[发明专利]剪切增压触发和瓶减少的系统和方法

说明书

技术领域

本文所公开的主题的实施例大体而言涉及方法和装置，且更特定而言涉及用于剪切(shearing)井中的钻柱(drill string)的机构和技术。

背景技术

随着勘探深度增加，海下油和气勘探变得更具有挑战性。复杂的装置安置于洋底以提取油和用于油器械和环境的安全性。除了满足其它条件之外，这些装置必须耐受高压(从3,000至60,000psi(200至4000巴)或更高)和高腐蚀条件。为了进行海下钻井，部件安置于洋底(有时海平面下方超过2000m)，如(例如)在图1中所示的那样。

图1示出下部防喷器组(blowout preventer stack，又称“下部BOP组”)10，其可刚性地附连到海底14上的井口12，而下部海洋立管封装(“LMRP”)16可取回地安置于海洋立管18的远端，海洋立管18从钻井船20或任何其它类型的水面钻井平台或船只延伸。因此，LMRP16可包括在其远端的托管架22，其被配置成接合位于下部BOP组10近端上的插口24。

在典型配置中，下部BOP组10可刚性地固结到海下井口12顶部且可包括(除了其它装置之外)多个冲头式防喷器(ram-type blowout preventers)26，其适用于在钻井和完成时控制该井。柔性立管提供管道，可通过该管道来部署钻进工具和流体到海下井筒，且从海下井筒取回钻进工具和流体。一般而言，LMRP 16可包括(除了其它东西外)在其远端的一个或多个冲头式防喷器28，在其上端的环形防喷器30以及多路复用器(MUX)舱(实际上两个，其在工业中被称作蓝舱和黄舱)32。此外，提供蓄能器槽31来提供压力以移动相关联BOP26的冲头块，且虽然示出为单独单元，但蓄能器槽31能根据需要成为LMRP 16的一部分。

在图2中示出常规MUX舱系统40，且其可向下部BOP组10和/或LMRP 16提供在50与100之间的不同功能且这些功能可自LMRP16起始和/或经由LMRP 16控制。MUX舱40固定地附连到LMRP 16的框架(未图示)且可包括液压启动的阀50(在本领域中被称作板式安装(SPM)阀)和电磁阀52，电磁阀52流体连通到液压启动的阀50。电磁阀52设于电子部段54中且被设计成通过从电子控制板(未图示)发送电信号来促动。每个电磁阀52被配置成启动相对应的液压启动阀50。MUX舱40可包括也安装于电子部段54中的压力传感器56。液压启动阀50设于液压部段58中且固定地附连到MUX舱40(即，当其安置于海底时，遥控潜水器(ROV)不能移除它们)。

在典型海下防喷器安装中，多路线缆(电)(multiplex cables(electrical))和/或管线(液压)(lines(hydraulic))经由MUX舱40和舱楔(pod wedge)传输控制信号到LMRP 16和下部BOP组10装置，因此可从水面控制规定任务。一旦接收到控制信号，就启动海下控制阀且(在大部分情况下)导向高压液压管线以执行规定任务。因此，多路电或液压信号可操作多个“低压”阀以促动更大阀来连通高压液压管线与井口组的各种操作装置。

在LMRP 16与下部BOP组10之间形成桥接件，其匹配自LMRP16到下部BOP组10的多种功能，例如，流体连通自设于LMRP 16上的MUX舱40到BOP组或LMRP 16上的专用构件的SPM阀50。使用MUX舱40系统作为阻流和压井管线连接(未图示)或者确保到例如BOP的剪切功能的压力供应的管线的补充。

通过馈通构件桥接于LMRP 16与下部BOP组10之间的连通线(communication lines)的实例包括(但不限于)液压阻流管线、液压压井管线、液压多路控制管线、多路控制电线、电力线、液压动力管线、机械动力管线、机械控制管线、电控制线和传感器线。在某些实施例中，海下井口组馈通构件包括至少一个MUX舱40连接，由此多个液压控制信号集合在一起且在单个整体馈通构件中在LMRP 16与下部BOP组10之间传输。

用于密封井的一个设备是BOP。该BOP为安全机构，其用于油井或气井的井口处。BOP被配置成在发生某些井事件时关闭来自井的流动。一种这样的井事件可为从地下地层到井内的气体，油或其它井流体不受控制的流动。这种井事件有时被称作“井涌”或“井喷”且可发生于地层压力超过由钻进流体柱生成的压力时。这种井事件是不可预见的且如果不采取措施来防止和/或控制它，那么可能会损坏井和/或相关联器械。