[发明专利]具有ESP速度控制器和紧急隔离阀的井口出油管线保护和测试系统

权利要求书

1.一种自动化系统，其用于对由井下电潜泵(ESP)加压的气和/或油的流体流的分配所采用的井口管道出油管线进行安全测试，该系统包括：

a：地面安全截流阀(SSV)，其位于出油管线中并且与所述ESP流体连通；

b：预先编程的安全逻辑解算器(SLS)，其用于实施安全测试协议并且电子地记录结果，并且用于发布紧急关断信号；

c：多个压力传感器，其用于测量所述SSV上游的内部出油管线压力；

d：用于响应于由所述SLS传输的紧急关断信号或测试启动信号来关闭所述SSV的装置；

e：用于响应于由所述SLS传输的信号来打开所述SSV的装置；

f：变速驱动控制器，其在操作中连接到所述ESP以响应于来自所述SLS的信号改变所述ESP的速度，以及由此改变所述出油管线中流体的压力；以及

g：紧急ESP截流开关，其用于响应于来自所述SLS的紧急关断信号来中断为所述ESP供电。

2.根据权利要求1所述的系统，还包括：信号传输阀致动器限位开关，其在操作中连接到所述SSV并且与所述SLS进行通信；以及警报，如果在所述SLS将信号传输到所述SSV以启动打开或关闭之后的预定的时间段过去之后所述致动器限位开关没有发布信号，则致动所述警报。

3.根据权利要求1所述的系统，其中所述SSV配备有具有正向弹簧回位的电操作防故障致动器。

4.根据权利要求1所述的系统，其中用于所述ESP的所述变速驱动控制器包括用于在步骤(g)中的供电中断之前减速所述ESP的装置。

5.根据权利要求1所述的系统，其中一直到所述SSV并且包括所述SSV的出油管线管道被额定成对应于最大井口关井压力的最大操作压力。

6.根据权利要求1所述的系统，包括在操作中连接到所述SLS的三个压力变送传感器，并且通过在三取二协议中表决传感器信号值来确定在所述出油管线中的压力。

7.根据权利要求6所述的系统，包括警报，如果由所述SLS处理的压力传感器信号的值改变多于预定值，则致动所述警报。

8.根据权利要求1所述的系统，包括用于将优先于正在进行的任何有效安全测试的首要的紧急关断信号独立地传输到ESP的装置，由此响应于所述紧急关断信号来关断所述ESP。

9.根据权利要求1所述的系统，其中所述SLS被编程为基于从所述压力感测变送器传输的出油管线压力来将控制信号发布给所述SSV和变速驱动控制器。

10.根据权利要求2所述的系统，包括用于在当所述SLS将信号传输到所述SSV以启动打开或关闭循环之后的预定的时间段之内由所述多个传感器传输的管线压力没有变化的时候致动所述警报的装置。

11.一种用于对运送由井下电潜泵(ESP)加压的气和/或油的井口地面管道出油管线进行安全和故障测试的方法，所述出油管线装备有安全截流阀(SSV)，所述方法包括：

a.在所述SSV的地面出油管线上游上提供多个电子压力变送传感器；

b.提供用于调整所述ESP的速度的变速控制器(VSC)；

c.提供经过编程的安全逻辑解算器(SLS)，其与用于所述ESP的变速控制器和SSV控制通信并且接收和记录由所述多个压力传感器传输的数据；

d.由SLS通过将信号传输到所述SSV以启动到其全关闭位置的移动来启动安全和故障测试；

e.监测从所述压力传感器接收到的压力数据；

f.将信号从所述SLS传输到所述VSC以响应于内部出油管线压力的预定增加来减小所述ESP的速度；

g.以由所述SLS确定的受控速度继续所述ESP的操作时使所述SSV达到全关闭位置以将所述出油管线压力保持在预定安全范围内；

h.从所述SLS传输信号以将所述SSV移动到其全打开位置；以及

i.将信号从所述SLS传输到所述VSC以响应于出油管线压力数据来增加所述ESP的速度。

12.根据权利要求1所述的方法，其中由所述SLS表决来自所述多个压力传感器的数据。