[发明专利]井口树压力补偿装置

说明书

技术领域

本发明大体涉及缓解井口中的截留(trapped)压力的方法和设备，并且特别涉及用于限制来自典型地位于井口树系统中的两个冠式塞之间的空腔的压力的可压缩的压力限制装置。

背景技术

水平海底树具有相对于井孔大体水平地延伸的生产出口，以及沿轴向与井孔对准的孔。管道悬挂器处于水平树中，并且支承延伸到井孔中的管道串。管道悬挂器具有竖直通道和从竖直通道延伸且与树的生产出口对齐的横向通道。在一些设备中，内部树帽在树中处于管道悬挂器上方，树帽通常具有与管道悬挂器中的竖直通道对准的竖直通道。作为双重安全阻隔件，部署有测井电缆(wireline)的冠式塞安装在管道悬挂器的竖直通道中，而另一个冠式塞则安装在树帽的竖直通道中。在其它设备中，省略了内部树帽。在那种情况下，典型地用两个冠式塞塞住管道悬挂器的竖直通道来满足具有双重安全阻隔件的要求。

诸如例如完井流体的流体可被截留在两个塞之间的竖直通道中。当流体被截留时，流体可为较冷的，因为海底温度较冷。在生产期间，流过井口的一部分的井流体处于较高的温度，并且随后加热海底井口。在截留在冠式塞之间的流体变热且受限制而无法膨胀时，截留流体压力可潜在地提高到冠式塞的工作压力之上，以及因而，损害冠式塞的完整性。因而合乎需要的是限制冠式塞之间的空腔中的压力，而不把在塞之间截留的流体释放到环境中。

发明内容

一种压力补偿装置可用来缓解可在流体试图在受限空间中热膨胀时出现的压力提高。在一个实施例中，压力补偿器位于井口组件中，该井口组件具有圆柱形孔、位于圆柱形孔中且密封地接合圆柱形孔的第一塞，以及位于圆柱形孔中且密封地接合圆柱形孔的第二塞。第二塞可沿轴向与第一塞间隔开，以及因而圆柱形孔、第一塞和第二塞限定腔体。截留流体可保持在腔体中。为了缓解压力提高，可将具有板对(第一板和第二板)的压力补偿器定位在该腔体内。该板对可在它们之间限定空腔，并且可将可压缩流体定位在该空腔内。当腔体中的井孔流体的体积增大时，井孔流体可使板朝彼此向内偏转。

第一板向内偏转到空腔中可由第二板限制，使得第一板在这样受到第二板限制之前不会塑性变形。在一个实施例中，第二板的到空腔中的向内偏转由第一板限制，使得第二板在这样受到第一板限制之前不会塑性变形。圆柱形环可连接第一板和第二板，以及因而限定空腔的外径。一个或两个板在放松状态中可具有凹表面。备选地，一个或两个板在其放松状态中可具有大体平的表面。板可由各种各样的材料中的任一种制成，包括例如金属、聚合物或弹性体。可用包括例如诸如空气、氮气或氩气的气体的可压缩流体来填充板之间的空腔。在一个实施例中，当板处于它们的放松状态时，空腔可处于小于大气压力的负压。

可将补偿器组件定位在可置于腔体中的框架或机架中。框架可具有带有孔口的侧壁，使得井孔流体可传送通过该孔口，进入框架中，以及因而到达补偿器板的表面。可将不止一个补偿器定位在腔体中，而且事实上，可将不止一个补偿器定位在单个框架中。如果使用了不止一个补偿器，则两个补偿器的板之间可存在间隙，使得井孔流体可到达那些板的外表面。

附图说明

为了获得以及可更详细地理解其中本发明的特征、优点和目标以及其它将变得显而易见的方式，可通过参照在附图中的示出的本发明的实施例来进行以上简要地概述的本发明的更具体的描述，附图形成本说明书的一部分。但是，应当注意，图仅示出了本发明的优选实施例，并且因此不应理解为限制其范围，因为本发明可容许有其它同等有效的实施例。

图1是具有压力补偿装置的一个示例性实施例的海底水平树的截面图。

图2是图1的压力补偿装置的一个实施例的截面图，其显示了在放松状态中的压力补偿装置的板。

图3是图1的压力补偿装置的一个实施例的截面图，其显示了在压挤状态中的压力补偿装置的板。

图4是图1的压力补偿装置的另一个实施例的截面图，其显示了在放松状态中的压力补偿装置的凹板。

图5是图1的压力补偿装置的截面图，其显示了具有框架和多个压力补偿装置的一个实施例。

图6是图1的压力补偿装置的另一个实施例的截面图，其显示了具有框架和多个压力补偿装置的一个实施例。

图7是图1的压力补偿装置的另一个实施例的局部截面图。

具体实施方式