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1、(10)申请公布号 CN 103174396 A (43)申请公布日 2013.06.26 CN 103174396 A *CN103174396A* (21)申请号 201210559905.3 (22)申请日 2012.12.21 11195123.2 2011.12.22 EP E21B 33/076(2006.01) (71)申请人 韦特柯格雷控制系统有限公司 地址 英国布里斯托尔 (72)发明人 M. 奥尔根 P. 戴维 G. 汤姆森 (74)专利代理机构 中国专利代理(香港)有限公 司 72001 代理人 肖日松 严志军 (54) 发明名称 油脂输送系统 (57) 摘要 一种用于将。
2、油脂输送到位置的油脂输送系 统， 其包括 ： 第一和第二油脂存储器 ； 第一油脂存 储器输出， 用于从第一存储器输出油脂 ； 第二油 脂存储器输出， 用于从第二存储器输出油脂 ； 和 用于使油脂沿着相应油脂存储器输出从所述第一 和第二存储器中的各个输出的相应装置 ； 其中， 该系统还包括共同油脂输出， 用于将油脂输送到 位置， 共同油脂输出连接到第一和第二油脂输出 中的各个， 使得油脂可从第一和第二存储器同时 输出到共同油脂输出。 (30)优先权数据 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 5 页 附图 2 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。
3、2页 说明书5页 附图2页 (10)申请公布号 CN 103174396 A CN 103174396 A *CN103174396A* 1/2 页 2 1. 一种用于将油脂输送到位置的油脂输送系统， 其包括 ： 第一和第二油脂存储器， 第一油脂存储器输出， 用于从所述第一存储器输出油脂 ； 第二油脂存储器输出， 用于从所述第二存储器输出油脂 ； 以及 用于使油脂沿着相应油脂存储器输出从所述第一和第二存储器中的各个输出的相应 装置 ； 其中， 所述系统还包括共同油脂输出， 用于将油脂输送到所述位置， 所述共同油脂输出 连接到所述第一和第二油脂输出中的各个， 使得油脂可从所述第一和第二存储器同时。
4、输出 到所述共同油脂输出。 2. 根据权利要求 1 所述的油脂输送系统， 其特征在于， 还包括至少一个额外油脂存储 器、 相关的油脂存储器输出和用于使油脂从所述至少一个额外存储器输出的装置， 所述至 少一个额外油脂存储器输出连接到所述共同油脂输出。 3. 根据权利要求 1 和 2 中的任一项所述的油脂输送系统， 其特征在于， 包括油脂供应 装置， 用于供应油脂到所述存储器中的各个。 4. 根据任一前述权利要求所述的油脂输送系统， 其特征在于， 用于使油脂从所述相应 存储器输出的每个相应装置包括液压流体供应装置， 用于供应液压流体到所述相应存储器 中的各个， 以从其中移置油脂。 5. 根据权利要。
5、求 4 所述的油脂输送系统， 其特征在于， 所述液压流体供应装置包括与 所述存储器中的各个相关的液压流体阀， 所述阀可操作以选择性地使通过其中的液压流体 流能够到所述相应存储器， 或者能够使液压流体返回到液压流体源。 6. 根据权利要求 5 所述的油脂输送系统， 其特征在于， 各液压流体阀还可操作以选择 性地截断通过其中的液压流体流。 7. 根据权利要求 5 和 6 中的任一项所述的油脂输送系统， 其特征在于， 各液压流体阀 为液压先导控制的。 8. 据权利要求 5 和 6 中的任一项所述的油脂输送系统， 其特征在于， 各液压流体阀为 ROV 可操作的。 9. 根据任一前述权利要求所述的油脂输。
