深水测试地面设备模块化系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种深水测试地面设备模块化系统，包括缓冲罐模块单元、分离器模块单元、加热器模块单元、井口高压模块单元、泵组模块单元，各模块单元均通过底部撬座安装在平台甲板上，底部撬座内置有连接管线，各个模块单元内部的多个部件之间在基地通过法兰管线连接，各个模块单元之间通过对应的底部撬座内置的法兰管线在平台上进行连接并固定。本发明适于海洋深水测试及完井放喷求产期间使用，能够满足测试及完井作业的快速灵活安装和拆卸，减少甲板占用面积，整个模块化地面设备系统结构紧凑、操作简便。本发明从压力、温度、管流、冲蚀、振动等多个方面进行了校核，配有4处应急关断、出砂监测、振动监测等装置，满足高产油气的计量及处理。
【专利说明】深水测试地面设备模块化系统
【技术领域】
[0001] 本发明涉及海洋石油深水钻采【技术领域】，具体涉及一种适于海洋深水测试及完井 期间使用的深水测试地面设备模块化系统。
【背景技术】
[0002] HYSY981是国内首艘深水浮式钻井平台，中海石油（中国）有限公司湛江分公司使 用该平台进行深水井的钻探和测试作业，是中海石油（中国）有限公司湛江分公司走向深水 的首次尝试，更是中海油自营深水的首次测试作业，自营深水的作业结合中海油自身的特 点将面临着很多挑战。
[0003] 深水测试井通常都是高产井，整个测试过程的安全控制是首先必须考虑的问题。 按照目前在国际上的常规做法，地面测试流程采用提前预制管线的模式进行，大概需要1 到2个月的海上安装时间及20天左右的复员时间。这种模式给深水测试带来直接负面影 响，如费用高昂、占据钻井平台空间、影响钻井期间作业效率等，一旦遇到恶劣海况或天气， 还给平台的安全等带来一定的安全隐患。为此，我们迫切需要设计出一种既能满足安全作 业的要求，也能克服这些负面影响的测试设备流程系统。
[0004] 上述论述内容目的在于向读者介绍可能与下面将被描述和/或主张的本发明的 各个方面相关的技术的各个方面，相信该论述内容有助于为读者提供背景信息，以有利于 更好地理解本发明的各个方面，因此，应了解是以这个角度来阅读这些论述，而不是承认现 有技术。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于避免现有技术中的不足而提供一种深水测试地面设备模块化 系统，其适于海洋深水测试及完井期间使用，能够满足续测试及完井作业的快速灵活安装 和拆卸，减少甲板占用面积，整个模块化地面设备系统结构紧凑、操作简便。
[0006] 本发明的目的通过以下技术方案实现： 提供一种深水测试地面设备模块化系统，包括缓冲罐模块单元、分离器模块单元、力口 热器模块单元、井口高压模块单元、泵组模块单元，所述缓冲罐模块单元、分离器模块单元、 加热器模块单元、井口高压模块单元、泵组模块单元均通过底部撬座安装在平台甲板上，所 述底部撬座内置有连接管线，各个模块单元之间通过对应的底部撬座中的连接管线进行连 接。
[0007] 其中，所述底部撬座上设置楔形导向固定销。
[0008] 其中，所述底部撬座以螺栓连接的形式与平台甲板承重梁进行固定。
[0009] 其中，所述连接管线之间通过法兰连接。
[0010] 其中，各单元的连接顺序为井口高压模块单元--> 加热器模块单元--> 分离 器模块单元一> 缓冲罐模块单元一> 泵组模块单元。
[0011] 本发明提供的深水测试地面设备模块化系统，包括缓冲罐模块单元、分离器模块 单元、加热器模块单元、井口高压模块单元、泵组模块单元，所述缓冲罐模块单元、分离器模 块单元、加热器模块单元、井口高压模块单元、泵组模块单元均通过底部撬座安装在平台甲 板上，所述底部撬座内置有连接管线，各个模块单元之间通过对应的底部撬座中的连接管 线进行连接。该深水测试地面设备模块化系统采用模块化、集成化、移动化、便捷化的设计 思路，每个模块单元使用底部撬块来组合和固定单一的设备，减少整个系统的占用甲板面 积。各个模块单元之间的连接管线预置在底部撬块中，大大减少了现场管线的连接安装时 间，能够满足续测试及完井作业的快速灵活安装和拆卸，底部撬块的设计模式分散了甲板 单位面积的承压，增大了模块单元容积及高度的限制。本发明不但满足深水测试及完井地 面流程的高安全性，还能极大地提高测试及完井作业时效，节省测试及完井成本，整个模块 化地面设备系统结构紧凑、操作简便。本发明从压力、温度、管流、冲蚀、振动等多个方面进 行了校核，配有4处应急关断、出砂监测、振动监测等装置，满足高产油气的计量及处理。
【专利附图】
【附图说明】
[0012] 利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限 制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得 其它的附图。
[0013] 图1是深水测试地面设备模块化系统示意图。
[0014] 图2是深水测试地面设备模块化系统模块单元底部撬座示意图。
【具体实施方式】
[0015] 为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实 施例对本发明作进一步详细的描述，需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及 实施例中的特征可以相互组合。
