(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111436936.5 (22)申请日 2021.11.29 (71)申请人 海洋石油工程股份有限公司 地址 300000 天津市滨 海新区自贸试验区 （空港经济区） 西二道82号丽港大厦裙 房二层202-F10 5室 (72)发明人 王东　陈文峰　武志坤　刘吉飞　 张飞　范玉杨　张淑艳　刘飞龙　 李伟　王雪媛　张振友　王志祥　 王长涛　鞠朋朋　周凯　 (74)专利代理 机构 北京东方灵盾知识产权代理 有限公司 1 1506 代理人 答竹君 (51)Int.Cl. G01B 21/02(2006.01)G06F 30/20(2020.01) G06F 113/14(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种水下HIPPS下游高压段海底管道长度计 算方法 (57)摘要 本发明公开了一种水下HIPPS下游高压段海 底管道长度计算方法， 该计算方法包括以下步 骤： 利用流动保障动态模拟软件OL GA建立水下生 产系统数值模拟模型， 包括水下井口， 井口跨接 管， 水下中心管汇， 海底管道和回接固定平台， 且 水下中心管汇出口段设置一HIPPS， 基于水下井 口的最大操作压力确定HIPPS的关阀压力触发点 和低压段海底管道的设计压力。 基于水下井口的 关井压力确定高压段管道的设计压力， 模拟水下 HIPPS下游海管内不同的堵塞位置， 结合输气量 和低压管道的设计压力以及从完全堵塞到HIPPS 压力触发再到阀门完全关闭的时间， 模拟计算出 高压段海底管道的长度。 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 CN 114383554 A 2022.04.22 CN 114383554 A 1.一种水 下HIPPS下游高压段海底管道长度计算方法， 包括以下步骤， 其特 征在于： S1、 利用国际通用的流动保障动态模拟软件OLGA对水下生产系 统进行数值模拟， 建立 包括水下井口、 井口跨接管、 水下中心管汇、 HIPPS、 海底管道和回接固定平台在内整体模 型； S2、 根据气井的总气量、 海底管道出口压力及海底管道入口温度确定海管入口最大操 作压力； S3、 基于海管入口最大操作压力确定水下井口油嘴下游高高关断压力， 在高高关断压 力基础上确定 HIPPS压力传感器的设定点压力； S4、 基于水 下液压系统的反应时间确定 HIPPS的阀门关闭用时； S5、 基于HIPPS压力传感器设定点压力确定海底管道低压段的设计压力； S6、 假定海底管道内某一位置产生水合物堵塞， 造成海底管道堵塞位置上游压力升高， 当压力高达HIPPS压力传感器 设定点压力时， 触发HIPPS阀门关闭， 在关阀的时间内， 堵塞上 游管道内压力将继续升高， 随着 HIPPS阀门开度进一步减小， 其压力将达到一个峰值 继而降 低， 直到阀门完全关闭； S7、 模拟海底管道内堵塞出现的不同位置， 直到步骤S6中压力峰值与海底管道低压段 的设计压力一 致时， 此时堵塞前海管的长度即为海底管道高压段的长度。 2.根据权利要求1所述的水下HIPPS下游高压段海底管道长度计算方法， 其特征在于： 水下管汇为丛式管汇， 各 水下井口通过井口跨接管 连接到水下中心管汇上。 3.根据权利要求1所述的水下HIPPS下游高压段海底管道长度计算方法， 其特征在于： HIPPS位于水下中心管汇主管 出口端， 包括3个压力传感器和2个关断阀。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114383554 A 2一种水下HIP PS下游高压段海底管道长度计算方 法 技术领域 [0001]本发明涉及深水油气田开发技术领域， 尤其涉及一种水下HIPPS下游高压段海底 管道长度计算方法。 背景技术 [0002]目前， 我国海上油气 田开发正在向深水海域发展， 高压高温气 田采用水下生产系 统通过海底管道回接处理设施进行开发是常见 的开发模式， 且通常采用全压设计， 即水下 生产系统包括水下设施和海底管道的设计压力与气 井的关井压力一致。 但对于高压气 井其 关井压力很高， 水下生产系统需采用高压等级的水下管汇和海底管道等必然对其成本要求 较高， 此种全压设计的方法已经不能满足降本增效的要求。 需要水下生产系统对关井进行 降压处理， 以降低其下游设施的设计压力， 进而降低投资成本是一个可行的替代方法， 并采 用HIPPS(高完整性压力保护系统)和应急关断阀双重 保护， 以应对不同的突 发工况。 应急关 断保护失效时， HIPPS系统启动应急保护， 但由于HIPPS从触发关断到完全关闭需要一定的 时间， 在此期 间压力会继续上升， 造成下游管道超压， 因此需要在HIPPS下游设置一段高压 管段承受其高压， 而高压端管道的长度并没有切实可 行的计算方法。 发明内容 [0003]本发明提供了一种水下HIPPS下游高压段海底管道长度计算方法， 能够计算出 HIPPS海底管道高压段的长度。 [0004]为了解决上述技术问题， 本发明提供了一种水下HIPPS下游高压段海底管道长度 计算方法， 包括以下步骤： [0005]S1、 利用国际通用的流动保障动态模拟软件OLGA对水下生产系统进行数值模拟， 建立包括水下井口、 井口跨接管、 水下中心管汇、 HIPPS、 海底管道和回接固定平台在内整体 模型； [0006]S2、 根据气井 的总气量、 海底管道出口压力及海底管道入口温度确定海管入口最 大操作压力； [0007]S3、 基于海管入口最大操作压力确定水下井 口油嘴下游高高关断压力， 在高高关 断压力基础上确定 HIPPS压力传感器的设定点压力； [0008]S4、 基于水 下液压系统的反应时间确定 HIPPS的阀门关闭用时； [0009]S5、 基于HIPPS压力传感器设定点压力确定海底管道低压段的设计压力； [0010]S6、 假定海底管道内某一位置产生水合物堵塞， 造成海底管道堵塞位置上游压力 升高， 当压力高达HIPPS压力传感器设定点压力时， 触发HIPPS阀门关闭， 在关阀的时间内， 堵塞上游管道内压力将继续升高， 随着 HIPPS阀门开度进一步减小， 其压力将达到一个峰值 继而降低， 直到阀门完全关闭； [0011]S7、 模拟海底管道内堵塞出现的不同位置， 直到步骤S6中压力峰值与海底管道低 压段的设计压力一 致时， 此时堵塞前海管的长度即为海底管道高压段的长度。说　明　书 1/3 页 3 CN 114383554 A 3