国外深水钻井隔水管发展现状及主管性能分析
国外钻井技术发展现状与趋势
美元/桶
近年来国际油价走势图
90
75
西得克萨斯中油
布伦特油
60
迪拜油
45
30
15
2002
2003
2004
2005
2006
2007
西得克萨斯中油 布伦特油 迪拜油
2002 24.36 26.09 23.80
2003 28.10 31.11 26.79
2004 36.05 41.41 33.63
2005 50.64 56.44 49.32
2. 非常规天然气资源在900万亿立方米，非常规天然气资源是 常规资源量的2.6倍。其中， 煤层气地质资源量可达225万亿立方米； 致密砂岩气198万亿立方米； 页岩气453万亿立方米。
5
世界油气产储量近几年总体保持增长态势
2006 年 世 界 石 截 止 2006 年 底 ，
油产量达39.1亿吨，比 世界剩余油气探明储量
王同良
中国石油信息技术服务中心
2007年10月
提纲
一、世界油气勘探开发形势 二、世界钻井形势 三、钻井技术发展的现状与趋势 四、深井钻井技术发展的现状与趋势 五、国外工程技术发展的启示
2
一、世界油气勘探开发形势
世界常规可采石油资源4138亿吨
（2000年USGS）
1003,
973, 24%
24%
全球油气潜在可采储量主要分布在伊拉克、伊朗、沙特阿拉伯、伏尔加－乌拉尔、西西伯 利亚和阿尔及利亚等国家(地区)。
3
世界石油资源评价值在不断提高
随着科学技术的进步和对地质规律认识的加深，全世界常规石 油资源评估值由1940年的800亿吨左右，增加到1994年3100亿吨和2000年 的4500亿吨。预计在今后45年内，世界石油可采资源量的评估值将再增 加约25%，即由目前的4500亿吨左右，增加到2050年的4800亿-6200亿吨 左右。
深水钻井技术装备现状及发展趋势
深水钻井技术装备现状及发展趋势近年來，人们生活水平不断提高，人们生产、生活的有序运行离不开资源的持续供应，基于此，深水钻井技术装备不断升级，以此增加石油资源数量，确保天然气资源更好的满足应用需要。
但随着钻井深度的增加，深水钻井技术应用阻力不断加大，为了提高深水钻井技术装备利用率，扩大深水钻井技术装备应用空间，本文针对该论题深入探究，希望能为同行提供借鉴。
标签：深水钻井技术；现状；趋势前言：随着科学技术的不断升级，深水钻井技术装备相应改造，以此丰富油气资源开采量，提高深水钻井技术水平。
对比于西方国家，我国深水钻井技术装备利用现状不容乐观，因此，我国应主动向西方国家借鉴先进经验，以此突破钻井技术应用阻力，取得良好的应用前景。
1深水钻井技术应用常见阻力深水钻井技术应用过程中受较多因素影响，常见影响因素包括水深、天然气水合物、海底低温、环保政策、千层气体及气流等，各方面阻力分析介绍如下。
1.1水深深水钻井活动主要在水深大于0.5km的位置展开，钻井平台具有悬浮式、移动式特点，水深增加的同时，钻井平台载荷相应增加，对此，应扩大钻井平台规模、提高定位准确定，以此抵御洋流冲击，增强钻井平台稳定性。
此外，相关操作设备精密度大大提高，灵活性不断增强。
1.2天然气水合物深水钻井技术开展期间极易遇到固体天然气水合物，这类固体物质清除难度较大，如果清除工作未能及时推进，那么最终会出现导管堵塞现象，最终产生严重的钻井事故，大大降低钻井作业安全性。
1.3海底低温海底低温环境会在短时间内增强钻井液粘结强度，影响油基钻井液体系稳定性，最终会对深水钻井技术顺利应用增加阻力，导致钻井效率大大降低。
不同海水区域水温不相一致，因此，深水钻井技术应用的过程中应考虑所在区域海水温度。
1.4环保政策海洋环境保护工作推进的过程中，应遵循国际环境保护规定，相关规定明确支持，海洋接收的废弃物应具有可降解、无毒、清洁等特点。
这在一定程度上影响深水钻井技术施工技术，同时，钻井成本大大提高。
深水海洋石油钻井装备发展现状
深水海洋石油钻井装备发展现状摘要:为加快我国深海油气开发的步伐,有必要深入调研和跟踪国外深水油气勘探的动态和成功经验,了解国外深水海洋石油钻井装备的结构特点、现状和技术水平。
对国外深水半潜式平台和钻井船的特点、现状及发展趋势,深水平台钻机和隔水管系统的发展现状和技术水平,以及深水钻井防喷器系统的工作特点及应用情况做了介绍,对我国深水钻井领域的发展具有指导作用。
关键词: 深水钻井;半潜式平台;双井架钻机;隔水管系统;水上防喷器当今世界油气储量迅速递减,陆上石油资源紧缺问题日渐突出,而占地球面积70%以上的海洋,预计油气储量相当可观。
据估计,全世界未发现的海上油气储量有90%是在水深超过1000 m以下的地层中。
我国深水海域也十分广阔,蕴藏着丰富的油气资源,但是目前我国的深水钻探开发仍处于起步阶段,深水钻完井技术与国际先进水平相比存在很大差距,在很多方面缺乏自主的关键技术,已成为我国深水油气勘探开发的瓶颈。
因此,有必要深入调研和跟踪国外深水油气勘探的动态和成功经验,了解国外深水海洋石油钻井装备的结构特点、现状和技术水平。
1 深水半潜式钻井平台随着陆地资源的日益枯竭,石油天然气开采已经逐渐由陆地转移到海洋,坐底式平台、重力式平台、导管架平台、自升式平台等主要作业于浅海区域,随着油气勘探开发日益向深海推进,张力腿平台也显示出其局限性,钻井船和半潜式平台成为主要选择,然而半潜式钻井平台由于具有极强的抗风浪能力、优良的运动性能、巨大的甲板面积和装载容量、高效的作业效率等特点,在深海能源开采中具有其他型式平台无法比拟的优势。