6、送系统， 其特征在于， 包括定位在各油脂存储 器输出中的油脂阀， 其可操作以选择性地允许或截断通过其中的油脂流。 10. 根据权利要求 9 所述的油脂输送系统， 其特征在于， 各油脂阀为液压先导控制的。 11. 根据权利要求 9 所述的油脂输送系统， 其特征在于， 各油脂阀为 ROV 可操作的。 12. 根据任一前述权利要求所述的油脂输送系统， 其特征在于， 各存储器包括传感装 置用于检测在所述存储器内的油脂的水平。 13. 一种井干预模块， 其包括根据任一前述权利要求所述的油脂输送系统， 用于附连 到水下烃抽提设施。 14. 一种水下烃抽提设施， 其包括任一前述权利要求所述的油脂输送系统。 。
7、15. 一种将油脂输送到位置的方法， 其包括如下步骤， 提供 ： 第一和第二油脂存储器， 第一油脂存储器输出， 用于从所述第一存储器输出油脂 ； 第二油脂存储器输出， 用于从所述第二存储器输出油脂 ； 权 利 要 求 书 CN 103174396 A 2 2/2 页 3 用于使油脂沿着相应油脂存储器输出从所述第一和第二存储器中的各个输出的相应 装置 ； 和 共同油脂输出， 用于将油脂输送到所述位置， 所述共同油脂输出连接到所述第一和第 二油脂输出中的各个 ； 所述方法还包括如下步骤 ： 对于输送时段， 使油脂从所述第一和第二存储器中的各个同时输出到所述共同油脂输 出。 16. 根据权利要求 1。
8、5 所述的方法， 其特征在于， 用于使油脂从所述相应存储器输出的 各个相应装置包括液压流体供应装置， 用于将液压流体供应到所述相应存储器中的各个， 以从其中移置油脂， 并且所述方法包括如下步骤， 控制到各存储器的液压流体流， 和来自各 个所述存储器的油脂供应。 17. 根据权利要求15和16中的任一项所述的方法， 其特征在于， 所述位置包括用于在 水下烃抽提设施处使用的干预设备的压力控制头。 权 利 要 求 书 CN 103174396 A 3 1/5 页 4 油脂输送系统 技术领域 0001 本发明涉及油脂输送系统、 井干预(修井)模块、 包括这种油脂输送系统的水下烃 抽提设施、 和将油脂输。
9、送到位置的方法。 背景技术 0002 熟知的是， 当在水下设施 ( 例如包括至少一个烃生产井的海底烃抽提设施 ) 处执 行钢丝绳干预操作时， 必需在钢丝绳的操作期间将高压油脂注入到干预压力控制头内， 以 便润滑该线并且相靠井流体的入口提供密封。前面的油脂注入尝试利用来自表面 ( 也就 是 “顶侧” ) 的油脂供应， 其在海底泵送到设施。然而， 应理解， 该方法遇到油脂控制和响应 问题 - 例如， 油脂的粘性很大程度上取决于温度， 并且由于油脂在海底泵送长段距离， 故外 界温度将在长度之上显著变化， 这使控制变得复杂。 为避免这样的油脂控制和响应问题， 最 佳的是在本地控制油脂供应到注入点。 换。
10、句话说， 油脂的供应在海底贮藏， 因而避免温差问 题， 并且在需要的情形下直接地施加。 然而， 从这样的系统产生的问题是仅仅相对小的量可 在海底贮藏 - 典型地在油脂容器中。由于油脂供应必须为尽可能接近恒定的， 故有利的是 提供系统由此从一个容器到另一个 ( 例如替换容器 ) 的转换可尽可能无缝地执行， 其中最 小化任何油脂流阻断。US 20110094731 A1 描述这样的本地油脂注入系统， 其利用 ( 多个 ) 液压控制阀的接近瞬时切换而执行转换， 该 ( 多个 ) 液压控制阀在 ( 多个 ) 容器和注入点 之间在油脂供应线中定位。 0003 尽管系统本身提供超出前面的顶侧油脂供应方法的。
