用于海底油生产设备的心轴倍增装置

技术领域

该发明处于大体上用于使用在排放和生产系统中互连的海底井和设备来在深水中生产油和碳氢化合物的系统的领域中。

背景技术

为增加或允许主要在深水中的离岸油生产，开发和使用了可安装于海床上在井口直到提升器支脚之间的各种位置中的各种系统和设备。例如，湿圣诞树(WCT)、生产适配器基部(PAB)、海底泵系统(SPS)、PLET(管线端终端)、PLEM(管线端歧管)、歧管、海底线等。

从每个海底井获得的油产品单独地或与来自其它井的产品组合地通过海底管道和提升器流向生产单元，例如，诸如FPSO(浮式生产存储卸载物)。

一些油田在每个井的生产率指数(PI)值之间呈现大的差异，因此构成使生产排放系统的设计复杂化的不确定性中的一个。大田中的一些项目(例如，诸如盐下的(pre-salt))呈现高于预期的PI，其导致最初规划要连接到生产单元的井的数量上的减小。其它项目中还出现了相反的，其中在一些情况下生产最终低于生产单元的处理能力。

海洋中的一些油藏(据说是边际的那些)具有接近于耐久性极限的可收回量，且其就生产来说在经济上有吸引力。这些极限为随时间动态的，对下者中的变化具有高敏感性：(a)关于油的商品价格，(b)可用的技术，(c)与离岸勘探和生产相关的设备和服务的成本。

许多油田已经达到或即将达到它们生产设备和系统的使用寿命，且它们的剩余储备不足以证明更换所安装的生产系统是正确的。

因此，开发更灵活的(flexible)、降低构造和操作成本的新构思和类型的生产系统对复兴和开发边际的离岸油田是基本的。

生产系统的布局设计基于对生产井所估计的生产指标值。当海底田进入到生产中时，关于每个井的生产率指数的实际值变得已知，有与排放系统设计基础中使用的平均估计值相关的差异。随着时间消逝，且借助于地震4D系统，可能看到储藏的每个区域中的演化和生产差异，以及水的前进和含水层的活动。结果可与最初计划和规划的内容有差异。因此，尽可能早地实施的校正措施可为有利的，其可需要钻和连接新井以扩大生产井系统。

传统上，在由互连的附属(satellite)井的提升器数量所限制的生产单元中，新生产井的添加需要断开现有的生产低的井。因此，井通常不断开，直到它的油流低。这延迟具有较好生产率的新井的添加，因为在这些情况下将有必要断开以及可能放弃生产较低的井。一旦断开，由于重新连接海底井所需要的操作成本，井通常从不重新连接。

因此期望使用便于新井添加以及生产较少的现有井休止(具有在未来再次生产的可能性而不需要海底重新连接管道)的海底组件。

为这样做，建议在海底设备中添加额外的心轴(mandrel)(储备)，诸如：海底泵系统(SPS)、海底处理(例如：分离)系统的基部、歧管，以及在生产适配器基部(PAB)的基部处；以便使额外的点可用于连接新井，而不必与现有的井或与新的提升器断开。该布局允许生产井的数量与固定生产单元(SPU)的能力之间更好的平衡。

最初，提升器将共用于新井生产能力中，其中旧井关闭，由于它保持连接，该旧井可在未来回复至生产。在某些状况下，有可能具有同时生产的两个井。

在海底设备上放置额外的心轴需要当前制造标准中的改变，主要是湿圣诞树，其中该资源的使用仅限于在未来获取的新设备。多数的海底设备已经制造和安装，且甚至在新田中，随意获取具有额外心轴的海底设备可影响价格和期限。

因此，在当前的技术发展水平下仍有开发和使用减轻此类限制使得可能以可能的最小影响将新井连接到海底油田中现有排放系统的解决方案的场景。

如下文将更好地详述的，该发明寻求以实用且有效的方式解决上文描述的技术发展水平下的问题。

发明内容

该发明的主要目标在于提供一种心轴倍增装置，其能够使已经安装或等待安装的任何现有海底设备上的心轴转换为两个(或更多个)新心轴，提供海底排放系统中的一个(或多个)额外互连点。

为了得到上文描述的目标，该发明提供一种用于海底油生产设备的心轴倍增装置，其适于在海底设备之间提供额外的点，包括用于与海底设备的心轴联接的连接器以及适于提供与互连到其它海底设备或生产单元的海底管道的连接点的至少两个心轴。

附图说明

下文呈现的详细描述参考附图以及它们相应的参考标号。

图1a至1f示出根据该发明的装置的若干可能实施例的示意图。

图2示出根据该发明的可能实施例中的一个的包括两个装置的WCT的示意图。

图3示出最初仅具有一个通过该发明的装置来互连到三个井的抽吸心轴的SPS的示意图。

图4示出借助于根据该发明的连接到井中一个的PAB的两个装置来共用相同的生产和环形提升器的两个井的示意图。

图5示出具有共用相同环形提升器的两个生产井且具有独立的生产提升器的布局的示意图。

具体实施方式

首先，注意以下描述将从本发明的优选实施例开始。然而，如对在该方面的任何专家来说将变得明显的，本发明不限于该特定实施例。

图1a至1f示出根据该发明的装置的若干可能实施例的示意图。图2继而示出包括根据该发明的两个装置的WCT 9的示意图。在两个实施例中，该发明的装置包括连接器2，该连接器2用于与海底设备心轴联接，其在图2中示出的实施例中包括WCT 9。

