适用于深水轻型修井的防隔水管回弹系统及使用方法与流程

本发明涉及海上油气田水下井口模式的修井技术领域，具体是关于一种适用于深水轻型修井的防隔水管回弹系统及使用方法。

背景技术：

油气田进入开发中后期后,随着采出程度的增加和地层压力的下降,会出现各种生产问题，需要在生产过程中对油气井进行维护修理，并开展各种增注、增产等修井作业，现有技术中公开了一种深水油气田轻型修井装置及方法，针对采用水下生产系统开发模式的深水油气田，能够利用功能比较单一、作业费用较低的工程船完成深水油气井的修井作业。

当遭遇极端的工作天气(如台风)以及动力定位系统出现安全故障时，为保障作业人员、系统设备及环境安全，避免出现难以估量的损失，需要对修井隔水管进行应急解脱操作。在这种突发状况下，由于没有足够时间在脱离隔水管之前降低系统顶张力以安排有序的脱离，于是要将水下修井总成解脱。紧急解脱后，在过提力的作用下，会导致修井隔水管快速回弹，造成工程船设备损坏，甚至人员伤亡的情况发生。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明的目的是提供一种适用于深水轻型修井的防隔水管回弹系统及使用方法，当工程船与下部修井总成脱离时，防隔水管回弹系统能够实现快速响应，向防回弹液缸注入高压液压油，防止修井隔水管回弹损坏上部设备，保证作业人员安全。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

本发明所述的适用于深水轻型修井的防隔水管回弹系统，包括防回弹液压缸、低压蓄能器、第一单向阀、速闭阀、高压蓄能器以及第二单向阀；所述防回弹液压缸包括活塞杆、活塞和缸体，所述活塞杆带动活塞在所述缸体内做往复运动，所述活塞杆下端用于连接修井隔水管，所述缸体上端用于连接水上修井总成；所述防回弹液压缸的上部为高压腔，所述高压腔通过第一液压管线依次连接所述速闭阀和所述高压蓄能器；所述防回弹液压缸的下部为低压腔，所述低压腔的一侧通过第二液压管线依次连接所述第一单向阀和所述低压蓄能器；所述低压腔的另一侧通过第三液压管线依次连接所述第二单向阀和所述高压蓄能器。

所述的防隔水管回弹系统，优选地，还包括压力传感器，所述压力传感器设置于所述第一液压管线上，且位于所述速闭阀和所述高压蓄能器之间，所述压力传感器用于监测防隔水管回弹系统的压力。

所述的防隔水管回弹系统，优选地，还包括溢流阀，所述溢流阀设置在所述第一液压管线的尾端，所述溢流阀用于对防隔水管回弹系统进行泄压。

所述的防隔水管回弹系统，优选地，所述速闭阀为电磁阀。

本发明所述的适用于深水轻型修井的防隔水管回弹系统的使用方法，包括如下步骤：

正常修井作业状态，工程船下沉时，防回弹液压缸的活塞相对上行，低压蓄能器通过第一单向阀向防回弹液压缸的低压腔补充液体，防回弹液压缸的高压腔液体通过速闭阀回流至高压蓄能器，此时控制第一液压管线内的压力不超过压力传感器控制阈值设定的阈值，速闭阀中的液体流向截止位，速闭阀处于开位；

工程船上升时，防回弹液压缸的活塞相对下行，防回弹液压缸的低压腔液体通过第二单向阀回流到高压蓄能器，此时控制第一液压管线内的压力不超过溢流阀设定的阈值，速闭阀中的液体流向截止位，速闭阀处于开位。

所述的使用方法，优选地，还包括如下步骤：

紧急脱离工况下，吊机上提水上修井总成，断开安全接头，工程船与下部的水下修井总成脱离，修井隔水管迅速向上回弹，带动防回弹液压缸的活塞迅速向上运动，防回弹液压缸的高压腔瞬时压力超过压力传感器设定的阈值，速闭阀中的液体流向关位，速闭阀关闭，高压腔压力迅速升高，抑制活塞向上运动，从而控制修井隔水管的回弹。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：

