本发明专利技术属于海油开发技术领域，公开了一种环空安全装置及方法。环空安全装置包括管体、驱动组件、引流组件和主控台。管体包括管壳和弹性筒，弹性筒穿设在管壳内，弹性筒两端均密封固定在管壳上，驱动组件包括环形气囊和调压组件，环形气囊设置在管壳和弹性筒之间，调压组件与环形气囊相连，调压组件用于使环形气囊膨胀或收缩，环形气囊膨胀时，弹性筒能够在环形气囊的作用下压抵在表层套管外周，到达封堵状态，在环形气囊收缩时，弹性筒能够在自身的作用下远离表层套管，由封堵状态切换至解封状态。管壳上设有连通于其内外的引流口，引流口位于弹性筒下，引流组件包括用于导通或关闭引流口的引流阀。主控台用于启闭引流阀以及启停调压组件。调压组件。调压组件。
【技术实现步骤摘要】
环空安全装置及方法
[0001]本专利技术涉及海油开发
，尤其涉及一种环空安全装置及方法。
技术介绍
[0002]海上油田开发具有高科技、高投入和高风险的特点。由于环境、空间等条件的制约，海上油田采用丛式井开发，一般平台布局有20～40口井同时生产。
[0003]浅水井中，隔水导管是从海上钻井平台下入的第一层套管，为井口和表层套管提供支撑和保护。现有技术中，为对隔水导管与表层套管之间的环空进行密封，通常采用在隔水导管的上端设置井口头的方式实现。
[0004]然而，随着平台生产年限增加，油水井井筒完整性问题逐渐显现，具体包括：隔水导管与表层套管对应水泥环失效、未固井部分套管泄漏、套管头密封泄漏、油套管腐蚀以及浅层气泄漏等问题，泄漏的气体进入到隔水导管与表层套管之间，在隔水导管与表层套管之间形成环空带压。若不及时处理上述问题，在井口头打开或出现泄漏时，环空的高压气体从井口喷出，会直接威胁在平台上作业的工作人员，造成人员伤亡，更严重时，甚至导致平台倾斜报废。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的在于提供一种环空安全装置及方法，能够消除环空空间压力对平台及其上作业人员的威胁，保障了海上油井的隔水导管与表层套管在环空生命周期内的安全。
[0006]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0007]环空安全装置，井筒包括隔水导管和表层套管，所述隔水导管包括沿轴向间隔的第一隔水管段和第二隔水管段，所述第一隔水管段和第二隔水管段均套在所述表层套管外，且间隔于所述表层套管，所述环空安全装置包括：
[0008]管体，包括管壳和弹性筒，所述弹性筒穿设在所述管壳内，所述弹性筒两端的周缘均密封固定在所述管壳上，所述管壳的一端被配置为设置在所述第一隔水管段上，另一端被配置为设置在所述第二隔水管段上，所述弹性筒被配置为套设在所述表层套管外周；
[0009]驱动组件，包括环形气囊和调压组件，所述环形气囊设置在所述管壳和所述弹性筒之间，所述调压组件与所述环形气囊相连，所述调压组件用于使所述环形气囊膨胀或收缩，所述环形气囊膨胀时，所述弹性筒能够在所述环形气囊的作用下压抵在所述表层套管外周，到达封堵状态，在所述环形气囊收缩时，所述弹性筒能够在自身的作用下远离所述表层套管，由封堵状态切换至解封状态；
[0010]引流组件，所述管壳上设有连通于其内外的引流口，所述引流口位于所述弹性筒下，所述引流组件包括用于导通或关闭所述引流口的引流阀；
[0011]主控台，用于启闭所述引流阀，所述主控台还用于启停所述调压组件。
[0012]可选地，所述管壳的内壁开设有环形槽，所述环形气囊和所述弹性筒均设在所述
环形槽内，所述弹性筒能够在所述环形气囊的作用下伸出所述环形槽外直至达到所述封堵状态，在所述环形气囊收缩时，所述弹性筒能够在自身的作用下缩回所述环形槽内，以处于所述解封状态。