[0016] 如图1和图2所示，本发明所述的深水测试地面设备模块化系统，包括缓冲罐模块 单元1、分离器模块单元2、加热器模块单元3、井口高压模块单元4、泵组模块单元5。所述 缓冲罐模块单元1包括3个缓冲罐单体，所述井口高压模块单元4包括地面安全阀、除砂 器、地面高压油嘴管汇，所述泵组模块单元5包括2台齿轮输油泵、2台隔膜泵，加热器模块 单元3包括加热炉。所述缓冲罐模块单元1、分离器模块单元2、加热器模块单元3、井口高 压模块单元4、泵组模块单元5均安装在一个或多个底部撬座6上，各个模块单元内部的多 个部件连接并固定在底部撬座6上，并通过底部撬座6安装在平台甲板上，所述底部撬座6 以螺栓连接的形式与平台甲板承重梁进行固定。所述底部撬座6内置有连接管线7,各个模 块单元内部的多个部件之间通过法兰管线在基地提前连接，各个模块单元之间均通过对应 的底部撬座6中的连接管线7进行连接，连接管线7也通过法兰连接，这样整个流程100%法 兰连接，能避免高产振动、腐蚀性气体、甲醇（防水合物注入）等的破坏。各个模块单元的连 接顺序为井口高压模块单元4--> 加热器模块单元3--> 分离器模块单元2--> 缓冲 罐模块单元1 ->泵组模块单元5,各个模块单元之间的连接管线7之间通过法兰连接。
[0017] 所述底部撬座6上设置楔形导向固定销8，楔形导向固定销8方便各模块单元安装 固定在底部撬座6上，也便于各模块单元从底部撬座6上拆卸下来。
[0018] 本发明提供的深水测试地面设备模块化系统采用模块化、集成化、移动化、便捷化 的设计思路，每个模块单元使用底部撬块来组合和固定单一的设备，减少整个系统的占用 甲板面积。各个模块单元之间的连接管线预置在底部撬块中，绝大部分连接工作在基地完 成，平台仅需对各模块直接的管线进行对接即可，大大减少了现场的连接安装时间，能够满 足续测试及完井作业的快速灵活安装和拆卸。底部撬块的设计模式分散了甲板单位面积的 承压，增大了模块单元容积及高度的限制。本发明不但满足深水测试及完井地面流程的高 安全性，还能极大地提高测试及完井作业时效，节省测试及完井成本，整个地面设备模块化 系统结构紧凑、操作简便。
[0019] 在控制上，本发明可进行试油树流动翼阀应急关断，地面安全阀应急关断；远程控 制按钮应急关断，高低压先导式安全阀应急关断控制，还可实现振动监测，出砂监测，壁厚 监测等多项监测。
[0020] 本发明从压力、温度、管流、冲蚀、振动等多个方面进行了校核，具体如下： 结构校核安全系数高：a)结构静载荷；b)设备载荷；c)风载荷；d)活动载荷；e)船 体运动载荷，校核结果： 测试甲板强度校核得到的最大UC值是0. 75 ; 强度校核的最大UC值是0. 426 ; 作用在T型梁上最大线载为：94. 52 KN/m〈 136. 17 KN/m。
[0021] 振动校核满足要求：船体的共振分析和放喷期间的自振分析，校核工况及结果： 工况一：满载一频率比〇. 〇268〈〈 1，满足要求； 工况二：50%负载一频率比0. 0227〈〈1，满足要求； 工况三：空载一频率比〇. 0162? 1，满足要求。
[0022] 本发明实现了海上工作陆地化，把所有设备分5部分进行模块化，绝大部分在陆 地连接，海上只进行模块对接，不需要占用钻机时间，且安装时间降低至1/4,每次连接节省 上亿元；本发明的各个设备也更集中：按常规方式摆放，需要占用981平台整个右后甲板， 测试作业无法进行，模块化后占用面积减半，解放出水下测试树摆放区域，此外，地面设备 模块化技术使深水井钻后立即进行测试成为现实，促进了深水作业的常规化。
[0023] 本发明的测试地面流程模块化设备经受住高产的考验，首次成功应用气产量 1606276方/天，凝析油产量78. 4方/天，创造了中海油气井测试最高产量记录。根据最大 允许流速反算地面流程最大允许220万方/天的放喷能力，本发明的深水测试地面设备模 块化技术处理量更大，处理量如下表：
【权利要求】
1. 一种深水测试地面设备模块化系统，其特征在于：包括缓冲罐模块单元（1)、分离器 模块单元（2)、加热器模块单元（3)、井口高压模块单元（4)、泵组模块单元（5)，所述缓冲罐 模块单元（1)、分离器模块单元（2)、加热器模块单元（3)、井口高压模块单元（4)、泵组模块 单元（5)均通过底部撬座（6)安装在平台甲板上，所述底部撬座（6)内置有连接管线（7)，各 个模块单元之间管线连接均通过对应的底部撬座（6 )中的连接管线（7 )进行连接。
2. 根据权利要求1所述的深水测试地面设备模块化系统，其特征在于：所述底部撬座 (6)上设置楔形导向固定销（8)。
3. 根据权利要求1所述的深水测试地面设备模块化系统，其特征在于：所述底部撬座 (6) 以螺栓连接的形式与平台甲板承重梁进行固定。
4. 根据权利要求1所述的深水测试地面设备模块化系统，其特征在于：所述连接管线 (7) 之间通过法兰连接。
5. 根据权利要求1至4中任一项所述的深水测试地面设备模块化系统，其特征在于： 各模块单元的连接顺序为井口高压模块单元（4)--> 加热器模块单元（3)--> 分离 器模块单元（2)-->缓冲罐模块单元（1)--> 泵组模块单元（5)。
【文档编号】E21B47/00GK104234692SQ201410485697
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年9月22日 优先权日:2014年9月22日
【发明者】谢玉洪, 王尔钧, 孟文波, 张勇, 李中, 黄熠, 方满宗, 韦龙贵, 段泽辉, 刘振江, 赵启彬, 颜帮川, 田向东, 魏剑飞, 魏安超, 马磊, 陆茂伟, 徐斐, 李祝军, 张崇 申请人:中国海洋石油总公司, 中海石油(中国)有限公司湛江分公司