[发明专利]套管阀

说明书

一种安全机构(401)，包括：(i)阻挡构件(412,414)，所述阻挡构件能够在允许流体流动的第一位置和限制流体流动的第二位置之间移动；(ii)移动机构(416,418)；(iii)，无线接收器(360)，可选地为收发器，适合于接收无线信号。移动机构(416,418)可操作成响应于由所述无线接收器(360)接收到的所述信号的变化，将所述阻挡构件(412,414)从所述第一位置和所述第二位置中的一个位置移动到所述第一位置和所述第二位置中的另一位置。安全机构还具有(iv)设置在套管异径接头内的阀(401)；所述阀(401)适合于从所述第一位置和所述第二位置中的一个位置移动到所述第一位置和所述第二位置中的另一位置，然后返回到所述第一位置和所述第二位置中的最初位置。

本申请为申请日2011年7月20、申请号201180041713.7且发明名称为“用于井的安全机构、包括该安全机构的井及相关方法”的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种用于井的安全机构(例如，阀、套筒、封隔器或插塞)、一种包括该安全机构的井、以及用于改善井的安全性的方法，尤其但不排他性地涉及海底碳氢化合物井。

背景技术

近年来，油和气已经从超过1km量级的非常深的水区中的海底井(subsea well)内重新获得。这对于在这样深处中钻探、固定、提取和放弃井提出了许多技术问题。

在井的完整性上出现问题的情况下，众所周知使用井口装置(wellheadapparatus)控制系统来关闭井，以防止井出现危险的井喷或大量的碳氢化合物损失。防喷器(BOP)位于海底井的顶部处、在海床处，并且可以由控制室激活以关闭井，或者能够适合于自动检测井喷并且关闭。如果控制室出现了故障，遥控潜水车辆(ROV)将可以直接激活海床处的BOP以关闭井。

在已竣工的井中，在井的顶部处不是设置BOP而是设置“圣诞”树状物(tree)，并且在井内的“井底”处通常增加地下安全阀(SSV)。如果“圣诞”树状物与控制平台、钻探装备或船失去联系，则SSV通常被激活以封闭并且关闭井。

尽管有这些已知的安全控制，事故仍然发生并且最近的实例是在来自诸如墨西哥湾中的海底井的灾难性的井喷，产生巨大的爆炸，造成生命损失、钻探装备的损失以及大量和持续的油流入墨西哥湾，威胁野生动植物和海洋产业。

尽管该灾难的具体原因目前不清楚，但是一些方面可以被观察到：由钻探装备控制的紧急断开系统未能密封井并且使船与井分离；在海床处的死人(dead-man)/AMF系统未能密封井；随后的遥控车辆(ROV)干预也未能激活BOP上的安全机构。无疑地，在防喷器上主要聚焦的传统系统在爆炸的时候未激活并且在控制通信与钻探装备一起丢失之后也未能遏制油流入海中。

因此，需要改善油井的安全性，尤其是需要改善位于深水区域中的油井的安全性。

考虑到连通和控制井内工具(即，井中的工具)的困难性(尤其在通信被切断的情况下)，人们可能考虑为位于海床处的BOP提供其他的切断机构。但是，本发明的发明人已经注意到，此时增加更多的设备将是极其困难的，因为它将增加此时所放置的部件的大小和高度，这一在安装之前就将对于钻探装备是难以适应的。此外，虽然这将增加其他保护措施，但是它在很大程度上具有与现有安全系统相同的概念。甚至，增大控制系统的复杂性以支持这些额外的特征可能潜在地对整个系统的可靠性具有不利影响，而不是增大所提供的安全性水平。

在增加用于装置的其他传统控制机构(例如，阀或井内传感器)的情况下，本发明的发明人还注意到局限性，因为万一发生井喷，这些装置可能由于没有使压力波动以控制压力驱动的装置或者由于线路的失控而失去运行能力。

因此，对于普通技术人员而言，设计可以实际地增加到已经设置在油井中的安全系统上的其他安全系统是困难的。

发明内容

本发明的目的在于缓解现有技术中的问题，并且更好地改善井中的安全性。