[发明专利]延长井口的使用寿命的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种延长采油树的使用寿命的方法。更特别地，涉及延长这样一种采油树的使用寿命的方法，该采油树至少设有第一高压液压阀包、第一低压液压阀包或第一化学(物)阀包(chemical valve pack)，且该采油树被设置为可连接到脐带(umbilical)，该脐带至少包括电力缆线或者控制缆线，液压管道或化学(物)管道。本发明还包括用于实施此方法的装置。

背景技术

在开采近海石油时，人们已认识到油井设备需要超越其原有的技术使用寿命和经济使用寿命。对于关键性安全部件，例如具有附属阀和控制仪器的采油树而言同样是如此。

位于海床上的采油树被引导桩引导到生产油管头上。采油树通过所谓的“脐带”与海面上的设备连通，该脐带通常包括用于输送电力和信号的缆线、用于信号传输的光纤、用于高压或低压液压流体的管道以及用于供给化学物质的管道。采油树通常设有阀套，该阀套构成位于环空和生产通道及其周围之间的阻隔。当要安装设置有用于去除沉积物并用于压井的流体的连接装置的合适的工具时，阀套必须是可拆除的。

术语“高压”和“低压”并不是确切的(术语)，因为其随不同的供给源而变化。大体上，100到300bar之间的压力称为低压，而300bar以上的压力称为高压。对于低于100bar的压力，致动器和阀可处于所谓的“失效安全”的位置，此位置通常会停止石油生产。

液压流体常会分别进入采油树上的高压和低压阀包，高压阀包与井筒防喷装置连通，而低压阀包与采油树中的数个主要用于阀控制的致动器连通。

电力和控制信号被传递到采油树上或旁边的水下控制模块。控制模块由海面上方进行控制，并连接到阀包的不同液压阀，由此控制在采油树中起作用的不同的阀。

已知的采油树装置具有多个弱点，这些弱点在长时间工作后会暴露出来。控制模块容易发生功能错误，而同时，新的此种类型的控制模块的可获得性还在探讨之中，而用于此处的备用部件也是有限的。采油树封套的所谓“生产抽汲阀”(PSV)中会发生阀泄露。对这种情况的监控通常是不充分的。还会发生在油井和采油树之间的环空中的泄漏。还有，已被证实的是压力传感器容易发生功能错误。

具有相关的多个部件的脐带容易发生泄漏。

并且，脐带的传输以及关联的操作会发生显著的延迟，这导致相关的采油树的生产启动延迟。

发明内容

本发明的目的是克服或缓解现有技术中的至少一个缺陷。

本发明的目的是通过下文的说明和随附的权利要求书中限定的特征来实现的。

在本发明的第一方案中，提供了一种延长采油树的使用寿命的方法，该采油树至少具有第一高压液压阀包、第一低压液压阀包或第一化学阀包，且该采油树被设置为可连接到脐带，该脐带至少包括电力缆线或控制缆线、液压管道或化学管道，该方法的特征在于包括：

在采油树或其旁边加装升级模块，并以必要数量的管道和电线将升级模块连接到采油树，该升级模块包括第二控制模块，并且至少包括具有第二高压液压阀包和液压容器的液压高压泵、具有第二低压液压阀包和液压容器的液压低压泵、或者具有化学(物)容器的化学(物)泵；

经由脐带或者从船舶向第二控制模块供给电力和控制信号；以及

经由脐带或者从船舶至少向高压泵、低压泵或化学泵直接供给或通过其相应的容器供给液压流体。

通过以期望的方式将升级模块连接到采油树，采油树内的控制操作在必要的程度上可由第二控制模块来接管。此外，液压功能和化学物投配(剂量)可在必要程度上由升级模块接管。

除了能够控制升级模块中的泵和阀包之外，第二控制模块还被设置为用以控制采油树中的期望功能，可通过脐带为第二控制模块供给电力及控制信号，或者，如果脐带被损坏或者还未到达，则可从海面上的船舶通过位于旁边的第二采油树或升级模块来供给电力及控制信号。在使用老的采油树的情况下，可能重要的是将第二控制模块连接到第一控制模块，特别是从采油树中的传感器收集测量信号，或者是从管线连接到新的传感器。

通过脐带内的可用的管道，可将液压流体供给到液压泵，并可将化学物供给到化学泵，或者如果脐带被损坏或不存在时从船舶进行供给。液压流体可从例如低压管道或者脐带中的其它一些管道被供给到高压泵。

本方法可包括设置具有阀套的升级模块以及在独立的阀套被移除后将升级模块安设在采油树上。由此，可以借助第二控制模块来测量环空中的压力和采油树与升级模块之间的压力。