套管阀的制作方法_3

文档序号:8939365阅读:来源:国知局
上的流动。
[0064]安全机构的阻挡构件可以是套筒。
[0065]可选地,安全机构可以使用电动机直接驱动,但是可替代地或者额外地可以适合于使用所存储的压力来驱动,或者可选地使用对抗大气室(可选地,与弹簧致动器相结合使用的)的井压力来驱动。
[0066]安全机构可以包含是可替换的部件或者包含关键部件(例如,电池或者无需从井移除整个部件就能够替换的阀体)。这可以使用例如侧袋(side-pockets)或可替换嵌入物的方法或者使用例如钢缆或连续油管的常规方法来实现。
[0067]为了检索来自传感器的数据和/或安全机构,一种选择是部署探针。各种装置(例如,电缆、平滑器线路导线、连续油管、管道或任何其他的细长构件)可被用于部署探针。这样的探针能够有选择地或者额外地适合于发送信号。确实,如果需要,这样的探针可被部署在管道环状部内。
[0068]在其他实施例中,无线信号可以从设置在井口装置或者接近于井口装置(即,通常在300m以内)的设备发送。在一实施例中,无线信号可以从一平台发送,可选地,使用设置在立管和/或井内的无线中继器从该平台发送。对于其他实施例,无线信号可以在海底井口装置接收到来自地面或ROV的声纳信号之后从该海底井口装置发送。在其他实施例中,无线信号可以在井口装置接收到来自另一位置的卫星信号之后从该井口装置发送。此夕卜,如果井口是海底井口,则无线信号随后可以在海底井口装置(其已经在接收到来自另一位置的卫星信号之后被触发/激活)接收到声纳信号之后从该海底井口装置发送。
[0069]表面或地面设施可以是例如备用的附近生产设施或者供应船或者浮标。
[0070]因此,所述设备包括无线发射器或收发器,并且优选地还包括声纳接收器(用于接收来自地面设施的信号)并且尤其包括声纳收发器,使得该设备可以与地面设施双向通信。对于某些实施例,电缆可以伸入井和朝该电缆的一端所附接的无线收发器中。在其他实施例中,信号可以经由热刺连接件(hot-stab connect1n)发送或者通过来自ROV的声纳信号从该ROV发送。
[0071]因此,本发明还提供了一种在使用中安装或改装(retro-fitted)到井的顶部的设备,该设备包括无线发射器和声纳接收器,尤其以供在紧急情况下使用。
[0072]所述设备是相对小的,通常小于lm3,优选地小于0.25m3,尤其小于0.1Om3,并且因此可以容易安置在井口装置上。井口装置和该设备之间产生的物理接触为用于传输无线信号的井提供了一种连接(connect1n)。在可替代的实施例中,该设备被固定在井口装置内,该井口装置通常位于海底处,但对于陆地井而言可能位于陆地。
[0073]因此,这样的设备还无线地操作并且不需要井口装置和控制站(例如,船或钻探装备)之间的物理通信。
[0074]本发明的实施例还包括卫星设备,该卫星设备包括声纳收发器和卫星通信设备。这样的实施例可以与井通信(例如,与根据本发明的以前方面的井口装置处的所述设备通信),并且通过卫星向前中转信号。卫星设备可以设置在钻探装备或者船或者浮标上。
[0075]因此,根据本发明的一方面,提供了一种井装置,该井装置包括井、包括卫星通信机构的卫星设备、以及声纳,该设备配置成通过卫星中转从该声纳所接收到的信息。
[0076]优选地,该设备独立于钻探装备,例如,该设备可以设置在浮标上。因此,万一钻探装备丢失,则浮标可以中转来从卫星到井的控制信号,以便关闭井。
[0077]在另一实施例中,井口装置处的该设备可以通过电线连接到地面设施或远程设施。然而优选地,该设备提供有用于与地面设施进行通信的其他无线通信选择。通常地,该设备具有电池,以使在万一电缆损坏时该设备还能够工作。
[0078]安全机构可以连同无线收发器一起包括地下安全阀(可选地为已知的类型)。
[0079]在可替代的实施例中,安全机构包括封隔器和膨胀机构。移动机构使得膨胀机构激活,该膨胀机构使封隔器膨胀并且因此使该封隔器从所述第一位置移动到所述第二位置。
