水下卧式采油树顶部阻塞器下放安装过程研究

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[ 5]
油树帽内 , 1 个安装在油管悬 挂 器 内 。 后 经 过 改 进 , 将油 管 悬 挂 器 加 长 , 2个顶部阻塞器都安装在油管 使 得 油 管 挂 的 密 封 加 强, 适应于更深的 挂 内,
7] 。 水深 [
随着 海 洋 油 气 开 采 深 度 的 不 断 刷 新 , 水下采油 树及其相关组件的下放安装难度日益突出 。 采用合 设计合理的安装机具 , 也逐渐成为水 适的下放方式 , 下油气开采过程的难点 。 水下采油树上的不同部件 下放都需要专门配套的下放机具 , 例如树体 、 采油树 帽、 油管悬挂器 、 顶 部 阻 塞 器 等。 考 虑 到 部 件 S CM、 水深 、 水下环 境 等 问 题 , 不同部件所采用的下 大小 、 放方 式 也 不 同 。 例 如 : 树 体、 采 油 树 帽、 油管悬挂器
2 0 1 3年 第4 2卷 第1 1期 第1页
石 油 矿 场 机 械 O I L F I E L D E U I PME N T Q
( ) : 2 0 1 3, 4 2 1 1 1~4

பைடு நூலகம்
( ) 文章编号 : 1 0 0 1 3 4 8 2 2 0 1 3 1 1 0 0 0 1 0 4 - - -
S t u d o n I n s t a l l a t i o n P r o c e d u r e o f H o r i z o n t a l X t r e e C r o w n P l u - y g
, , , , Z HAO H o n l i n L I U Z h e n e n DUAN M e n l a n Z HU G a o l e i TANG B i a o - -p - - g g g
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2 安装及操作过程
顶部阻塞器最初是依靠潜水员进行水下安装 的, 不仅成本高 、 周期长 、 危险性大 , 而且只适用于浅 水深过深则人工无法完成安装作业 , 因此这种安 水, 装方式逐渐退出采油树领域 。 FMC 公司在 2 0世纪9 0年代末研制出静态钢 1 0] 。采用钢丝绳 丝绳下放 顶 部 阻 塞 器 的 下 放 方 式 [ 作业工具下放安装 时 , 在钢丝绳基本工具串下部连 通过管柱下放至 接阻塞器下放机具 及 阻 塞 器 本 体 , 依靠水上平台向管柱内加压推动 油管悬挂器内部 , 阻塞器及下放机具 , 完成顶部阻塞器的密封与锁紧 , 达到安装目的 。 采用钢丝绳工具连接下放机具方式进行下放安 不 仅 安 装 成 本 低、 周 期 短、 安全性更 装有诸多优点 , 高, 而且安装过程更加方便快捷 。 2. 1 安装钢丝绳基本工具串 在下放安装前首先需要选择合适的钢丝绳基本 工具 , 并将其进 行 连 接 。 选 型 及 连 接 时 应 注 意 以 下 3点。 ) 确保震击器能良好操 1 选择合适 的 震 击 器 , 作, 提高绞车操作 的 熟 练 程 度 , 保 证 震 击 的 有 效 性, 避免发生无效震击 。 ) 看是否需要 2 连接时视 机 具 接 头 尺 寸 而 定 , 变扣 、 快速接头等工具 。 ) 则扶正器需 3 若下放过 程 需 要 安 装 扶 正 器 , 安装在震击器下部 。 2. 2 装配顶部阻塞器并安装到机具 对顶 部 阻 塞 器 进 行 装 配 , 装配完成后与下放机 具连接 。 装配及连接时注意以下 4 点 。 ) 1 装配顶部阻塞器时注意不要碰到金属密封 , 面 以免产生碰撞 , 擦 伤 金 属 密 封 面, 导致安装完成 后密封失效 。 ) 螺纹连接处要拧紧 , 顶部 2 各部件安装牢固 , 阻塞器装配如图 3 所示 。 ) 3 下放机具 装 配 时 要 确 保 各 部 件 安 装 牢 固 , 内部剪切销安装到位 。 ) 4 顶部阻塞 器 及 下 放 机 具 分 别 安 装 完 成 后 ,
