[发明专利]立管紧急断开控制系统

说明书

技术领域

本发明大体而言涉及油井和气井的开采，并且特定而言涉及用于从井卸载和清除流体的装置与方法。

背景技术

海下立管是从海面延伸至海床的管状部件。当在海下钻井期间包围钻柱时，立管通常跨越在防喷器(BOP)的钻探设备与下部深海立管组件(LMRP)之间；下部深海立管组件又连接至海下井头。当在从海下形成物开采碳氢化合物期间使用时，立管通常连接在水上船只到海下井头系统之间。通常包括张力系统，其轴向地张拉立管以用于减轻由于海流侧部负载引起的横向挠曲。在某些情形下，例如在风暴期间或在支撑船只的位置相对于井位置的非计划偏离期间，横向负载可超出立管的结构完整性。为了预先考虑由于这样的负载引起的立管失效，立管常常包括紧急系统以允许沿着立管在海面与海床之间的受控断开。

图1中以侧视示意图示出了海下勘探/开采系统10的现有技术的示例。立管12从海面13上方延伸至井系统14。平台16(通常是某些描述的船只)为立管12提供上部支撑，并且张力系统(未示出)可从该平台固定。井系统14包括下部立管组件18，其与安装到海床22处的井头上的开采树20联接。井系统14设置在钻孔24上，钻孔24被显示为与海下形成物26相交。还提供了脐带28，其通常包括用于促动海下机构的控制线和动力线路。脐带终端30常常设置在脐带28的下端并提供脐带28到井系统14的安装点。通常，至少一个信号控制线31附连在脐带终端30与海下电子模块(SEM)32之间。液压回路33连接至脐带终端30并连接至促动模块34、36，促动模块34、36被显示在下部立管组件18中。信号和液压控制方案的一个示例可见于GB2405163A，GB2405163A被转让给本申请的受让人并通过整体引用而被包括到本文中。

发明内容

本文公开了一种立管断开系统，其用于使海面与海床之间的立管断开，其具有包括额外的系统安全特征的特征并且采用分布式控制构造来简化安全断开接口的复杂性。在一示例性实施例中，立管断开系统包括位于应力接头上方一定距离处的分离安全接头(常常被称作薄弱环节)，其位于LRP的EDP(紧急断开组件)上方。脐带由立管携载并附连至立管，从而提供控制信号线和促动动力供给。促动功能被包括在沿着立管的多个断开点的其中一个断开点处并响应于脐带向下连通至SEM而被激发，以便将液压动力引导至离散促动功能。还包括连接至脐带的脐带终端。脐带终端设置在最上部的断开点与海面之间，从而使得当立管断开以从海床分开时可回收脐带终端。在一示例性实施例中，信号线和促动动力线路在脐带终端处从脐带分离。立管断开系统包括：海下电子模块(SEM)，其具有附连至信号线的输入侧；额外的信号线，其附连在SEM的输出与多个液压微型模块之间，其提供积聚的液压控制流体压力到任何或所有促动功能的引导。促动动力线路在备选实施例中可为液压流体线路，其将液压流体传送至促动器。在一个示例中，包括额外的液压流体线路，其限定液压回路。可选地，可包括蓄能器，其从液压回路和/或线路接收流体。每个蓄能器上的输出可附连至可选地包括的额外的促动器；其中该额外促动器设置在沿着立管的断开点处。在一示例性实施例中，促动器由联接至立管断开机构的模块组成。该模块可选择性地变为打开位置，在打开位置，将动力传送至立管断开机构。该模块可包括动力输入，其从动力线路传送动力。该模块还可具有信号输入以用于从信号线接收信号。该立管断开系统还可选地包括动力输出线路，其形成动力分配回路。控制器可接收信号输入并使动力传送通过动力输出线路中的一个或多个动力输出线路。