一种用于可燃冰开采的生产立管装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提出了一种用于可燃冰开采的生产立管装置，采用热介质伴热，包括水下环空分隔器和水下环空连通阀组件，利用生产立管具有多层套管的构造特性，即内层套管和外层套管之间的环形空间以及生产立管和内层套管之间的环形空间，在生产立管和内层套管之间形成第一环空通道，内层套管和外层套管之间形成第二环空通道；在生产立管外侧壁上安装水下环空分隔器，在内层套管外侧壁上安装水下环空连通阀；可为立管提供加热介质封闭循环回路，从而解决了可燃冰开采生产立管中容易形成天然气水合物并堵塞立管的技术难题。

A Production Riser for Flammable Ice Mining

The utility model proposes a production riser device for flammable ice mining, which uses heat medium as heat tracing, including underwater annular separator and underwater annular connecting valve assembly. The production riser has the structural characteristics of multi-layer casing, that is, the annular space between the inner casing and the outer casing, and the annular space between the production riser and the inner casing. The first annular passage is formed between the pipes, and the second annular passage is formed between the inner sleeve and the outer sleeve; the underwater annular separator is installed on the outer wall of the production riser, and the underwater annular connecting valve is installed on the outer wall of the inner sleeve; the closed circulation loop of heating medium can be provided for the riser, thus solving the problem of gas hydrate formation and blockage in the production riser of combustible ice mining. Technical problems of pipe.

