一种深水井喷应急井控设备及其作业方法技术

一种深水井喷应急井控设备及其作业方法，所述深水井喷应急井控设备包括主体，所述主体内设置有流体通道，所述主体的下部固定连接有连接器，所述主体在流体通道的出口端连接有多个辅流量管线以及可供钻杆从流体通道下入井喷井井内的主流量管线，所述主流量管线和多个辅流量管线互相分离，所述主流量管线和每个辅流量管线上均设置有阀门，所述流体通道上连接有用于流体通道和/或主流量管线和/或辅流量管线的防堵装置，所述防堵装置包括抑制水合物合成装置和/或抑制水合物附着装置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及深水井控安全的
，具体的是一种深水井喷应急井控设备及其作业方法。
技术介绍
深水井喷事故不仅能造成巨大的人员伤亡和财产损失，还会引发环境灾难，能及时、有效控制井喷非常重要，但现在缺少针对深水井喷应急救援的相关标准和经验。因此，亟需开展应急井控设备研究和现场联合试验，以提高深水井喷事故的应急处置能力。这就是现有技术的不足之处。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题，就是针对现有技术所存在的不足，而提供一种深水井喷应急井控设备，用于深水井喷发生后的事故应急。本方案是通过如下技术措施来实现的：一种深水井喷应急井控设备，包括主体，所述主体内设置有与井喷井连通的流体通道，所述主体的下部固定连接有连接器，所述主体在流体通道的出口端连接有多个辅流量管线以及可供钻杆从流体通道下入井喷井井内的主流量管线，所述主流量管线和多个辅流量管线互相分离，所述主流量管线和每个辅流量管线上均设置有阀门，所述流体通道上连接有用于流体通道和/或主流量管线和/或辅流量管线的防堵装置，所述防堵装置包括抑制水合物合成装置和/或抑制水合物附着装置。在上述技术方案的基础上，还可以有以下进一步的技术方案：优选的，所述抑制水合物合成装置包括用于主体加热的加热装置和/或设置在主体上并可用于将水合物抑制剂注入流体通道的注入端口Ⅰ，所述注入端口Ⅰ可控开闭；所述抑制水合物附着装置包括设置在主体内壁上的用于抑制水合物附着的涂层。采用本技术方案，设置有加热装置以及通过注入端口Ⅰ向流体通道内注入水合物抑制剂能够抑制水合物的形成，保证流体通道畅通，所述加热装置为设置在主体上的电磁式管道加热器；主体内壁上设置有抑制水合物附着涂层，能够减少水合物在流体通道内的附着。优选的，所述主流量管线包括垂直向上设置的管道Ⅰ，所述辅流量管线包括倾斜向上设置的管道Ⅱ，所述管道Ⅰ的轴线与管道Ⅱ的轴线形成锐角的角度小于60°，所述管道Ⅰ用于流体流通的横截面积大于管道Ⅱ用于流体流通的横截面积。采用本技术方案，由于管道Ⅱ的设置方向不是竖直方向，当流体以高速流经流体通道和进入辅流量管线时，流体夹带的颗粒会有更小的可能性产生磨损，管道Ⅰ、管道Ⅱ以及注入端口Ⅱ用于流体流通的横截面积之和小于流体通道末端用于流体流通的横截面积，那么流体通道中的流体可以被分流进入主流量管线、辅流量管线以及注入端口Ⅱ处，所述管道Ⅰ沿着竖直方向向上设置，一方面便于下入钻杆，另一方面能够降低本深水井喷井控设备在下放时，进入流体通道内的高速的流体对深水井喷井控设备产生的阻力。优选的，所述主流量管线设置在流体通道的正上方，所述辅流量管线设置有三个，三个辅流量管线沿着主流量管线周向均匀布置。优选的，所述主体上设置有用于封闭流体通道的封井装置，所述封井装置为双闸板封井器。