用于控制住經過流裝置的不可控流的方法和設備的制造方法
【專利說明】用于控制住經過流裝置的不可控流的方法和設備[0001 ]相關申請
本申請要求2013年5月13日提交的美國專利申請?zhí)?3/893，152的優(yōu)先權，其整體上由此通過引用并入本文中。
技術領域
[0002]此文獻涉及一種用于在流裝置中產生流阻以控制住不可控流體流的方法和設備。
【背景技術】
[0003]當前，防噴器(BOP)是在不期望的地層流體流進入井的情況下用于控制該井的主要安全裝置。當BOP故障時，當前主要依靠在BOP下方注入“垃圾彈”以試圖堵塞穿過BOP的流，或者通過鉆取減壓井以在井的基底處栗吸水泥來密封高壓區(qū)域。垃圾彈注入(栗送)大量的材料離散塊(例如，數(shù)段繩索、球等)意圖使一些材料將掛在井筒內部的一些特征部上，且然后另外少量垃圾將堆積在后面;這種方法是困難的，因為其會突然使流停止并產生壓力波，該壓力波會破壞套管、使盤破裂并使地層有裂縫，由此損壞井和油藏。這會導致整個油藏經由套管或裂縫地層而損失，從而會災難性地泄漏到大范圍地區(qū)內的表層。完成減壓井的鉆取會耗費數(shù)月，在這期間井繼續(xù)不受控制地進行生產。因此，需要可替代的解決方案以可控地封鎖穿過受損BOP的不可控流。
【發(fā)明內容】
[0004]在其它目標當中，本公開的目標因此是提供一種用于通過將線材(此處定義為包括能夠從存儲裝置連續(xù)地供給穿過流裝置中的小孔的編織或非編織線材、帶、鏈或任何其它類型的結構或材料)供給至流裝置中使它在該處纏結以形成塞從而遞增地減少裝置中的不可控流的新型機器和方法。在此文獻中，術語“線材”還包括在2012年5月13日提交的美國臨時專利申請61/646，328及其子案中所描述的結構，該子案要求美國專利申請61/646，328的優(yōu)先權且與這個申請的同一天提交但尚未指派編號的美國專利申請。這些申請中每者整體上通過引用并入本文中。
[0005]本公開的另外的目標是提供一種用于將線材可控地供給至自由流動井筒中以用于可控地減少流量并控制住井筒的機器。
[0006]還有另外的目標是提供一種機器，其能夠聯(lián)接到井筒接入點，并且當發(fā)生井噴時打開通向井筒的閥和通向機器的閥，以使機器內部的壓力與井筒內部的壓力相等，從而允許插入線材。
[0007]另外的目標是將柔性管提供到待堵塞的流裝置中，以在所期望的點處將線材直接遞送到流體流中。
[0008]另外的目標是提供一種使用差動表面速度輥來供給線材的方法，以在線材被供給至井筒中時賦予線材旋度。
[0009]另外的目標是提供一種使用輥來形成線材的方法，以在線材被供給至井筒中時將特征部賦予至線材中。
[0010]另外的目標是使用閥以在關閉閥時切割線材，以便允許裝置脫離。
[0011]另外的目標是實現(xiàn)連接到例如節(jié)流管線/壓井管線的現(xiàn)有BOP端口的能力。
[0012]另外的目標是將長鼻件(proboscis)插入BOP端口中并使其曲折前進到井口中的將部署線材以用于形成塞的點。
[0013]本發(fā)明的還有另外目標是提供一種裝置，其在BOP處或正好在BOP下方保持停駐到井口，在BOP未能恰當操作的情況下能夠在此處激活該裝置。
[0014]本公開的其它目標和結果將由本領域普通技術人員領會到。
【發(fā)明內容】
[0015]通常，在一個方面中，一種機器包括:主軸，其用于存儲線材;線材通路結構，其具有接口聯(lián)接件;可控制驅動系統(tǒng)，其配置成將線材供給穿過線材通路結構和穿過接口聯(lián)接件;控制系統(tǒng)，其配置成引起驅動系統(tǒng)以可控速率供給線材；以及耐壓殼體，其將線材通路結構、可控制驅動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的至少一部分封閉在殼體內部中。
[0016]執(zhí)行方案可具有以下特征中的一個或多個。驅動系統(tǒng)包括一對驅動輪，所述驅動輪中至少一者是可控制的。至少一個驅動輪包括表面紋理，使得當線材在表面處與至少一個驅動輪接合時，線材通過所述表面紋理而變形。其還包括懸掛機構，其配置來維持所述一對驅動輪之間的作用力。所述一對驅動輪中每一個彼此機械聯(lián)接，使得維持驅動輪之間的相對速度。所述一對驅動輪中每一個是可控制的。還包括可聯(lián)接到殼體的位置控制推進器。還包括不同于空氣的流體，所述流體填充殼體內部。還包括加壓單元，其能夠控制殼體內部中的壓力?？刂葡到y(tǒng)配置成使殼體內部與機器所聯(lián)接的井筒之間的壓力相等?？刂葡到y(tǒng)配置來控制殼體內部中的壓力，從而將環(huán)境流體注入殼體內部中并對其加壓。線材通路結構包括長鼻件。還包括長鼻件供給器模塊。
