专利名称：管线保护系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于在流体管线中探测和减少超压的管线保护系统。
背景技术：
例如海底油井的碳氢化合物井需要管线，该碳氢化合物流体通过该管线输送。在海底井的情况中，这些管线可有相当长的长度，有时有好几万米长。因此，该管线是该流体抽取系统的主要成本元件。许多海底井不得不抗衡非常高的流体压力，例如高达700bar。 为了让管线经受这样的压力，将要求其具有相当厚的壁厚，而为长管线实现这样的厚度是不符合成本效益的。为了减少成本，作为替代，使用诸如阀或阻流器的装置来减少来自井的流体压力、以便减少管线的最大运行压力(典型地减少至大约200bar)是优选的。然而，压力减少设备的故障可导致在管线中的带有灾难性后果的超压。为了防止这种情况发生，典型地将管线保护系统结合到接近井的管线中。这样的系统必须具有高的整体性，并且实质上保证防止来自井的任何超压到达管线。
发明内容
在英国专利No. 2401164中公开了一种管线保护系统的已知形式。图1也示出了典型的传统高整体性管线保护系统(HIPPS)。两个液压操作的HIPPS 阻挡阀1和2在壁更薄的管线4之前插入在流体抽取流动线路3中。这些阀当它们的操作液压缸供应有液压时是打开的，而当该液压被去除和排放时是关闭的(典型地在弹性压力下)，也即它们是故障保险的。压力变送器5、6和7安装在阀1和阀2之间。该压力变送器 5、6和7连接到海底控制模块(SCM) 8，其容纳了硬布线的(以及因此也有高整体性)、电子的安全临界控制板。该板产生向定向控制阀(DCV)供给能量的输出，而该定向控制阀继而操作阀1和阀2。DCV也是故障保险的，因为当其被断开能量供给时关闭液压源并打开阀1 和阀2促动缸来排放。因此，丧失电或液压动力引起阀1和阀2关闭。在SCM 8中的安全临界控制板含有如果三个变送器5、6和7中的两个指示超过预设极限的压力水平则断开向 DCV供给能量的逻辑。该极限被设定为小于管线4的安全运行压力的压力。使用两个故障保险的HIPPS阀、三个压力变送器以及故障保险的DCV保证了该系统的高整体性。尽管这种已知的HIPPS在保护管线方面有效，但其相对较基础，且不能解决减少在流体系统中的、应该在HIPPS阀重新打开以及恢复正常运行之前减少的超压的问题。以减少部件损坏风险的受控方式减少超压当然是优选的。GB-A-2439552公开了用于在流体管线中探测和减少超压的HIPPS，其具有流体输入端和流体输出端，该流体输入端在使用时连接到流体源。第一和第二管线阀沿着该管线串联地连接，且该第一管线阀连接在比该第二管线阀的连接位置更靠近输入端的位置处， 该第一和第二管线阀可在允许流体流通过该管线的打开位置和阻塞流体流通过该管线的关闭位置之间独立地切换。压力传感器在第一和第二管线阀中间的点处确定在该管线中的流体压力；旁路线路具有在输入端和第一管线阀之间连接到管线的第一端和在第一和第二管线阀之间连接到管线的第二端；旁路阀沿着该旁路线路连接，该旁路阀可在允许流体流通过该旁路线路的打开位置和阻塞流体流通过该旁路线路的关闭位置之间切换；排放线路在旁路阀和该旁路线路的第二端之间连接到旁路线路，该排放线路通向排放工具；且排放阀沿着该排放线路连接，该排放阀可在允许流体流通过该排放线路的打开位置和阻塞流体流通过该排放线路的关闭位置之间切换。为了提供用于海底碳氢化合物抽取井的HIPPS模块，SCM、输入和输出流动线路连接器、HIPPS阻挡阀和压力传感器可由可朝着海床降低的构架装载。然而，这样的模块可具有不合乎需要的大尺寸和不合乎需要的大重量。根据本发明，提供了用于管线保护系统的阀装置，其包括多个互相串联以联接在管线中的阻挡阀，其中阀接收在金属块中。该金属块还可接收至少一个用于该系统的旁路阀。该金属块还可接收至少一个用于该系统的排放阀。该金属块可装载至少一个在使用该装置时用于感测管线中的压力的传感器。本发明还包括管线保护系统，其包括根据本发明的阀装置和用于该阀装置的控制模块。
现将通过参照附图的实例来描述本发明，其中图1示出了一种HIPPS的已知形式；以及图2是根据本发明的阀装置的一个实例的示意图。
具体实施例方式参照图2，参考标号9表示由例如铬钼钢制成的一件式的机加工锻件形式的金属块，其内部形成有与输入连接器11和输出连接器12相通而使得该装置可联接在海底井的碳氢化合物流体管线中的孔10。参考标号13和14表示互相串联的两个HIPPS阻挡阀，使得它们通过孔10联接在该管线中。在块10内，还存在两个旁路阀(未示出)，且在该具体的实例中存在三个排放阀 15、16和17，它们通过在块9中的机加工的孔18和孔19连接在该装置中。在运行中，从该排放阀起的排放线路排入(vent into)低压流动线路中。参考标号20和21表示安装在该块上并且在使用本装置时连接到SCM的压力传感器。尽管只示出了两个，在实践中优选地使用四个，该装置为如果传感器中的至少两个指示相同(超压)则假定超压存在。为了防止孔10、18和19的腐蚀和侵蚀，它们内部镀有例如铬镍铁合金anconel， RTM)，诸如铬镍铁合金625。最后，参考标号22、23和M表示为了密封由于孔的机加工而存在的开口而提供的
封盖法兰。本发明实现的优点有可以通过竖直进入提供到歧管的安装，以及通过拉起该装置来恢复；在HIPPS模块的构架上的有限的连接载荷；减少的重量和高度；以及更少的可能的泄漏路径。
权利要求
1.一种用于管线保护系统的阀装置，包括互相串联以联接在管线中的多个阻挡阀，其中所述阀接收在金属块中。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述金属块还接收了至少一个用于所述系统的旁路阀。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述金属块还接收了至少一个用于所述系统的排放阀。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，所述金属块装载了至少一个在使用所述装置时用于感测所述管线中的压力的传感器。
5.一种管线保护系统，包括根据前述权利要求中的任一项的阀装置和用于该阀装置的控制模块。
全文摘要
一种用于管线保护系统的阀装置，包括多个互相串联以联接在管线中的阻挡阀(13，14)，其中该阀接收在金属块(9)中。
文档编号F17D1/20GK102245946SQ200980150319
公开日2011年11月16日 申请日期2009年12月3日 优先权日2008年12月11日
发明者D·J·琼斯, R·B·辛斯 申请人:韦特柯格雷控制系统有限公司