采用本技术方案，井喷无法控制时可以进行强力封井，当流体通道内有钻杆时，所述双闸板封井器半封，即所述双闸板封井器能封闭流体通道与钻杆之间的环形空间，当流体通道内没有钻杆时，所述双闸板封井器全封，即所述双闸板封井器能够封闭整个流体通道。优选的，在封井装置的下方，所述主体上还设置有可用于将水泥浆注入流体通道的注入端口Ⅱ，所述注入端口Ⅱ可控开闭。采用本技术方案，深水井喷应急井控设备开始作业时，将注入端口Ⅱ连接回油管线可以实现对井喷油气的分流作用，此外，可在强力封井作业后，通过注入端口Ⅱ向流体通道内注入水泥浆将井喷井彻底封堵。所述流体通道的上端为喇叭口结构，所述管道Ⅱ的轴线与竖直方向的夹角角度与喇叭口结构的角度相等。采用本技术方案，流体通道的上端为喇叭口结构，能够将流体通道内部分高速的油气引流至倾斜的管道Ⅱ内，减少了高速油气对管道Ⅱ内壁的冲击并快速进入管道Ⅱ内，同时降低了高速油气对流体通道上壁的冲击。优选的，所述连接器包括连接套管，所述连接套管一端与主体连接，另一端与井喷井连接，所述连接套管连接有卡盘。采用本技术方案，设置的卡盘用于进一步将本深水井喷应急井控设备固定在井喷井上，设置有压力测试桩能够对本深水井喷应急井控设备进行下方前的压力测试和完整性测试。优选的，所述主体的上端固定连接有支架，所述支架上设置有ROV控制面板，所述阀门、双闸板封井器、注入端口Ⅰ、注入端口Ⅱ和/或卡盘均由ROV控制面板控制开闭，所述支架上设置有升降连接装置。采用本技术方案，所述的阀门、双闸板封井器、注入端口Ⅰ、注入端口Ⅱ和/或卡盘均由ROV控制面板控制，启动精准及时；可将主流量管线和辅流量管线固定在支架上，在支架上设置有升降连接装置，方便本深水井喷应急井控设备的安装与运输，所述升降连接装置优选为吊耳。一种深水井喷应急井控设备的作业方法，包括以下步骤，（1）启动应急响应预案，将深水井喷应急井控设备运输至井喷事发地点；（2）将深水井喷应急井控设备下入海底并通过连接器、卡盘与井喷井固定连接，启动抑制水合物合成装置，同时将主流量管线、多个辅流量管线和注入端口Ⅱ与收油管线连通进行分流作业，井喷产生的油气被收油管线引流至海面处理收集；（3）如果流体通道内的流体压力达到可控范围内，从主流量管线向井喷井内下钻杆，此时辅流量管线和注入端口Ⅱ依旧连通收油管线将油气引流至海面处理收集，进行分流作业，当钻杆下入井喷井后，双闸板封井器闸住钻杆，从钻杆内注入压井液进行压井作业；如果流体通道内的流体压力不能达到可控范围内，则关闭双闸板封井器和注入端口Ⅱ，并停止运行抑制水合物合成装置，进行强力封井作业，然后在井喷井的附近开设救援井，救援井与井喷井连通后，再向井喷井内注入水泥浆将井喷井彻底封堵，候凝后将深水井喷应急井控设备从井喷井上拆除、回收再利用；（4）如果步骤（3）中的压井作业失败，则关闭双闸板封井器和注入端口Ⅱ，停止运行抑制水合物合成装置，进行强力封井作业；然后在井喷井的附近开设救援井，救援井与井喷井连通后，再向井喷井内注入水泥浆将井喷井彻底封堵，并将深水井喷应急井控设备从井喷井上拆除、回收再利用。采用本技术方案，当救援井与井喷井连通后，该深水井喷应急井控设备能够从井喷井上拆除、回收再利用。优选的，在上述步骤中，关闭双闸板封井器强力封井后，在井喷井与救援井连通之前，通过主流量管线和辅流量管线向双闸板封井器的上部的流体通道内注入循环流动的高压流体。采用本技术方案，一方面能够对双闸板封井器起到保护作用，另一方面，能够辅助连接器和卡盘，使得本深水井喷应急井控设备更加牢固的固定在井喷井上。