[发明专利]模块化备用流体供应系统

说明书

相关申请的交叉参考

本申请要求临时申请号为NO.60/705538的申请的优先权。

技术领域

本发明通常涉及一种流体供应系统及其设备，并且尤其涉及一种模块化备用液压流体供应系统及其设备。

背景技术

海底钻探操作会遇到井喷，井喷是控制不了的地层流体进入到钻井内。井喷很危险并且代价很高。井喷可能会导致人员伤亡、环境污染、损坏钻井装置、以及井底产品的损失。为了避免井喷，就需要防喷(BOP)装置。BOP装置典型地包括一系列隔离性好并能控制钻井位置的地层压力和流体的功能。BOP功能包括打开和关闭液压操作的闸板、密封环、用于切割管子的剪切式闸板、一系列控制钻井流体流量的远程操作的阀、以及井底再进入装置。此外，再加上过程和环境监视装置就完成了BOP系统。钻井工业涉及作为BOP堆栈的BOP系统。

钻井和BOP通过一个运送地层流体(如油等)到表面并使钻探流体循环的海底取油管连接到表面钻探运载工具。海底取油管通过底部(lower)海底取油管包(“LMRP”)连接到BOP，其中LMRP包含连接到BOP、用于井底控制的密封环的装置，和为BOP的操作提供液压流体的流动控制装置。LMRP和BOP通常被共同称之为简单的BOP。许多BOP功能元件是液压控制的、具有连接到用于提供液压流体和其它井底控制流体的升降器的管路。典型地，中央控制单元允许操作者从表面上监视和控制BOP功能元件。中央控制单元包括用于控制各种BOP功能元件的液压控制系统，每个液压控制系统都具有很多位于其上游的流动控制部件。表面运载工具上的操作者通过电子多路复用控制系统典型地操作流动控制部件和BOP功能元件(functions)。

某些钻探或环境条件需要操作者将LMRP从BOP断开并将升降器和LMRP重新取回到表面运载工具上。当LMRP断开时BOP功能元件必须容纳井底，从而使地层流体不逸入到外部环境内。为了提高在翻倒或不连接条件下井底被容纳的可能性，系统(companies)典型地包括一个备用系统，设计用于在一个控制部件失效时防止失控。通常，系统通过在所有关键控制单元内安装两个单独的互相独立的中央控制系统来提供备用。该工业上涉及两个中央控制单元如一个蓝色箱(blue pod)和一个黄色箱(yellow pod)。只有一个箱正常使用，而另一个用于提供备用。

虽然工业上早已经在部件失灵的情况下设计了可回收类型的箱，后来其类型的尺寸增大了并且不能有效地被回收。此外，虽然现在的系统已经有两个备用，但是该备用经常仅是安全的备用而不是可操作性的备用，也就是单个的部件失灵将需要停止钻探操作、使井底安全、替换失灵的部件。停止钻探来替换部件经常意味着一个较大的停工周期以及钻探承包商和操作者的重大收入损失。

工业上需要一种简单并且成本低的方法来提供额外的备用并防止意外的堆栈修复(stack retrieval)。工业上需要一种简单的可回收系统来允许在部件失灵期间连续的安全操作并能容易且快速安装到现有的井底控制系统内。工业上需要一种简单、经济、并且有效的方法来控制海底水井控制系统。

发明内容

在一些实施例中，本发明提供了一种改进了的方法和设备通过可选择的流动路线为流体流动部件提供备用。在一些实施例中，本发明考虑到故障部件的安全和有效旁通同时允许连续流到功能元件和目的地(destination)。本发明可以被集成到任何现有的流体系统或被安装在全新的流体系统内以提供一个有效备用层。在其它实施例中，本发明涉及一种用于海底防喷(BOP)控制功能元件的独立的控制系统。本发明尤其用于水中10000米以及以下深度处的液压操作控制系统和功能元件。

在一些实施例中，流体供应设备包括一初级流体流动路径，该路径包括一个或多个初级流动控制部件、干涉梭阀(intervention shuttle valve)和目的地；旁通流动控制部件的次级流体流动路径，该路径包括一个或多个次级流动控制部件的模块化可拆卸块、干涉梭阀和将次级流动控制部件的模块化可拆卸块连接到干涉梭阀的可选择拆卸软管和目的地。远程操作运载工具(ROV)可以将可选择的液压供应源提供到已经失去了传统控制的BOP功能元件。在一些实施例中，干涉梭阀具有出口和次级入口，该出口是接到BOP功能元件的硬管，该次级入口是从接收器板硬配管(hard piped)。