[0013]可选地，所述环形槽包括第一环槽和第二环槽，所述第一环槽开设在所述管壳的内壁上，所述第二环槽开设在所述第一环槽内，且位于所述第一环槽的外周，所述环形气囊设置在所述第二环槽内，所述弹性筒的一端密封固定在所述第一环槽在轴向上的一端，另一端密封固定设置在所述第二环槽在轴向上的一端，所述弹性筒能够在所述环形气囊的作用下伸出所述第一环槽外，在所述环形气囊收缩时，所述弹性筒能够在自身作用下缩回所述第一环槽内。
[0014]可选地，所述管体还包括第一环形座和第二环形座，所述弹性筒的一端与所述第一环形座固连，另一端与所述第二环形座固连，所述第一环形座固定在所述第一环槽在轴向上的一端，所述第二环形座固定在所述第一环槽在轴向上的另一端。
[0015]可选地，所述调压组件包括增压组件和泄压组件，所述增压组件包括第一管件和增压泵，所述泄压组件包括第二管件和主动泄压阀，所述增压泵和所述主动泄压阀均设置在所述管壳外，所述第一管件和所述第二管件均与所述环形气囊相连，且穿过所述管壳延伸出所述管壳外，所述增压泵连接于所述第一管件，所述主动泄压阀连接于所述第二管件，所述主控台用于启停所述增压泵，还用于启闭所述主动泄压阀。
[0016]可选地，所述泄压组件还包括第二压力检测件，所述第二压力检测件设置在所述第二管件上，且与所述主控台通信连接。
[0017]可选地，所述增压组件还包括被动泄压阀，所述被动泄压阀设置在所述第一管件上。
[0018]可选地，所述引流组件还包括第三压力检测件和第三管件，所述第三管件设置在所述弹性筒下方的所述管壳上，且连通于所述管壳的内外，所述引流阀和所述第三压力检测件均设置在所述第三管件上，所述第三压力检测件与所述主控台通信连接。
[0019]可选地，所述管壳包括能够在径向上相互扣合且固连的第一半壳和第二半壳。
[0020]环空安全方法，采用上述任一项所述的环空安全装置，包括以下步骤：
[0021]S1、将所述管壳的一端设置在所述第一隔水管段上，另一端设置在所述第二隔水管段上，形成带有所述环空安全装置的所述隔水导管；
[0022]S2、将所述隔水导管下放并套设在表层套管外；
[0023]S3、利用所述主控台启动所述调压组件，使所述环形气囊膨胀，直至所述弹性筒达到所述封堵状态；
[0024]S4、利用所述主控台开启所述引流阀。
[0025]有益效果：
[0026]本专利技术提供的环空安全装置及方法，在环形气囊处于收缩状态下安装环空安全装置，具体地，将其管壳的一端设置在第一隔水管段上，另一端设置在第二隔水管段上，形成带有环空安全装置的隔水导管，接着，将带有环空安全装置的隔水导管下放并套设在表层套管外，实现安装，此时，环形气囊处于收缩状态，弹性筒处于解封状态，弹性筒与表层套管相间隔，以便于井下作业。
[0027]在需要封堵隔水导管和表层套管之间时，通过主控台启动调压组件，使环形气囊
膨胀并挤压弹性筒至封堵状态，使弹性筒紧紧压抵在表层套管的外周，从而密封弹性筒下方的表层套管和隔水导管之间的环空空间，与现有技术相比，本专利技术中形成的环空空间位于第一隔水管段下，远离平台的井口一定的距离，而不是位于井口处，即使因各种故障导致环空空间的内压逐渐增大，也能够降低环空空间压力对平台及其上作业人员的威胁，而且，管壳上位于弹性筒下方设有引流口，通过主控台打开引流阀，可将环空空间的气体及时排出，对环空空间泄压，从而避免了长期运行过程中环空压力的集聚，从而保障了海上油井的隔水导管与表层套管在环空生命周期内的安全。
附图说明
[0028]图1是本专利技术实施例提供的环空安全装置(弹性筒处于封堵状态)布置在井筒上的示意图；