[0017]通常，在另外的方面中，長鼻件供給器系統(tǒng)包括:長鼻件，其具有本體和尾部；主軸，其通過尾部聯(lián)接到長鼻件；以及驅動系統(tǒng)，其配置成沿著部署方向驅動長鼻件。
[0018]執(zhí)行方案可具有以下特征中的一個或多個:還包括殼體，其將長鼻件、主軸和驅動系統(tǒng)封閉在殼體內部中；以及包括加壓系統(tǒng)的驅動系統(tǒng)，其配置成通過使在殼體內部和部署環(huán)境之間產生壓差來沿著部署方向驅動長鼻件。驅動系統(tǒng)包括驅動輥，所述驅動輥配置成在本體處接合長鼻件。長鼻件的硬度以所期望方式沿本體變化，由此促進所期望的形變。主軸進一步配置來固持線材。長鼻件進一步包括沿本體的至少一個接入閥。
[0019]通常，在另外的方面中:將機器聯(lián)接到流裝置，其中:所述機器具有可部署的線材儲備和配置成沿著部署方向驅動線材的驅動系統(tǒng);所述流裝置包括具有流率的流體;將線材連續(xù)地供給至流裝置中，由此減小流率直到已達到所期望的流率。
[0020]執(zhí)行方案可具有以下特征中的一個或多個。在故障事件時，發(fā)生供給線材。故障事件包括流率增加超過預定義的閾值。故障事件包括流裝置的安全部件的控制故障。機器具有內部，其進一步包括將內部加壓到等于或大于流裝置內部壓力的壓力。流裝置包括流動介質，以及其中，連續(xù)供給的線材在進入流動介質時形成纏結結構。
[0021]總之，下文所描述的技術用來通過以下步驟可控地控制住不可控流體流:將連續(xù)介質(例如，線材)供給至流體流中，使其在此處纏結并且隨著供給進越來越多的材料累積不斷增加的流阻。連續(xù)介質(例如，線材)具有高纏結概率因此產生流動障礙。當線材在井筒內部屈曲時產生纏結，但應注意以確保線材在供給過程期間沒有在井筒外部屈曲；因此，供給機構的幾何形狀和線材的間隙路徑是無屈曲區(qū)。驅動機構還具有使線材在流體流內部屈曲所必需的作用力，其中在井筒內部和外部之間常存在高壓差，正是此高壓差驅動大的流動。作用于線材截面區(qū)域上的壓差通常能夠產生大的作用力，該作用力將甚至使一小段長度的線材屈曲。因此，需要控制井筒和機器內部之間的壓差;例如，布置成使此壓差為零，或者從機器至井筒中的壓差為正，因此任何壓差將有助于將線材載運到井筒中。另外，裝置包括使用供給至待堵塞的流裝置中的“長鼻件區(qū)段”(即，柔性管)，以將線材直接遞送到流體流中所期望的點處。長鼻件能夠通過以及延伸到BOP端口中，并將線材直接供給到井筒中以將線材放置在其能夠纏結的地方。
[0022]當線材被供給至流體流中并且允許纏結時，則在所述流中產生流阻。供給至井筒中的線材越多，流阻越大，由此產生阻力持續(xù)穩(wěn)定增加(SCIR)以用于減少離開井筒的流。這種SCIR方法是優(yōu)選的，以便減小導致?lián)p壞地層的可能性，否則其會導致裂縫以及使烴類從海底逸出。并且，緩慢地減少流減小了損壞井筒結構的可能性。
【附圖說明】
[0023]圖1a示出連接到位于海底的井口上的防噴器的石油平臺；
圖1b示出圖1a的系統(tǒng)的災難性故障；
圖2a示出位于防噴器下方的套管上的線材供給裝置；
圖2b示出圖2a的特寫側視圖；
圖2c示出使用臂來打開供給閥的供給機器；
圖2d示出線材供給機器的可替代的壓力容器設計；
圖3a是機器和套管上的供給閥(端口)之間的連接的特寫視圖；
圖3b是套管接入端口的特寫視圖；
圖3c是將機器固定到套管接入端口的鎖定機構的特寫視圖；
圖3d是對準椎體的插入部分的特寫截面圖；
圖4a顯示殼體和加壓單元的截面，其顯露出供給機器的內部；
圖4b示出圖4a的側視圖；
圖5是供給機構和閥的特寫視圖；
圖6a是使線材變形的滾花驅動輪的特寫視圖；
圖6b圖示驅動輥如何能夠將特征賦予到線材中以幫助在井筒中的纏結；
圖6c圖示驅動輥如何能夠將曲率賦予到線材中以幫助在井筒中的纏結；
圖7圖示在供給過程期間使用彎曲部以在線材上賦予夾持力；
圖8a示出經由接入閥連接到BOP上的筆直的節(jié)流管線/壓井管線端口的供給機器，其中使用長鼻件來將線材遞送到井筒中；
圖Sb示出經由接入閥連接到曲折的節(jié)流管線/壓井管線端口的供給機器，其中使用長鼻件來將線材遞送到井筒中；
圖8c是連接到長鼻件的曲折的行進路徑的供給機器的側視圖；
圖9a是套管模塊的截面，其顯露出具有長鼻件驅動系統(tǒng)的供給機器的內部； 圖9b是用于長鼻件驅動系統(tǒng)的驅動系統(tǒng)