11、优点， 但是它遭受数个问题。 例如系统依靠液压阀的可靠和瞬时切换 - 如果这失效， 则然后可严重威胁系统的安全。另 外， 尽管切换为接近瞬时的， 但是在流中的小的间隙甚至在无故障的操作期间仍可发生。 发明内容 0004 本发明的目的为提供解决与现有技术相关的问题的油脂输送系统。 该目的通过提 供独立的油脂输送和使来自这些供应的油脂输出能够在缸体转换期间被同时地提供， 并且 / 或者通过利用油脂控制阀而达到。 0005 更详细地， 本发明使用两个或更多个油脂缸体， 其中在任一时刻仅仅一个缸体供 应油脂， 直到缸体供应转换。在这点上， 对于时间段 (“t” )， 该供应与第二缸体的输出同时 输出。。
12、 0006 可能的是， 同时的油脂输出可使来自这些输出的油脂能够共同混合。 0007 本发明特别地适合于用于油脂的应用， 该油脂被供应到干预设备 ( 例如干预模 块 ) 的压力控制头， 其用于在干预操作期间在水下烃抽提设施处使用。加压的油脂实现线 的润滑并且维持密封的井。 可选地， 本发明可用于任何其它应用， 在其中对于位置需要油脂 输送。 0008 根据本发明， 提供用于将油脂输送到位置的油脂输送系统， 其包括 ： 第一和第二油脂存储器， 说 明 书 CN 103174396 A 4 2/5 页 5 第一油脂存储器输出， 用于从第一存储器输出油脂 ； 第二油脂存储器输出， 用于从第二存储器输。
13、出油脂 ； 以及 用于使油脂沿着相应油脂存储器输出从所述第一和第二存储器中的各个输出的相应 装置 ； 其中， 系统还包括共同油脂输出， 用于将油脂输送到位置， 共同油脂输出连接到第一和 第二油脂输出中的各个， 使得油脂可从第一和第二存储器同时输出到共同油脂输出。 0009 根据本发明的第二方面， 提供一种井干预模块， 其包括根据第一方面的油脂输送 系统， 用于附连到水下烃抽提设施。 0010 根据本发明的第三方面， 提供一种水下烃抽提设施， 其包括第一方面的油脂输送 系统。 0011 根据本发明的第四方面， 提供一种将油脂输送到位置的方法， 其包括如下步骤， 提 供 ： 第一和第二油脂存储器，。
14、 第一油脂存储器输出， 用于从第一存储器输出油脂 ； 第二油脂存储器输出， 用于从第二存储器输出油脂 ； 用于使油脂沿着相应油脂存储器输出从所述第一和第二存储器中的各个输出的相应 装置 ； 和 共同油脂输出， 用于将油脂输送到位置， 共同油脂输出连接到第一和第二油脂输出中 的各个， 方法还包括如下步骤， 对于输送时段， 使油脂从第一和第二存储器中的各个同时输出 到共同油脂输出。 0012 本发明提供超出现有技术的各种优点。这些包括 ： i) 油脂到注入点的本地控制， 这相反于已知的顶侧油脂输送系统 ； ii) 来自分开的油脂缸体的同时油脂供应提供无缝油脂供应到该或各油脂注入点。不 存在如下风险。
15、， 即由于失效的瞬时切换阀或其它切换装置而存在没有油脂注入的时段 ； 以 及 iii) 同时油脂供应确保即使切换失败发生， 存在能够用于诊断性错误发现、 纠正的时 间， 和 / 或能够使井安全的时间。 附图说明 0013 本发明现参考附图描述， 其中 ： 图 1 示意地示出利用油脂控制阀的、 根据本发明的第一实施例的油脂输送系统 ； 和 图 2 示意地示出利用液压控制阀的、 根据本发明的第二实施例的油脂输送系统。 具体实施方式 0014 图 1 示意地示出第一实施例， 其中油脂控制阀用于控制转换。重要的是注意到， 为 了简便， 图1省略了控制布置的某些细节， 例如， 用于从传感装置6接收信号的。
