側(cè)入式流量閥芯及其使用方法
【專利說明】側(cè)入式流量閥芯及其使用方法
[0001]相關(guān)申請的交叉參照
[0002]本申請要求2012年10月29日提交的美國臨時專利申請N0.61/719，719的權(quán)益，以上提到的專利申請內(nèi)容通過參考被結(jié)合進本發(fā)明的說明書。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明涉及一種側(cè)入式流量閥芯以及一種使用所述側(cè)入式流量閥芯以從水平出油管輸出烴類物質(zhì)的方法。所述側(cè)入式流量閥芯優(yōu)選地與水下聯(lián)頂節(jié)結(jié)合在一起。
【背景技術(shù)】
[0004]人們對水下油氣生產(chǎn)的安全和環(huán)境的憂慮大大加劇，從而重新關(guān)注開發(fā)能夠用于對水下井口處油氣密封度的喪失做出響應(yīng)的系統(tǒng)。能夠由水下井口處油氣密封度的喪失導(dǎo)致的環(huán)境損害是巨大的，不過人們采取了措施著手阻止這樣的密封度喪失，并且在油氣泄露至環(huán)境的事故中重新掌握控制并且重新實現(xiàn)密封。
[0005]為滿足將烴類物質(zhì)從海床裝置傳輸至海面的生產(chǎn)設(shè)備/儲存設(shè)備/測試設(shè)備的要求，有必要開發(fā)一種在海床系統(tǒng)和海面系統(tǒng)之間的有效接口。對該項目的要求是基于能夠在大致3000m的超深度至大致10m的淺深度的全水深范圍內(nèi)有效工作這一需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供了一種側(cè)入式流量閥芯，其包括鍛件，所述鍛件具有位于頂部和底部的凸緣；位于側(cè)部的進口 ；位于頂部的出口 ；以及與所述進口和出口流體連通的內(nèi)腔，其中，底部沒有開口。
[0007]所述側(cè)入式流量閥芯可以通過閂鎖件與水下聯(lián)頂節(jié)整合在一起，以使容納的鉆井流體流能夠從受損的海上鉆井流動至與捕獲船連接的豎直海水隔管，所述捕獲船從輸入井偏離一定距離。
【附圖說明】
[0008]圖1顯示了連接至固定點和防噴器的側(cè)入式流量閥芯；
[0009]圖2顯示了側(cè)入式流量閥芯的細節(jié)視圖。
【具體實施方式】
[0010]本發(fā)明提供了一種用于將烴類物質(zhì)從水下位置傳輸至水面的系統(tǒng)。本發(fā)明的主要特征在于側(cè)入式流量閥芯，以及其與標(biāo)準設(shè)備相結(jié)合使用的方法，所述標(biāo)準設(shè)備能夠便利地獲得，并且能夠在世界范圍內(nèi)的任何地方快速地部署。所述系統(tǒng)可以用于運輸由任意水下捕獲裝置捕獲的泄露的烴類物質(zhì)，所述任意水下捕獲裝置是本領(lǐng)域的技術(shù)人員所知曉的。所述系統(tǒng)提供的內(nèi)容在于:運輸烴類物質(zhì)遠離泄露井一定安全距離，并且隨后將烴類物質(zhì)運輸至不需要任何定制改造的標(biāo)準浮船。這使得在幾乎所有方面，能夠通過使用工業(yè)標(biāo)準設(shè)備控制泄漏井。所述系統(tǒng)還可以用于從生產(chǎn)井運輸產(chǎn)出的烴類物質(zhì)。
[0011]盡管所用的其他設(shè)備將會不同，但所述側(cè)入式流量閥芯可以同樣良好地應(yīng)用于深水環(huán)境或淺水環(huán)境。例如，在深水中，側(cè)入式流量閥芯將通過立管連接至浮船。在淺水中，側(cè)入式流量閥芯可以連接至將烴類物質(zhì)運輸至自升式平臺船的自立式生產(chǎn)立管。此外，根據(jù)水深，對BOPs (防噴器)以及BOPs的位置的需求可以不同。
[0012]所述側(cè)入式流量閥芯設(shè)計成用于允許任意水下建筑體與任意立管系統(tǒng)的連接，所述任意立管系統(tǒng)與水面船、移動鉆油單元、自升式平臺、維修駁船或其他系統(tǒng)相連接。所述側(cè)入式流量閥芯在結(jié)構(gòu)上能夠在從低于10m到大致3000m或更深的水深范圍內(nèi)工作。
