一種安全機(jī)構(gòu)包括：阻擋構(gòu)件，所述阻擋構(gòu)件能夠在允許流體流動(dòng)的第一位置和限制流體流動(dòng)的第二位置之間移動(dòng)；移動(dòng)機(jī)構(gòu)；以及，無線接收器(通常是聲收發(fā)器)，所述無線接收器適合于接收無線信號(hào)；其中，所述移動(dòng)機(jī)構(gòu)可操作成響應(yīng)于由所述無線接收器接收到的所述信號(hào)的變化，將所述阻擋構(gòu)件從所述第一位置和所述第二位置中的一個(gè)位置移動(dòng)到所述第一位置和所述第二位置中的另一位置。因此，本發(fā)明專利技術(shù)的實(shí)施例提供了一種用于井的安全機(jī)構(gòu)(例如，閥、封隔器、插塞或套筒)，該安全機(jī)構(gòu)可以無線地操作并且因此能夠使得井內(nèi)的安全機(jī)構(gòu)甚至在緊急情況已經(jīng)發(fā)生時(shí)還能操作。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】用于井的安全機(jī)構(gòu)、包括該安全機(jī)構(gòu)的井及相關(guān)方法
本專利技術(shù)涉及一種用于井的安全機(jī)構(gòu)(例如，閥、套筒、封隔器或插塞)、一種包括該安全機(jī)構(gòu)的井、以及用于改善井的安全性的方法，尤其但不排他性地涉及海底碳?xì)浠衔锞?br>技術(shù)介紹
近年來，油和氣已經(jīng)從超過1km量級(jí)的非常深的水區(qū)中的海底井(subseawell)內(nèi)重新獲得。這對(duì)于在這樣深處中鉆探、固定、提取和放棄井提出了許多技術(shù)問題。在井的完整性上出現(xiàn)問題的情況下，眾所周知使用井口裝置(wellheadapparatus)控制系統(tǒng)來關(guān)閉井，以防止井出現(xiàn)危險(xiǎn)的井噴或大量的碳?xì)浠衔飺p失。防噴器(BOP)位于海底井的頂部處、在海床處，并且可以由控制室激活以關(guān)閉井，或者能夠適合于自動(dòng)檢測(cè)井噴并且關(guān)閉。如果控制室出現(xiàn)了故障，遙控潛水車輛(ROV)將可以直接激活海床處的BOP以關(guān)閉井。在已竣工的井中，在井的頂部處不是設(shè)置BOP而是設(shè)置“圣誕”樹狀物(tree)，并且在井內(nèi)的“井底”處通常增加地下安全閥(SSV)。如果“圣誕”樹狀物與控制平臺(tái)、鉆探裝備或船失去聯(lián)系，則SSV通常被激活以封閉并且關(guān)閉井。盡管有這些已知的安全控制，事故仍然發(fā)生并且最近的實(shí)例是在來自諸如墨西哥灣中的海底井的災(zāi)難性的井噴，產(chǎn)生巨大的爆炸，造成生命損失、鉆探裝備的損失以及大量和持續(xù)的油流入墨西哥灣，威脅野生動(dòng)植物和海洋產(chǎn)業(yè)。盡管該災(zāi)難的具體原因目前不清楚，但是一些方面可以被觀察到：由鉆探裝備控制的緊急斷開系統(tǒng)未能密封井并且使船與井分離；在海床處的死人(dead-man)/AMF系統(tǒng)未能密封井；隨后的遙控車輛(ROV)干預(yù)也未能激活BOP上的安全機(jī)構(gòu)。無疑地，在防噴器上主要聚焦的傳統(tǒng)系統(tǒng)在爆炸的時(shí)候未激活并且在控制通信與鉆探裝備一起丟失之后也未能遏制油流入海中。因此，需要改善油井的安全性，尤其是需要改善位于深水區(qū)域中的油井的安全性。考慮到連通和控制井內(nèi)工具(即，井中的工具)的困難性(尤其在通信被切斷的情況下)，人們可能考慮為位于海床處的BOP提供其他的切斷機(jī)構(gòu)。但是，本專利技術(shù)的專利技術(shù)人已經(jīng)注意到，此時(shí)增加更多的設(shè)備將是極其困難的，因?yàn)樗鼘⒃黾哟藭r(shí)所放置的部件的大小和高度，這一在安裝之前就將對(duì)于鉆探裝備是難以適應(yīng)的。