16、机构， 但是相 反仅仅示出液压流体 / 油脂输送系统的细节。应理解， 这样的控制元件可以以任何标准方 式实现， 例如利用发送到可在海底或在表面处定位的模块的电子或电控制信号， 或经由液 说 明 书 CN 103174396 A 5 3/5 页 6 压控制系统。 合适的控制系统本身为熟知的， 这将被本领域技术人员理解， 并且因此进一步 的细节不进一步在此提供。液压流体供应 1 经由液压供应功能阀 2 而提供液压流体到第一 油脂存储器 ( 在这种情况下缸体 3)， 该液压供应功能阀 2 可操作成处于第一打开构造以提 供液压流体到缸体 3 ； 和处于第二 “返回” 构造以使液压流体返回到源。在特定实。
17、施例中， 阀可包括 “截断泄放” 阀， 也就是使得阀可额外地可操作以在两方向上截断通过其中的液压 流体流。源可例如包括本地单一液压流体缸体 ( 未示出 )， 或者来自脐带管缆 (umbilical cable)的供应。 在该实施例中， 阀2构造成可通过可远程操作的运载工具(ROV)(水下机器 人 )、 远程控制潜水艇而操作。该液压流体供应为可操作的， 从而通过供应液压流体到缸体 3 以从其中移置油脂而使油脂从缸体 3 输出。更详细地， 缸体 3 包括可移动活塞 11， 其将缸 体 3 分成两个腔室， 较低腔室 ( 如所示 ) 用于接收液压流体 4， 和较高腔室用于接收油脂 5。 缸体3具备传感。
18、装置6， 用于探测在缸体3内的油脂5的量， 该传感装置6可具有各种形式， 例如在本领域中熟知的限位开关或位置传感器。 “热入扣(hot stab)” 注入点7在来自上腔 室的存储器输出线 12 处定位， 用于使油脂能够被注入到系统内用于补充。如在本领域所熟 知， 热入扣使可远程操作的运载工具 (ROV- 未示出 ) 能够将线 “入扣” 成点 7， 也就是提供阳 性和阴性互锁部件， 其中的一个在 7 处定位， 另一个由 ROV 携带。图 1 示出阀机构 8， 其连接 到点 7， 这表示如下事实 ： 热入扣有效地作为阀， 如果没有入扣发生， 则该阀为关闭的， 如果 入扣进行中， 则该阀为打开的。在。
19、点 7 处注入的补充油脂可从本地贮藏的油脂容器 ( 未示 出 )、 或者由例如 ROV 携带的容器而提供。油脂控制阀 9( 在该实施例中液压先导控制的 ) 在经过注入点 7 的存储器输出线 12 中提供， 用于控制通过输出线 12 的油脂流， 该阀 9 可操 作以选择性地允许或截断通过其中的油脂流。 输出线12通向共同油脂输出10， 用于在需要 的位置处、 例如在干预设备的压力控制头处配置。 0015 在图 1 中， 额外的油脂注入缸体模块与上面描述的第一模块并行地示出， 具有相 似构件， 该模块包括 ： 液压供应功能阀 2 ； 第二油脂存储器， 也就是具有可移动活塞 11 的 缸体 3 ， 。
20、该可移动活塞 11 产生两个腔室分别用于液压流体和油脂 ； 传感装置 6 ； 注入点 7 ( 具有相关的 “阀” 8 ) ； 油脂控制阀 9 ； 和存储器输出线 12 。输出线 12 通向共同油脂 输出 10。虚线示出可选的额外油脂注入缸体模块 - 实际上这样的模块的数量 n 可被选择， 以适应特定应用， 其具有如下附带条件， 即需要总共至少两个模块， 以致实现缸体转换。各 缸体包括与上面描述的首先两个相似的构件， 其中缸体的相应的输出线通向共同油脂输出 10。 0016 正常操作模式如下， 其中为了简便， 描述了仅仅两个缸体 (3， 3 ) 布置 ： i)液压供应功能阀2通过ROV打开， 以。