另外，如图1a至1f中示出的，该发明的装置将包括至少两个心轴3、4、5，其适于提供与互连到其它海底设备或生产单元的海底管道的连接点。

在图2中示出的实施例中，WCT的主阀还示为9，即，生产主部M1、环形主部M2、生产翼部W1、环形翼部W2、生产汲部S1、环形汲部S2、交叉部XO以及清管器(pig)交叉部PXO。

图3示出可受益于该发明的装置的海底布局的示例。在该示例中，根据该发明的实施例中的一个的装置的连接器1b连接到SPS 8的入口心轴。该发明的装置1b的三个心轴3、4、5通过三个生产跨接件J1、J1'、J1''来连接到三个生产井P1、P2、P3。来自SPS 8的出口心轴连接到单个提升器R1，以将产品流送到FPSO 13。

由于心轴倍增器1b的几何形状设计成允许清管器通行，可能将清管器通过提升器A1、A2、A3中的任一个送到SPS 8，通过生产提升器R1回复至生产单元13。图3中还示出以下元件：旁通阀10、抽吸阀11、排放阀12。

再次参考图1a至1f，根据该发明的装置可选地包括用于操纵和安装工具7的至少一个接口。所提到的接口可为技术发展水平下已知的任何类型的接口。

同样可选地，该发明的装置可包括围绕每个心轴3、4、5定位的至少一个引导漏斗形物6。这些漏斗形物6引导海底管道与所提到的心轴3、4、5的连接。

可选地，该发明的装置设计有允许清管器在它的连接点之间通行的几何形状。根据图1a中示出的实施例，该发明的装置1a，由于它独特的曲率半径，允许清管器在心轴3与心轴4之间通行。

在图1b中示出的实施例中，该发明的装置1b设计有允许清管器在心轴3与连接器2之间、在心轴4与连接器2之间以及还在心轴5与连接器2之间通行的几何形状。

在图1c中示出的实施例中，该发明的装置1c设计有允许清管器在心轴3与心轴4之间以及还在连接器2与心轴4之间通行的几何形状。

在图1d中示出的实施例中，该发明的装置1d设计有允许清管器在心轴3与心轴4之间以及还在心轴3与连接器2之间通行的几何形状。在该实施例中，装置1d优选地包括清管器转向器14，其允许预选清管器在心轴3与心轴4之间或在连接器2与心轴4之间的通行。

在图1e中示出的实施例中，该发明的装置1e设计有允许清管器在心轴3与心轴4之间以及还在心轴5与连接器2之间通行的几何形状。

在图1f中示出的实施例中，该发明的装置1f包括水平定位的两个心轴3、4和竖直定位的第三心轴5。

图4示出该发明的装置在井的布局中的应用的示意图。如可看到的，两个井P1、P2通过连接到井P1的WCT/PAB 9的两个装置1a、1a'来共用相同的生产和环形提升器R1、R2。

图5示出具有共用相同环形提升器R2的两个生产井P1、P2且具有独立的生产提升器R1、R3的布局。该布局使用心轴倍增器1d，其具有集成的清管器转向器14。根据清管器转向器14的位置，从生产单元13通过环形提升器R2送出的清管器可通过提升器R1或R3回复。

如可在上文描述的实施例中看到的，该发明的心轴倍增装置可安装在位于海底部处的海底设备上或安装于在安装之前仍在表面处的设备上。原理上，适配器可安装在任何海底设备(例如：SPS、PAB、歧管等)上。另外，该发明的心轴倍增装置适于允许水平和竖直海底连接两者。

因此本发明允许更灵活的海底布局，其便于预期具有新井添加的排放系统中的校正，具有获得与来自SPU的油和液体的处理极限和能力相关的优化的生产曲线的目标。

另外，额外心轴在诸如PAB和SPS之类的海底设备中的使用允许且便于新井的添加，而不必最后(definitively)放弃可在未来再次生产的现有井。共用提升器的可能性显著地降低海底生产系统的资本支出和运营支出。

地震4D系统与灵活的海底布局(其中成对的井共用单个提升器)的集成是用于预期和改进沿生产曲线生产的油的分布的一个备选方案。根据该发明，复兴成熟海底田的项目可受益于具有额外心轴的选项，该心轴便于与生产单元互连的更多的(现有的和新的)井的连接。

额外心轴在海底设备上的规划和存在还允许连接新井来运行关于现有生产单元(长回接)相邻区域中的新发现的长持续期的测试。

额外心轴在可用时还可用于井的干预操作(诸如：酸化、减轻水合等)中。因此，有关于该发明的心轴倍增装置的无数技术优点。

允许对该申请的保护范围的许多变化。因此，强化该发明不限于上文描述的特定构造/实施方式的事实。