相关热点:  
海洋新材料 海洋装备 海洋牧场 碳捕捉封存 海洋经济 海洋生态 海上能源岛 岸电 海水淡化 海洋观测 示范项目

海洋能源科普——钻井隔水管系统

2024-02-21 14:19     来源:海洋石油装备与材料     海洋钻机 海上油气油气钻采
钻井隔水管系统是整个钻井过程中的关键系统之一,同时又是整个钻井系统中的薄弱环节、被喻为深水钻并开发的“咽喉”。作为深水或超深水钻并的关键系统,设计时要充分考虑钻井隔水管系统的完整性,主要考虑因素包括顶部张紧力、水深、泥浆重量、辅助管线直径和工作压力、波高、洋流、钻井平台(船)最大偏移距离、服役寿命;此外,还包括主管、辅助管线、连接、灌注阀、挠性装置、浮箱(浮力块)、配套工具以及张紧系统等。浮式钻井平台(船)进行钻井作业前,需针对具体海况条件和钻井作业工艺对钻井隔水管系统进行分析计算,确定隔水管系统的具体配置、顶部张力以及平台(船)的作业窗口。

40多年以来,国外一些国家如美国、挪威等持续开展隔水管技术的研究。随着海洋石油开发向深水进军,深水隔水管研究成了海洋石油勘探开发的热点问题。目前,隔水管系统最大应用深度已达3000m以上,其供应商主要集中在美国、挪威、法国、俄罗斯等部分国家。美国的Vetco Gray(目前已被GE公司收购)、FMC和Cameron公司以及挪威的Aker Kvaerner公司是当前世界上最大的钻井隔水管生产厂家;法国于20世纪80年代由法国石油研究院(lFP)和Framatome公司联合开发了夹式隔水管;俄罗斯ZAO公司于1996年开始研究用铝合金隔水管来满足深水和超深水钻井的需要;此外,美国国民公司NATIONAL、DrilQuip也生产出不同形式和规格的钻井隔水管装置。深水钻井隔水管系统整体设计与分析技术仅掌握在少数公司手中,如MCS、2H等公司等。

目前,用于深海钻井隔水管主管体的主要材料是符合APISpec5L.标准的管线钢,并且正在由X80向更高强度级别的X100和X120等发展。随着水深增加,为了抵御超深水恶劣的环境载荷,隔水管接头采用具有较好抗疲劳特性的合金钢制造,额定载荷达到1.8X109kN.如Cameron公司的Loadking4.0型隔水管接头,可满足在3048m以上的超深水钻井作业。另外,隔水管主管直径由常规的533.4mm向406.4mm、374.7mm等小直径方向发展,接头直径也相应地变化。

随着水深从百米以内逐渐递增到几千米,传统的钢制隔水管系统质量不断增大,受钻井平台(船)可变载荷能力限制,平台(船)已经不能负载,而钻井平台(船)的更新会导致成本增加;而且水深的增加也会导致传统法兰连接式隔水管作业时间的增加,这也会增大作业成本。为减小质量和适应深水条件,隔水管已开始采用轻质合金材料,如铝合金、钛合金材料等,可有效降低隔水管质量,减轻钻井平台(船)负载。例如,ABBVetcogray公司的隔水管材料采用的是轻质合金(HMF和MR-6HSE系列隔水管),并且开发出快速连接隔水管;法国石油研究院(IFP)和Framatome公司开发了夹紧式(CLIP)隔水管;俄罗斯ZAO公司则采用1980铝合金、K48(主要成分为AZmMg和Al-Zn-Mg-Cu)作为隔水管材料,铝合金隔水管比相同尺寸的钢质隔水管屈服强度高出1.3~1.6倍,而重量只有后者的1/3;美国NOBLE公司开发的铝合金隔水管,已在巴西和墨西哥湾海域得到成功应用。采用轻质合金材料的接头可显著提高钻井船的工作水深,在深水钻井作业中具有良好的应用前景。这些新发明和新技术正在改进平台及钻井性能,可确保钻井船无需任何改造即可用于深水作业,在平台承重能力保持不变的情况下,能够在更深的海域钻井。

推荐阅读

海上稠油高效热采关键技术创新与工业化应用

由中海石油(中国)有限公司、中海油研究总院有限责任公司等团队创新形成的“海上稠油高效热采关键技术创新与工业化应用”项目成果,让这个魔术变成了现实。该成果在行业内首创海上大井距高强度热采高效开发理论,首次形成了海上稠油热采井长效防砂及耐350℃一体化高效注采技术,夯实了完备的海上稠油规模化热采平台工程配套技术体系。 2024-01-11

随着产量的上升,圭亚那预计2024年石油收入将达到24亿美元

海洋能源网获悉,近日圭亚那表示,随着原油产量的持续增长,预计今年将从石油出口中获得约21亿美元,从特许权使用费中获得3.2亿美元,比2023年的16.2亿美元有所增加。 根据财政部长阿什尼·辛格周一向议会提交的官方预算,这个南美国家的国内生产总值预计将在2024年增长34.3%,这是连续第五年经济增长超过20%。 2024-01-17

ASCO赢得BP Trinidad and Tobago海上油气业务合同

海洋能源网获悉,近日,ASCO 已与BP Trinidad and Tobago签订了一份为期五年的合同。ASCO团队为BP Trinidad and Tobago运营提供支持根据合同,ASCO将为bp Trinidad and Tobago在Trinidad的所有16个海上地点提供供应基地和管场管理服务。BP Trinidad and Tobago自 1961 年以来一直在该地区开展业务,是该国最大的石油和天然气生产商,占该国天然气产量的一半以上。该奖项巩固了ASCO在该地区的影响力,其国内员工人数将增 2024-02-21

隔水管材料性能评价及发展趋势

根据APISpc16F的规定,隔水管材料须进行的性能评价包括拉伸、冲击、硬度检测及抗硫化物应力开裂(选做)。另外,隔水管的主要失效形式还有疲劳、腐蚀疲劳等,因此建议增加相应的性能评价试验。隔水管接头拉伸试验应符合API5L的规定;夏比V形缺口试样根据DNV-OS-F10I截取焊接接头样坯;焊接接头的硬度测试根据API6A进行。 2024-02-21

海洋能源科普——辅助管线

辅助管线包括节流与压井线、钻井液增压线和液压管线。一般隔水管单根主管外侧直径较细的管线即是辅助管线。当组装隔水管单根时,辅助管线应当对称安装于隔水管法兰的两侧。在一些深水系统中,节流与压井管线和隔水管主管一起参与轴向载荷的分配,可以减小隔水管主管的壁厚,从而减轻其重力。 2024-02-21

阅读榜