21、在压力下将液压流体从供应1发送到缸体3。 便 利地， 阀 2 在此时也通过 ROV 打开 ； ii) 油脂控制阀 9 液压地打开， 以允许油脂流通过输出线 12( 其中油脂控制阀 9 保持 关闭 ) ； ( 注意步骤 i) 和 ii) 可以以任何顺序实现 ) iii) 在缸体 3 中的加压的液压流体 4 使油脂 5 在压力下输送经过注入点 7、 通过打开 的油脂控制阀 9， 并且向前到共同油脂输出 10， 以根据需要配置 ； iv)当传感装置6指示在缸体3中剩余的油脂水平为低的时， 在第二油脂缸体供应线上 的油脂控制阀 9 液压地打开 ； v) 对于输送时段， 油脂从缸体 3 和 3 两者同时。
22、供应到共同油脂输出 10， 以确保油脂的 说 明 书 CN 103174396 A 6 4/5 页 7 无缝供应 ； vi) 当以下条件中的任何一个适用时油脂控制阀 9 关闭 ： a) 第一缸体 3 的油脂水平通过传感装置 6 探测而为耗尽的， b) 第一缸体 3 的油脂水平通过传感装置 6 探测而达到预设的下限， 或者 c) 在预设长度的时间之后 ； 以及 vii) 第二油脂供应缸体 3 现在提供单一油脂供应到共同油脂输出 10。 0017 为了补充缸体 3， 实现以下步骤 ： viii) 液压阀 2 通过 ROV 切换成用于 “返回” ； ix) 油脂经由注入点 7 注入到输出线 12 内。
23、， 并且再填充缸体 3 直到通过传感装置 6 确 定该缸体为足够满的 ； 以及 x) 一旦补充， 阀 2 通过 ROV 切换回到 “打开” ， 以用于供应液压流体， 为当需要时液压地 打开油脂控制阀 9 作准备。 0018 当缸体 3 类似低地运行时， 它可以以相应方式而被补充， 也就是通过将阀 2 转换 到 “返回” ， 将油脂注入到输出线 12 以再填充缸体 3 ， 并且将阀 2 切换为打开的。 0019 如果使用多缸体布置， 也就是利用超过两个缸体模块， 阀打开、 油脂输出共同混 合、 和阀关闭的上述循环可继续用于与在系统中存在的一样多的缸体模块。 0020 本发明的第二实施例在图2中示。
24、意地示出， 其与图1的实施例的主要不同在于， 这 里液压控制阀而不是油脂控制阀用来控制转换。显而易见的是， 该实施例的构件中的大部 分类似于图 1 中的这些， 并且如果合适的话保留相似标记。然而， 在该实施例中， ROV 可操 作的阀 2， 2 由液压控制阀 13， 13 替换， 并且油脂控制阀 9， 9 由 ROV 可操作的阀 14， 14 替换。换句话说， 在该第二实施例中， 油脂供应的控制通过液压控制阀 13， 13 而不是油脂 控制阀 9， 9 而实现。这里， 液压控制阀 13， 13 包括 “截断泄放” 阀， 其可放置成三个操作 模式 ：“打开” ( 以使双向流能够通过其中 )，“关。
25、闭” ( 其中通过其中的流在两个方向上被截 断 )， 和 “用于返回” ， 其中在缸体 3 中的液压流体可返回到源 ( 也就是到供应 1)。 0021 操作模式为如下 ( 再次为了简便， 描述了仅仅两个缸体模块系统 ) ： i) 液压控制阀 13 液压地打开， 以在压力下将液压流体从供应 1 发送到缸体 3( 液压控 制阀 13 保持关闭 ) ； ii) 油脂阀 14 通过 ROV 打开， 以允许油脂流通过输出线 12， 便利地油脂阀 14 也可在 此时由 ROV 打开 ； ( 注意步骤 i) 和 ii) 可以以任何顺序实现 ) iii) 在缸体 3 中的加压的液压流体 4 使油脂 5 在压力。
26、下输送经过注入点 7、 通过打开 的油脂阀 14， 并且向前到共同油脂输出 10， 以根据需要配置 ； iv) 当传感装置 6 指示在缸体 3 中剩余的油脂水平为低的时， 液压控制阀 13 液压地打 开 ； v) 对于输送时段， 油脂从缸体 3 和 3 两者同时供应到共同油脂输出 10， 以确保油脂的 无缝供应 ； vi) 当以下条件中的任何一个适用时， 液压控制阀 13 液压地放置成 “关闭” 操作模式， 以双向地截断通过其中的流体流 ： a) 第一缸体 3 的油脂水平通过传感装置 6 探测为耗尽的， b) 第一缸体 3 的油脂水平通过传感装置 6 探测达到预设的下限， 或者 说 明 书 C。
