扣發生，則該閥為關閉的，如果入扣進行中，則該閥為打開的。在點7處注入的補充油脂可從本地貯藏的油脂容器(未示出)、或者由例如ROV攜帶的容器而提供。油脂控制閥9 (在該實施例中液壓先導控制的)在經過注入點7的存儲器輸出線12中提供，用于控制通過輸出線12的油脂流，該閥9可操作以選擇性地允許或截斷通過其中的油脂流。輸出線12通向共同油脂輸出10，用于在需要的位置處、例如在干預設備的壓力控制頭處配置。在圖1中，額外的油脂注入缸體模塊與上面描述的第一模塊并行地示出，具有相似構件，該模塊包括:液壓供應功能閥2’ ；第二油脂存儲器，也就是具有可移動活塞11’的缸體3’，該可移動活塞11’產生兩個腔室分別用于液壓流體和油脂；傳感裝置6’ ；注入點V (具有相關的“閥”8’)；油脂控制閥9’;和存儲器輸出線12’。輸出線12’通向共同油脂輸出10。虛線示出可選的額外油脂注入缸體模塊-實際上這樣的模塊的數量η可被選擇，以適應特定應用，其具有如下附帶條件，即需要總共至少兩個模塊，以致實現缸體轉換。各缸體包括與上面描述的首先兩個相似的構件，其中缸體的相應的輸出線通向共同油脂輸出10。正常操作模式如下，其中為了簡便，描述了僅僅兩個缸體(3，3’ )布置:
i)液壓供應功能閥2通過ROV打開，以在壓力下將液壓流體從供應I發送到缸體3。便利地，閥2’在此時也通過ROV打開；
)油脂控制閥9液壓地打開，以允許油脂流通過輸出線12 (其中油脂控制閥9’保持關閉)；(注意步驟i)和ii)可以以任何順序實現)
iii)在缸體3中的加壓的液壓流體4使油脂5在壓力下輸送經過注入點7、通過打開的油脂控制閥9，并且向前到共同油脂輸出10，以根據需要配置；
iv)當傳感裝置6指示在缸體3中剩余的油脂水平為低的時，在第二油脂缸體供應線上的油脂控制閥9’液壓地打開；
v)對于輸送時段， 油脂從缸體3和3’兩者同時供應到共同油脂輸出10，以確保油脂的無縫供應；
Vi)當以下條件中的任何一個適用時油脂控制閥9關閉:
a)第一缸體3的油脂水平通過傳感裝置6探測而為耗盡的，
b)第一缸體3的油脂水平通過傳感裝置6探測而達到預設的下限，或者
c)在預設長度的時間之后；以及
vii)第二油脂供應缸體3’現在提供單一油脂供應到共同油脂輸出10。為了補充缸體3，實現以下步驟:
viii)液壓閥2通過ROV切換成用于“返回”；
ix)油脂經由注入點7注入到輸出線12內，并且再填充缸體3直到通過傳感裝置6確定該缸體為足夠滿的；以及
x)一旦補充，閥2通過ROV切換回到“打開”，以用于供應液壓流體，為當需要時液壓地打開油脂控制閥9作準備。當缸體3’類似低地運行時，它可以以相應方式而被補充，也就是通過將閥2’轉換至IJ “返回”，將油脂注入到輸出線12’以再填充缸體3’，并且將閥2’切換為打開的。如果使用多缸體布置，也就是利用超過兩個缸體模塊，閥打開、油脂輸出共同混合、和閥關閉的上述循環可繼續 用于與在系統中存在的一樣多的缸體模塊。本發明的第二實施例在圖2中示意地示出，其與圖1的實施例的主要不同在于，這里液壓控制閥而不是油脂控制閥用來控制轉換。顯而易見的是，該實施例的構件中的大部分類似于圖1中的這些，并且如果合適的話保留相似標記。然而，在該實施例中，ROV可操作的閥2，2’由液壓控制閥13，13’替換，并且油脂控制閥9，9’由ROV可操作的閥14，14’替換。換句話說，在該第二實施例中，油脂供應的控制通過液壓控制閥13，13’而不是油脂控制閥9，9’而實現。這里，液壓控制閥13，13’包括“截斷泄放”閥，其可放置成三個操作模式:“打開”(以使雙向流能夠通過其中)，“關閉”(其中通過其中的流在兩個方向上被截斷)，和“用于返回”，其中在缸體3中的液壓流體可返回到源(也就是到供應I)。操作模式為如下(再次為了簡便，描述了僅僅兩個缸體模塊系統):
i)液壓控制閥13液壓地打開，以在壓力下將液壓流體從供應I發送到缸體3 (液壓控制閥13’保持關閉)；