1. 1 结构和运动特点半潜式钻井平台上部为工作甲板,下部为2个下船体,用支撑立柱连接。
工作时下船体潜入水中,甲板处于水上安全高度,水线面积小,波浪影响小,稳定性好、支持力强、工作水深大,新发展的动力定位技术用于半潜式平台后,到21世纪初,工作水深可达3000 m,同时勘探深度也相应提高到9000～12000 m。
海洋钻井隔水导管接头的现状分析及优化设计方向
海洋钻井隔水导管接头的现状分析及优化设计方向【摘要】隔水导管是从海上钻井平台下到海底浅层的导管，其主要功能是隔离海水，形成钻井液循环通道，同时作为海上井口的持力结构。
在钻完井施工过程中，隔水导管的强度及安全性对于海上钻井作业安全至关重要。
通过对海洋钻井隔水管接头的现状分析，并对浅海隔水导管接头优化设计方向提出了展望。
【关键词】海洋钻井隔水导管隔水管接头在渤海石油，隔水导管是勘探作业中必不可少的器材，公司每年均需花费大量资金从国外进口。
隔水导管根据其使用要求及现场作业状况，每根导管长度约为12m左右，使用时利用其导管端的快速接头将每根管子连接起来，并根据钻井区域的水深情况，确定导管连接起来，以达到打探井时隔水和保护钻井导管的目的。
所以，隔水导管的管身及接头的强度要足够承受打桩的冲击力、海水波浪的撞击力，而且又能相互快速拆卸、连接及隔水的作用。
本文通过隔水导管接头的应用现状对比分析，得出隔水管接头的优化设计的方向。
1 常用隔水导管接头及其特点1.1 卡簧式隔水管接头卡簧连接式的快速接头分为内接头和外接头两部分，工作时，内接头插入外接头配合使用，内外接头的配合既要保证接头在使用中能快速灵活连接及脱开，又要能保证密封，承受压力。
因此，必须选择适当的配合尺寸及适合的材料以满足钻井的需要。
为了达到隔水管在海中良好的密封，而且工作中要求密封件耐高温、耐低压、强度高，因此，使用了一道O型圈密封。
由于O型圈结构简单、密封性良好、摩擦力小，沟槽尺寸小、易制造等优点，拟采用丁晴橡胶制造O型密封圈，根据使用工况要求，设计的O型密封圈为非标密封圈，截面直径为14mm。
沟槽尺寸根据规范及公式进行了相应的设计。
卡簧的作用是在自由状态下工作，承受接头对其产生的剪切力，它的强度直接影响到连接的可靠性，所以，卡簧开口尺寸的设计非常重要，要保证开口尺寸恰当，如果开口尺寸太小，造成收缩时端面接触，产生不能将卡簧完全收缩，使接头难以脱开的情况。
深水钻井技术现状及发展趋势分析
深水钻井技术现状及发展趋势分析摘要:海洋中有着大量的石油天然气资源，在全球油气资源总储量中占比高达70%左右，而500m以上的深水海域油气田在其中所占比例极高。
因此对于海洋油气特别是深海油气全球已达成共识，其将是未来世界油气资源来源的重要区域。
深海油气开采是高风险、高投资、高技术、高回报的行业。
本文就对深水钻井技术现状与发展进行了探讨。
关键词：深水钻井；钻井技术；海底钻井1 当前我国深水开发所面临的现状与挑战1.1在环境方面的挑战1.1.1浅层地质灾害主要包括三类:浅层气、浅层水流动(ShallowWaterFlow，简称SWF)、天然气水合物。
此类灾害一般在钻完井作业时泥线下约1500m的地层内有发生，影响井的安全性。
浅层气和浅层流具有高压力，容易高速井喷、要求压力波动低和处理困难的特点，易造成井塌，井喷。
而在我国南海，浅层气主要分布于大陆架区，而且甚为广泛。
SWF存在使得高质量的套管尾管无法建立，影响井壁稳定。
天然气水合物分解将引起地层承载力的不均匀，对海洋工程的安全有影响。
而且，突然释放的气体会对运输管道产生破坏作用，特别是在高压浅层气体释放的时候，轻则侵蚀套管，重则引起井喷。
除此之外合物的形成还会堵塞管线，钻进器具。
1.1.2恶劣的海洋环境(1)海底高压、低温环境;深水海底温度一般在3～5℃，海水的低温可影响到海底泥线以下450m处的岩层，使该区域岩层具有低于正常地温梯度的温度。
(2)波浪流:浮式平台和钻井船是在深水钻井作业中主要使用的工具，会因波、浪、流以及风吹产生摇晃，这会对其锚泊系统以及动力定为造成影响，使结果产生误差。
(3)台风:台风破坏力极强，当海上钻井平台或者钻采设备碰上台风时会被严重破坏。
(4)内波流:部分流体发生密度变化使流体内部不连续的现象，会导致大幅震荡。
较大的内波会严重缩小钻井作业窗口使钻井作业无法正常开展开。
并且如果钻井平台的立柱或着隔水管等结构遇到内波流时会受到较大的作用力使平台发生一定距离的偏移。
刍议深水石油钻井技术现状与发展趋势
刍议深水石油钻井技术现状与发展趋势摘要：随着社会经济的发展以及国家能源需求的提高，石油钻井的工作量也越来越大，对深水石油钻井专业技术的要求也越来越高。
本文先对深水石油钻井的几类关键性技术的现状进行了相关的阐述，再对深水石油钻井技术的发展趋势进行了展望，希望能促进我国深水石油钻井技术的进一步发展，进而促进深水钻井领域的进一步开发。
关键词：深水石油钻井技术发展趋势相关的数据显示，全世界有90%多的石油储存量是潜伏在1000米以下的深水层，而石油资源对一个国家的工业发展以及能源的开采具有非常重要的作用[1]。
因此，深水石油钻井技术就显得极其关键。
而随着水位的不断加深，石油钻井的条件也会越来越复杂，对钻井技术的要求自然也越来越高。
因此，笔者认为，对深水石油钻井技术现状与发展趋势这一课题进行相关的探讨具有非常重要的实际意义。
一、当前国内外深水石油钻井的技术现状石油资源的勘探具有很高的开发价值。
