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1、10申请公布号CN103930644A43申请公布日20140716CN103930644A21申请号201280052520622申请日201210252011145620111027NOE21B33/035200601E21B33/06420060171申请人萨博西解决方案有限公司地址挪威桑内斯72发明人托芬博尔斯海姆74专利代理机构隆天国际知识产权代理有限公司72003代理人聂慧荃黄艳54发明名称延长井口的使用寿命的方法及装置57摘要一种用于延长采油树10的使用寿命的方法和装置，该采油树10至少设置有第一高压液压阀包12、第一低压液压阀包14或第一化学阀包16，且该采油树10被设置为可连。
2、接到脐带22，该脐带22至少包括电力缆线或控制缆线24、液压管道26，28或化学管道30，该方法包括以下步骤在采油树10上或其旁边加装升级模块50，并通过必要数量的管道和电线连接将升级模块50连接到采油树10，升级模块50包括第二控制模块62，并至少包括具有第二高压阀包61和液压容器70的液压高压泵66、具有第二低压液压阀包82和液压容器86的液压低压泵80或者具有化学容器96的化学泵92；通过脐带22或者从船舶向第二控制模块62供给电力和控制信号；以及通过所述脐带22或者从船舶至少向高压泵66、低压泵80或化学泵92直接地或通过其相应的容器70，86，96间接地供给液压流体。30优先权数据8。
3、5PCT国际申请进入国家阶段日2014042586PCT国际申请的申请数据PCT/NO2012/0502082012102587PCT国际申请的公布数据WO2013/062421EN2013050251INTCL权利要求书1页说明书5页附图3页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书5页附图3页10申请公布号CN103930644ACN103930644A1/1页21一种延长采油树10的使用寿命的方法，所述采油树10至少设置有第一高压液压阀包12、第一低压液压阀包14或者第一化学阀包16、且所述采油树10被设置为能够连接到脐带22，所述脐带22至少包括电力缆线或控制。
4、缆线24、液压管道26，28或化学管道30，所述方法包括以下步骤加装与所述采油树10关联的升级模块50，并通过必要数量的所述管道和电线连接将所述升级模块50连接到所述采油树10，所述升级模块50包括第二控制模块62，并至少包括具有第二高压阀包61和液压容器70的液压高压泵66、具有第二低压液压阀包82和液压容器86的液压低压泵80、或者具有化学容器96的化学泵92；经由所述脐带22或者从船舶向所述第二控制模块62供给电力和控制信号；以及经由所述脐带22或者从船舶至少向所述高压泵66、所述低压泵80或所述化学泵92直接地或通过其相应的容器70，86，96间接地供给液压流体，其特征在于，所述升级模。
5、块50位于所述采油树10旁边。2一种将与采油树10关联地加装的升级模块50，所述采油树10至少设置有第一高压液压阀包12、第一低压液压阀包14或者第一化学阀包16，且所述采油树10被设置为连接到脐带22，所述脐带22至少包括电力缆线或控制缆线24、液压管道26，28或者化学管道30，且所述升级模块50设置有第二电控制模块62，该第二电控制模块62至少能够连接到所述脐带22的电力及控制线路24或者连接到其它供给源，所述升级模块50至少包括具有第二高压阀包61和液压容器70的液压高压泵66、具有第二低压液压阀包82和液压容器86的液压低压泵80、或者具有化学容器96的化学泵92，所述升级模块50能。
6、够连接到所述采油树10，其特征在于，所述升级模块50位于所述采油树10旁边。3根据权利要求2所述的升级模块50，其特征在于，所述液压高压泵66能够直接地或者通过容器70间接地至少连接到脐带22的管道或者连接到船舶，并且能够至少连接到第二高压液压阀包61的阀以及所述第二控制模块62。4根据权利要求2所述的升级模块50，其特征在于，所述液压低压泵80能够直接地或者通过容器86间接地至少连接到脐带22的管道或者连接到船舶，并且能够至少连接到第二低压液压阀包82的阀以及所述第二控制模块62。5根据权利要求2所述的升级模块50，其特征在于，所述化学泵92能够直接地或者通过容器96间接地至少连接到脐带22。
7、的管道或者连接到船舶，并且能够至少连接到化学阀31或者直接连接到生产管4。6根据权利要求2所述的升级模块50，其特征在于，所述第二控制模块62被连接到用于化学物注入的阀包16。7根据权利要求2所述的升级模块50，其特征在于，所述升级模块50借助多个ROV可触发连接装置44，54被连接到所述采油树10。权利要求书CN103930644A1/5页3延长井口的使用寿命的方法及装置技术领域0001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CHEMICALVALVEPACK，且该采油树被设。