进一步的，一种深水井喷应急井控设备的作业方法，包括以下步骤，（1）启动应本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种深水井喷应急井控设备，其特征是：包括主体，所述主体内设置有与井喷井连通的流体通道，所述主体的下部固定连接有连接器，所述主体在流体通道的出口端连接有多个辅流量管线以及可供钻杆从流体通道下入井喷井井内的主流量管线，所述主流量管线和多个辅流量管线互相分离，所述主流量管线和每个辅流量管线上均设置有阀门，所述流体通道上连接有用于流体通道和/或主流量管线和/或辅流量管线的防堵装置，所述防堵装置包括抑制水合物合成装置和/或抑制水合物附着装置。

【技术特征摘要】
1.一种深水井喷应急井控设备，其特征是：包括主体，所述主体内设置有与井喷井连通
的流体通道，所述主体的下部固定连接有连接器，所述主体在流体通道的出口端连接有多
个辅流量管线以及可供钻杆从流体通道下入井喷井井内的主流量管线，所述主流量管线和
多个辅流量管线互相分离，所述主流量管线和每个辅流量管线上均设置有阀门，所述流体
通道上连接有用于流体通道和/或主流量管线和/或辅流量管线的防堵装置，所述防堵装置
包括抑制水合物合成装置和/或抑制水合物附着装置。
2.根据权利要求1所述的深水井喷应急井控设备，其特征是：所述抑制水合物合成装置
包括用于主体加热的加热装置和/或设置在主体上并可用于将水合物抑制剂注入流体通道
的注入端口Ⅰ，所述注入端口Ⅰ可控开闭；所述抑制水合物附着装置包括设置在主体内壁上
的用于抑制水合物附着的涂层。
3.根据权利要求1或2所述的深水井喷应急井控设备，其特征是：所述主流量管线包括
垂直向上设置的管道Ⅰ，所述辅流量管线包括倾斜向上设置的管道Ⅱ，所述管道Ⅰ的轴线与
管道Ⅱ的轴线形成锐角的角度小于60°，所述管道Ⅰ用于流体流通的横截面积大于管道Ⅱ用
于流体流通的横截面积；优选的，所述主流量管线设置在流体通道的正上方，所述辅流量管
线设置有三个，三个辅流量管线沿着主流量管线周向均匀布置。
4.根据权利要求1或2所述的深水井喷应急井控设备，其特征是：所述主体上设置有用
于封闭流体通道的封井装置，所述封井装置为双闸板封井器。
5.根据权利要求4所述的深水井喷应急井控设备，其特征是：在封井装置的下方，所述
主体上还设置有可用于将水泥浆注入井喷井的注入端口Ⅱ，所述注入端口Ⅱ可控开闭。
6.根据权利要求3所述的深水井喷应急井控设备，其特征是：所述流体通道的上端为喇
叭口结构，所述管道Ⅱ的轴线与竖直方向的夹角角度与喇叭口结构的角度相等。
7.根据权利要求1或2所述的深水井喷应急井控设备，其特征是：所述连接器包括连接
套管，所述连接套管一端与主体连接，另一端与井喷井连接，所述连接套管连接有卡盘，用
于进一步固定深水井喷应急井控设备。
8.根据权利要求5所述的深水井喷应急井控设备，其特征是：所述主体的上端固定连接
有支架，所述支架上设置有ROV控制面板，所述阀门、双闸板封井器、注入端口Ⅰ、注入端口Ⅱ
和/或卡盘均由ROV控制面板控制开闭，所述支架上设置有升降连接装置。
9.一种使用权利要求1-8任一权利要求的深水井喷应急井控设备的作业方法，其特征
是：包括以下步骤，
（1）启动应急响应预案，将深水井喷应急井控设备运输至井喷事发地点；
（2）将深水井喷应急井控设备下入海底并通过连接器、卡盘与井喷井固定连接，启动抑
制水合物合成装置，同时将主流量管线、多个辅流量管线和注入端口Ⅱ与收油管线连通进
行分流作业，井喷产生的油气被收油管线引...

【专利技术属性】
技术研发人员：王彦富，刘钰晗，孙小斐，秦桃，刘帅，阎培娜，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：山东;37