相关的研究表示，海洋的石油资源在全球的石油资源总量中所占的比例高达34%，但是目前人类的勘探还属于开发的早期阶段，因此，深水领域的石油勘探具有很高的开发价值[2]。
而随着当前石油钻井技术的发展，深水的范围与概念也在不断扩大，关于深水钻井技术的投资也越来越大。
深水石油钻井是一项复杂而系统的工作，对钻井的技术有着非常高与非常关键的要求。
具体来说，深水石油钻井的关键性技术主要有以下几个方面：1.深水钻井的设备。
深水钻井的设备主要包括两种：钻井船和半潜式的钻井平台。
钻井船指的是具有良好机动性的一种移动式钻井装置，具有停泊简单、使用水深范围大、移动灵活等特征。
钻井船包括船体和定位设备两个组成部分。
船体主要是为钻井安装、航行动力设备的安装以及工作人员工作、生活等提供相应的场所。
钻井船当前主要是活跃在美国墨西哥湾、西非以及巴西海域[3]。
而半潜式的钻井平台主要活跃在墨西哥、澳大利亚、北海、西非等领域[4]。
2.深水定位系统。
深水定位系统是对钻井装置进行定位，以防止其受风、浪、流等影响的一种技术，在当前全球深水作业的33台钻井中，有27艘是采用动力定位的方式[5]。
浅谈深海钻井隔水管系统相关影响因素分析
浅谈深海钻井隔水管系统相关影响因素分析摘要：由于目前深海油气田的开采环境非常恶劣，而且开采难度大、风险高，海水腐蚀、浪涌、洋流环境、海洋涡激振动和深水压力等因素，因此对深海钻井装备也提出了严格的要求，深海钻井隔水管系统作为一个非常关键的组成部分，其研究显的非常重要，本文主要针对深海钻井隔水管系统相关影响因素进行分析论述，仅供参考。
关键词：深海钻井；隔水管；系统；影响因素Abstract: Due to the oil and gas fields in deep-sea mining environment is very bad, and the difficulty of exploitation, high risks, marine corrosion, surge, currents environment, marine vortex excited vibration and deep-water pressure and other factors, so deep-sea drilling equipment proposed stringent requirementsdeepwater drilling riser system as a critical part of their research is very important, this paper discusses the analysis of the deepwater drilling riser system related factors, for reference only.Key words: deep-sea drilling; riser; system; influencing factors前言：海洋钻井隔水管是海洋深水油气勘探开发中的重要单元装备，作为连接海底BOP至海面钻井平台之间的咽喉通道，目前其研究工作已引起了世界多个国家的普遍关注，尤其在欧美等发达国家发展速度很快。
深海钻井隔水管的研究和开发(ppt 23页)
隔水管性能要求的标准:
1. API Spec 5L 《管线管规范》 2. DNV-OS-F101 《海底管线系统》
是深海钻井隔水管设计的基础 也是其余几个设计标准的基础
3. DNV-OS-F201 《动态立管》
4. API Spec 16F 《海洋钻井隔水管设备规范》
5. API RP 16Q 《海洋钻井隔水管系统设计、选择、操作和维护的推荐做法》
1、深海钻井隔水管的研究背景
国际上众多石油公司已将开发重点转移到深水区域。如墨西哥湾、 巴西、西非与北海周边地区等，我国南海也有丰富的油气资源。
深海油气田开采环境十分恶劣，开采难度大、风险高，海水腐蚀、 浪涌、洋流环境、海洋涡激振动和深水压力等对深海钻井装备提 出了严格的要求。深海钻井隔水管系统就是最关键的组成部分。 深海钻井隔水管技术仅掌握在美国、挪威、日本等国，如INTEC、 Saipem、JP Kenny、Technip、MCS、2Hoffshore公司。
MR-6H SE曾获得2007年美国OTC奖；
卡扣式的固定连接方式，能实现快速 和便捷的连接，结构简单且质量轻；
能适用于深海环境下的钻井作业。
深 海 钻 井 隔 水 管 的 研 究 与开 发
4、深海钻井隔水管的性能要求
隔水管事故的严重影响:
1. 钻井船、海底装备和油井将受到破坏，造成巨大的经济损失； 2. 钻井液的泄漏以及石油的泄露，造成环境的严重污染。
深 海 钻 井 隔 水 管 的 研 究 与开 发
5、深海钻井隔水管设计与生产
深海钻井隔水管系统设计的影响因素
水深 波浪 海流
环 境 因 素
机理研究
作 业 因
素
浮力块分布 钻井液密度 涡激的抑制 悬挂的模式 钻井的载荷
国外深水钻井液技术现状
国外深水钻井液技术现状(一)引言自1985年以来,随着第一批水深在300 m以上深水油气勘探开发项目的投入建设,国际深水油气勘探开发逐渐增多。
最初10年的年平均增长速度为65%,西北欧、巴西、墨西哥湾的勘探开发速度最快,2001年起墨西哥湾深水区的产量已超过浅水区。
据统计,截至2000年,水深500 m的深水油气田有162个,遍及世界各海域,其中尤以美洲的墨西哥湾海域、拉丁美洲的巴西海域及西非海域最多,深水油气田探明油气储量为22.6×108t油当量,占海上油气田探明总储量的12%。