8、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0002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。0003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。
9、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。0004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。0005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。0006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。
10、的阀。0007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。0008具有相关的多个部件的脐带容易发生泄漏。0009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0010本发明的目的是克服或缓解现有技术中的至少一个缺陷。0011本发明的目的是通过下文的说明。
11、和随附的权利要求书中限定的特征来实现的。0012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说明书CN103930644A2/5页4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0013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；0014经由脐带或者从船舶向第二控制。
12、模块供给电力和控制信号；以及0015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。0016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。0017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。
13、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。0018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。0019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。0020根据本发明的第二方案，提供一种升级模块，用以加装在采油树上或其旁边，该采油树至少设置有第一高压液压阀包、第一低压液压阀包或者第一化学阀包，且该采油树被设置为可连。
14、接到脐带，该脐带至少包括电力缆线或控制缆线、液压管道或者化学管道，且该升级模块的特征在于设置有第二电力控制模块，该第二电力控制模块可连接到脐带的电力及控制线路或其它供给源SUPPLY，且该升级模块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、或者具有化学容器的化学泵，该升级模块可连接到采油树。0021该液压高压泵可直接地或者通过容器间接地至少连接到脐带的管道或者连接到船舶，并且可至少连接到第二高压液压阀包的阀以及该第二控制模块。0022该液压低压泵可直接地或者通过容器间接地至少连接到脐带的管道或者连接到船舶，并且可至少连接到第二低压液压阀包的阀。
15、以及该第二控制模块。0023该化学泵可直接地或者通过容器间接地至少连接到脐带的管道或者连接到船舶，并且可至少连接到化学阀或者直接连接到生产管。0024该第二控制模块被连接到用于化学物注入的阀包。0025该升级模块可借助多个ROV可触发连接装置连接到采油树。此类连接装置的实例即所谓的MQC板及TRONIC连接器。说明书CN103930644A3/5页50026可将该升级模块的部件设置为具有主系统和后备系统的双系统，从而能在一个部件失效的情况下保证运行。高压泵及所属部件可被增压器代替，该增压器的流体供给来自诸如低压系统。0027例如，如果属于这些采油树的其中之一的脐带会受到相当大的损坏，或者为了提。
16、高整个区域中多个采油树的可靠性，还可以将若干个采油树连接到属于不同采油树的多个升级模块。0028本发明允许使用更为简单的脐带，其更加适合在陡峭地形中使用，从而能够更容易地保护脐带免受损伤，例如免受渔船的损伤。0029根据本发明的方法和装置克服了现有的用于采油树的控制模块的弱点，而与此同时，现有脐带中的液体压力可显著降低。如果一个管道通道变得无法使用，则还可以利用脐带中的其它管道通道供给液压流体。通过使用升级模块中的容器，可利用脐带的同一个管道通道进行流体的供给和回收。还可使用来自船舶的用于所有功能的临时供给源。附图说明0030下文中将描述一种优选的方法及实施例的示例，该示例在附图中被直观地示出。
