[发明专利]活塞式蓄能器囊设备系统和方法

说明书

本发明是新颖且改进的囊，用于与活塞式蓄能器设备、系统和利用其的方法一起使用，其在囊中设置分散管，以允许在真空下从囊流通到蓄能器海水腔室并再回来。

技术领域

总体上，本发明涉及一种用于海底活塞式蓄能器的装置、系统和方法，该活塞式蓄能器在油气井操作中与爆裂防止器一起使用。更特别地，本发明提供了一种改进的囊，其具有分散管，以确保存储在囊中的液压流体按照需要流通到海底活塞式蓄能器的海水腔室中。

背景技术

如本领域中已知的，爆裂防止器是大的专用阀或类似的机械装置，其通常堆叠地冗余安装，用于密封、控制和监视油气井。爆裂防止器被开发，以处理极端不规律的压力和不受控的流动，其通常称为地层溢流，在钻井期间从井储层发出。这些溢流可导致称为爆裂的潜在灾难事件。除了控制在钻孔中发生的井下压力以及油气流之外，爆裂防止器意图防止当有爆裂威胁时，诸如钻杆和井外壳这样的管路、工具和钻井液从井眼中喷出。

典型的海底深水爆裂防止器系统包括液压蓄能器模块，其保持促动爆裂防止器上的阀所需的液压流体。海底蓄能器在压力下存储液压流体，且必须按照需要释放液压流体，以提供防止器的快速关闭且用于使所有关键部件循环。要被加压的流体典型地为具有增加的润滑和腐蚀保护的基于水的产品或基于油的产品。具有活塞的蓄能器典型地具有活塞，其在密封孔中上下滑动，以将流体与气体分开。

还已知，补偿深度的活塞式蓄能器必须在任何深度处保持工作流体的恒定工作流体压力。在表面处，氮气腔室被加压到特定压力，其在活塞顶部上施加力，该力将活塞另一侧的工作液压流体加压。随着蓄能器更深地下降到海洋中，周围的海水压力挤压囊中的液压流体至相同压力。来自囊的该海水压力施加在海水腔室中的活塞的顶部上。基本上，由于在非常深的水中增加的水压而丢失的氮气的所有压力通过将该周围压力指向海水腔室而重新获得。

此外，当工作流体腔室充满工作流体时，海水腔室液压流体存储在囊中。在该情况下，囊被完全充满。当工作流体从工作流体腔室排走时，海水腔室被填充有来自囊的液压流体。期望的是，海水腔室被完全充满，其是取决于囊性能的功能。

囊必须按照需要将流体流通到海水腔室，以及从海水腔室接收流体。已知的问题是确保液压流体能够从囊到达海水腔室。随着活塞移动且海水腔室中的容积增大，来自囊的流体被吸入到海水腔室中。如果流体没有转移，真空将被拉入到腔室中，且深度补偿功能将失效。

已知，囊典型地由尼龙材料制成，且被设置有衬。在现有技术装置中还已知，当流体被吸入海水腔室时，衬在囊内塌陷。这可阻碍流体流，且防止蓄能器正确和/或高效地工作。

由此，需要一种设备、方法和/或系统，其提供运行的囊系统，用于与海底活塞式蓄能器一起使用。期望的是，利用可靠技术满足这些需求，其是支付得起的，且对于与爆裂防止器相关联的蓄能器操作有吸引力。上述的现有技术中的限制并不是排他的。本发明提供了一种现有技术所不能的廉价、节省时间的更可靠设备、方法和系统囊功能。

发明内容

根据与现有技术中存在的活塞式蓄能器一起使用的已知类型的囊中固有的前述缺点，本发明提供了一种新颖且改进的设备、系统和使用方法，其提供了更好的囊性能。这样，本发明的总体目的——其将在以下更详细描述——是提供一种新颖且改进的囊，用于与用于爆裂防止器的海底活塞式蓄能器一起使用，其具有现有技术装置的所有优点而没有其缺点。

因此设想，本发明是一种用于与海底活塞式换能器一起使用的用于改进的囊的设备、系统和方法，其具有分散管，以确保储存在囊中的液压流体被吸入到蓄能器的海水腔室中。该管设有口，以允许流体总是被供应至腔室，而不管囊中的流体深度如何。本发明还设想一种特殊的脚部，其允许蓄能器和囊在水平位置中运输，防止囊和分散管被损坏，且可还包括囊支架，以分散流体在囊中的重量，减小在装配结构上的应力，在所述装配结构处安装有囊脚部。