目前,深水钻井还面临着许多难题,对钻井液技术的要求更高,本文在分析深井钻井存在的主要难题的基础上,详细介绍了国外先进的深水钻井液技术,并对其发展趋势进行了分析。
(二)深水钻井中存在的问题与浅水区域相比,深水钻井面临的主要问题有:海底页岩的稳定性差、钻井液用量大、井眼清洗难、浅层天然气与形成的气体水合物、低温下钻井液的流变性、地层破裂压力窗口窄等。
这些问题给钻井工作带来了诸多困难,同时对钻井液技术提出了更高的要求:在保证钻井安全的前提下,兼顾钻井成本和环境效益。
1.海底页岩的稳定性差在深水区中,由于沉积速度、压实方式以及含水量的不同,海底页岩的活性大。
河水和海水携带细小的沉积物离海岸越来越远,由于缺乏上部压实作用,胶结性较差,易于膨胀、分散,导致过量的固相或细颗粒分散在钻井液中,从而影响钻井液性能。
2.钻井液用量大在深水环境下的钻井液需求量是很大的。
一般隔水管体积就高达159 m3,再加上平台钻井液系统,而且由于井眼直径大,为了钻达设计井深,一般下入的套管也多(常常是4~7层),因此钻井液用量就比其他同样井深的陆上或浅水区的井大得多。
3.井眼清洗难深水钻井时,由于开孔直径、套管和隔水管的直径都比较大,如果钻井液流速不足就难以达到清洗井眼的目的。
因此,对钻井液清洗井眼的能力提出了更高要求。
一般采用稠浆清洗、稀浆清洗、联合清洗、增加低剪切速率黏度,以及有规律地短程起下钻等方法,这些方法均有助于清除钻井过程中的钻屑。
深水石油钻井技术现状及发展趋势
深水石油钻井技术现状及发展趋势作者：高原来源：《科学导报·学术》2019年第30期摘要：随着经济的快速繁荣发展，人口越来越多，经济的快速发展导致人们对衣食住行的要求越来越高，更加的追求物质生活，对能源的需求量越来越大。
庞大的人口，有限的资源，因此人类将目标从陆地逐渐转向深海。
深海资源丰富，可以缓解人类能源紧张的状况。
随着海上资源的开采，深水石油钻井技术应势而生，但是深海环境相对复杂，这项技术面临着重重困难和挑战。
从目前世界深水钻井技术运用的实践来看，发明了钻井设备，利用现代科技定位深海资源等关键技术，本文基于深海石油钻井技术，阐述与之相关的现状和发展趋势。
关键词：深海石油；钻井技术；现状和发展趋势大地资源的枯竭，人们把目光逐渐投向了海洋，深海中有大量的资源来缓解人类能源缺乏现状，但是由于油气的存储量都是在水深超过一千米以下的地层，这对开采造成了很大的阻碍，深海石油钻井技术水平关系着深海油气发展的步伐。
但是由于水下的情况，随着水深的加深，压强的加强，钻井条件会变得越来越复杂，容易发生未知的情况，产生突发事件，这也是现阶段深海石油钻井技术面临的是大难题，同时深海石油钻井技术的发展是关系以后石油开采的重要技术，影响着未来人类能源的使用。
一、深海石油钻井的现状在这近一百年石油勘探的历史进程中，我国为了适应不同地方的不同油田，以及不同地域的开采条件和开采要求，設计了适合各海域的各式各样的钻井设备。
随着科技的一步步成熟，国内外已经有很多项发明为了更好更快速的加快石油开采的进程，装备先进的确能够在很大程度上提高钻井开采的效率，将企业的利益扩大。
与深海石油钻井相关的最新设备有：小井眼钻井设备，大井眼钻井设备等一系列其它的高新技术产品。
二、深海石油钻井技术现阶段的发展1.国内外情况我国现阶段深海钻井使用的是深海工程钻机，这是我国自主研发设计的并拥有全部自主权的一项设备，改变了我国深海技术勘探设备受制于人的局面，大大的提高了我国综合国力和重要装备自主研发，自主设计的能力，加快了对于深海石油勘探的步伐，对我国乃至世界都有着非同凡响的意义。
国外深水钻井隔水管发展现状及主管性能分析
表 2 X80 深海钻井隔水管的主管化学成分
%
w（C） w（Si） w（Mn） w（P） w（S） w（Cu） w（Ni） w（Cr） w（Mo） w（Ti） w（V） w（Nb） w（B） w（Al） w（Nb+V+Ti） Ceq CEPcm
占地球面积70以上的海洋有着丰富的油气资源油气开发重点正逐步由陆地转向海洋并走向深海洋钻井隔水管是一条从海洋钻井平台或钻井船通往海底bop装置的液体输送管道其主要功hanguanhanguanhanguanhanguanhanguanhanguanhanguanhanguanhanguanhanguanhanguanhanguanhanguanhanguanhanguanhanguanhanguanhanguanhanguanhanguanhanguanhanguanhanguanhanguanhanguanhanguanhanguanhanguanhanguanhanguan能是提供井口防喷器与钻井船之间钻井液往返的通道支持辅助管线引导钻具下放与撤回井口防喷器组的载体等劣环境和气候的影响深水海洋钻井隔水管是一种具有高风险高难度高技术和高附加值的石油钻井装备海洋钻井隔水管是海洋深水油气勘探开发中重要装备单元作为连接海底bop至海面钻井平台之间咽喉通目前其研究工作已引起了世界多个国家普遍关注研究和开发具有高技术高难度和具有高可靠性海洋钻井隔水管及其系统已成为一个新的技术亮点
3. 天水天力特种管有限公司， 甘肃 天水 741020）
摘 要： 阐述了国外海洋钻井隔水管的发展状况， 并对海洋钻井隔水管的关键技术进行了分析。 结
合我国深水隔水管的发展现状， 对国外某 X80 钢级 Φ533.4 mm×25.4 mm 深水钻井隔水管主管进行外
