一种水下井口油套环空压力控制系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及采油领域，公开了一种水下井口油套环空压力控制系统及方法，包括：生产管线，能将油管和水上存储终端连通，且串接有第一阀门、第二阀门，还设有检测生产管线压力的第一内压检测件；第一储罐，储放第一防冻剂；注入泵，其能与第一储罐连通；注入管线，能将注入泵与第一阀门和第二阀门之间的生产管线连通；放空管线，能将油套环空与大气连通，放空管线上串接第三阀门和第四阀门；注入泵能与第三阀门和第四阀门之间的放空管线连通，放空管线上设有检测环空压力的第二内压检测件；第一连通管线，能将第三阀门和第四阀门之间的放空管线与第一阀门和第二阀门之间的生产管线连通。本发明专利技术操作简单、成本低，可降低环空压力，保证安全生产。

【技术实现步骤摘要】
一种水下井口油套环空压力控制系统及方法
本专利技术涉及采油
，尤其涉及一种水下井口油套环空压力控制系统及方法。
技术介绍
随着我国经济的不断发展，对新能源的需求也不断增多，天然气作为一种新型能源，是清洁能源的重要代表。而海洋深水区域的天然气资源十分丰富，近年来为了保证天然气的供应，我国深水天然气的开采得到了跨越式的发展。深水天然气的开采与潜水或陆地开采有着不同的开采方式，深水天然气开采中多采用水下生产系统，将采油树设置在深水区域的海底，通过水下采油树控制井流物的采出，再通过海底管线将井流物输送至位于潜水区域的海上平台进行处理后升压输送至陆地终端。水下采油树在设计时较水上采油树更加的智能化，水下采油树上所有阀门均可通过脐带缆中的液压油进行远程开启和关闭，树上的所有仪表均带有远程传送功能，同时与水上采油树相同均设计了开井甲醇注入管线和油套放空管线。无论是水上或者水下采油树均设置有水下井口油套环空压力检测系统，正常情况下油套环空内充满的完井液被油套封隔器和油套隔离阀封闭在环空内，在生产过程中井筒温度变化时，由于热传导环空内的完井液受温度效应、膨胀效应使得环空压力上升，一般的可通过环空设置的放空流程将压力控制在安全范围内，保证安全生产。但当环空封隔器失效、油管连接处泄漏或者油管刺漏时，水上采油树可采用持续放空、套管生产或者环空注入惰性气体等多种手段来控制环空压力或者防止套管腐蚀，为修井争取更多的准备时间。当采用水下采油树进行天然气开采时，当出现封隔器失效等引起的环空压力异常升高时，由于受放空管线尺寸小、距离长等的限制将无法有效控制套压在安全范围内，此时只能采取关井措施以待修井。面对水下采油树昂贵的修井费用，气量较小的气井则无法通过经济效益的评价只能永久性关井。因此，亟需提供一种水下井口油套环空压力控制系统及方法，具有原理简单、操作简单、成本低、回报高，可以有效降低环空压力，减少修井次数，保证水下采油树的安全生产。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于提出一种水下井口油套环空压力控制系统，具有原理简单、操作简单、成本低、回报高，可以有效降低环空压力，减少修井次数，保证水下采油树的安全生产。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：一种水下井口油套环空压力控制系统，用于控制油管和套管之间的油套环空的压力，包括：生产管线，其入口用于连通所述油管，所述生产管线的出口用于连通水上存储终端，沿所述生产管线的输送方向，所述生产管线上顺次串接有第一阀门、第二阀门，且所述第二阀门与所述生产管线的出口之间设置有用于检测生产管线压力的第一内压检测件；第一储罐，用于储放第一防冻剂；注入泵，其入口可选择的与所述第一储罐连通；注入管线，其入口可选择的与所述注入泵的出口连通，所述注入管线可选择地与所述第一阀门和所述第二阀门之间的所述生产管线连通；放空管线，其入口用于连通所述油套环空，所述放空管线的出口用于连通水上外部大气，由所述放空管线的入口向所述放空管线的出口，所述放空管线上顺次串接有第三阀门和第四阀门，且所述注入泵的出口可选择的与所述第三阀门和所述第四阀门之间的所述放空管线连通，所述放空管线上设置有用于检测环空压力的第二内压检测件；第一连通管线，其一端与所述第三阀门和所述第四阀门之间的放空管线连通，所述第一连通管线的另一端与所述第一阀门和所述第二阀门之间的所述生产管线连通，且所述第一连通管线上串接有第五阀门。可选地，还包括：第二储罐，用于储放密度低于第一防冻剂的第二防冻剂，所述第二储罐可选择的与所述注入泵的入口连通。可选地，所述第二储罐与所述注入泵的入口之间串接有第六阀门。