[发明专利]集成的生产管汇和多相泵站

说明书

发明领域

本发明总体涉及海底生产系统，该系统具有技术上可靠且节约成本的简化的设计。该海底生产系统包括浮式生产储存和卸载单元(以下各处称为FPSO)、海底脐带(umbilicals)、立管(riser)、流线(flow line)(以下各处全部称为SURF)、海底井、例如采油树和全部有效地连接至集成的生产管汇(manifold)和多相泵单元(以下各处称为MPP)的其他单元的装置。更具体地，本发明涉及集成的生产管汇和多相泵单元，其具有技术上可靠的简化的设计并节约了成本，因为其实现了关于产品管汇、MPP和在海底生产系统(以下各处称为SPS)中的其他部件之间的连接性/特征的应用的明显节约。具体地，本发明提供了根据权利要求1的海底生产系统和根据权利要求13的应用于SPS中的集成的生产管汇和多相泵单元。

技术背景

在离岸石油勘探领域，已知海底生产系统(SPS)包含生产管汇、多相泵单元、FPSO、海底脐带、立管、流线(SURF)、海底井、例如采油树和其他特征的装置，如本领域技术人员已知的。通常已知浮式生产储存和卸载单元(FPSO)为离岸工业使用的用于处理和储存石油和气体的浮式船舰。FPSO船舰被设计为接收产自附近的平台或海底基盘(template)的石油或气体，对其处理并储存直到石油或气体可被卸载至油船上或通过管线(pipe line)被转运。已知海底生产管汇用于生产来自多个井的烃类。其可包含输送至主管道系统(或另一导线(conductor))的附属系统，该主管道系统用于将流分成几部分，用于将几个流合并成一个，或使流改变方向至几个可能的目的地的任何一个。或者，其可为安装有几个侧向出口以将其与其他管连接的管。还已知海底多相泵增加井领域的压力。换句话说，它直接对该流增加动能。其该效果如同是增加了流动压力。来自该井的流增加直至达到液体压力和系统阻力之间的新平衡。其效果是石油生产的净增加。海底生产系统的海底脐带、立管、流线和其他特征的重要性对于本领域技术人员是已知的。

现在，对于在海底环境中勘探石油和气体，已知生产管汇和多相泵单元被分别沿着不同的装置安装，且这涉及几种用于确保该生产管汇、多相泵单元、脐带、立管、流线、海底井和海底生产系统中的包括例如采油树的装置的其他单元之间的有效连接的几种复杂的连接性/特征的应用。显然，这些涉及非常高的维修和安装费用和通常涉及由于复杂性引起的突然出现的技术可靠性的争论。

这些年间，人们已经试图简化和/或减少海底生产系统中各种单元之间的有效连接需要的部件。然而，在现有技术中，为了简化和/或减少部件，已经有人试图整合生产管汇和多相泵单元，以确保在海底生产系统中各种单元之间的有效连接。WO 2008/070648A2公开了改进的管汇系统，该管汇系统包含两个或多个海底树(每一个连接至海底井)，连接至每个海底树的管汇和连接至该管汇的第一共用(common)立管。每个海底井的生产、维修和/或修井(workover)都经该共用立管进行。该文件以间接的方式教导了用于在海底生产系统中包括例如采油树的装置的各种单元之间的有效连接所需要的部件的简化和减少。然而，它没有直接教导为了实现该目的的整合生产管汇和多相泵单元。相反，它关注于提供一种低成本管汇，该管汇可与早期生产系统(Early Production System)(EPS)一起使用以经共用立管系统生产、维修和/或修井多个海底湿树(wet-tree)井。

Framo engineering已经开发了一种多端口(port)选择器管汇(MSM)，其包含生产和检测设施、提升气体系统、多相流量计和多相增压泵和控制器。(Offshore Magazine，2006年8月1日出版)。与WO 2008/070648A2中公开的非常类似，Framo engineering专注于减小紧凑管汇的尺寸和重量。它还主张一种不仅可控制用于每一吊舱(pod)的大量的阀和传感器，而且还控制泵、多相计和树控制器的单一控制系统。然而，Framo engineering没有主张直接整合生产管汇和多相泵单元以简化和/或减少用于确保在海底生产系统中各种单元之间的有效连接需要的部件。

因此，对于以下是有长期需要的：设计在海底生产环境中用于简化和/或减少确保在海底生产系统中各种单元之间的有效连接需要的部件，以实现有效节约成本，同时，充分增强该完整系统的技术可靠性。本发明满足了该长期需要和与其关联的其他需要。

发明目的

本发明的目的是通过提供一种海底生产系统满足目前为止现有技术没有教导的上述需要，该海底生产系统利用其特别装配的结构，发挥重要作用以简化和/或减少海底生产系统中各种单元之间的有效连接需要的部件。