深水水下井口研究现状及发展建议
1491 引言海洋水下井口装备与水下采油树、水下管汇、水下远程控制系统一同构成水下生产系统，是水下生产系统中的关键组成部分，可以承受和隔离井下压力以及连接和支撑防喷器组与套管串，保证了井筒完整性。
目前，国内深水水下井口生产及现场服务集中掌握在美国的FMC公司、GE-VetcoGray 公司、Cameron公司、Drill-Quip公司及挪威的AkerSolutions公司等5家公司[1]。
深水水下井口长期依赖进口，使用过程中存在供货周期长、关键配件供应短缺、服务费用昂贵等情况，且敏感地区拒绝提供技术服务，国产化需求迫切。
近年，我国以宝鸡石油、华北荣盛、江钻机械、中海油、山东威飞、上海霞为为主等的多家公司，对国内水下装备进行技术攻关，开展相关研究，为我国的深水设备国产化提供较好的技术支持。
2 国外深水钻井水下井口技术现状国外水下井口经历了从简单到复杂，从浅水到深水的漫长发展历程，根据作业船只的不同，开发出了适用于浮式钻井平台的水下井口、以及适用于自升式平台或者座底式平台的泥线悬挂水下井口（包括常规泥线悬挂水下井口以及钻通式泥线悬挂水下井口，以下统称“泥线井口”）两个系列（见图1），形成多种压力等级、多种尺寸的系列化产品，并衍生出了用于连接地面井口与水下井口、用于连接地面井口与泥线井口的井口回接系统及张力悬挂系统，本文主要针对深水水下井口开展论述。
图1 国外水下井口技术系列目前， FMC公司、GE-VetcoGray公司、Cameron公司、Drill-Quip公司、AkerSolutions公司的水下井口产品已成系列化，相关水下井口产品在南中国海深水钻井中都得到了广泛的应用。
为了满足超深水、高温高压的特殊需求，上述厂家均在研制和推广压力等级更高、承载能力更大、疲劳寿命更长、扩展性更强的高性能。
DRIL QUIP研发了SS-10和SS-15系列产品，并深水水下井口研究现状及发展建议李健 关清涛中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司 天津 300452摘要：深水水下井口在水下生产系统中是不可或缺的关键设备，起到承受和隔离井下压力以及连接和支撑防喷器组与套管串的作用。
国内外深水钻井液技术进展
国内外深水钻井液技术进展摘要：我国社会经济的不断发展与进步，人们的生活水平也在逐渐提高。
使我国深水钻井工程的也迅速崛起，同时也增加了它的竞争力，使井漏问题不断涌现，导致大量钻井液逐渐流失，严重影响了钻井工程的发展。
基于此，提出了有效的解决对策和技术手段。
下文对国内外深水钻井液技术进展进行了深入性的分析。
关键词：深水钻井液技术；防漏堵漏近些年，科学技术的发展，对油气资源的需求量在逐渐提高，加大了对油气资源的开发和利用，使深水油气资源受到了社会各界的关注和重视。
深水井目前面临着温度低、高压、密度窗口窄井漏等众多技术的挑战，同时也给钻井液提出了更高的要求和标准，需要结合实际情况制定完善的实施对策，进而提高钻井工程的施工效率，降低井漏、卡钻等各种难题的发生率，从而为我国油田企业获取最大的经济效益。
一、深水钻井液面临的挑战和相关的技术措施（一）、温度低深水井几百米以上的海水段的温度会随着水深的不断增加而逐渐降低，在通常情况下，达到1000m的深水泥线，其附近的温度一般都在4℃左右，有部分地方的温度比泥线的温度还低。
为此，深水井钻井作业时，钻井液经过隔水段之后，可以在热交换的作用下使其循环的温度逐渐降低[1]。
较低的温度会使钻井液变得更加粘稠，这样就会出现糊筛跑浆的异常现象，在此基础上循环的当量密度也会随之不断的增加，在套管鞋位置上非常容易出现压漏的现象。
对于深水低温度的挑战，需要采用低分子量聚合物对钻井液的低温流变性进行合理化的控制和调整。
除此之外，在现场施工的过程中还需要采用水力学软件的作用进行实时计算，并对循环当量密度的实际变化情况进行全面的监测。
（二）、大尺寸井眼携岩深水井隔水管的直径一般为533.4 mm，该直径为下部井段的1.57倍。
钻井液一旦上返时就会出现环控面积增大的现象，这样就会降低上返的速度。
为此，需要采用有效的方法对大尺寸井眼进行有效的清洁。
在实际操作过程中不仅需要有效改善钻井液的流变性，还需要结合隔水管的性能和特征配备相应的增压泵，以此来更好的增加钻井液的环空返排速度。
【中考语文】福建省各地2022-2023学年模拟试卷分类专题—非文学类文本(含解析)
【中考语文】福建省各地2023年模拟试卷分类专题—非文学类文本福建省厦门市2022-2023学年八年级下期末语文试题（四）（12分）阅读下面的文章，完成下面小题。
深海压力那么大，深海鱼为什么没被压死？叶沛沅①奋斗者号成功坐底马里亚纳海沟，坐底深度10909米，是我国载人深潜器新的深度纪录！②随着深潜器技术的没有断发展，人们才逐渐发现，茫茫深海之中并非一片死寂，无数生物在这一片漆黑之处繁衍生息。
③其中，生活在海面下大约8000米处的马里亚纳狮子鱼，是目前人们发现的“最深的深海鱼”。
作为对比，人类潜水的深度一般都在10-20米以内，最极限的深度也没有过三百来米。
要知道，在水下8000米处，静水压大约是800个大气压，差没有多相当于一头成年公牛站在你的指甲盖上。
要是没有深潜器，人类是绝无可能到达这么深的海中的。
④那么，深海鱼类是如何承受如此巨大的压力的呢？⑤大家在游泳的时候可能有这样一种体验：当你潜入游泳池底的时候，会觉得耳膜有一种压迫感，甚至是有轻微的疼痛。