)油脂閥14通過ROV打開，以允許油脂流通過輸出線12，便利地油脂閥14’也可在此時由ROV打開；(注意步驟i)和ii)可以以任何順序實現)
iii)在缸體3中的加壓的液壓流體4使油脂5在壓力下輸送經過注入點7、通過打開的油脂閥14，并且向前到共同油脂輸出10，以根據需要配置；
iv)當傳感裝置6指示在缸體3中剩余的油脂水平為低的時，液壓控制閥13’液壓地打
開；
v)對于輸送時段，油脂從缸體3和3’兩者同時供應到共同油脂輸出10，以確保油脂的
無縫供應；
vi)當以下條件中的任何一個適用時，液壓控制閥13液壓地放置成“關閉”操作模式，以雙向地截斷通過其中的流體流:
a)第一缸體3的油脂水平通過傳感裝置6探測為耗盡的，
b)第一缸體3的油脂水平通過傳感裝置6探測達到預設的下限，或者c)在預設長度的時間之后；以及
Vii)第二油脂供應缸體3’現在提供單一油脂供應到共同油脂輸出10。為了補充缸體3，實現以下步驟:
viii)油脂閥14通過ROV關閉；
ix)油脂閥13放置成“用于返回”操作模式；
x)油脂經由閥8和注入點7注入到輸出線12，并且再填充缸體3;以及
xi)一旦補充，油脂閥14通過ROV切換回到打開，以用于供應液壓流體，為當需要時液壓地打開液壓控制閥13作準備。可觀察到，在該實施例中ROV可操作的油脂截斷閥14，14’的目的是實現油脂補充操作。對于這兩個優選實施例兩者，可因此觀察到ROV操作僅僅在啟動時需要，并且僅僅需要用于從補充的缸體重新開始油脂輸送-液壓地實現正常的油脂供應轉變，使得這可幾乎立即完成。前述實施例僅 僅為示范性的，并且各種其它替代或更改將對本領域技術人員顯而易見。例如從技術視角觀察，閥2，2’，9，9’，13，13’，14，14’中的任一個或所有可為ROV操作的或液壓先導控制的。例如，如果所有閥為ROV操作的，然后傳感裝置6，6’可簡單地將信息標記到表面，從而指明油脂變得低，并且操作者將跑到ROV中以當需要時關閉/打開閥。如果所有閥為液壓先導控制的，例如更精密的控制系統可被放到合適位置中，盡管這將需要在設施的海底控制模塊(SCM)中的更大量的液壓功能線。盡管上面的實施例描述熱入扣點的使用，以使油脂能夠進入系統用于補充，但是相反，這樣的補充本地油脂貯藏可永久地鉛垂連接(plumb)到系統上，例如到輸出線12上。在這種情況下，補充由定位在油脂貯藏和輸出線12之間的物理閥或旋塞(tap)8控制，該物理閥或旋塞8例如可為液壓地可操作的、電可操作的、或通過ROV可操作的。在這種情況下，各缸體的注入點7，7’…可連接到共同油脂源或可選地連接到兩個或更多個分開的油脂源。在上述實施例中，傳感裝置6包括單一限位開關或位置傳感器。然而，當經由注入點7利用來自供應的油脂補充缸體3時，同樣可能的是，通過利用分離的流或壓力傳感裝置來檢測來自油脂供應的油脂流何時停止而確定在缸體3中的油脂的量。在另外的可選實施例中，來自各缸體3，3’…3"的在共同輸出線10中的油脂的共同混合可通過采取步驟被促進，以確保大致相等的油脂輸出壓力用于各缸體3，3’…3n。這可通過利用控制系統達到，該控制系統能夠實現輸出線12，12’ ".12η的差壓控制。該控制系統可例如包括壓力變換器，其鏈接到線12，12’ *..12η和可變的孔口 /阻流閥，替代閥9，9’…纊或14，14’ ".14η。這些將通過反饋環和相關的邏輯控制而鏈接，以便調整通過其中的油脂流的壓力，以提供大致相等的油脂壓力。這些可變閥仍可用來提供如同前述實施例的截斷功能。
權利要求
1.一種用于將油脂輸送到位置的油脂輸送系統，其包括: 第一和第二油脂存儲器， 第一油脂存儲器輸出，用于從所述第一存儲器輸出油脂； 第二油脂存儲器輸出，用于從所述第二存儲器輸出油脂；以及 用于使油脂沿著相應油脂存儲器輸出從所述第一和第二存儲器中的各個輸出的相應裝置； 其中，所述系統還包括共同油脂輸出，用于將油脂輸送到所述位置，所述共同油脂輸出連接到所述第一和第二油脂輸出中的各個，使得油脂可從所述第一和第二存儲器同時輸出到所述共同油脂輸出。
