[发明专利]海底蓄能器系统

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求在2011年4月26日提交的名称是“Subsea Accumulator System（海底蓄能器系统）”的临时专利申请61/479,308的优先权。

背景技术

在海上钻井操作中，防喷器（BOP）被安装于海床处的井口上，并且下部海底立管总成（LMRP）被安装到BOP。此外，钻井立管从LMRP上端处的柔性接头延伸到海面处的钻井船只或钻井装置。然后，钻柱从钻井装置通过钻井立管、LMRP和BOP被悬挂于井眼中。阻流线和压井线也从钻井装置被悬挂并联接到BOP，通常作为钻井立管组件的一部分。在钻井操作期间，钻井流体或泥浆通过钻柱被输送，并且被向上返回到在钻柱与给井眼加衬的套管之间的环空。

在从海上井采集油气时，井口被用于海床处并且烃类从井口通过管状开采立管流到水面，在水面处，在位于平台或其它船只上的接收设施中收集流体。通常，经由安装于井口、立管上和在水面处的接收设施中的一系列阀来控制烃类的流动。有时，可安装从井口到接收设施的暂时流动管线。

尽管海床可在水面下方5000-7000英尺或更深处并且包括超过2000p.s.i.的压力，然而在海底井口和井眼的内侧需要许多不同类型的设备和工具来支持钻井操作、开采操作或补救操作，例如如果存在井喷，或者由于过量压力所造成的流动管线或阀失效。由于深度和压力，在这样的深度下实施维修需要由深潜遥控潜水器（ROV）来操作设备和工具，该遥控潜水器基本上是由水面船只中的操作者控制的机器人。根据这样的距离控制潜水器并且使用ROV操作、维修和/或替换设备和工具是困难且耗时的任务。因此，需要以有效方式来操作这样的设备和工具。因此，在本领域存在对于对海底和井下设备和工具提供大的动力源，特别是液压动力的系统和方法的需要。

发明内容

本发明公开了一种海底蓄能器系统的实施例。在一些实施例中，海底蓄能器系统包括：海底滑橇结构；预充注流体蓄能器，其被安装于海底滑橇结构中并且流体地联接到滑橇结构中的流动管线；以及海底装置，其被联接到流动管线以从预充注流体蓄能器接收液压流体动力。流体蓄能器可包括在接收预充注流体的第一侧与接收液压流体的第二侧之间的内部分隔构件，并且内部分隔构件可以是活塞。该系统可包括填充端口，该填充端口具有可释放的连接部以与独立于滑橇结构的液压流体供应装置选择性地联接。

在一些实施例中，该系统可包括流体地联接到流动管线的第一组多个预充注流体蓄能器。第一预充注流体蓄能器被构造成接收第一流体，并且第二预充注流体蓄能器被构造成接收第二流体。第一预充注流体蓄能器和第二预充注蓄能器可被致动以基本上同时排出第一流体和第二流体，并且在流动管线中混合第一流体与第二流体。第一预充注流体蓄能器和第二预充注流体蓄能器可被致动以通过流动管线依次地排出第一流体和第二流体。海底滑橇结构可以是独立的并且与BOP分隔开。

在一些实施例中，一种海底蓄能器系统包括海底滑橇结构，海底滑橇结构包括着落装置、控制面板和流体输送流动管线，安装于海底滑橇结构中的液压流体蓄能器，其中，液压流体蓄能器包括：内部活塞，该内部活塞分隔预充注流体腔室与联接到流体输送流动管线的液压流体腔室；海底装置，其被联接到流体输送流动管线以从液压流体蓄能器的液压流体腔室接收液压流体；以及阀，其被联接到输送流动管线内中以控制向海底装置输送的液压流体的流率。

在一些实施例中，一种向海底系统提供液压流体动力的方法包括：在海底井口附近部署蓄能器滑橇结构；将海底装置联接到滑橇结构中的输送流动管线的出口；以及使海底装置暴露到预充注液压流体蓄能器以通过输送流动管线向海底装置输送液压流体。该方法可进一步包括：在海面处预充注到蓄能器到第一预定压力。该方法可进一步包括：利用液压流体来加载预充注蓄能器，直到到达第二预定压力。该方法可进一步包括：在流体蓄能器中移动活塞以通过允许预充注流体膨胀来输送液压流体。该方法可进一步包括：将液压流体供应装置连接到联接到输送流动管线中的填充端口，和使用液压流体供应装置来再供应流体蓄能器的液压流体腔室。该方法可进一步包括：使液压流体供应装置与填充端口断开连接，将滑橇结构移动到海底井口附近的另一个位置；以及将液压流体供应装置再连接到填充端口。