17、，其中0031图1示意性地示出了具有现有技术的采油树的水下油井；0032图2示意性地示出了根据本发明的一种升级模块，该升级模块在采油树旁边；以及0033图3示意性地示出了与图2相同的、但处于一备选实施例中的升级模块。具体实施方式0034在附图中，附图标记1表示具有外部管路2的海底油井，该外部管路2的形式可为例如套管和生产管4，其中在外部管路2与生产管4之间形成环空6。0035生产管4悬挂在井口8中，采油树10位于井口8上。0036采油树10设置有高压液压阀包12、低压液压阀包14和化学阀包16。0037这些不同的阀包12、14、16通过控制线路20而受到位于采油树10上面或旁边的控制模块18的。
18、控制。阀包12、14、16和控制模块18通常构成一个组件，该组件由图中的虚线方框表示。0038延伸到海面上的炼油厂未示出的脐带22包括用于传输电力和控制信号的电线24、高压管道26、低压管道28和化学管道30。0039电线24连接到控制模块18，高压管道26连接到高压液压阀包12，低压管道28连接到低压液压阀包14，而化学管道30连接到借助化学阀包16启动的化学阀31。0040高压液压阀包12通过防喷管道34连接到井筒防喷装置32。低压液压阀包14通过致动器管道36连接到采油树中的致动器38。化学阀31通过化学通道40连接到生产管4。0041采油树10设置有采油树封套42，并且还包括大量未示出。
19、的部件，这些未示出的部件对本领域技术人员而言都是公知的。0042脐带22中的管道和电线24、26、28、30以通常的方式延伸到ROV可连接的第一板说明书CN103930644A4/5页644。0043现在参照图2。升级模块50设于采油树10一侧。如期望的话，升级模块50可设于采油树10上，可借助油井1的引导柱52设置定位。0044升级模块50设置有具有连接器54的ROV可连接的第二板，连接器54连接到高压液压连接装置56、低压液压连接装置58和化学连接60。其它的连接装置54以本身公知的方式被连接到第一连接器44。0045此外，设置有第二高压液压阀包61和第二控制模块62，在本优选示范性实施例。
20、中，第二控制模块62直接地或者通过控制模块18连接到脐带22的电线24，并且在控制模块18的控制线路20可能断开连接时，通过控制线路64控制不同的阀包12、14、16。或者，如果阀包12、14、16未能起作用，则第二控制模块62可通过控制线路64控制阀包61、82。0046液压高压泵66位于升级模块50中，并由高压管道26通过高压液压连接56向液压高压泵66供给压力降低的液压流体。高压液压阀包12可以与高压管道26断开连接。高压泵66可通过高压管道68连接到第二高压液压阀包61。容器70连接到高压泵66的入口侧，而集液器72连接到高压泵66的出口侧。高压泵66由第二控制模块62通过控制线路74。
21、进行控制。第二高压液压阀包61通过高压管道76连接到防喷管道34，第二低压液压阀包82以同样的方式通过低压管道78连接到致动器38。0047升级模块50还设置有低压泵80，并由低压管道28通过低压液压连接58向升级模块50供给压力降低的液压流体。低压液压阀包14可以与低压管道28断开连接。低压泵80通过低压管道84连接到第二低压液压阀包82。容器86连接到低压泵80的入口侧，而集液器88连接到低压泵80的出口侧。低压泵80由第二控制模块62通过控制线路90进行控制。0048如需要的话，也可通过低压管道28向高压泵66供给液压流体。0049由化学管道30通过化学导管60向化学泵92可以以降低的压。
22、力供给化学物。化学阀31可以与化学管道30断开连接。化学泵92连接到化学阀31或通过化学连接装置94直接连接到生产管4。容器96连接到化学泵92的入口侧，而集液器98连接到化学泵92的出口侧。化学泵92由第二控制模块62通过控制线路100进行控制，而化学阀31由第二控制模块62通过控制线路102进行控制。0050在要安装升级模块50时，在上述的连接装置、管道和电线连接24、56、58、60、64、76、78连接到采油树10之后，将升级模块50安设在采油树10上或旁边。0051第二控制模块62随后以本身公知的方式被控制，从而启动连接在采油树10中和升级模块50中的多个部件。启动哪些部件取决于主要。
23、条件。在所示的示范性实施例中，升级模块50已接管所有的功能。通常，液压泵66、80被启动以维持其相应的第二阀包61及82的必要压力，而对化学泵92的控制可基于压力和流速来进行。0052可进一步说明的是，容器96可被分隔，用于容置诸如化学物和甲醇。甲醇可由脐带22中的管道未示出供给，且化学泵92设置有能够汲取所需化学物的变换阀。0053本发明中的必需的阀本身无必要进行说明，也并未示出，因为本领域技术人员应当知悉其作用和工作方式。0054因此，在工作中，第二控制模块62至少已接管了控制模块18的控制功能，而脐带22的高压管道可在显著降低的压力下工作。说明书CN103930644A5/5页70055在一个备选的示范性实施例中见图3，脐带22被损坏而无法使用。由船舶未示出通过线路104供给电力和控制信号。在任何必要的情况下，容器70、86、96均以本身公知的方式被再充注。说明书CN103930644A1/3页8图1说明书附图CN103930644A2/3页9图2说明书附图CN103930644A3/3页10图3说明书附图CN103930644A10。