2 0 1 3 0 5 0 1 ① 收稿日期 : - - “ ( ) 国家高技术研究发展计划 ( 水下采油树关键技术研究与成套设备研制 ” 8 6 3 计划 ) 2 0 1 2 AA 0 9 A 2 0 5 基金项目 : , : 赵宏林 ( 男, 江苏泰兴人 , 教授 , 博士 , 主要从事海洋油气装备等方面的研究和教学工作 , 1 9 6 2 E-m a i l z h a o h l 作者简介 : -) @ 。 c u . e d u . c n p
b FMC 公司的下放机具 图 1 下放机具及顶部阻塞器连接示意
该下放 FMC 公司的下放机具结构如图 2 所示 , 机具在结构方面有以下 4 个特点 。
图 2 FMC 公司的下放机具结构
) 1 通过销钉与顶部阻塞器连接 。 心轴上设置 有限位台阶 , 将销钉安装在限位台阶上 , 通过心轴的 伸缩实现销钉与顶部阻塞器的连接和释放 。 下 剪 切 销。上 部 剪 切 2) 机 具 内 部 设 置 有 上、 销用来限制机具的 动 作 , 安装时震击器向下震击将 上部剪切销打断 , 机具的安装动作即可进行 ; 下部剪 切销用来限制心轴 的 移 动 , 回收时震击器向上震击 将下部剪切销打断 , 心轴收缩 , 解除机具与顶部阻塞
: A b s t r a c t U s i n a r o r i a t e i n s t a l l a t i o n m e t h o d a n d d e s i n i n r e a s o n a b l e i n s t a l l a t i o n e u i m e n t g p p p g g q p a r e b e c o m i n k e r e s e a r c h e s i n u n d e r w a t e r o i l a n d a s e x l o i t a t i o n. T h i s a e r c o n c e r n e d w i t h t h e g y g p p p , , o f h o r i z o n t a l t r e er u n n i n t o o l s a n d i n s t a l l a t i o n m e t h o da n a l z e d t h e s t r u c t u r a l f e a c r o w n l u - g y p g t u r e s o f r u n n i n t o o l s a n d t h e c o n s i d e r a t i o n s o f i n s t a l l a t i o n r o c e d u r e s . T h i s s t u d a i m e d t o r o v i d e g p y p a n d i d e a s f o r r e s e a r c h e s a n d d e v e l o m e n t o f d o m e s t i c s u b s e a X t r e e i n s t a l l a t i o n s s t e m. r e f e r e n c e - p y : ; ; ; K e w o r d sh o r i z o n t a l X t r e ec r o w n l u i r e l i n ei n s t a l l a t i o n r o c e d u r e - p gw p y 水下管汇 、 水 水下生产系统主要由水下采油树 、 [ ] 1 4 - 。 其中 , 下处理设备以及各部分连接设备等组成 水下采油树是海上油气开发过程中必不可少的重要 设备之一 , 由于其工 作 状 况 的 良 好 与 否 直 接 决 定 了 整个水下生产系统 的 运 行 状 态 , 因此成为世界各国 争相研发的对象