此外，雖然這將增加其他保護(hù)措施，但是它在很大程度上具有與現(xiàn)有安全系統(tǒng)相同的概念。甚至，增大控制系統(tǒng)的復(fù)雜性以支持這些額外的特征可能潛在地對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的可靠性具有不利影響，而不是增大所提供的安全性水平。在增加用于裝置的其他傳統(tǒng)控制機(jī)構(gòu)(例如，閥或井內(nèi)傳感器)的情況下，本專利技術(shù)的專利技術(shù)人還注意到局限性，因?yàn)槿f一發(fā)生井噴，這些裝置可能由于沒有使壓力波動(dòng)以控制壓力驅(qū)動(dòng)的裝置或者由于線路的失控而失去運(yùn)行能力。因此，對(duì)于普通技術(shù)人員而言，設(shè)計(jì)可以實(shí)際地增加到已經(jīng)設(shè)置在油井中的安全系統(tǒng)上的其他安全系統(tǒng)是困難的。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于緩解現(xiàn)有技術(shù)中的問題，并且更好地改善井中的安全性。根據(jù)本專利技術(shù)的第一方面，提供了一種安全機(jī)構(gòu)，包括：阻擋構(gòu)件(obstructingmember)，所述阻擋構(gòu)件能夠在允許流體流動(dòng)的第一位置和限制流體流動(dòng)的第二位置之間移動(dòng)，通常地，所述阻擋構(gòu)件能夠從允許流體流動(dòng)的第一位置移動(dòng)到限制流體流動(dòng)的第二位置；移動(dòng)機(jī)構(gòu)；以及，適合于接收無線信號(hào)的無線接收器(通常為適合于接收并且通常發(fā)送無線信號(hào)的收發(fā)器)；其中，所述移動(dòng)機(jī)構(gòu)可操作成響應(yīng)于由所述無線接收器接收到的所述信號(hào)的變化，將所述阻擋構(gòu)件從所述第一位置和所述第二位置中的一個(gè)位置移動(dòng)到所述第一位置和所述第二位置中的另一位置。因此，阻擋構(gòu)件可以在某些實(shí)施例中起始于第一位置或第二位置。提供收發(fā)器時(shí)，收發(fā)器通常是具有接收器功能和發(fā)射器功能的單個(gè)設(shè)備；但是原則上，分離的接收器和分離的發(fā)射器可以被提供。盡管如此，當(dāng)接收器和發(fā)射器一起設(shè)置在某一位置處時(shí)，被認(rèn)為是如本文中所描述的收發(fā)器。繼電器和中繼器可以用于使無限信號(hào)利于從一位置傳輸?shù)搅硪晃恢谩１緦＠夹g(shù)還提供了一種根據(jù)本專利技術(shù)的第一方面的至少一個(gè)安全機(jī)構(gòu)的井。通常地，井具有井口。因此，本專利技術(shù)提供了顯著的優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)樗梢皂憫?yīng)于無線信號(hào)而移動(dòng)(通常關(guān)閉)阻擋構(gòu)件(例如，閥、封隔器、套筒或插塞)。值得注意地，這不依賴在井和井口裝置(例如，BOP)之間的控制線路(例如，液壓管線或電纜)的提供。因此萬一發(fā)生災(zāi)難性的井噴或爆炸，無線信號(hào)可以僅通過將通常在井的頂部處的井口裝置與無線發(fā)射器(其將發(fā)送適當(dāng)?shù)男盘?hào))相連接被發(fā)送給閥。對(duì)于某些實(shí)施例，無線發(fā)射器可以安裝在井口裝置上。的確，因?yàn)闊o線信號(hào)不要求完好無損的控制線路以便關(guān)閉閥，所以即使井口裝置已經(jīng)遭受大量的損壞和/或液壓管線、電纜或其他控制線路已經(jīng)被損壞并且傳統(tǒng)的安全系統(tǒng)已經(jīng)失去了所有的功能，這也可以被實(shí)現(xiàn)。因此，這排除了當(dāng)前對(duì)起作用的BOP/井口裝置的依賴，以避免油、氣或其他井流體流入海中。在某些實(shí)施例中，發(fā)射器可以設(shè)置成井口裝置的一部分。