[0013]所述側(cè)入式流量閥芯是定制的設(shè)備零件，其設(shè)計成用于允許鉆井流體的導(dǎo)管從水下建筑體延伸至與鉆井偏離一定距離的豎直立管，所述豎直立管將產(chǎn)品運輸至MODU(移動式海洋鉆井裝置)或鉆井工作船。所述側(cè)入式流量閥芯能夠在具有鉆井船/BOP和海水隔管的超深水環(huán)境到僅需要自升式平臺和自立式生產(chǎn)立管的較淺環(huán)境的極端情況之間結(jié)合這些系統(tǒng)。
[0014]本發(fā)明還將參考在附圖中顯示的說明性實施例來進行描述。但本發(fā)明不局限于在附圖中顯示的實施例。
[0015]圖1和圖2顯示了側(cè)入式流量閥芯100以及其連接至系統(tǒng)的方式。所述側(cè)入式流量閥芯具有進口 106和出口 108。進口 106位于側(cè)入式流量閥芯的側(cè)部，并且提供進入側(cè)入式流量閥芯的水平進口。出口 108位于側(cè)入式流量閥芯的頂部，并且提供側(cè)入式流量閥芯的豎直出口。進口和出口的構(gòu)造提供了用于將水平流轉(zhuǎn)變成能夠被引導(dǎo)向水面的豎直流的手段。側(cè)入式流量閥芯在其底部不具有開口。
[0016]進口 106可以沿水平方向延伸而用于與運載烴類物質(zhì)的出油管和/或跨接管線連接。所述進口可以以本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任意連接類型連接至出油管和/或跨接管線。所述連接可以是法蘭式的或其他形式，但是由于期望快速地布置所述系統(tǒng)，因此優(yōu)選的是使用易于安裝式的連接。
[0017]側(cè)入式流量閥芯的進口可以與側(cè)入式流量閥芯平齊，或者所述進口可以包括連接至側(cè)入式流量閥芯側(cè)部開口的水平管狀件。可替代地，水平延伸的管狀件可以與側(cè)入式流量閥芯的主體結(jié)合在一起。所述進口還可以包括一個或更多個隔離閥。一種雙閥式布置提供工業(yè)標(biāo)準隔離。所述進口優(yōu)選地垂直于出口，使得在所述側(cè)入式流量閥芯中，水平流轉(zhuǎn)換成豎直流。其他的實施例可以包括與出口所成角度為非九十度的傾斜進口。
[0018]側(cè)入式流量閥芯可以包括一個或更多個額外的進口 107，所述額外的進口例如可以用于側(cè)入式流量閥芯的化學(xué)藥劑注入和/或沖洗，以移除可能在烴類物質(zhì)從水平方向轉(zhuǎn)換為豎直方向的位置點積聚的固相物質(zhì)。所述進口還可以用于壓力監(jiān)控或用于連接至另一個側(cè)入式流量閥芯以進行菊鏈式生產(chǎn)。進口可以布置于側(cè)入式流量閥芯的相對側(cè)部，或者它們可以沿側(cè)入式流量閥芯的側(cè)部布置在其他位置。
[0019]側(cè)入式流量閥芯優(yōu)選地由單體金屬塊加工而成。側(cè)入式流量閥芯必須能夠承受由烴類物質(zhì)的流通而從內(nèi)部施加在其上的力，以及由與其他系統(tǒng)的連接而從外部施加在其上的力。側(cè)入式流量閥芯可以包覆有保護性包覆層以阻止對側(cè)入式流量閥芯內(nèi)部的銹蝕和/或侵蝕。所述的銹蝕可以由暴露至二氧化碳、硫化氫和/或流通穿過側(cè)入式流量閥芯的烴類物質(zhì)的其他成分導(dǎo)致。側(cè)入式流量閥芯設(shè)計成用于承受所有類型的工況，以便其能夠在不需要改造的情況下在不同的應(yīng)用情況中使用。
[0020]側(cè)入式流量閥芯優(yōu)選地在頂部114和底部112處具有符合API (美國石油協(xié)會)規(guī)定的凸緣，用于提供與其他水下生產(chǎn)設(shè)備的連接。側(cè)入式流量閥芯需要被固定至海床，并且其典型地連接至立管或BOP以將烴類物質(zhì)運輸至水面。
[0021]在一個實施例中，鉆桿102被至少部分地插入海床116以下，使得其能夠用作側(cè)入式流量閥芯的固定點。所述鉆桿不用于烴類物質(zhì)的生產(chǎn)，而是僅用于被插入得足夠深以固定側(cè)入式流量閥芯。
[0022]在另一個實施例中，側(cè)入式流量閥芯可以連接至新的井口或已有的井口。此外，在側(cè)入式流量閥芯用在淺水環(huán)境中的另一個實施例中，側(cè)入式流量閥芯可以由防沉板固定。
[0023]側(cè)入式流量閥芯優(yōu)選地連接至位于所述鉆桿、井口或防沉板上的標(biāo)準井口連接器110。所述標(biāo)準井口連接器具有符合API規(guī)定的凸緣并且使用這些凸緣而連接至側(cè)