[ ] 8 9 -
。 自顶部阻塞器特定的下放机具问世以后 , 钢
丝绳作业开始应用于顶部阻塞器的下放安装 。 在顶 部 阻 塞 器 的 下 放 过 程 中 , 不仅需要专门的 下放机具 , 还需要钢丝绳基本作业工具 , 包括钢丝绳 加重杆 、 万向节 、 震击器等 。 帽、 在有些情况下 , 下放作业过程还会用到变扣 、 快 速接头 、 扶正器 等 工 具 。 下 放 过 程 具 体 使 用 哪 些 工 视各工具尺寸大小 、 机具结构形式及安装要求等 具, 条件而定 。 搭配合 适 的 钢 丝 绳 作 业 工 具 , 提高作业 也是成功下放顶部阻塞器的重要 操作熟 练 程 度 , 保证 。 1. 2 顶部阻塞器下放机具 顶部阻塞器下放机具是下放安装的核心工具, 其主要作用在于连接顶部阻塞器并下放至水下油管 通过机具动作对阻塞器实现锁紧 , 将阻 悬挂器内部 , 塞器固定在油管挂内部 , 实现堵塞 。 、 国外各知名生产商 ( 如C a m e r o n FMC 等公司 ) 凭借早期对深水采油树的研究及大量实际应用得到 的经验数据 , 对顶部 阻 塞 器 的 下 放 安 装 有 着 自 己 完 善的设计 , C a m e r o n 公 司 和 FMC 公 司 设 计 的 下 放 机具如图 1 所示 。 各生产厂商设计的下放机具运作 原理及结构形式大 同 小 异 , 其动作实现都是依靠震 击器将内部剪切销 剪 短 , 在上部所施加压力或自身 重力作用下对顶部阻塞器实现锁紧和密封 。 本文以 对下放机具的结构形式及特点 FMC 公司设计为例 , 进行分析 。
水下卧式采油树顶部阻塞器下放安装过程研究
赵宏林 , 刘振鹏 , 段梦兰 , 朱高磊 , 唐 彪
( ) 中国石油大学 ( 北京 ) 海洋油气研究中心 , 北京 1 0 2 2 4 9 ①
摘要 : 采用合适的下放安装方式 , 设 计 出 合 理 的 安 装 机 具, 成为水下油气开采过程中研究的重点。 以卧式采油树顶部阻塞器为研究对象 , 对所需下放机具及安 装 过 程 进 行 研 究 , 分 析 机 具 结 构 特 点, 总结安装过程注意事项 , 为我国水下采油树下放安装系统的研发提供借鉴和思路 。 关键词 : 卧式采油树 ; 顶部阻塞器 ; 钢丝绳 ; 安装过程 中图分类号 : T E 9 5 2 文献标识码 : A
·2·
0 1 3年1 1月 石 油 矿 场 机 械 2
等是通过钻杆下放 ; 顶部阻塞器则是通过钢丝绳作 业工具进行下放 。
1 下放机具
1. 1 钢丝绳作业工具 钢丝绳作业最初常用于井下捞油及其他投捞作 业
a a m e r o n 公司的下放机具 C
器的连接 。
等: 水下卧式采油树顶部阻塞器下放安装过程研究 2卷 第1 1 期 赵宏林 , 第4
·3·
) 3 机具内部设置有活塞杆 。 活塞杆在压力作 用下向下挤压 , 带动机具上的外部套筒 , 将顶部阻塞 器内的扩张器向下推动 , 挤出锁块 , 实现锁紧 。 ) 4 机具外部设置有指示环 。 安装完成后可以 根据 指 示 环 的 位 置 来 判 断 顶 部 阻 塞 器 是 否 安 装 到位 。 通过销钉将顶部阻 塞 器 与 下 放 机 具 连 接 , 如图4所 示 。 连接时应保证 阻 塞 器 扩 张 器 在 上 部 , 使锁块可 以自由滑动 , 同时小心连接 , 避免剪断下放机具内的 剪切销 。

[ 6]
卧式采油树的 应 用 起 始 于 2 0世纪9 0年代

相对于立式采油树 而 言 , 卧式采油树的油管悬挂器 安装在采油树内部 , 顶部阻塞器代替生产抽汲阀对 油管挂内部实现堵塞 , 使井下原油不能向上流通 , 只 能从油管挂侧面开口流出而到达各个生产管汇 。 传 统卧 式 采 油 树 内 有 2 个 顶 部 阻 塞 器 , 1个安装在采
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