[发明专利]干预防喷器、修井控制系统功能性和方法

说明书

技术领域

本文公开的主旨的实施例大体上涉及方法和系统，并且更具体地涉及用于用在防喷器管组(blowout preventer stack)上提供的控制机构控制海底采油树(subsea tree)的机构和技术。 

背景技术

在过去的几年期间，随着化石燃料价格上升，开发新的生产领域的兴趣大大增加。然而，基于陆地的生产领域的可利用性是有限的。从而，工业上现在已经扩展钻井到近海位置，这些近海位置似乎容纳大量化石燃料。 

常规地，通过建立井口罩，并且其中具有安装在该井口顶部的钻井防喷器(BOP)管组，向下钻井以产生井眼，同时接连安装套管柱，从而建立油田或天然气田中的井。当完成钻井时，井需要转换以用于生产。为了将套管井转换以用于生产，管柱延伸进入通过BOP和处于井口中作为井口的上端的吊架。之后该钻井BOP管组被去除并且由采油树代替，该采油树具有一个或多个生产孔，其包含控制阀并且垂直延伸到该采油树壁中的相应的横向生产流体出口。 

该设置牵涉先前已经认为不可避免的问题。从而，一些井下操作已经受限于可以穿过生产孔(除非采油树首先去除并且由BOP管组代替)的工具。然而，这牵涉设置塞或阀，这可能不可靠。当采油树和BOP管组正在互换并且没有一个在适当位置(这是冗长的操作)时，井处于易损坏状况。而且，如果必须拉动完井，其大致上由在它的吊架上的套管柱组成，采油树必须首先去除并且由BOP管组代替。这通常牵涉堵塞和/或摧毁该井。 

海底井中存在的另一个困难涉及，当井口设备(其包括管吊架)、采油树、BOP管组和应急断开装置堆叠起来时，在各种功能(例如流体流动孔)与电气和液压线路之间提供适当的角对准。因为对于采油树和BOP存在许多不同的设计和制造商，这确保适当的对准功能实际上无法实现。 

图1(其对应于美国专利申请公开号US2010/0025044 A1的图2A，其全部内容通过引用结合于此)示出在井口12的顶部上提供的常规BOP管组10。海底采油树14在管组10和井口12之间提供。海底采油树14具有用于接收液压和其他信号的端口15。井口12附连到海底16。在管组10中提供各种活塞10a-e用于当必要时密封井。连接器18配置成连接管组10于采油树14。在图1中图示的配置可当需要在井内进行工作时使用。注意在该配置中没有向采油树14提供控制，因为端口15没有连接到任何控制系统。而且，注意目前的BOP没有功能性地连接到采油树。 

如上文论述的，当井在生产中时，去除BOP管组10。然而，如果在井上需要进行另外的工作，必须拿回BOP管组10，这使生产井操作时间延长。 

使用BOP管组用于修井的备选方案是使用安装修井控制系统(IWOC)，其在图2中图示(其对应于美国专利申请公开号US2010/0025044 A1的图2B)。图2B示出IWOC 19，其包括采油树功能的电-液压控制、下部海洋立管组件(LMRP)20、应急断开组件(EDP)22等。IWOC由与表面的船只或钻机通信的IWOC脐带缆26控制。液压线路28和30与IWOC脐带缆26通信并且向采油树14(经由端口15)和液压控制单元32提供液压。IWOC脐带缆26还向端口34提供电气通信。 

然而，为了使用IWOC备选方案，井操作方需要租用IWOC设备(这在今天花费数百万美元不等)或拥有IWOC设备(这在今天花费几千万美元不等)。与IWOC设备关联的这些高成本对于井操作方是 不期望的。另外，IWOC系统必须多次纳入BOP系统的LMRP中，这在当BOP安装和去除时需要对其进行大量修改。这些操作给操作方增加了相当大的费用。因此，提供比背景技术更好的系统和方法，这将是可取的。 

发明内容

根据一个示范性实施例，存在防喷器(BOP)管组，其配置成向采油树(其附连到井的井口)提供干预修井控制系统(IWOC)功能性。该BOP管组包括：配置成附连到海洋立管的端部的下部海洋立管组件(LMRP)部分；配置成能拆卸地附连到该LMRP部分的下部BOP部分；盒扩展模块(pod extension module)，其附连到该LMRP部分或该下部BOP部分并且配置成接收处于压力下的流体以及基于处于压力下的流体向采油树提供一套功能；和至少MUX盒，其附连到LMRP部分或下部BOP部分并且配置成接收电信号和处于压力下的流体以及传送需要的电信号到该盒扩展模块。对于采油树的该套功能不同于向下部BOP部分提供的功能。