[发明专利]水下油井控制系统及方法

说明书

关于联邦赞助的研究或开发的声明

不适用。

技术领域

本发明涉及对水下油井操作的控制和监测。更具体地说，本发明 涉及一种用于控制和监测水下油田中的多口油井的分布式系统。

背景技术

实际上，要控制的油井有三种类型：开采油井、正维护的油井(“修 井”)以及钻井。传统上，每种油井都由附接到立管和井口采油树(在 开采环境下)或者防喷器(BOP)(在钻井或修井环境下)的专用控制 设备从水面平台进行控制。这样的专用控制系统昂贵、笨重且复杂， 并且用于每一口油井的专用系统是特有的。因此，长期以来都感觉需 要减少这种控制系统的数量并减少必须与它们一起使用的立管的复杂 性。

在正对其它油井进行钻井或修井的地点附近的区域中开采一些油 井的情况下，使用各种类型的浮船和控制设备。如上所述，通常，用 于钻井操作的控制系统与用于开采操作的控制系统不同，且两者都与 修井情形中的不同。因而，需要减小正进行开采、钻井和/或修井操作 的区域或领域中的控制和分配系统的数量和类型，以便克服某些前述 困难，同时提供更有利的综合结果。

发明内容

单独地或者相结合地，在本发明的多个方面解决了上述各种问题。

一种系统包括水面装置，该水面装置位于多口水下油井上方的适 当位置，所述多口水下油井布置在该水面装置的监控圈内。多个出油 管将多口水下油井中的至少一口油井直接联接到水面装置。控制站、 液压动力单元和注入单元布置在该水面装置上。分配主体布置在海底， 并且经由一个或多个管缆联接到所述控制站、液压动力单元和注入单 元中的每一个。第一井口部件布置在所述水下油井中的一口油井上， 且经由提供电通信、液压和流体连通的一个或多个跨线联接到所述分 配主体。第二井口部件布置在所述水下油井中的另一口油井上，且经 由提供电通信、液压和流体连通的一个或多个跨线联接到所述分配主 体。所述控制站可操作为在钻井、修井和开采活动期间向所述第一井 口部件和第二井口部件提供控制功能。

因此，本发明包括能克服现有装置的各种问题的特征和优点组合。 对于本领域技术人员而言，通过阅读以下对本发明优选实施例的详细 描述并通过参照附图，本发明的上述各种特性以及其他特征将更显而 易见。

附图说明

为了更详细地了解本发明，对附图进行参考，其中：

图1示出具有根据本发明实施例构建的分布式控制系统的水下油 田；

图2为根据本发明实施例构建的多路电液水下分布式控制系统的 部分示意图；

图3为根据本发明实施例构建的分离的电液水下分布式控制系统 的部分示意图；

图4为根据本发明实施例构建的电液水下直接控制系统的部分示 意图；

图5为根据本发明实施例构建的用于安装管缆和立管的系统的部 分示意图；

图6为根据本发明实施例构建的直接控制的水下采油树的部分示 意图；

图7为具有根据本发明实施例构建的控制系统的处于钻井构型中 的井口的部分示意图；

图8为具有根据本发明实施例构建的控制系统的处于开采构型中 的井口的部分示意图；

图9为具有根据本发明实施例构建的控制系统的处于修井构型中 的井口的部分示意图；

图10为具有外部开采主阀的水下采油树的部分截面图；

图11为具有整体阀的水下采油树的部分截面图；

图12为具有竖直环形空间和开采管柱的水下采油树的部分截面 图；

图13为水下液压蓄能器组件的部分示意图；以及

图14为水下分配控制和监测站的部分示意图。

具体实施方式

在以下的描述中，在整个说明书和附图中分别用相同的附图标记 来标示同样的部件。附图不必按比例。本发明的某些特征可以用夸大 比例示出，或者在某种程度上为示意图形式，并且为了清楚和简洁起 见，常规元件的某些细节可不示出。