【技术实现步骤摘要】
一种用于可燃冰开采的生产立管装置
本技术属于海洋能源开采制造业，具体是一种用于可燃冰开采的生产立管装置。
技术介绍
随着海洋能源的勘探，用于开采海洋可燃冰能源的设备也越来越受到世界各大海工装备制造厂的青睐，其中用于可燃冰汽化流体传输的立管装置是可燃冰开采的关键部件之一，可燃冰汽化流体传输的立管包括但不限于油层套管、技术套管和隔水套管，可燃冰的开采四种基本方法：降压开采法、热激开采法、化学药剂注入开采法、二氧化碳置换法，或这四种方法的组合，这些方法均是使得可燃冰分解生成甲烷和水，再将甲烷和水的混合物通过立管输送到海面，可燃冰流体在立管内向海面输送的过程中存在以下风险：1、可燃冰开采时，油层立管中的大部分流体是甲烷和水的混合物，当流体通过立管向海面输送的过程中，由于与外界的换热，温度会逐渐降低，可能会再次形成天然气水合物（可燃冰），堵塞管道；2、在计划内或者计划外的停产期间，由于油层立管道内的流体温度会逐渐下降至环境温度（水温），形成天然气水合物堵塞管道的风险；3、由于深海开发水深较深，要将流体输送至海面，需要使用下潜泵对井下流体进行增压，克服静水压和管道阻力，增高的压力加上流体温度的逐渐下降也可能会导致天然气水合物的再次形成，堵塞立管。上述风险是可燃冰开采过程中的瓶颈问题之一，需要找到一种经济性较好的方案，降低可燃冰开采过程中的立管堵塞风险，为可燃冰资源实现商业化开采铺平道路。
技术实现思路
本技术提出了一种电伴热带置于油层立管外的可燃冰源气油层立管装置，目的在于降低可燃冰开采过程中的立管堵塞风险，为可燃冰资源实现商业化开采铺平道路。本技术所采用的技术方案是：一种用于可燃冰开采的生产立管装置，在生产立管110外依次设有内层套管120、外层套管130和隔水导管；其特征在于：在生产立管110和内层套管120之间形成第一环空通道，内层套管120和外层套管130之间形成第二环空通道；在生产立管110外侧壁上安装水下环空分隔器200，在内层套管120外侧壁上安装水下环空连通阀300；水下环空分隔器200置于靠近海床的井口下游，水下环空连通阀300的位置高于水下环空分隔器200的位置；其中，水下环空分隔器200用以关闭或开通加热介质进入第一环空通道，水下环空连通阀300用以关闭或开通加热介质进入第二环空通道。作为优选，所述水下环空分隔器200主要由阀体210、液压腔260、复合活塞、阻断橡胶环230C及弹簧250组成；阀体是一环状铸件，复合活塞、阻断橡胶环及弹簧置于阀体之内；液压腔由数个小型千斤顶组成、环向均匀分布于阀体内；复合活塞连接液压腔和阻断橡胶环，将阀体内产生的液压力传递到阻断橡胶环上，压缩阻断橡胶环使其产生环向变形，从而阻断第一环空通道。所述水下环空连通阀300主要由阀体、液压腔、阻断活塞320及弹簧350组成，阀体是一中空铸件，阻断活塞及弹簧置于阀体之内，在阻断活塞320中部设有一个活塞连通孔330；当活塞连通孔330与阀体上的连通孔340对齐时，通道打开；当活塞连通孔330与阀体上的连通孔340完全错位时，通道关闭。作为优选，水下环空分隔器200和水下环空连通阀300均为水上控制。作为优选，当生产立管110内的可燃冰流体温度接近天然气水合物的形成温度时，上部平台输送高温热介质，通过水上生产树的阀门引入第一环空通道，与生产立管110内的可燃冰流体进行热交换，热介质向下运行至靠近海床位置；通过使用水下环空分隔器200来封闭第一环空通道以阻止热交换后的介质下行进入海床以下，同时水下环空连通阀300处于开通状态，热交换后的介质经过开通的水下环空连通阀300，从第一环空通道进入第二环空通道，并经由水上生产树返回上部平台，保证生产立管110内可燃冰流体的温度一直保持在天然气水合物的形成温度之上。本技术的有益效果是：能够降低可燃冰开采过程中的立管堵塞风险。附图说明图1是本技术实施例的结构示意图；图2是水上控制的水下环空分隔器开启状态示意图；图3是水上控制的水下环空分隔器关闭状态示意图；图4是水上控制的水下套管环空连通阀开启状态示意图；图5是水上控制的水下套管环空连通阀关闭状态示意图。具体实施方式下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。在本技术的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。参照图1所描述的本技术实施例的一种用于可燃冰开采的生产立管装置，在生产立管110外依次设有内层套管120、外层套管130和隔水导管；其特征在于：在生产立管110和内层套管120之间形成第一环空通道，内层套管120和外层套管130之间形成第二环空通道；在生产立管110外侧壁上安装水下环空分隔器200，在内层套管120外侧壁上安装水下环空连通阀300；水下环空分隔器200置于靠近海床的井口下游，水下环空连通阀300的位置高于水下环空分隔器200的位置；其中，水下环空分隔器200用以关闭或开通加热介质进入第一环空通道，水下环空连通阀300用以关闭或开通加热介质进入第二环空通道。作为优选，所述水下环空分隔器200主要由阀体210、液压腔260、复合活塞、阻断橡胶环230C及弹簧250组成；阀体是一环状铸件，复合活塞、阻断橡胶环及弹簧置于阀体之内；液压腔由数个小型千斤顶组成、环向均匀分布于阀体内；复合活塞连接液压腔和阻断橡胶环，将阀体内产生的液压力传递到阻断橡胶环上，压缩阻断橡胶环使其产生环向变形，从而阻断第一环空通道。所述水下环空连通阀300主要由阀体、液压腔、阻断活塞320及弹簧350组成，阀体是一中空铸件，阻断活塞及弹簧置于阀体之内，在阻断活塞320中部设有一个活塞连通孔330；当活塞连通孔330与阀体上的连通孔340对齐时，通道打开；当活塞连通孔330与阀体上的连通孔340完全错位时，通道关闭。作为优选，水下环空分隔器200和水下环空连通阀300均为水上控制。作为优选，当生产立管110内的可燃冰流体温度接近天然气水合物的形成温度时，上部平台输送高温热介质，通过水上生产树的阀门引入第一环空通道，与生产立管110内的可燃冰流体进行热交换，热介质向下运行至靠近海床位置；通过使用水下环空分隔器200来封闭第一环空通道以阻止热交换后的介质下行进入海床以下，同时水下环空连通阀300处于开通状态，热交换后的介质经过开通的水下环空连通阀300，从第一环空通道进入第二环空通道，并经由水上生产树返回上部平台，保证生产立管110内可燃冰流体的温度一直保持在天然气水合物的形成温度之上。如果水下环空分隔器200解除分隔，同时环形空间连通阀300将环空140与环空150之间的通道关闭，则该可燃冰伴热开采生产立管装置又回到常规生产立管状态，不同介质可以在各自的环空里上下流动。图2是水下环空分隔器开启状态的工作原理示意图，复本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于可燃冰开采的生产立管装置，在生产立管外依次设有内层套管、外层套管和隔水导管，其特征在于：在生产立管和内层套管之间形成第一环空通道，内层套管和外层套管之间形成第二环空通道；在生产立管外侧壁上安装水下环空分隔器，在内层套管外侧壁上安装水下环空连通阀；水下环空分隔器置于靠近海床的井口下游，水下环空连通阀的位置高于水下环空分隔器的位置；其中，水下环空分隔器用以关闭或开通加热介质进入第一环空通道，水下环空连通阀用以关闭或开通加热介质进入第二环空通道。

【技术特征摘要】
1.一种用于可燃冰开采的生产立管装置，在生产立管外依次设有内层套管、外层套管和隔水导管，其特征在于：在生产立管和内层套管之间形成第一环空通道，内层套管和外层套管之间形成第二环空通道；在生产立管外侧壁上安装水下环空分隔器，在内层套管外侧壁上安装水下环空连通阀；水下环空分隔器置于靠近海床的井口下游，水下环空连通阀的位置高于水下环空分隔器的位置；其中，水下环空分隔器用以关闭或开通加热介质进入第一环空通道，水下环空连通阀用以关闭或开通加热介质进入第二环空通道。2.根据权利要求1所述的生产立管装置，其特征在于：所述水下环空分隔器主要由阀体、液压腔、复合活塞、阻断橡胶环及弹簧组成；阀体是一环状铸件，复合活塞、阻断橡胶环及弹簧置于阀体之内；液压腔由数个小型千斤顶组成，环向均匀分布于阀体内；复合活塞连接液压腔和阻断橡胶环，将阀体内产生的液压力传递到阻断橡胶环上，压缩阻断橡胶环使其产生环向变形，从而阻断第一环空通道。3.根据权利要求1所述的生产立管装置，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞小波，徐立新，祝传钰，刘建成，梅先志，
申请(专利权)人：招商局重工江苏有限公司，招商局重工深圳有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32