正如在本文中所使用的井口裝置包括但不局限于井口、管道和/或套管懸掛器、BOP、電纜/連續(xù)油管潤滑器、導(dǎo)向基座、井樹狀物、樹狀物構(gòu)架、井蓋、防塵蓋和/或井遮蓬。通常地，井口在鉆孔的頂部處提供了密封接口。通常地，在井口處或在井口以上多達(dá)20-30m的任一件設(shè)備或裝置出于該目的可以被認(rèn)為是井口裝置。所述的“信號(hào)的變化”可以是已接收到的不同信號(hào)，或者可以是在控制信號(hào)以前沒有被接收到的地方接收到控制信號(hào)，并且還可以是在信號(hào)以前被接收到的地方失去信號(hào)。因此，在后一種情況下，安全機(jī)構(gòu)可以適合于當(dāng)無線通信失去(其可能由于緊急情況而發(fā)生)時(shí)操作，而不是必須要求主動(dòng)發(fā)送控制信號(hào)來操作安全機(jī)構(gòu)。的確，本專利技術(shù)更一般地提供了一種收發(fā)器，所述收發(fā)器配置成在緊急情況已經(jīng)發(fā)生之后激活并且發(fā)送信號(hào)，正如本文中所限定的。在優(yōu)選的實(shí)施例中，收發(fā)器是聲收發(fā)器并且控制信號(hào)是聲控制信號(hào)。在可替代的實(shí)施例中，收發(fā)器可以是電磁收發(fā)器，并且信號(hào)是電磁信號(hào)。組合能夠被提供：例如，可以通過聲信號(hào)傳播一部分距離，通過電磁信號(hào)傳播一部分距離，通過電纜傳播一部分距離，和/或通過纖維光纜傳播一部分距離；必要時(shí)，全部使用收發(fā)器。聲信號(hào)可以通過細(xì)長構(gòu)件或者通過井流體或細(xì)長構(gòu)件和井流體的組合進(jìn)行發(fā)送。為了通過流體發(fā)送聲信號(hào)，可以使用壓力脈沖發(fā)生器或泥漿脈沖發(fā)生器。優(yōu)選地，阻擋構(gòu)件從第一位置移動(dòng)到第二位置。優(yōu)選地，安全機(jī)構(gòu)包含電池。安全機(jī)構(gòu)通常部署在海底。收發(fā)器包括發(fā)射器和接收器。發(fā)射器的提供使信號(hào)能夠從安全機(jī)構(gòu)發(fā)送到控制器(例如，控制信號(hào)的確認(rèn)或激活的確認(rèn))。安全機(jī)構(gòu)可以設(shè)置在鉆柱、完井管柱、套管柱或任何其他的細(xì)長構(gòu)件上，或者設(shè)置在井中的已裝套管的或未裝套管的部分內(nèi)部的子組件上。安全機(jī)構(gòu)可以與BOP或井口、樹狀物、或者井蓋用在相同的井內(nèi)，并且除了傳統(tǒng)的地下安全閥以外，可以設(shè)置安全機(jī)構(gòu)。通常地，設(shè)置多個(gè)安全機(jī)構(gòu)。收發(fā)器可以與移動(dòng)機(jī)構(gòu)間隔開并且通過傳統(tǒng)裝置(例如，液壓管線或電纜)與傳感器連接。這使無線信號(hào)能夠在更小的距離上傳輸。例如，無線信號(hào)可以從井口裝置傳輸?shù)骄捻敳肯路蕉噙_(dá)100m、有時(shí)小于50m或小于20m處的收發(fā)器，該井的頂部通過液壓布線或電力布線連接到阻擋構(gòu)件。這使得根據(jù)本專利技術(shù)的安全機(jī)構(gòu)即使當(dāng)井口、井口裝置或者井的頂部100m、50m或20m被損壞并且在井口和井口裝置中的控制管線被損壞時(shí)也能夠本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】2010.07.20 GB 1012175.41.