[发明专利]用于海底井口组件的环空泄放系统

说明书

技术领域

本发明大体上涉及油气井的生产，并且特别涉及具有流动管路的井口系统，该流动管路用于泄放(vent)井口系统中的环空，该环空由也在井口系统内的生产流动管路加热。

背景技术

用于生产从地下地层抽取的碳氢化合物的井口通常包括附接在形成于碳氢化合物生产地层中的井眼的上端处的井口组件。井口组件常常提供用于将生产油管和套管悬置在井眼中的支撑悬挂器。套管使井眼排成行，从而使井眼与周围的地层隔离。油管通常同心地位于套管内并在其中提供用于生产地层内夹带的碳氢化合物的管道。

井口组件通常还包括井口罩，套管和油管在其附近进入井眼的井口罩，以及在井口罩顶部的生产树。生产树通常用来控制及分配从井眼生产的流体并选择性地向油管、套管和/或油管与套管之间的环空提供流体连通或进入。阀组件通常设置在井口生产树内，以控制跨井口的流体流，例如来自井眼的生产流或出入井口的循环流体流。

在图1中，在侧面剖视图中显示了现有技术井口组件10的一个示例。井口组件10安装在与地下地层14交叉的井眼12上。通常，井口组件10包括与井眼12对齐并穿过井口组件10竖直向上延伸的主孔眼16。抽汲阀(swab valve)18通常被安置在主孔眼16内，以使主孔眼16和井眼12与井口组件10之上的环境状况隔离。通常经由生产管路20来完成从井眼12的生产，该生产管路被显示为与主孔眼16交叉并穿过生产树21横向地延伸。生产翼阀22显示为在生产管路20内，以选择性地调节通过生产流动管路20的流动。通常，井口组件10还包括环空管路24，该环空管路安装在生产树21上，并且其通常包括用于控制其中的流动的环空翼阀25。

通常，生产油管26是井口组件10最内部的管件，因而生产油管26的内表面限定了生产孔眼16。套管28包围生产油管28，该套管通常从树21向下延伸并进入井眼28中而形成井口罩。在油管26和通常与环空管路24连通的套管28之间限定出环空30。常常，为了进入环空30或为了其泄放，在图1中示意性地显示的环空排出管路32具有连接到环空30的一端，并且在海底井的情况下常常延伸到海面之上。排出阀34显示为包括在排出管路32内并通常实施成用于调节通过排出管路32的流动。

从井眼12内产生的流体可以包括当遭受一定温度和压力时形成水合物的成分。当形成时，水合物是由封闭在氢键键合的水分子的构架(cage)内的气体组成的冰状固体。因为当冷却具有水合物成分的流体时会发生水合物形成，所以例如通过节流阀经历突然的压降的流动回路可能引起水合物形成。水合物的冰状性质通常妨碍流体流动穿过流动回路的管路和阀。化学灌浆(chemical injection)能够用于避免水合物形成，但执行和维持灌浆向碳氢化合物的生产增加了复杂性。

发明内容

本文公开了装备有设计成防止水合物形成的环空排出管路的井口组件的示例。在示例实施例中，井口组件包括安装在井眼上的井口罩，生产树连接在该井口罩的顶部上。生产流动路径穿过井口罩和生产树而形成，其中该生产流动路径与井眼流体连通。井口组件包括同心管件，其均与井眼对齐。同心管件在它们之间限定出环空。环空排出管路具有与环空流体连通的一端并具有延伸为使得它与生产流动路径热连通的部分。因此，当来自井眼的生产流体流动穿过生产流动路径且环空流体位于排出管路中时，从生产流体传递到排出管路的热能加热排出管路中的环空流体。即使环空流体跨阀被节流，加热位于排出管路中的环空流体也防止了排出管路中的水合物形成。在示例性实施例中，井口组件还包括用于选择性地提供环空与生产流动路径之间的流体连通的转换管路；在该实施例中，排出管路具有连接到转换管路的一端。在示例性实施例中，生产树具有生产流动路径的部分限定了生产翼块(wing block)，且排出管路设置在该生产翼块中。在示例实施例中，排出管路的一部分邻近生产流动路径的一部分。在示例实施例中，排出管路的一部分接触生产流动路径的一部分。在示例实施例中，排出管路的一部分包围生产流动路径的一部分。在示例实施例中，排出管路包围生产流动路径的部分的部分可以是螺旋管路或套(jacket)中的一者或两者。在示例实施例中，井眼在海底。