这是因为耳膜外部的水压明显大于内部的气压，导致耳膜受到一个向内的压力。
可见，随着水深的增加，水压会远远大于大气压，导致周围的水会开始向内挤压充气的物体。
⑥而大部分的硬骨鱼某种意义上就是一个充气的物体，因为它们体内有一个充气的鱼鳔。
对于生活在浅海的硬骨鱼类来说，鱼鳔是它们非常重要的一个结构，可以帮助鱼类调整浮力，从而实现上浮或者下潜。
但是对于深海鱼来说，充满气的鱼鳔无异于一个脆弱的气球，外部巨大的水压会毫无保留地挤压、蹂躏这个气球，直到它炸成碎片为止。
因此，很多深海鱼在进化的过程中“舍弃”了鱼鳔这个“危险”的结构，转而依靠某些脂类来提供浮力。
⑦相比于浅海中的鱼，深海鱼的骨骼和肌肉含量都比较少，而脂质和胶质则相对较多。
此外，深海鱼骨骼中软骨的比例也远高于浅海鱼。
对于深海鱼来说，这都是为了适应深海生活所作出的必要的“妥协”。
所谓“过刚则易折”，相比于骨骼和肌肉，脂质和胶质能地帮助鱼类对抗巨大的压力。
深水钻井隔水管的应用及其发展
域进 行作业 . 在深 水 钻 井作 业 过 程 中 , 常会 遇 到 天然 气 水 经
经 为 P ie Itr ain l公 司 制 造 了 2套 系 统 , r nen t a d o
P ie Itrain l公 司 已 经 在 P ie Afi 和 r n en t a d o r ra d c
LAN n — o HANG —i Ho g b ,Z Yu l n,JAN h-u I Z i n,XU h o h i j Z a — u
( eh C ne f Ch n l il e vc sLt T c . e tro iaOif ed S r ie d.,B8j n 6 2 1,C ia) iig 0 5 0 hn
Ab t a t sr c :Be a e mor i a a r e uie ha twa c us e o l nd g s a e r q r d t n i s,p op e be n t x o e a veo e l gi o e pl r nd de l p n w i- e d i e p wa e n lr e p wa e r a The d iln ie s t m p r a o li e o lf l n d e t r a d u t a d e t r a e . i rli g rs r i he i o t ntt o n d iln rli g,b h r dii na rli ie s ma e u fc sn utt e ta to ld i ng rs r i d p o a i g,a d i c n n pp i d t e p l n t a otbe a le o d e wa e nd u t a de p wa e rli g. So s ve a w d e t r drli g rs r s t m s ha e b e t ra lr e t r d iln e r lne e p wa e i n ie ys e v e n l s ud e nd a le o d ilt e de p wa e ls Fe t r s o h s y t ms a e t e c oa n t id a pp i d t rl h e t rwe l. a u e ft e e s s e r o r du e l d o
国外海洋钻井隔水管与国产化研究建议_王进全
技术讨论国外海洋钻井隔水管与国产化研究建议*王进全 王定亚(宝鸡石油机械有限责任公司)摘要 在对海洋钻井隔水管系统配置及主要功能作简要介绍之后,分析了国外海洋钻井隔水管的发展历史及技术现状,重点讨论了国外生产的5种常用钻井隔水管的结构和性能特点,包括HMF型和LoadK ing型法兰式隔水管、MR-6H SE连接式隔水管、MR-6E快速连接式隔水管和CLIP卡箍型连接式隔水管,最后提出海洋钻井隔水管国产化研究建议。
关键词 海洋钻井设备 隔水管 发展历史 技术现状 国产化0 引 言海洋钻井隔水管作为海洋深水油气勘探开发的一个重要装备单元,已经引起很多国家的重视。
因为在海洋恶劣环境下工作,海洋钻井隔水管是一种具有高风险、高难度、高技术的石油钻井装备。
当前,世界范围内除美国、挪威等国家几个大的海洋工程公司能够研制系统的钻井隔水管外,其它国家和公司还不具备开发能力。
目前,该技术在我国还处于空白状态。
为了保证我国的能源事业不受侵犯,2008年国家科技部启动了 深水钻井隔水管系统技术研究 863重大课题,预示着我国将会在十二五期间开发出拥有自主知识产权的海洋钻井隔水管。
1 海洋钻井隔水管简介海洋钻井隔水管是一条从海洋钻井平台(或钻井船)通往海底BOP装置的液体输送管道。
它主要用来隔离外界海水,用于钻井液循环、安装水下BOP、支撑各种控制管线(主要包括节流和压井管线、钻井液补充管线、液压传输管线等),以及起到钻杆、钻井工具从钻台到海底井口装置的导向作用[1]。
海洋钻井隔水管系统通常由海洋钻井隔水管单根、节流/压井管线、辅助管线、隔水管短节、卡盘、万向节、分流器、伸缩接头、张紧环、终端适配器、挠性接头、填充阀等主要部件组成。
隔水管单根分为带浮箱的隔水管单根和不带浮箱的隔水管单根2种形式。
按长度划分,常用的隔水管有15 24(50英尺)、19 81(65英尺)、22 86(75英尺)和27 43m(90英尺)等几种规格,其中15 24m、19 81m隔水管主要用于浅水或深水海洋作业环境,22 86m和27 43m隔水管主要用于深水和超深水海洋作业环境。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
