【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种对水下采油树的阀门进行测试的方法以及一种包括水下采油树和阀门测试组件的系统。
技术介绍
1、水下井，诸如生产井和注入井，在从储层提取碳氢化合物流体的期间用于油气生产领域。水下井也可以用于碳捕集与封存(ccs)以促进将co2注入地下地层的情况。水下井通常设置有采油树(也称为christmas tree)，该采油树包括用于调节流体流入或流出井的阀门和管道的布置。采油树通常安装在水下井的井口处。
2、在传统系统中，服务管线将水下采油树流体连接到水上化学品储存系统。该服务管线的目的是向水下井供应所需的化学品(例如meg)并且也执行所有所需的井完整性测试。服务管线通常作为单独的管线提供，或者被集成为控制管缆的一部分。
3、定期测试采油树中阀门的运行，以检测阀门的任何泄漏或故障是很重要的。执行各种测试顺序以按顺序测试采油树中的每个阀门。为了测试阀门是否正确运行，在阀门的两侧产生通常在30至70巴的范围内的压差，并且检查阀门的流体泄漏。
4、当对高压管线上的阀门进行测试时，通过将阀门的下游管线中的流体排放回服务管线，从而使阀门的下游侧减压，可以生成这种压差。然而，由于服务管线内流体的重量，利用该技术可实现的下游区域的最小压力近似为环境压力(即，近似为在采油树的深度处的周围海洋的压力)。如果这不足以实现所需的压差，例如，如果阀门的上游侧的压力太接近环境压力，则有必要人为地增加上游区域的压力，例如，通过将化学品从水上化学品储存系统经由服务管线注入采油树中。
5、由于所需的高压，以这
技术实现思路
1、提供希望提供一种用于测试水下采油树的阀门的方法和系统，该方法和系统是安全的并且执行起来相对简单。
2、从第一方面看，本专利技术提供了一种用于测试水下采油树的阀门的方法，该水下采油树被布置成控制流体流入或流出水下井，该方法包括：关闭要测试的阀门；对水下采油树的与要测试的阀门直接相邻的可隔离区域进行流体隔离；在被隔离之后，使用被定位在水下的压力操纵装置将可隔离区域减压至低于环境水下压力的压力或者对可隔离区域进行加压；在被减压或加压之后对可隔离区域的压力进行监测；以及基于该监测来确定要测试的阀门是否正确地运行。
3、由于压力操纵装置被定位在水下，而不是位于水上，因此可能不再需要提供将水下采油树连接到水上系统的服务管线，因为压力操纵装置位于水下。
4、此外，在可隔离区域中可实现的最小压力不受服务管线中的流体的重量的限制。因此，在一些实施例中，可隔离区域可以被减压至低于环境压力。结果，该系统可以在要测试的阀门的两侧实现目标压差，而不需要首先对阀门的一侧加压，即使该侧的压力相对较低。从而将与在系统中产生的人为高压相关联的危险降至最低。因此，本方法可以提供比现有系统提高的安全性。
5、本专利技术还扩展到相关的系统。因此，从第二方面看，本专利技术提供了一种系统，该系统包括：水下采油树，该水下采油树用于控制流体流入或流出水下井，该水下采油树包括要测试的阀门，其中该系统被构造成使得水下采油树的与要测试的阀门直接相邻的可隔离区域能够在阀门测试操作期间被流体隔离；压力操纵装置，该压力操纵装置被定位在水下并且连接到水下采油树，使得压力操纵装置能够在阀门测试操作期间将可隔离区域内的流体减压至低于环境水下压力的压力或对可隔离区域内的流体进行加压；以及感测装置，该感测装置被布置成测量可隔离区域的压力以确定要测试的阀门的正确运行。
6、可以使用第二方面的系统来执行第一方面的方法。第二方面的系统可以包括控制器，该控制器被构造成使用第一方面的方法来操作系统。
7、该系统和方法还可以包括本文所述的任何特征。
8、水下采油树可以用于控制流体流入或流出任何合适的水下井，例如碳氢化合物流体生产井(例如，油生产井或气生产井)、液体注入井(例如，水注入井或液体co2注入井)、气体注入井(例如，co2注入井)等。注入井可以用于在油/气生产期间注入气体或液体，或者在ccs的情况下替代地用于气态或液态co2注入。水下采油树可以被安装到水下井的井口。
9、除了要测试的阀门之外，水下采油树优选地包括一个或多个其他阀门。要测试的阀门和/或任何一个或多个其他阀门可以包括闸阀、环空主阀(amv)、环空隔离阀(aiv)、环空抽汲阀(asv)、环空翼阀(awv)、环空排气阀(avv)、气体注入阀(giv)、生产主阀(pmv)、生产抽汲阀(psv)、生产翼阀(pwv)、地面控制的水下表面安全阀(scssv；也称为井下安全阀)、服务注入阀(siv)等。在井的正常操作期间进入井(例如，用于注入的水或气体)或离开井(例如，所生产的碳氢化合物)的流体的流动优选地通过打开和关闭水下采油树内的流体流动路径的一个或多个阀门的操作来控制。
10、与要测试的阀门直接相邻的可隔离区域优选地意味着在可隔离区域与要测试的阀门之间没有其他部件，即，使得要测试的阀门本身形成可隔离区域的边界。除了要测试的阀门之外，可隔离区域还可以包括水下采油树的一个或多个其他阀门以及在所述阀门之间互连的管线的一个部分或多个部分。该管线的一个部分或多个部分可以包括生产线、环空线、化学品注入线、水或气体注入线等的部分。水下采油树的可隔离区域可以通过关闭界定可隔离区域的阀门(除了关闭要测试的阀门之外)而被流体隔离，从而密封互连管线。因此，在执行隔离之后，可隔离区域内的任何流体在执行减压或加压之前都被容纳在可隔离区域中。