一種安全機(jī)構(gòu)，包括：阻擋構(gòu)件，所述阻擋構(gòu)件能夠在允許流體流動(dòng)的第一位置和限制流體流動(dòng)的第二位置之間移動(dòng)；移動(dòng)機(jī)構(gòu)；以及，無線接收器，所述無線接收器適合于接收無線信號(hào)；其中，所述移動(dòng)機(jī)構(gòu)可操作成響應(yīng)于由所述無線接收器接收到的所述信號(hào)的變化，將所述阻擋構(gòu)件從所述第一位置和所述第二位置中的一個(gè)位置移動(dòng)到所述第一位置和所述第二位置中的另一位置；其中，所述安全機(jī)構(gòu)適合于響應(yīng)于由傳感器檢測(cè)到的至少一個(gè)參數(shù)的水平，自動(dòng)地將所述阻擋構(gòu)件從所述第二位置移動(dòng)到所述第一位置/從所述第一位置移動(dòng)到所述第二位置；并且其中，通過操作者，所述參數(shù)的水平是可變的，在所述參數(shù)的水平下，所述安全機(jī)構(gòu)適合于將所述阻擋構(gòu)件從所述第二位置移動(dòng)到所述第一位置/從所述第一位置移動(dòng)到所述第二位置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的安全機(jī)構(gòu)，所述安全機(jī)構(gòu)包括無線收發(fā)器。3.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的安全機(jī)構(gòu)，其中，所述第二位置是閉合位置，在所述閉合位置，流體流動(dòng)是停止的。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的安全機(jī)構(gòu)，其中，所述接收器是聲接收器，所述信號(hào)是聲信號(hào)。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的安全機(jī)構(gòu)，其中，所述接收器是電磁接收器，所述信號(hào)是電磁信號(hào)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的安全機(jī)構(gòu)，其中，還提供有聲接收器，所述信號(hào)通過所述電磁接收器傳輸越過所述信號(hào)的距離的一部分，并通過所述聲接收器傳輸越過所述信號(hào)的距離的一部分。7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的安全機(jī)構(gòu)，其中，所述接收器與所述移動(dòng)機(jī)構(gòu)是間隔開的并且通過液壓管或電纜相連接。8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的安全機(jī)構(gòu)，其中，在預(yù)定的時(shí)間段不存在信號(hào)時(shí)，所述安全機(jī)構(gòu)適合于自動(dòng)地將所述阻擋構(gòu)件從所述第二位置移動(dòng)到所述第一位置/從所述第一位置移動(dòng)到所述第二位置。9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的安全機(jī)構(gòu)，其中，所述安全機(jī)構(gòu)適合于激活所述無線收發(fā)器，以便在緊急情況已經(jīng)發(fā)生之后發(fā)送信號(hào)。10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的安全機(jī)構(gòu)，其中，所述安全機(jī)構(gòu)包括封隔器和膨脹機(jī)構(gòu)，并且所述移動(dòng)機(jī)構(gòu)使得所述膨脹機(jī)構(gòu)激活，所述膨脹機(jī)構(gòu)使所述封隔器膨脹并且因此使所述封隔器在所述第一位置和所述第二位置之間移動(dòng)...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：肖·康普頓·羅斯，萊斯利·大衛(wèi)·賈維斯，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：美德龍技術(shù)有限公司，
類型：
國別省市：
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