[发明专利]于水下井完成系统的多环空通用监测和卸压组件及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于油井和/或气井的水下井口组件，并且更特别地涉及允许同时控制生产套管环空和在生产套管外部的套管环空的管道悬挂器组件和环空套筒。

背景技术

典型的水下井口组件包括安装在海床处的井口罩。一般而言，当钻井身时，连续同心套管柱安装在井身中。相邻套管柱之间的区域被称为环空。

典型地，每个连续套管柱在其下端被混凝土粘结，并且包括在井口罩中在其上端用机械密封组件密封的套管悬挂器。因此，每个套管柱的上端被密封，并且位于相邻套管柱之间的环空中的任何流体由此被俘获。典型地，混凝土不被带到每个套管柱的下端处的套管靴。这允许俘获在套管的环空中的流体通过每个套管的下端热膨胀到地层中。在钻井和井的生产阶段期间该被俘获流体的热膨胀的量以及流体的其它性质（例如，压力等）通常是未知的。

在井的长期生产期间更多地知道俘获在套管柱的环空中的流体的性质将是特别有益的。具体地，在被称为生产套管的最内层套管柱内并且在生产管道的外部的区域是“A”环空。在生产套管的紧邻外部、但是在第一中间套管内的区域是“B”环空。例如，有时，当预期井将生产时，将混凝土放置在第一中间套管柱的下部分中以密封环空“B”。在流体从生产储层进入环空“B”的情况下环空“B”的该密封帮助保护地层免于泄漏。然而，密封环空“B”的一个缺点在于一旦它被密封可能形成高压力区域。尽管已知使用爆裂或爆破盘来卸压并且减小生产套管将塌缩的可能性，但是这会导致泄漏到环境中。优选的是能够监测并且控制环空“B”内部的压力。另外，安装在井中深处的套管可能不太耐压，如果环空中的压力变得太大，则由此增加塌缩的可能性。监测并且控制环空“A”和环空“B”中的压力的能力将防止生产管道和/或生产套管的这样的流体泄漏或塌缩。

当钻井并且为井安装套管时，可以采用某些步骤准备井以便生产。例如，生产套管柱和管道悬挂器通过防喷器组送入到井身中。典型地，管道悬挂器安装、密封和锁定在井口罩和/或生产套管悬挂器中。其后，密封延伸通过管道悬挂器的生产井身，去除防喷器组，并且将采油树下降到井口罩上。采油树是阀、双端法兰管（spool）、压力计和装配到完成井的井口以控制生产的节流器的组件。对于井的操作和安全来说重要的是进行采油树、井口罩和管道悬挂器之间的适当连接。尽管多数当前的采油树设计提供测量并且控制环空“A”中的压力，但是没有采油树能够测量和/或控制环空“B”中的压力。

因此，期望具有一种水下井完成系统，其允许监测并且控制“A”环空和“B”环空中的压力。实际上，提供监测并且控制“B”环空中的压力的能力的装置是监察机构要求的东西。然而，迄今为止它被给予监察豁免，原因是它不存在。

发明内容

本发明的实施例提供一种油井或气井完成系统及其安装方法，所述系统具有生产套管适配套筒、具有“B”环空端口的管道悬挂器悬挂组件、具有“B”环空控制组件的采油树。该系统与通过引用在此合并于本文中的美国专利第7,419,001号共用许多特征。另外，本发明的系统也可以包括具有打开和闭合环空“A”和“B”之间的端口的密封系统组件的套筒。该套筒可以优选地在送入生产套管之前安装在生产套管柱中。管道悬挂器可以承载膨胀到生产套管适配套筒中的凹槽中的铰接闩锁环。在一个实施例中，生产管道柱和管道悬挂器悬挂组件的重量使端口向“B”环空开放。另外，管道悬挂器悬挂组件可以包括锁定组件，所述锁定组件锁定针对“B”环空敞开的密封组件套筒，并且也可以承载密封件，所述密封件在带端口的密封组件套筒之下密封，由此使“B”环空与“A”环空隔离。在密封组件套筒之上的附加密封件还可以用于使“A”环空与“B”环空分离。

优选地，随着采油树的去除和防喷器组的安装，以及管道悬挂器的去除，密封组件套筒可由弹簧转动到闭合和密封位置，因此将生产套管柱从生产套管孔道和“B”环空侧返回到它的初始压力包含状态。这是在修井期间需要的，以保证当重新进入井身时的安全性。以该方式，井可以安全地返工以便重新安装管道悬挂器或被堵塞以便弃井。另外，随着阀处于管道悬挂器的上部主体的“B”环空孔道中，可以安全地去除防喷器组并且安全地安装采油树。