包括安全机构和传感器的井的制作方法_2

文档序号:8961280阅读:来源:国知局
够在更小的距离上传输。例如,无线信号可以从井口装置传输到井的顶部下方多达100m、有时小于50m或小于20m处的收发器,该井的顶部通过液压布线或电力布线连接到阻挡构件。这使得根据本发明的安全机构即使当井口、井口装置或者井的顶部100m、50m或20m被损坏并且在井口和井口装置中的控制管线被损坏时也能够操作。因此,本发明的实施例可以与流体控制系统和/或电气控制系统相结合。
[0038]优选地,传感器被设置以检测井内的参数,优选地,检测安全机构附近的参数。
[0039]因此,这样的传感器可以提供与井中的所有部件内(尤其是安全机构周围)的环境有关的重要信息,并且来自这些传感器的数据可以提供信息给紧急情况的操作者,该紧急情况可能正在发生或将要发生并且可能需要干预以缓解该紧急情况。
[0040]优选地,尽管其他装置(例如,数据电缆)可以被使用,但是信息被无线地检索。因此,优选地,安全机构包括无线发射器,并且更优选地,安全机构包括无线收发器。
[0041]传感器可以检测任何参数并且因此是任何类型的传感器,包括但不一定局限于温度传感器,加速度传感器,振动传感器,转矩传感器,位移传感器,运动传感器,接合剂完整性传感器,压力传感器,方向和倾斜传感器,载荷传感器,各种管状/套管角度传感器,腐蚀和侵蚀传感器,辐射传感器,噪声传感器,磁力传感器,地震运动传感器,与管状/套管有关的、包括扭转、剪切、压缩、膨胀、屈曲和任一形式的变形的应力和应变传感器;化学或放射性示踪剂检测传感器;流体识别(例如,氢氧化物、蜡和出砂)传感器;以及流体属性(例如但不局限于,流量、密度、含水量、PH和黏度)传感器。这些传感器可以是成像装置、映射装置和/或扫描装置,例如但不局限于,照相机、录像机、红外线传感器、磁共振传感器、声传感器、电传感器、光传感器、阻抗传感器和电容传感器。而且,传感器可以适合于感应通过适当的发射器和机构的并入所检测到的信号或参数。传感器还可以检测井内的设备的状态(例如,阀位置或电动机转动)。
[0042]无线收发器可以并入到传感器、阀或安全机构的内部,或者可以与传感器、阀或安全机构独立并且与传感器、阀或安全机构相连接。传感器可以直接并入到包括发射器的设备中或者可以通过使用电缆或短程无线(例如,感应的)通信技术将数据传送给所述设备。短程是指通常相距小于5m,往往相距小于3m,并且甚至可以是相距小于lm。
[0043]传感器不仅可以在紧急情况下操作,而且可以在任何时候提供有关不同参数的细节。传感器可以是对接合剂测试、对封隔器、套筒、阀或障碍物的任一侧上的压力的测试以及井口装置测试有用的,并且通常是对来自井内的任何位置的井信息和监视有用的。
[0044]无线信号可以被追溯地发送,即,在紧急情况已经发生之后(例如,井喷之后)被发送。
[0045]通常地,传感器可以存储数据供以后检索,并且能够发送这些数据。
[0046]安全机构可以适合于响应于由传感器检测到的参数,自动地将所述阻挡构件从所述第二位置移动到所述第一位置/从所述第一位置移动到所述第二位置。因此在某一 “跳变点(trip point) ”,如果例如安全机构检测到表明异常数据或紧急情况的参数,则安全机构可以关闭井。优选地,安全机构适合于以响应于全部检测异常数据从而暗示紧急情况的多个不同的参数的方式起作用。参数可以是由传感器所检测到的任何参数(例如,压力、温度、流量、噪声或者甚至缺少例如流量或噪声)。
[0047]这样的安全机构在BOP正在使用中时的所有阶段期间是特别有用的,并且尤其在BOP正在使用中时的非钻探阶段期间是特别有用的。
[0048]优选地,该跳变点可以通过发送指令给联接到(不一定物理连接到)传感器和/或安全机构的接收器或者与传感器和/或安全机构成为整体的接收器被改变。这样的实施例对操作者可以是有很大益处的,因为井内的不同操作可以自然地经历不同参数,这些不同参数可能在一阶段中是安全的,但是在另一阶段中表明紧急情况。代替设置对于所有阶段的最大安全水平处的跳变点,它们可以通过包括用于不同阶段的无线通信的通信被改变。例如,与其他的阶段相比,在钻探阶段所检测到的振动将预计是相当大的。在其他的阶段中检测到相同程度的振动可能表示紧急情况并且安全机构被指示以便在钻探阶段之后改变它们的跳变点。
