專利名稱：管線保護(hù)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于在流體管線中探測和減少超壓的管線保護(hù)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
例如海底油井的碳?xì)浠衔锞枰芫€，該碳?xì)浠衔锪黧w通過該管線輸送。在海底井的情況中，這些管線可有相當(dāng)長的長度，有時(shí)有好幾萬米長。因此，該管線是該流體抽取系統(tǒng)的主要成本元件。許多海底井不得不抗衡非常高的流體壓力，例如高達(dá)700bar。 為了讓管線經(jīng)受這樣的壓力，將要求其具有相當(dāng)厚的壁厚，而為長管線實(shí)現(xiàn)這樣的厚度是不符合成本效益的。為了減少成本，作為替代，使用諸如閥或阻流器的裝置來減少來自井的流體壓力、以便減少管線的最大運(yùn)行壓力(典型地減少至大約200bar)是優(yōu)選的。然而，壓力減少設(shè)備的故障可導(dǎo)致在管線中的帶有災(zāi)難性后果的超壓。為了防止這種情況發(fā)生，典型地將管線保護(hù)系統(tǒng)結(jié)合到接近井的管線中。這樣的系統(tǒng)必須具有高的整體性，并且實(shí)質(zhì)上保證防止來自井的任何超壓到達(dá)管線。

發(fā)明內(nèi)容
在英國專利No. 2401164中公開了一種管線保護(hù)系統(tǒng)的已知形式。圖1也示出了典型的傳統(tǒng)高整體性管線保護(hù)系統(tǒng)(HIPPS)。兩個(gè)液壓操作的HIPPS 阻擋閥1和2在壁更薄的管線4之前插入在流體抽取流動(dòng)線路3中。這些閥當(dāng)它們的操作液壓缸供應(yīng)有液壓時(shí)是打開的，而當(dāng)該液壓被去除和排放時(shí)是關(guān)閉的(典型地在彈性壓力下)，也即它們是故障保險(xiǎn)的。壓力變送器5、6和7安裝在閥1和閥2之間。該壓力變送器 5、6和7連接到海底控制模塊(SCM) 8，其容納了硬布線的(以及因此也有高整體性)、電子的安全臨界控制板。該板產(chǎn)生向定向控制閥(DCV)供給能量的輸出，而該定向控制閥繼而操作閥1和閥2。DCV也是故障保險(xiǎn)的，因?yàn)楫?dāng)其被斷開能量供給時(shí)關(guān)閉液壓源并打開閥1 和閥2促動(dòng)缸來排放。因此，喪失電或液壓動(dòng)力引起閥1和閥2關(guān)閉。在SCM 8中的安全臨界控制板含有如果三個(gè)變送器5、6和7中的兩個(gè)指示超過預(yù)設(shè)極限的壓力水平則斷開向 DCV供給能量的邏輯。該極限被設(shè)定為小于管線4的安全運(yùn)行壓力的壓力。使用兩個(gè)故障保險(xiǎn)的HIPPS閥、三個(gè)壓力變送器以及故障保險(xiǎn)的DCV保證了該系統(tǒng)的高整體性。盡管這種已知的HIPPS在保護(hù)管線方面有效，但其相對(duì)較基礎(chǔ)，且不能解決減少在流體系統(tǒng)中的、應(yīng)該在HIPPS閥重新打開以及恢復(fù)正常運(yùn)行之前減少的超壓的問題。以減少部件損壞風(fēng)險(xiǎn)的受控方式減少超壓當(dāng)然是優(yōu)選的。GB-A-2439552公開了用于在流體管線中探測和減少超壓的HIPPS，其具有流體輸入端和流體輸出端，該流體輸入端在使用時(shí)連接到流體源。第一和第二管線閥沿著該管線串聯(lián)地連接，且該第一管線閥連接在比該第二管線閥的連接位置更靠近輸入端的位置處， 該第一和第二管線閥可在允許流體流通過該管線的打開位置和阻塞流體流通過該管線的關(guān)閉位置之間獨(dú)立地切換。壓力傳感器在第一和第二管線閥中間的點(diǎn)處確定在該管線中的流體壓力；旁路線路具有在輸入端和第一管線閥之間連接到管線的第一端和在第一和第二管線閥之間連接到管線的第二端；旁路閥沿著該旁路線路連接，該旁路閥可在允許流體流通過該旁路線路的打開位置和阻塞流體流通過該旁路線路的關(guān)閉位置之間切換；排放線路在旁路閥和該旁路線路的第二端之間連接到旁路線路，該排放線路通向排放工具；且排放閥沿著該排放線路連接，該排放閥可在允許流體流通過該排放線路的打開位置和阻塞流體流通過該排放線路的關(guān)閉位置之間切換。