[发明专利]启动井系统工具

说明书

相关申请的交叉引用

本申请主张2015年3月9日提出申请的美国临时专利申请No.62/130,212的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开涉及致动井系统的工具，更具体地，涉及在紧急情况下远程致动井系统的工具。

背景技术

在一些油井控制事故中，例如与井喷、火灾或其他相关的事故，钻井人员通过遵循预定的操作程序有足够的时间使井安全。这种操作程序可能涉及关闭井，例如防止油气流体逸出地下地层处的井眼或套管。例如，钻井操作期间的关井可以包括停止钻柱的旋转、用钻井流体泵(一个或多个)升起或降下钻柱直到其中间隔开、停止钻井流体泵(一个或多个)、检查油气流体开采，并且如果开采证据显而易见，则关闭阀(例如环形防喷器闸板、剪切式防喷器闸板、全封闭防喷器闸板、管道式防喷器闸板)，其目的是防止钻井液和油气离开井，但受控条件除外。一旦井被安全关闭，就可以监测压力和体积，以确定井是否“发生井涌”，从而需要进一步的井控措施。否则，井可能被打开以进行持续的钻井作业。然而，在某些情况下，人员可能需要在执行和确认这种关闭操作之前迅速放弃钻机。

发明内容

本公开涉及一种远程启动式关井系统，当发生或已经发生钻机人员撤离时，其能够操以从远离钻机的位置处远程地致动井关闭。在总体的实施方式中，一种井系统包括：本地控制单元，其被构造为可通信地连接到井场处的关井组件，所述关井组件可基于来自本地控制单元的命令操作以关闭井眼；以及远程控制单元，其被构造为在远离本地控制单元和井场的位置处无线地通信视线空气传播无线信号，以发起从本地控制单元到关井组件的命令。

在与总体实施方式组合的一方面中，所述关井组件包括：BOP堆，其包括防喷器，所述防喷器被构造成关闭井眼以防止油气流体从井眼流出；和BOP动力单元，其可通信地连接到本地控制单元。

在与之前的多个方面中的任一个组合的另一方面中，所述BOP动力单元包括液压动力单元，所述液压动力单元以流体连通的方式连接到BOP堆的防喷器。

在与之前的多个方面中的任一个组合的另一方面中，所述本地控制单元可通信地连接到所述液压动力单元的至少一个控制阀。

在与之前的多个方面中的任一个组合的另一方面中，来自本地控制单元的命令可操作以调节液压动力单元的至少一个控制阀。

在与之前的多个方面中的任一个组合的另一方面中，所述视线空气传播无线信号包括射频信号、蜂窝信号、Wi-Fi信号或卫星信号中的至少一个。

在与之前的多个方面中的任一个组合的另一方面中，本地控制单元被构造将无线数据发送给远程控制单元和从远程控制单元接收无线数据，从本地控制单元发送给远程控制单元的无线数据包括以下数据中的至少一个：关井组件接收到命令的确认、关井组件的致动的确认、关井事件的状态、或井数据。

在与之前的多个方面中的任一个组合的另一方面中，所述井数据包括与所述井场相关联的压力、温度或井控系统状态数据中的至少一个。

在与之前的多个方面中的任一个组合的另一方面中，远离本地控制单元和井场的位置包括在十分之一英里和十英里之间的距离。

在另一总体实施方式中，一种用于启动井眼安全装置的方法，包括以下步骤：在井场处接收来自远离井场的远程安全控制装置的视线无线空气传播信号；基于信号的接收，启动用于井眼安全装置的动力单元；和基于动力单元的启动，致动井眼安全装置以关闭井场处的井眼。

在与总体实施方式组合的一方面中，视线空气传播无线信号在能够通信地连接到所述动力单元的本地控制单元处被接收。

在与之前的多个方面中的任一个组合的另一方面中，井眼安全装置包括BOP堆，所述BOP堆包括连接到动力单元的防喷器，所述动力单元包括液压动力单元，所述液压动力单元以流体连通的方式连接到BOP堆的防喷器。

在与之前的多个方面中的任一个组合的另一方面中，本地控制单元能够通信地连接到所述液压动力单元的至少一个阀。

在与之前的多个方面中的任一个组合的另一方面中，所述方法还包括以下步骤：基于所述信号的接收，从本地控制单元产生可操作以调节所述液压动力单元的所述至少一个阀的命令。

在与之前的多个方面中的任一个组合的另一方面中，所述方法还包括：基于调节所述液压动力单元的至少一个阀，利用所述防喷器关闭所述井眼；和利用防喷器防止油气流体从井眼流出。