[发明专利]用于海上平台的非金属复合连续管采油系统及其控制方法

说明书

本发明涉及一种用于海上平台的非金属复合连续管采油系统及其控制方法，其特征在于，包括生产套管、生产封隔器、井下安全阀、复合材料连续采油管、排气阀、电液控转换装置和潜油电泵机组；生产套管内固定设置生产封隔器，生产封隔器的顶部设置有井下安全阀，井下安全阀的顶部固定连接复合材料连续采油管的底部；复合材料连续采油管的顶部连接井口采油树；生产套管与复合材料连续采油管之间构成油套环空；生产封隔器的顶部两侧分别设置有排气阀和电液控转换装置，电液控转换装置还分别连接井下安全阀和排气阀；生产封隔器的底部固定连接潜油电泵机组；电液控转换装置还连接位于海上平台的供电装置，本发明可以广泛应用于石油开采装备领域中。

技术领域

本发明是关于一种用于海上平台的非金属复合连续管采油系统及其控制方法，属于石油开采装备领域。

背景技术

随着全球能源短缺状况的日益严重，人类将目光转向海洋，致力于海洋石油的开采。海上建立越来越多的石油开采平台，海洋石油的开采量随之增加。现有的用于海上平台的采油系统如图1所示，生产套管从海上平台通入海底，海上平台上固定设置有井口采油树和油管悬挂器，生产套管内固定设置一金属油管，井口采油树通过油管悬挂器连接金属油管的顶端，油管悬挂器将金属油管固定悬挂于井口；金属油管的底端连接位于井底的潜油电泵机组。为应对采油过程的异常情况，防止油井故障而污染海洋，需要在金属油管与生产套管之间所形成的油套环空内设置生产封隔器，通过生产封隔器将油套环空分隔为上下两层；潜油电泵机组位于生产封隔器的下方，并且在生产封隔器上设置井下安全阀，井下安全阀是井中流体非正常流动的控制装置，在非正常情况下能够自动关闭金属油管的油路，实现对井中流体的流动控制。

井下安全阀在正常采油时保持开启状态，通过潜油电泵机组的运转将原油从油套环空中泵入金属油管的油路，从而将地层中的原油开采并输送至海上平台。一旦发生设备故障等异常情况，将井下安全阀关闭，从而切断井下流体通往地面的通道，避免井下油气喷出地面造成安全风险和环境污染。排气阀固定在生产封隔器上，通过液压管线控制其开启和关闭。当生产封隔器下方的气体含量太高、压力超过设定值时，排气阀即可打开，将多余的气体排入上层的油套环空，之后再通过井口四通进行环空的泄压，保障井筒安全。对海上油气生产井来说，井下安全阀、排气阀和生产封隔器共同构成了上部井筒的安全隔离屏障。

对于海洋石油的开采，保护海洋环境不被污染是一个重要课题。目前，用于海上平台采油系统的井下安全阀和排气阀均通过液压方式控制开启，需要采用两根液压管线分别控制井下安全阀和排气阀的开启和关闭。此外，井底电动潜油泵或螺杆泵也需要通过外置电缆来提供井下动力，因此，需要在逐根下入金属油管时，将动力电缆和两根液控管线分别捆绑固定在油管上，随油管一起下入井内。由于液压管线和动力电缆位于金属油管的外部而处于裸露状态，在起下井的安装过程中极易因磕碰而遭受损坏，同时逐根连接油管的同时，还要捆扎、固定一根电缆和两条液控管线，完井作业的效率也比较缓慢。另外，由于液压管线的内径较小，液压管线越长，其压力响应的时间就越慢，无法实现快速响应，这本身也是一个不安全因素。如果安全阀设置在靠近油层的位置，液压控制管线超过1000m以上，则随着深度增加会导致液压升高、响应时间延迟，存在安全阀关闭迟滞甚至失效的风险。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种能够消除外置电缆和控制管线破损风险，且能够提高作业效率和安全性的用于海上平台的非金属复合连续管采油系统及其控制方法。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种用于海上平台的非金属复合连续管采油系统，包括生产套管、生产封隔器、井下安全阀、复合材料连续采油管、排气阀、电液控转换装置和潜油电泵机组；

所述生产套管内固定设置所述生产封隔器，所述生产封隔器的顶部设置有所述井下安全阀，所述井下安全阀的顶部通过金具固定连接所述复合材料连续采油管的底部，所述井下安全阀用于控制所述复合材料连续采油管的流道连通或关闭；所述复合材料连续采油管的顶部连接井口采油树；所述生产套管与所述复合材料连续采油管之间构成油套环空；