本发明通过识别瞬时压力的变化，可以迅速对紧急解脱后的修井隔水管进行响应，实现对修井隔水管的回弹控制。

附图说明

图1为本发明与深水轻型修井装备连接状态的结构示意图；

图2为本发明的结构示意图；

图3为本发明的速闭阀的结构示意图。

图中各附图标记为：

1-水上修井总成；2-防隔水管回弹系统；21-防回弹液压缸；211-活塞杆；212-活塞；213-缸体；22-低压蓄能器；23-第一单向阀；24-速闭阀；25-高压蓄能器；26-溢流阀；27-第二单向阀；28-压力传感器；3-修井隔水管；4-安全接头；5-水下修井总成；6-吊机。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明的较佳实施例进行详细说明，以便更清楚理解本发明的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本发明范围的限制，而只是为了说明本发明技术方案的实质精神。

如图1所示，本发明提供的适用于深水轻型修井的防隔水管回弹系统，其连接在水上修井总成1和修井隔水管3之间，水上修井总成1与工程船7上的吊机6相连，吊机6具备张力和升沉补偿功能，用于控制深水油气田轻型修井装备的提升和下放；修井隔水管3的下端通过安全接头4与水下修井总成5连接。

如图2所示，本发明提供的适用于深水轻型修井的防隔水管回弹系统，包括防回弹液压缸21、低压蓄能器22、第一单向阀23、速闭阀24、高压蓄能器25以及第二单向阀27；防回弹液压缸21包括活塞杆211、活塞212和缸体213，活塞杆211带动活塞212在缸体213内做往复运动，活塞杆211下端用于连接修井隔水管3，缸体213上端用于连接水上修井总成1；防回弹液压缸21的上部为高压腔，高压腔通过第一液压管线依次连接速闭阀24和高压蓄能器25；防回弹液压缸21的下部为低压腔，低压腔的一侧通过第二液压管线依次连接第一单向阀23和低压蓄能器22；低压腔的另一侧通过第三液压管线依次连接第二单向阀27和高压蓄能器25。

在上述实施例中，优选地，本发明还包括压力传感器28，压力传感器28设置于第一液压管线上，且位于速闭阀24和高压蓄能器25之间，压力传感器28用于监测防隔水管回弹系统的压力，其可以预设压力值，并传递压力模拟信号给速闭阀24，控制速闭阀24的开和关。

在上述实施例中，优选地，本发明还包括溢流阀26，溢流阀26设置在所述第一液压管线的尾端，溢流阀26用于对防隔水管回弹系统进行泄压。当系统压力高于设定压力时，溢流阀自动开启，保证系统安全。

在上述实施例中，优选地，如图3所示，速闭阀24为电磁阀。当电磁阀处于开位时，液压油延a、b、c的方向流向截止位；当电磁阀处于关闭时，液压油沿a、d、e的方向流向关位。

如图1、图2所示，本发明提供的适用于深水轻型修井的防隔水管回弹系统的使用方法，包括如下步骤：

正常修井作业状态，工程船7下沉时，防回弹液压缸21的活塞212相对上行，低压蓄能器22通过第一单向阀23向防回弹液压缸21的低压腔补充液体，防回弹液压缸21的高压腔液压油通过速闭阀24回流至高压蓄能器25，此时控制第一液压管线内的压力不超过压力传感器28控制阈值设定的阈值，速闭阀24中的液压油沿a、b、c的方向流向截止位，速闭阀处于开位；工程船上升时，防回弹液压缸21的活塞212相对下行，防回弹液压缸21的低压腔液体通过第二单向阀27回流到高压蓄能器25，此时控制第一液压管线内的压力不超过溢流阀26设定的阈值，速闭阀24中的液压油沿a、b、c的方向流向截止位，速闭阀24处于开位。

紧急脱离工况下，吊机6上提水上修井总成1，断开安全接头4，工程船7与下部的水下修井总成5脱离，修井隔水管3迅速向上回弹，带动防回弹液压缸21的活塞212迅速向上运动，防回弹液压缸21的高压腔瞬时压力超过压力传感器28设定的阈值，速闭阀24中的液压油沿a、d、e的方向流向关位，速闭阀24关闭，高压腔压力迅速升高，抑制活塞212向上运动，从而控制修井隔水管3的回弹。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。