厚 和 椭 圆 度 等 外 观 几 何 尺 寸 控 制 达 到 了 DNVOS-F101 海底管道系统规范中对钢管增强尺寸的 补充要求。 3.2 化学成分
采 用 ARL3460 金 属 光 谱 仪 对 X80 钢 级 Φ533.4 mm× 25.4 mm 深 海 钻 井 隔 水 管 的 材 料 进 行化学成分分析， 结果见表 2。
NIU Aijun1, 2, BI Zongyue1, 2 , NIU Hui1, 2, GUAN Shanghu3, HUANG Xiaohui1, 2
（1. Chinese National Engineering Research Center for Petroleum and Natural Gas Tubular Goods， Baoji 721008， Shaanxi，China； 2. Steel Pipe Research Institute，Baoji Petroleum Steel Pipe Co., Ltd., Baoji 721008，Shaanxi，China; 3. Tianshui Tianli Special Steel Pipe Co., Ltd., Tianshui 741020, Gansu, China)
1 国外海洋钻井隔水管发展现状
隔水管技术起源于 20 世纪 40 年代末期， 当 时设计者的想法仅仅是为海上钻井提供一个钻杆 导管和钻井液、 钻屑的回路。 直至 20 世纪 50 年 代末期， 在加利福尼亚的近海， Offshore 公司在 D-1 号钻井船上， 首次成功地使用了一个真正意 义 上的隔水管 ， 配备有顶部 伸缩接 头 。 20 世 纪 60 年代 ， 随 着技术的进 一步发展 ， 隔 水 管 增 加 了节流管线和压井管线， 功能更加齐备。 从此， 隔水管技术才真正开始进入一个比较系统的发展 过 程 [5]。
近年来， 随着海洋勘探技术的不断进步， 海 洋钻井隔水管适应海水深度的能力已超过 3 000 m， 其系统配置更加完备， 为深水钻井技术的发展提 供了良好的装备。 目前， 具有较强海洋钻井隔水 管开发能力的国家为数不多， 仅海洋钻井隔水管 及系统配套而言， 其生产供应商主要集中在美 国、 挪威、 法国、 俄 罗斯等部分 发达国家[6]。 美 国 GE-Vetco Gray 公司和 Cameron 公司是当前世 界上最大的海洋钻井隔水管生产制造厂， 不仅系 统配套设施完善， 系列规格较全， 且以生产制造 深水钻井隔水管技术见长； 法国于 20 世纪 80 年 代 由 法 国 石 油 研 究 院 （IFP）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 等 ； 挪 威 AkerKvaerner 公 司 、 美 国 国 民 油 井公司 NATIONAL Oil 也生产制造不同形式和规 格 的 钻 井 隔 水 管 [7]。
的 X80 钢级 Φ533.4 mm×25.4 mm 深海钻井隔水管
主管进行了力学性能及显微组织试验分析。
3.1 外观几何尺寸
对钢管壁厚不均匀度、 外径及内径椭圆度等
外观几何尺寸进行实体检测， 检测结果见表 1。
表 1 钢管外观几何尺寸检测结果
壁厚不均匀度/mm 外径椭圆度/mm 内径椭圆度/mm
≤0.40
随着油气资源的持续开采， 陆地油气资源逐 渐减少， 油气开发难度越来越大。 占地球面积 70%以上的海洋有着丰富的油气资源， 油气开发
重点正逐步 由陆地转向 海洋 ， 并走向 深海[1]。 海 洋钻井隔水管是一条从海洋钻井平台(或钻井船) 通往海底 BOP 装置的液体 输送管道 ， 其 主 要 功
* 基金项目： 国家高技术研究发展计划（863 计划）课题“深水钻井隔水管系统工程化研制”（项目号 2013AA09A222）。 ·6·
何尺寸精度控制严格， 管体及焊接接头的拉伸性能和冲击韧性良好且稳定， 具有优异的低温断裂韧
性， 钢管综合性能优异。
关键词： 焊管； 钻井隔水管； 力学性能； 断裂韧性
中图分类号：TGE832
文献标志码：A
文章编号：1001-3938（2015）09-0006-06
Development Status of Overseas Deepwater Drilling Riser and Main Pipe Performance Analysis
≤1.10
≤1.03
3 国外海洋钻井隔水管主管性能分析
从 表 1 可 看 出 ， 国 外 制 造 的 X80 深 海 钻 井 隔水管主管具有较高的外观几何尺寸精度， 对壁
为提高我国深水钻井隔水管的设计及制造技 术能力， 有必要结合我国目前深水开发的现状， 充分借鉴国外的研究成果与研究经验， 开展深水 钻井隔水管设计及制造技术研究， 通过基础理论 研究与核心技术自主研发， 掌握深水钻井隔水管 系统设计的关键技术。 为此， 对日本某公司生产
2 海洋钻井隔水管关键技术分析