可选地，所述注入泵的出口通过第二连通管线与所述第三阀门和所述第四阀门之间的所述放空管线连通，所述第二连通管线上串接有第七阀门。可选地，所述第七阀门连通所述注入泵的出口的一端上设置有第三内压检测件。可选地，还包括：第三连通管线，其一端被配置为与所述油管的端部两个堵头之间形成的堵头封闭空间连通，另一端与所述第四阀门的入口连通，且所述第三连通管线上串接有第八阀门。可选地，沿所述注入管线的注入方向，所述注入管线上顺次串接有位于水上的第九阀门和位于水下的第十阀门。可选地，所述第一储罐与所述注入泵的入口之间串接有第十一阀门。可选地，所述生产管线上还串接有第十二阀门，所述第十二阀门位于所述第一阀门和所述第二阀门之间，所述注入管线及所述第一连通管线分别可选择地与所述第一阀门和所述第十二阀门之间的所述生产管线连通。本专利技术的另一个目的在于提出一种水下井口油套环空压力控制方法，具有原理简单、操作简单、成本低、回报高，可以有效降低环空压力，减少修井次数，保证水下采油树的安全生产。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：一种水下井口油套环空压力控制方法，基于如上所述的水下井口油套环空压力控制系统，包括以下步骤：步骤S1、在开井状态下，检测并判断环空压力是否高于安全压力范围，若是则判断环空压力是否大于生产管线压力，若是则执行步骤S2；步骤S2、打开第三阀门和第四阀门，使油套环空通过放空管线进行火炬放空，当环空压力降低第一预设值时，关闭第四阀门；步骤S3、将第一储罐中的第一防冻剂通过放空管线注入油套环空，直至环空压力上升到火炬放空之前的压力值，停止注入；步骤S4、对油套环空及放空管线闷井处理第一预设时长后，关闭第一阀门和第二阀门；然后，使油套环空通过第一连通管线连通生产管线，并打开第二阀门，以将油套环空压力泄放到生产管线；步骤S5、当环空压力降低第二预设值后，使第一连通管线与生产管线断开，并打开第一阀门和第二阀门，使生产管线处于开井输送状态；步骤S6、判断环空压力是否等于生产管线压力，若否则返回执行所述步骤S3，若是则结束。本专利技术的有益效果：工作人员通过本专利技术的水下井口油套环空压力控制系统能够控制油管和套管之间的油套环空的压力。首先，在开井状态下，检测并判断环空压力是否高于安全压力范围；当环空压力大于生产管线压力时，便可以打开第三阀门和第四阀门，使油套环空通过放空管线进行火炬放空，当环空压力降低第一预设值时，关闭第四阀门；然后，将第一储罐中的第一防冻剂通过放空管线注入油套环空，直至环空压力上升到火炬放空之前的压力值，停止注入；紧接着，对油套环空及放空管线闷井处理第一预设时长后，关闭第一阀门和第二阀门；然后，使油套环空通过第一连通管线连通生产管线，并打开第二阀门，以将油套环空压力泄放到生产管线；再然后，当环空压力降低第二预设值后，使第一连通管线与生产管线断开，并打开第一阀门和第二阀门，使生产管线处于开井输送状态；最后，判断环空压力是否等于生产管线压力，若否则重新执行将第一防冻剂通过放空管线注入油套环空以及后续的步骤，直至，环空压力等于生产管线压力。因此，本专利技术的水下井口油套环空压力控制系统以及基于本专利技术的水下井口油套环空压力控制系统的水下井口油套环空压力控制方法，具有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水下井口油套环空压力控制系统，用于控制油管和套管之间的油套环空的压力，其特征在于，包括：/n生产管线，其入口用于连通所述油管，所述生产管线的出口用于连通水上存储终端，沿所述生产管线的输送方向，所述生产管线上顺次串接有第一阀门、第二阀门，且所述第二阀门与所述生产管线的出口之间设置有用于检测生产管线压力的第一内压检测件；/n第一储罐，用于储放第一防冻剂；/n注入泵，其入口可选择的与所述第一储罐连通；/n注入管线，其入口可选择的与所述注入泵的出口连通，所述注入管线可选择地与所述第一阀门和所述第二阀门之间的所述生产管线连通；/n放空管线，其入口用于连通所述油套环空，所述放空管线的出口用于连通水上外部大气，由所述放空管线的入口向所述放空管线的出口，所述放空管线上顺次串接有第三阀门和第四阀门，且所述注入泵的出口可选择的与所述第三阀门和所述第四阀门之间的所述放空管线连通，所述放空管线上设置有用于检测环空压力的第二内压检测件；/n第一连通管线，其一端与所述第三阀门和所述第四阀门之间的放空管线连通，所述第一连通管线的另一端与所述第一阀门和所述第二阀门之间的所述生产管线连通，且所述第一连通管线上串接有第五阀门。/n...

