[发明专利]一种深水井喷应急井控设备及其作业方法

权利要求书

1.一种深水井喷应急井控设备，其特征是：包括主体，所述主体内设置有与井喷井连通的流体通道，所述主体的下部固定连接有连接器，所述主体在流体通道的出口端连接有多个辅流量管线以及可供钻杆从流体通道下入井喷井井内的主流量管线，所述主流量管线和多个辅流量管线互相分离，所述主流量管线和每个辅流量管线上均设置有阀门，所述流体通道上连接有用于流体通道和/或主流量管线和/或辅流量管线的防堵装置，所述防堵装置包括抑制水合物合成装置和/或抑制水合物附着装置；所述主体上设置有用于封闭流体通道的封井装置，所述封井装置为双闸板封井器；

所述深水井喷应急井控设备作业时包括以下步骤：（1）启动应急响应预案，进行井喷井井位和海底监测，确定作业环境风险；清理井喷井井口附近的障碍物并将深水井喷应急井控设备运输至井喷事发地点；

（2）将深水井喷应急井控设备下入海底并通过连接器、卡盘固定在井喷井的井口或防喷器上，同时将主流量管线和多个辅流量管线与收油管线连通进行分流作业，井喷产生的油气被收油管线引流至海面处理收集；

（3）如果流体通道内的流体压力达到可控范围内，从主流量管线向井喷井内下钻杆，此时辅流量管线依旧连通收油管线将油气引流至海面处理收集，进行分流作业，当钻杆下入井喷井后，双闸板封井器闸住钻杆，从钻杆内注入压井液进行压井作业；

如果流体通道内的流体压力不能达到可控范围内，则关闭双闸板封井器，进行强力封井作业，然后在井喷井的附近开设救援井，救援井与井喷井连通后，再向井喷井内注入水泥浆将井喷井彻底封堵，候凝后将深水井喷应急井控设备从井喷井上拆除、回收再利用；

（4）如果步骤（3）中的压井作业失败，则关闭双闸板封井器，进行强力封井作业；然后在井喷井的附近开设救援井，救援井与井喷井连通后，再向井喷井内注入水泥浆将井喷井彻底封堵，候凝后将深水井喷应急井控设备从井喷井上拆除、回收再利用。

2.根据权利要求1所述的深水井喷应急井控设备，其特征是：所述抑制水合物合成装置包括用于主体加热的加热装置和/或设置在主体上并可用于将水合物抑制剂注入流体通道的注入端口Ⅰ，所述注入端口Ⅰ可控开闭；所述抑制水合物附着装置包括设置在主体内壁上的用于抑制水合物附着的涂层。

3.根据权利要求1或2所述的深水井喷应急井控设备，其特征是：所述主流量管线包括垂直向上设置的管道Ⅰ，所述辅流量管线包括倾斜向上设置的管道Ⅱ，所述管道Ⅰ的轴线与管道Ⅱ的轴线形成锐角的角度小于60°，所述管道Ⅰ用于流体流通的横截面积大于管道Ⅱ用于流体流通的横截面积。

4.根据权利要求3所述的深水井喷应急井控设备，其特征是：所述主流量管线设置在流体通道的正上方，所述辅流量管线设置有三个，三个辅流量管线沿着主流量管线周向均匀布置。

5.根据权利要求4所述的深水井喷应急井控设备，其特征是：所述流体通道的上端为喇叭口结构，所述管道Ⅱ的轴线与竖直方向的夹角角度与喇叭口结构的角度相等。

6.根据权利要求1或2所述的深水井喷应急井控设备，其特征是：所述连接器包括连接套管，所述连接套管一端与主体连接，另一端与井喷井连接，所述连接套管连接有卡盘，用于进一步固定深水井喷应急井控设备。

7.根据权利要求2所述的深水井喷应急井控设备，其特征是：在封井装置的下方，所述主体上还设置有可用于将水泥浆注入井喷井的注入端口Ⅱ，所述注入端口Ⅱ可控开闭。

8.根据权利要求7所述的深水井喷应急井控设备，其特征是：所述主体的上端固定连接有支架，所述支架上设置有ROV控制面板，所述阀门、双闸板封井器、注入端口Ⅰ、注入端口Ⅱ和/或卡盘均由ROV控制面板控制开闭，所述支架上设置有升降连接装置。

9.一种使用权利要求7或8所述的深水井喷应急井控设备的作业方法，其特征是：包括以下步骤，（1）启动应急响应预案，进行井喷井井位和海底监测，确定作业环境风险；清理井喷井井口附近的障碍物并喷洒分散剂和水合物抑制剂；将深水井喷应急井控设备运输至井喷事发地点；

（2）将深水井喷应急井控设备下入海底并通过连接器、卡盘固定在井喷井的井口或防喷器上，启动抑制水合物合成装置，同时将主流量管线、多个辅流量管线和注入端口Ⅱ与收油管线连通进行分流作业，井喷产生的油气被收油管线引流至海面处理收集；

（3）如果流体通道内的流体压力达到可控范围内，从主流量管线向井喷井内下钻杆，此时辅流量管线和注入端口Ⅱ依旧连通收油管线将油气引流至海面处理收集，进行分流作业，当钻杆下入井喷井后，双闸板封井器闸住钻杆，从钻杆内注入压井液进行压井作业；

如果流体通道内的流体压力不能达到可控范围内，则关闭双闸板封井器和注入端口Ⅱ，并停止运行抑制水合物合成装置，进行强力封井作业，然后在井喷井的附近开设救援井，救援井与井喷井连通后，通过注入端口Ⅰ或注入端口Ⅱ或打开双闸板封井器从主流量管线再向井喷井内注入水泥浆将井喷井彻底封堵，候凝后将深水井喷应急井控设备从井喷井上拆除、回收再利用；

（4）如果步骤（3）中的压井作业失败，则关闭双闸板封井器和注入端口Ⅱ，停止运行抑制水合物合成装置，进行强力封井作业；然后在井喷井的附近开设救援井，救援井与井喷井连通后，通过注入端口Ⅰ或注入端口Ⅱ或打开双闸板封井器从主流量管线再向井喷井内注入水泥浆将井喷井彻底封堵，候凝后将深水井喷应急井控设备从井喷井上拆除、回收再利用；

在上述步骤中，关闭双闸板封井器强力封井后，在井喷井与救援井连通之前，通过主流量管线和辅流量管线向双闸板封井器的上部的流体通道内注入循环流动的高压流体。