[0049]对于某些实施例,传感器设置在安全机构的上方和下方并且因此可以监视这些位置中的差别(differential)参数,这些差别参数可以继而得出与井的安全性有关的信息。特别地,横跨已激活的安全机构所检测到的任何压差将对尤其在控制地面船舶离开一段时间并且随后返回的情况下评估井的安全性具有特殊的用途。
[0050]传感器和/或收发器还可以设置在套管环状部中。
[0051]在使用中,操作者可以对传感器检测到的任何反常的和潜在危险的事件做出反应。这可以是各种不同的参数(包括但不局限于压力、温度以及像管道上的压力和应力的其他参数)或者本文中所提及的参数/传感器(但不局限于这些参数/传感器)。
[0052]此外,使用多个传感器,数据能够提供参数(例如,压力/温度)沿套管的轮廓并且因此有助于识别出哪些地方已经丧失完整性(例如,是否套管、套管接合剂、浮动环或密封组件已经不能隔离蓄水池或井)。这样的信息可以使操作者能够以快速的、安全的并且高效的方式做出反应;可替代地,安全机构可以适合于响应于某些检测到(尤其在两个或三个参数正显示异常值的地方)的参数或者参数的组合而激活。
[0053]这样的系统可以响应于紧急情况而被激活。
[0054]因此,本发明提供了一种在紧急情况下抑制来自井的流体流动的方法,所述方法包括:万一发生紧急情况,发送无线信号到所述井内至根据本发明的第一方面的安全机构。
[0055]以前的实施例中的优选的和其他可选的特征是以上直接根据本发明的方法的优选的和可选的特征。
[0056]紧急情况是指:从井出现或预计出现不受控制的流体流动;发生出乎意外的爆炸或者存在井可能出现的无法接受的风险,正在出现井完整性的重大结构破坏或者存在井可能出现的无法接受的风险,或者人的生命或环境正处于危险中,或者存在井可能处于危险中的无法接受的风险。这些危险和风险可能是由许多因素(例如,井状况)以及其他因素(例如,恶劣的天气)所造成的。
[0057]因此,紧急情况通常是指BOP和地下安全阀中的至少一个将试图被激活的情况,尤其是指在井内的不受控制的事件之前/期间或之后BOP和地下安全阀中的至少一个将试图被激活的情况。
[0058]此外,根据本发明的紧急情况通常是指对于包括附录2000、4.1.2节的IADAC深水井控制指南(第三次印刷),相应地定义为最不严重的、更严重的或最严重的紧急情况。因此,涉及后座力控制的事件可以被认为是根据本发明的紧急情况,特别地,与地下井喷有关的事件被认为是根据本发明的紧急情况,并且甚至更特别地,与在海床(如果海底井)或地面处的井的失控有关的事件是根据本发明的紧急情况。
[0059]根据本发明的方法还可以在所述紧急情况之后被实施,并且因此可以响应于紧急情况而被追随地执行动作。
[0060]本方法可以在井的钻探、粘合、开发、竣工、生产、暂停和放弃的所有阶段期间使用。优选地,本方法用于BOP设置在井上的阶段期间。
[0061]可选地,本方法在当已经进行尝试去激活BOP时井上的操作期间执行。
[0062]在这些阶段期间,因为物理控制管线在这些阶段期间的供应将阻碍许多井操作在这个时候发生,所以本发明的实施例是特别有用的;并且确实认可做法是尽可能避免安装要求为此通信的装置。本发明的实施例反对这种实践并且通过提供无线通信来克服这些缺点。因此,本发明的实施例的优点是:它们使安全阀或障碍物在常见的安全阀或障碍物通常无法或不会被部署的情况下能够使用。
[0063]安全机构可以包括阀,优选地,安全机构包括球阀或挡板阀,优选地,阀可以吸收(incorporate
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