2.根據權利要求1所述的油脂輸送系統，其特征在于，還包括至少一個額外油脂存儲器、相關的油脂存儲器輸出和用于使油脂從所述至少一個額外存儲器輸出的裝置，所述至少一個額外油脂存儲器輸出連接到所述共同油脂輸出。
3.根據權利要求1和2中的任一項所述的油脂輸送系統，其特征在于，包括油脂供應裝置，用于供應油脂到所述存儲器中的各個。
4.根據任 一前述權利要求所述的油脂輸送系統，其特征在于，用于使油脂從所述相應存儲器輸出的每個相應裝置包括液壓流體供應裝置，用于供應液壓流體到所述相應存儲器中的各個，以從其中移置油脂。
5.根據權利要求4所述的油脂輸送系統，其特征在于，所述液壓流體供應裝置包括與所述存儲器中的各個相關的液壓流體閥，所述閥可操作以選擇性地使通過其中的液壓流體流能夠到所述相應存儲器，或者能夠使液壓流體返回到液壓流體源。
6.根據權利要求5所述的油脂輸送系統，其特征在于，各液壓流體閥還可操作以選擇性地截斷通過其中的液壓流體流。
7.根據權利要求5和6中的任一項所述的油脂輸送系統，其特征在于，各液壓流體閥為液壓先導控制的。
8.據權利要求5和6中的任一項所述的油脂輸送系統，其特征在于，各液壓流體閥為ROV可操作的。
9.根據任一前述權利要求所述的油脂輸送系統，其特征在于，包括定位在各油脂存儲器輸出中的油脂閥，其可操作以選擇性地允許或截斷通過其中的油脂流。
10.根據權利要求9所述的油脂輸送系統，其特征在于，各油脂閥為液壓先導控制的。
11.根據權利要求9所述的油脂輸送系統，其特征在于，各油脂閥為ROV可操作的。
12.根據任一前述權利要求所述的油脂輸送系統，其特征在于，各存儲器包括傳感裝置用于檢測在所述存儲器內的油脂的水平。
13.一種井干預模塊，其包括根據任一前述權利要求所述的油脂輸送系統，用于附連到水下烴抽提設施。
14.一種水下烴抽提設施，其包括任一前述權利要求所述的油脂輸送系統。
15.一種將油脂輸送到位置的方法，其包括如下步驟，提供: 第一和第二油脂存儲器， 第一油脂存儲器輸出，用于從所述第一存儲器輸出油脂； 第二油脂存儲器輸出，用于從所述第二存儲器輸出油脂；用于使油脂沿著相應油脂存儲器輸出從所述第一和第二存儲器中的各個輸出的相應裝置；和 共同油脂輸出，用于將油脂輸送到所述位置，所述共同油脂輸出連接到所述第一和第二油脂輸出中的各個； 所述方法還包括如下步驟: 對于輸送時段，使油脂從所述第一和第二存儲器中的各個同時輸出到所述共同油脂輸出。
16.根據權利要求15所述的方法，其特征在于，用于使油脂從所述相應存儲器輸出的各個相應裝置包括液壓流體供應裝置，用于將液壓流體供應到所述相應存儲器中的各個，以從其中移置油脂，并且所述方法包括如下步驟，控制到各存儲器的液壓流體流，和來自各個所述存儲器的油脂供應。
17.根據權利要求15和16中的任一項所述的方法，其特征在于，所述位置包括用于在水下烴抽提設施處使用的干預設備的壓力控制頭。
全文摘要
一種用于將油脂輸送到位置的油脂輸送系統，其包括第一和第二油脂存儲器；第一油脂存儲器輸出，用于從第一存儲器輸出油脂；第二油脂存儲器輸出，用于從第二存儲器輸出油脂；和用于使油脂沿著相應油脂存儲器輸出從所述第一和第二存儲器中的各個輸出的相應裝置；其中，該系統還包括共同油脂輸出，用于將油脂輸送到位置，共同油脂輸出連接到第一和第二油脂輸出中的各個，使得油脂可從第一和第二存儲器同時輸出到共同油脂輸出。
文檔編號E21B33/076GK103174396SQ20121055990
公開日2013年6月26日 申請日期2012年12月21日 優先權日2011年12月22日
發明者M.奧爾根, P.戴維, G.湯姆森 申請人:韋特柯格雷控制系統有限公司