[0080]因此,根据本发明的另一方面,提供了一种封隔器装置,该封隔器装置包括封隔器和激活机构,该激活机构包括用于使该封隔器膨胀的膨胀机构和无线收发器,该无线收发器适合于接收无线控制信号并且控制该激活机构。
[0081]无线信号优选地是声信号并且能够通过细长构件和/或井流体传播。
[0082]可替代地,无线信号可以是电磁信号,或者是任何其他无线信号,或者是上述信号和声信号的任意组合。
[0083]自始自终对“使……膨胀”和“膨胀机构”等的引用包括通过压缩弹性体元件使封隔器膨胀和/或使封隔器和膨胀机构等膨胀和/或使用爆炸机构的爆炸激活,或者通过使可膨胀的元件暴露到活化流体(例如,水或油)激活膨胀机构。
[0084]封隔器装置可以设置在井内的任何适当位置(例如,在钻柱或生产管道上,出人意外地,在两个不同的套管柱之间的或套管和形成物之间的套管环状部中,或者在井的已安装套管或未安装套管的部分内部的子组件上)。
[0085]在根据本发明的部署和无线激活井内之后的使用中,封隔器可以设置成已膨胀的状态,以便提供另一障碍物阻碍越过该阻碍物的流体运动,特别地,封隔器设置在井内的细长构件的外表面上。优选地,在所述套管和钻柱/生产管道之间的封隔器是对未展开的紧急情况有反应的。
[0086]因此,本发明还提供了一种井装置,包括:
[0087]多个套管柱;
[0088]设置在这些套管柱中的一个套管柱上的封隔器装置;
[0089]所述封隔器装置包括无线收发器,并且适合于响应于无线信号而膨胀,以便限制经过所述套管柱和相邻的细长构件之间的环状部的流体的流动。
[0090]正如以上所注意到的,封隔器可以在使用中以膨胀配置进行设置并且用作永久的障碍物来抵制流体流动,或者可以未膨胀配置进行设置并且根据需要(例如,响应于紧急情况)而被激活。此外,封隔器可以适合于从已膨胀配置移动到流体流动被允许的第一位置,该已膨胀配置对应于安全机构的第二位置,在第二位置,流体流动被限制(通常被阻塞)。
[0091]相邻的细长构件可以是这些套管柱中的另一套管柱,或者可以是钻柱,或者可以是生产管道。
[0092]本发明还提供了一种如本文中所描述的封隔器,该封隔器供在紧急情况下在生产管道上使用。
[0093]例如,在气举操作中,封隔器可以设置在生产管道上并且仅在万一发生紧急情况时被激活。
[0094]通常地,当相邻的构件是另一套管柱时,封隔器作为永久的障碍物被设置,并且当细长构件是生产管道的钻管(即,它们保持未膨胀,直到它们响应于紧急情况而膨胀)时,封隔器以未膨胀配置被设置。
[0095]尽管封隔器装置中的封隔器可以沿向内或向外的方向膨胀,但是优选地,封隔器适合于沿向内的方向膨胀。
[0096]环状部可以是套管环状部。
[0097]因此,这样的实施例的优点是:通过在环状部内设置这样的封隔器,经过该环状部的流体流动可以被抑制(优选地,被停止)。通常地,流体不会流经井的套管环状部,因此普通技术人员不会考虑到在该位置中放置封隔器。然而,本发明的发明人已经意识到套管环状部是一个流动路径,万一发生井故障和井喷,流体可能流经该流动路径。这样的事件可能归因于形成物、接合剂和/或随套管系统和井口所提供的密封圈的故障。
[0098]优选地,多个封隔器装置被设置。不同的封隔器装置可以设置在相同的环状部或不同的环状部内。
[0099]优选地,封隔器装置接近于井的顶部设置。这样,封隔器通常可以抑制在套管内断层(fault)或可疑的断层以上的流体流动。因此,封隔器可以设置在井口的10m以内,更优选地,设置在井口的50m以内,特别地,设置在井口的20m以内,并且理想地,设置在井口的1m以内。
[0100]设置在套管环状部内的封隔器可以是非负重(non-weight)的封隔器,即,这些封隔器不一定具有接合齿,例如,这些封隔器可
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