[发明专利]海底处理系统的控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于海底处理系统的流体输送管道的控制系统。更具体地说，该控制系统适用于需要连接及断开系统-模块与海底区域中使用的管汇间的石油和/或天然气输送管道的海底区域。该控制系统包括试井设备和/或其他基于平台的应用。

背景技术

传统的水下油/气田可包括由若干输送管连接的海底井和主机设备之间的可控的水下设备。当从若干分散的海底井中出产碳氢化合物时，最简单的方法是在将混合流体通过单输送管输送至可能在若干公里外的水面主机设备之前，在管汇就地收集井产物。(在本说明书中，术语“主机”和“水面主机设备”可替换使用)

在这样的构造中，所有来自油井的输出都作为单一多相流输送到主机。然而，在多数情况下需要具有确定各单井动态的能力。通常达到该目的的方法是安装一条从管汇到主机的第二输送管。来自所选油井的流体然后通过管汇内集成的遥控致动阀门转流入第二输送管。

来自输送管的流体因而在主机汇集。然后进行相分离和分析以获取单独井的产量和动态。一旦分析过程完成，可以选择另一个井并重复上述过程直到每个井都被测试。由于在输送过程中在输送管道内通常会发生一定量的分离，所以测试结果会有一些偏差。实践中，井和主机相隔若干公里。由于在井产出的时间和井产量测试的时间之间有一个明显的时间延迟，所以无法实时分析。安装第二输送管和与主机相关的升降器会是一笔很大的花费。而且，为了保证下一个测试仅在产自所选井的流体中进行，会有一个相当长的延迟以给出时间清除输送管内上一次测试的流体。

另一个试井的方法是通过“分速器”或通过“推论”来测试。这是通过终止来自各油井的流动并分析来自剩余油井的混合流体而实现的。因此通过对来自剩余油井的混合流测试和分析所得的数据进行计算就能得到各单井的产量和动态。这个方法不是非常精确，因为当关闭了所选油井的流动时，由于对流动的阻力较小，所以会对剩余油井的流动特征产生影响。

近来的技术发展已经能够将多相仪表引入使用。它们通常适应于各分支并能够监控和传递各相的流动信息，但是不能测定碳氢化合物产品的成分分析。虽然这些仪表的精度在慢慢改善，但是它们非常昂贵而且需要临时校准。

EP1555387A1披露了一种用于海底处理系统的可回收模块，它用于在水底开采油田/天然气田。该系统使用的是模块隔离和连接装置，该装置可以在考虑油田特性变化更改或改正或改变开采油田的方法的短时期内进行简单的无需潜水的模块替换。然而，对减少海底安装和维修时间的需求使得模块化处理系统在深水中的应用增加。在海底系统中对可互换模块的使用需要对应的连接系统，该连接系统可使得模块下降就位，而且与石油/天然气供给连通，而且还可通过从海面操作的方式从其中拆除。

GB2261271披露了一种用于将来自油井的石油、天然气和水的混合物分离成单一组分的模块化处理系统。该系统包含海上装置，其中可互换的模块单独支承在位于海底的支承框架内，该模块用于分离混合物。两部分连接器能使模块从海面下降到框架内并连接至油井。该模块还能从系统回收以便能在海面进行维护。

在公布的WO0216734号PCT说明书中披露了一种系统模块和安装方法。该安装方法包含经由单连接将对接单元固定于基座的步骤。输送管连接至所述对接单元，可回收的独立模块从海面下降到包括启动隔离装置的对接单元。该系统可通过部分水底设备来进行重配或替换而无需关闭或显著减少油田产量。

本发明利用上述模块化的海底处理系统结构。其使用处理模块中的一个作为测试分离器，同时来自剩余油井的产出物接通其他处理模块。通过这种方式就能产生快速且精确的结果，因为每次选取不同的油井测试时没有长的输送管需要清理，而且避免了使用高成本的多相仪表。为了更好地理解该系统，本发明优选实施例的附图和相应的描述内容将在具体实施方式部分进行说明。

发明内容

使用处理模块中的一个作为测试分离器的模块化海底处理单元的控制系统包含连接外部管道的系统-模块，该系统-模块包括系统-模块隔离和连接装置的第一部分，该隔离和连接装置作用于接收的流体。与系统-模块隔离和连接装置的第一部分连接的至少一个输入管道和至少一个输出管道，用于通过管汇的第二互补部分选择性地将系统-模块与外部流体通道隔离，或将系统-模块与外部流体通道连接。