[0029]图2是本专利技术实施例提供的环空安全装置(弹性筒处于解封状态)布置在井筒上的示意图；
[0030]图3是图2中A处的放大示意图。
[0031]图中：101、第一隔水管段；102、第二隔水管段；103、表层套管；
[0032]1、管体；11、管壳；111、环形槽；1111、第一环本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.环空安全装置，井筒包括隔水导管和表层套管(103)，所述隔水导管包括沿轴向间隔的第一隔水管段(101)和第二隔水管段(102)，所述第一隔水管段(101)和第二隔水管段(102)均套在所述表层套管(103)外，且间隔于所述表层套管(103)，其特征在于，所述环空安全装置包括：管体(1)，包括管壳(11)和弹性筒(12)，所述弹性筒(12)穿设在所述管壳(11)内，所述弹性筒(12)两端的周缘均密封固定在所述管壳(11)上，所述管壳(11)的一端被配置为设置在所述第一隔水管段(101)上，另一端被配置为设置在所述第二隔水管段(102)上，所述弹性筒(12)被配置为套设在所述表层套管(103)外周；驱动组件(2)，包括环形气囊(21)和调压组件(22)，所述环形气囊(21)设置在所述管壳(11)和所述弹性筒(12)之间，所述调压组件(22)与所述环形气囊(21)相连，所述调压组件(22)用于使所述环形气囊(21)膨胀或收缩，所述环形气囊(21)膨胀时，所述弹性筒(12)能够在所述环形气囊(21)的作用下压抵在所述表层套管(103)外周，到达封堵状态，在所述环形气囊(21)收缩时，所述弹性筒(12)能够在自身的作用下远离所述表层套管(103)，由封堵状态切换至解封状态；引流组件(3)，所述管壳(11)上设有连通于其内外的引流口，所述引流口位于所述弹性筒(12)下，所述引流组件(3)包括用于导通或关闭所述引流口的引流阀(31)；主控台(4)，用于启闭所述引流阀(31)，所述主控台(4)还用于启停所述调压组件(22)。2.根据权利要求1所述的环空安全装置，其特征在于，所述管壳(11)的内壁开设有环形槽(111)，所述环形气囊(21)和所述弹性筒(12)均设在所述环形槽(111)内，所述弹性筒(12)能够在所述环形气囊(21)的作用下伸出所述环形槽(111)外直至达到所述封堵状态，在所述环形气囊(21)收缩时，所述弹性筒(12)能够在自身的作用下缩回所述环形槽(111)内，以处于所述解封状态。3.根据权利要求2所述的环空安全装置，其特征在于，所述环形槽(111)包括第一环槽(1111)和第二环槽(1112)，所述第一环槽(1111)开设在所述管壳(11)的内壁上，所述第二环槽(1112)开设在所述第一环槽(1111)内，且位于所述第一环槽(1111)的外周，所述环形气囊(21)设置在所述第二环槽(1112)内，所述弹性筒(12)的一端密封固定在所述第一环槽(1111)在轴向上的一端，另一端密封固定设置在所述第二环槽(1112)在轴向上的一端，所述弹性筒(12)能够在所述环形气囊(21)的作用下伸出所述第一环槽(1111)外，在所述环形气囊(21)收缩时，所述弹性筒(12)能够在自身作用下缩回所述第一环槽(1111)...
【专利技术属性】
技术研发人员：李劲松，王伟，殷志明，张兴全，刘伟，郑铭，雷磊，左宏刚，徐佳，
申请(专利权)人：中海石油中国有限公司上海分公司，
类型：发明
国别省市：
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