【技术特征摘要】
1.一种水下井口油套环空压力控制系统，用于控制油管和套管之间的油套环空的压力，其特征在于，包括：
生产管线，其入口用于连通所述油管，所述生产管线的出口用于连通水上存储终端，沿所述生产管线的输送方向，所述生产管线上顺次串接有第一阀门、第二阀门，且所述第二阀门与所述生产管线的出口之间设置有用于检测生产管线压力的第一内压检测件；
第一储罐，用于储放第一防冻剂；
注入泵，其入口可选择的与所述第一储罐连通；
注入管线，其入口可选择的与所述注入泵的出口连通，所述注入管线可选择地与所述第一阀门和所述第二阀门之间的所述生产管线连通；
放空管线，其入口用于连通所述油套环空，所述放空管线的出口用于连通水上外部大气，由所述放空管线的入口向所述放空管线的出口，所述放空管线上顺次串接有第三阀门和第四阀门，且所述注入泵的出口可选择的与所述第三阀门和所述第四阀门之间的所述放空管线连通，所述放空管线上设置有用于检测环空压力的第二内压检测件；
第一连通管线，其一端与所述第三阀门和所述第四阀门之间的放空管线连通，所述第一连通管线的另一端与所述第一阀门和所述第二阀门之间的所述生产管线连通，且所述第一连通管线上串接有第五阀门。


2.如权利要求1所述的水下井口油套环空压力控制系统，其特征在于，还包括：
第二储罐，用于储放密度低于第一防冻剂的第二防冻剂，所述第二储罐可选择的与所述注入泵的入口连通。


3.如权利要求2所述的水下井口油套环空压力控制系统，其特征在于，所述第二储罐与所述注入泵的入口之间串接有第六阀门。


4.如权利要求1所述的水下井口油套环空压力控制系统，其特征在于，所述注入泵的出口通过第二连通管线与所述第三阀门和所述第四阀门之间的所述放空管线连通，所述第二连通管线上串接有第七阀门。


5.如权利要求4所述的水下井口油套环空压力控制系统，其特征在于，所述第七阀门连通所述注入泵的出口的一端上设置有第三内压检测件。

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【专利技术属性】
技术研发人员：杨勇，郭伟，屈涛，周生林，杜洋洋，苗建，罗睿乔，石涵，
申请(专利权)人：中海石油深海开发有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44