11、在可隔离区域被减压的实施例中，采油树的可隔离区域优选地为要测试的阀门的直接下游的区域(a region directly downstream of the valve to be tested)，因为阀门通常被测试使得较高的压力在阀门的上游侧，而较低的压力在阀门的下游侧，因为这最接近对应于它们的正常操作条件。然而，可隔离区域可以可替代地为阀门的直接上游的区域。
12、在可隔离区域被加压的实施例中，采油树的可隔离区域优选地是要测试的阀门的直接上游的区域。然而，可隔离区域也可以是阀门的直接下游的区域。
13、术语“下游”和“上游”是指在水下采油树的正常操作中，例如当井正在生产时或注入正在发生时，流体流过水下采油树的方向。
14、感测装置，例如压力传感器，被布置成测量可隔离区域的压力。系统可以包括另外的压力传感器，该另外的压力传感器被布置成监测系统的其他区域的压力，例如环形交叉、生产交叉、环空等。来自一个或多个压力传感器的信号可以用于确定要测试的阀门两侧的压差。压差是阀门的上游侧与阀门的下游侧之间的压力差，并且可以被称为“德尔塔(delta)压力”。
15、优选地使用压力操纵装置对可隔离区域进行减压或加压，使本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于测试水下采油树的阀门的方法，所述水下采油树被布置成控制流体流入或流出水下井，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，对所述可隔离区域进行减压或加压包括使所述压力操纵装置的可控体积扩大或收缩，所述可控体积与所述可隔离区域流体连通。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述压力操纵装置包括活塞。
4.根据任一前述权利要求所述的方法，包括使用水下液压动力单元或水下电动致动器来驱动所述压力操纵装置。
5.根据任一前述权利要求所述的方法，其中，所述水下井包括碳氢化合物生产井、液体注入井或气体注入井。
6.根据任一前述权利要求所述的方法，其中，要测试的所述阀门的上游侧流体连接到所述水下井的环空，使得在所述测试操作期间要测试的所述阀门的直接上游的压力处于所述环空的压力下。
7.根据任一前述权利要求所述的方法，其中，将所述可隔离区域减压或加压至一定压力，使得要测试的所述阀门两侧的压差在30至70巴的范围内。
8.根据任一前述权利要求所述的方法，其中，如果在被减压之后所述可隔离区域的压力
9.一种系统，包括：
10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述压力操纵装置包括与所述可隔离区域流体连通的可控体积，并且被构造成通过扩大所述可控体积来对所述可隔离区域进行减压或者通过收缩所述可控体积来对所述可隔离区域进行加压。
11.根据权利要求9或10所述的系统，其中，所述压力操纵装置包括活塞。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的系统，包括被构造成驱动所述压力操纵装置的水下液压动力单元或水下电动致动器。
13.根据权利要求9至12中任一项所述的系统，其中，所述水下井包括碳氢化合物生产井、液体注入井或气体注入井。
14.根据权利要求9至13中任一项所述的系统，其中，要测试的所述阀门的上游侧连接到所述水下井的环空，使得在所述阀门测试操作期间要测试的所述阀门的直接上游的压力为所述环空的压力。
15.根据权利要求9至14中任一项所述的系统，其中，所述水下采油树包括多个阀门，所述多个阀门包括要测试的所述阀门，并且其中，所述多个阀门在关闭时流体隔离所述水下采油树的所述可隔离区域。
16.根据权利要求9至15中任一项所述的系统，其中，所述压力操纵装置被构造成对所述可隔离区域进行减压或加压，使得要测试的所述阀门两侧的压差在30至70巴的范围内。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于测试水下采油树的阀门的方法，所述水下采油树被布置成控制流体流入或流出水下井，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，对所述可隔离区域进行减压或加压包括使所述压力操纵装置的可控体积扩大或收缩，所述可控体积与所述可隔离区域流体连通。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述压力操纵装置包括活塞。
4.根据任一前述权利要求所述的方法，包括使用水下液压动力单元或水下电动致动器来驱动所述压力操纵装置。
5.根据任一前述权利要求所述的方法，其中，所述水下井包括碳氢化合物生产井、液体注入井或气体注入井。
6.根据任一前述权利要求所述的方法，其中，要测试的所述阀门的上游侧流体连接到所述水下井的环空，使得在所述测试操作期间要测试的所述阀门的直接上游的压力处于所述环空的压力下。
7.根据任一前述权利要求所述的方法，其中，将所述可隔离区域减压或加压至一定压力，使得要测试的所述阀门两侧的压差在30至70巴的范围内。
8.根据任一前述权利要求所述的方法，其中，如果在被减压之后所述可隔离区域的压力以高于预定阈值的速率增大，或者如果在被加压之后所述可隔离区域的压力以高于预定阈值的速率减小，则确定要测试的所述阀门没有正确地运行。
...
【专利技术属性】
技术研发人员：R·斯托克，A·法内斯，H·维德尔德，GR·哈尔沃森，
申请(专利权)人：艾奎诺能源公司，
类型：发明
国别省市：
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