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海洋能源科普——海洋钻井设备

2024-01-29 16:22     来源:海洋石油装备与材料     海上油气海洋能源科普
深水钻井隔水管

隔水管是深水钻井的主要设施之一。隔水管是深水钻井从浮式平台至海床以下地层进行钻井作业的一个通道;隔开海水,提供钻井液循环的途径。隔水管又是压井管汇、截流管汇、水下防喷器液压控制管汇和控制缆线的一个重要载体。隔水管悬重很大,以壁厚25mm、直径21in(11in=0.0254m)管为例,每米约0.9t,在水深3000m处,空气悬重为2700t,需装设浮力块,减轻90%-95%的重量,以达到作业条件。

上隔水管组包括导流器、伸缩节、张力环、上挠性接头、中间挠性接头和挠性压井防喷管线等;下隔水管总成(LMRP)包括隔水管变径接头、挠性/球形接头、环形防喷器、水下控制盒以及将隔水管系统和防喷器组连接起来的液压连接器,LMRP提供了隔水管与防喷器组之间的可拆除连接。

深水钻井防喷器及水下井口

深水钻井防喷器与陆上近海防喷器功能类似,为适应深水环境有其特点。

防喷器压力等级的选择,主要根据地层压力情况,通常选用10000psi或15000psi的压力等级。深水钻井防喷器组的控制系统有两种,液压控制和电控制。选择控制系统要综合考虑钻井装置定位方式、水深海况以及对井控的要求,其中控制系统的响应时间是一个关键问题。API RP16E中规定,应在45s或更短时间内关闭任何一个闸板防喷器,万能防喷器不超过60s,节流压井阀开启和关闭以及解脱底部隔水管总成的时间都不能超过45s。因此,大于5000ft水深时控制方式大多选用电控系统。

深水钻井作业时,需随时监测井内和隔水管内的各种压力,一般在万能防喷器上安装低压压力监测装置;在节流管线上安装高压监测装置。在深水钻井中考虑天然气水合物的影响,防喷器组通常设置注入天然气水合物抑制剂的注入孔。深水浮式钻井平台(包括钻井船)防喷器组通常有5个闸板和2个万能防喷器。双万能防喷器,一个为备用,上部万能防喷器是井控的主要手段。套管剪切闸板位于盲板下部以便剪断套管后可以关井。这在套管遇卡或钻井装置需要应急解脱时经常能够遇到。

深水水下井口。水下井口系统是水下钻井和完井后安装采油树进行采油(气)生产的结构基础;它向下连接井筒,向上连接防喷器(采油树)。

水下井口主要由临时导向基盘、永久导向基盘、低压导管头、高压井口头、套管挂以及配套作业工具和保护装置等组成。

一般将高压井口头称为水下井口头,其内侧用于支撑多层套管挂和油管挂,外侧与防喷器(或采油树)相连,防喷器(或采油树)通过井口连接器连接在井口头上。

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