钻井隔水管是海底井口与钻井船之间最弱、 最重要的连接部件， 随着海洋钻井向深水和超深 水发展， 工况环境更加恶劣， 开采难度大、 风险 高， 海水腐蚀、 浪涌、 洋流环境、 海洋涡激振动 和深水压力等对深海钻井装备提出了更严格的要 求[11]。 相对于常规水深（水深＜500 m）和深水（水深 为 500～1 500 m）隔水管， 超深水（水深＞1 500 m）钻 井 隔 水 管 结 构 更 加 复 杂 ， 作 业 环 境 更 加 恶 劣[12]。 受深水钻井隔水管服役工况及作业因素等影响， 深水钻井隔水管壁厚大、 直径小， 对管材的强 度、 塑性、 韧性、 疲劳性能、 耐蚀性、 耐磨性能 和可焊性均提出更高的要求， 尤其对焊接钢管焊 接接头的断裂韧性有更严格的要求。 同时， 随着 钻井水深的增加， 隔水管单根管壁越来越厚（抗 挤 毁 、提 高 强 度 ）， 长 度 越 来 越 长 （提 高 作 业 效 率）， 材料钢级越来越高（提高屈服极限）， 接头 强度越来越高（焊接接头的断裂韧性）， 给深水钻
国外的深水钻井技术发展速度很快， 深水钻、 完井装备的设计能力与配套水平较高， 钻井水深纪 录不断被刷新。 1965 年钻井水深纪录仅为 183 m， 1976 年达到 914 m， 1984 年达到 1 965 m[8]。 当前 世界最大钻井作业水深已超过 3 000 m， 钻井 装 备钻深能力达 11 000 m。 目前， 深水钻井隔水管 系统整体设计与分析技术仅被美国、 俄罗斯、 法 国、 挪威和日本等少数几个国家相关公司所掌 握， 如 INTEC， Saipem， Technip， MCS， 2Hoffshore， Kingdom Drilling， Stress Engineering Seivice， JP Kenny 等 公 司[9]。 海 洋 钻 井 隔 水 管 作 为 海 洋 钻 井 装备的一个重要单元, 其技术与产品一直被国外 专业公司所垄断。 国内开展隔水管的研究较多, 但系统介绍国外钻井隔水管技术与产品的相对较 少[10]。 我 国 深 海 油 气 勘 探 开 发 尚 处 于 起 步 阶 段 ， 深海钻井隔水管技术基本处于空白， 尽管国内已 经建造完成 3 000 m 水深钻井装置， 并开展深水 钻井技术研究， 但与国外相比， 我国深水钻、 完 井技术仍有巨大差距， 缺乏自主深水钻井关键技 术， 且引进中存在技术壁垒， 深海钻井隔水管管 材基本上依赖进口， 严重制约着我国深水石油开 发进度。
试验与研究
2015 年 9 月·第 38 卷第 9 期
国外深水钻井隔水管发展现状 及主管性能分析*
牛爱军 1, 2， 毕宗岳 1, 2， 牛 辉 1, 2， 关尚虎 3， 黄晓辉 1, 2
（1. 国家石油天然气管材工程技术研究中心， 陕西 宝鸡 721008； 2. 宝鸡石油钢管有限责任公司 钢管研究院， 陕西 宝鸡 721008；
3. 天水天力特种管有限公司， 甘肃 天水 741020）
摘 要： 阐述了国外海洋钻井隔水管的发展状况， 并对海洋钻井隔水管的关键技术进行了分析。 结
合我国深水隔水管的发展现状， 对国外某 X80 钢级 Φ533.4 mm×25.4 mm 深水钻井隔水管主管进行外
观几何尺寸、 力学性能及显微组织试验。 结果表明， 该深水钻井隔水管主管壁厚和椭圆度等外观几
HAN GUAN
·7·
试验与研究
2015 年 9 月·第 38 卷第 9 期
井 隔 水 管 的 研 发 带 来 了 一 系 列 的 新 问 题 [13]。 深水钻井隔水管是深海石油勘探开发的关键
技术装备， 是深水钻井船或者钻井平台设计的决 定性因素， 也是决定深水钻井成败的关键之一。 我国海洋石油勘探开发正在向深水和超深水进 军， 开展超深水钻井隔水管技术研究， 掌握超深 水钻井隔水管系统设计及制造技术， 对提升我国 深海石油勘探开发能力具有重要意义[14]。
Abstract： In this article, it expatiated the development status of overseas marine drilling riser, and analyzed its key technology. Combined with the development status of China deepwater drilling riser, some tests were carried out for some overseas X80 Φ533.4 mm×25.4 mm deepwater drilling riser, such as geometrical dimension test, mechanical performance test and microstructure test. The results showed that the wall thickness, ovality and geometrical dimension precision are strictly controlled, the tensile properties and impact toughness of pipe body and welded joints are good and stable, the low temperature toughness is excellent, and the comprehensive performance of the riser pipe is excellent. Key words： welded pipe; drilling riser; mechanical peoperties; fracture toughness