為了提供用于海底碳?xì)浠衔锍槿【腍IPPS模塊，SCM、輸入和輸出流動(dòng)線路連接器、HIPPS阻擋閥和壓力傳感器可由可朝著海床降低的構(gòu)架裝載。然而，這樣的模塊可具有不合乎需要的大尺寸和不合乎需要的大重量。根據(jù)本發(fā)明，提供了用于管線保護(hù)系統(tǒng)的閥裝置，其包括多個(gè)互相串聯(lián)以聯(lián)接在管線中的阻擋閥，其中閥接收在金屬塊中。該金屬塊還可接收至少一個(gè)用于該系統(tǒng)的旁路閥。該金屬塊還可接收至少一個(gè)用于該系統(tǒng)的排放閥。該金屬塊可裝載至少一個(gè)在使用該裝置時(shí)用于感測管線中的壓力的傳感器。本發(fā)明還包括管線保護(hù)系統(tǒng)，其包括根據(jù)本發(fā)明的閥裝置和用于該閥裝置的控制模塊。


現(xiàn)將通過參照附圖的實(shí)例來描述本發(fā)明，其中圖1示出了一種HIPPS的已知形式；以及圖2是根據(jù)本發(fā)明的閥裝置的一個(gè)實(shí)例的示意圖。
具體實(shí)施例方式參照?qǐng)D2，參考標(biāo)號(hào)9表示由例如鉻鉬鋼制成的一件式的機(jī)加工鍛件形式的金屬塊，其內(nèi)部形成有與輸入連接器11和輸出連接器12相通而使得該裝置可聯(lián)接在海底井的碳?xì)浠衔锪黧w管線中的孔10。參考標(biāo)號(hào)13和14表示互相串聯(lián)的兩個(gè)HIPPS阻擋閥，使得它們通過孔10聯(lián)接在該管線中。在塊10內(nèi)，還存在兩個(gè)旁路閥(未示出)，且在該具體的實(shí)例中存在三個(gè)排放閥 15、16和17，它們通過在塊9中的機(jī)加工的孔18和孔19連接在該裝置中。在運(yùn)行中，從該排放閥起的排放線路排入(vent into)低壓流動(dòng)線路中。參考標(biāo)號(hào)20和21表示安裝在該塊上并且在使用本裝置時(shí)連接到SCM的壓力傳感器。盡管只示出了兩個(gè)，在實(shí)踐中優(yōu)選地使用四個(gè)，該裝置為如果傳感器中的至少兩個(gè)指示相同(超壓)則假定超壓存在。為了防止孔10、18和19的腐蝕和侵蝕，它們內(nèi)部鍍有例如鉻鎳鐵合金anconel， RTM)，諸如鉻鎳鐵合金625。最后，參考標(biāo)號(hào)22、23和M表示為了密封由于孔的機(jī)加工而存在的開口而提供的
封蓋法蘭。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)有可以通過豎直進(jìn)入提供到歧管的安裝，以及通過拉起該裝置來恢復(fù)；在HIPPS模塊的構(gòu)架上的有限的連接載荷；減少的重量和高度；以及更少的可能的泄漏路徑。
權(quán)利要求
1.一種用于管線保護(hù)系統(tǒng)的閥裝置，包括互相串聯(lián)以聯(lián)接在管線中的多個(gè)阻擋閥，其中所述閥接收在金屬塊中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述金屬塊還接收了至少一個(gè)用于所述系統(tǒng)的旁路閥。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述金屬塊還接收了至少一個(gè)用于所述系統(tǒng)的排放閥。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述金屬塊裝載了至少一個(gè)在使用所述裝置時(shí)用于感測所述管線中的壓力的傳感器。
5.一種管線保護(hù)系統(tǒng)，包括根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)的閥裝置和用于該閥裝置的控制模塊。
全文摘要
一種用于管線保護(hù)系統(tǒng)的閥裝置，包括多個(gè)互相串聯(lián)以聯(lián)接在管線中的阻擋閥(13，14)，其中該閥接收在金屬塊(9)中。
文檔編號(hào)F17D1/20GK102245946SQ200980150319
公開日2011年11月16日 申請(qǐng)日期2009年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月11日
發(fā)明者D·J·瓊斯, R·B·辛斯 申請(qǐng)人:韋特柯格雷控制系統(tǒng)有限公司