27、N 103174396 A 7 5/5 页 8 c) 在预设长度的时间之后 ； 以及 vii) 第二油脂供应缸体 3 现在提供单一油脂供应到共同油脂输出 10。 0022 为了补充缸体 3， 实现以下步骤 ： viii) 油脂阀 14 通过 ROV 关闭 ； ix) 油脂阀 13 放置成 “用于返回” 操作模式 ； x) 油脂经由阀 8 和注入点 7 注入到输出线 12， 并且再填充缸体 3 ； 以及 xi) 一旦补充， 油脂阀 14 通过 ROV 切换回到打开， 以用于供应液压流体， 为当需要时液 压地打开液压控制阀 13 作准备。 0023 可观察到， 在该实施例中 ROV 可操作的油脂截。
28、断阀 14,14 的目的是实现油脂补充 操作。 0024 对于这两个优选实施例两者， 可因此观察到 ROV 操作仅仅在启动时需要， 并且仅 仅需要用于从补充的缸体重新开始油脂输送 - 液压地实现正常的油脂供应转变， 使得这可 几乎立即完成。 0025 前述实施例仅仅为示范性的， 并且各种其它替代或更改将对本领域技术人员显而 易见。例如从技术视角观察， 阀 2， 2 ,9,9 ,13,13 ,14,14 中的任一个或所有可为 ROV 操作的或液压先导控制的。例如， 如果所有阀为 ROV 操作的， 然后传感装置 6， 6 可简单地 将信息标记到表面， 从而指明油脂变得低， 并且操作者将跑到ROV中。
29、以当需要时关闭/打开 阀。 如果所有阀为液压先导控制的， 例如更精密的控制系统可被放到合适位置中， 尽管这将 需要在设施的海底控制模块 (SCM) 中的更大量的液压功能线。 0026 尽管上面的实施例描述热入扣点的使用， 以使油脂能够进入系统用于补充， 但是 相反， 这样的补充本地油脂贮藏可永久地铅垂连接(plumb)到系统上， 例如到输出线12上。 在这种情况下， 补充由定位在油脂贮藏和输出线12之间的物理阀或旋塞(tap)8控制， 该物 理阀或旋塞8例如可为液压地可操作的、 电可操作的、 或通过ROV可操作的。 在这种情况下， 各缸体的注入点 7， 7 可连接到共同油脂源或可选地连接到两个。
30、或更多个分开的油脂源。 0027 在上述实施例中， 传感装置 6 包括单一限位开关或位置传感器。然而， 当经由注入 点7利用来自供应的油脂补充缸体3时， 同样可能的是， 通过利用分离的流或压力传感装置 来检测来自油脂供应的油脂流何时停止而确定在缸体 3 中的油脂的量。 0028 在另外的可选实施例中， 来自各缸体 3， 33n的在共同输出线 10 中的油脂的共 同混合可通过采取步骤被促进， 以确保大致相等的油脂输出压力用于各缸体 3， 3 3n。这 可通过利用控制系统达到， 该控制系统能够实现输出线 12， 1212n的差压控制。该控制 系统可例如包括压力变换器， 其链接到线 12， 1212n和可变的孔口 / 阻流阀， 替代阀 9， 99n或 14， 1414n。这些将通过反馈环和相关的逻辑控制而链接， 以便调整通过其 中的油脂流的压力， 以提供大致相等的油脂压力。这些可变阀仍可用来提供如同前述实施 例的截断功能。 说 明 书 CN 103174396 A 8 1/2 页 9 图 1 说 明 书 附 图 CN 103174396 A 9 2/2 页 10 图 2 说 明 书 附 图 CN 103174396 A 10 。