深水钻井关键装备现状与选择

万方数据

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。４’石油矿场机械２００９年１０月

触面也进·步加大。凶此随着作业水深的增加，水下

井ＩＩ也变得越来越大，压力等级、抗弯能力、町悬挂

套管质垦和数最对各种套管层序的适川性、操作性

和安全町靠性等性能指标也越来越高。

４结语

走向深水既足提高油气产量的需求，也是全球

海洋石油发展的趋势。深水浮式钻井装置、隔水管

系统和水下井ＩＩ等是进行深水钻井的必要装备。深

水钻井区别于浅滩和陆地钴升作、Ｉｋ，所需装备的没

计、制造难度很大，国外涉足深水领域已有几十年的

历程，深水钻井装备已成为成熟技术。依靠进ｆｌ深

水作、Ｉｐ装备，小但耗费人量资会。在关键技术上也受

制于人，严重制约着我国深水石油开发进度，因而展

开相关研究工作已迫在眉睫。

图１水卜．井１１系统

临时导向基座用于定井位，是首先下入的设备，坐在海底泥线卜；永久导向基座安装在临时导向基座之上，通过连接在导向柱上的导向绳引导后续Ｊ二具的入井及设备的安装；０７６２ｍｍ（３０ｉｎ）导管头悬挂导管坐落在永久导向基座内，用专用下入工具随永久导向基座同时下入；０４７６．２５ｍｍ（１８％ｉｎ）高压井［Ｉ头下部连接表层套管，坐落在导管头内，通过液压连接器连接水下防喷器；各层技术套管通过套管挂和密封总成悬挂在高压井ＩＩ头内。

深水条件下对水下井【１的选择主要考虑井筒中需要悬挂的套管层序、套管尺寸和连接方式、抗弯曲能力、压力级别、可悬挂的最大套管质鼍等。在没计的前期，需要对海况条件下井口呵能受到的钻井隔水管、防喷器组上部质量以及可能的轴向力和弯矩进行分析，尤其是采用动力定ｆ《》＝时，钻井船偏离井口或紧急情况下进行紧急解脱时。防喷器组和水下井口头可能会承受很大的弯矩∽。…。

井口头压力级别的选用应与防喷器一致，主要根据地层压力的情况，通常选用６９ＭＰａ（１００００ｐｓｉ）或１０３ＭＰａ（１５０００ｐｓｉ）压力等级，在一些特殊情况下，也可选用１３８ＭＰａ（２００００ｐｓｉ）。抗弯曲能力在２７１０～９４８４ｋＮ·ｍ（２０００～７０００ｋｌｂ·ｆｔ）。常规水下井口的抗弯曲能力在３３８７～４０６５ｋＮ·ｍ（２５００～３０００ｋｌｂ·ｆｔ）。井［１头的抗弯能力与高压井ｆｌ头的壁厚相关，典型的高压井口头的外径大约是０６８５．８ｍｍ（２７ｉｎ）。为了获得较高的抗弯能力，高压井口的外径不断增加，而且与低压井口的接参考文献：

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００６５３０４３７［Ｐ］．２００３—０３—１１．万方数据

深水钻井关键装备现状与选择

作者：侯福祥， 张永红， 王辉， 肖建秋， 李青松， HOU Fu-xiang， ZHANG Yong-hong，

WANG Hui， XIAO Jian-qiu， LI Qing-song

作者单位：侯福祥,王辉,肖建秋,李青松,HOU Fu-xiang,WANG Hui,XIAO Jian-qiu,LI Qing-song(中国石油集团,钻井工程技术研究院,北京,100097)， 张永红,ZHANG Yong-hong(甘肃蓝科石化高

新装备股份有限公司,兰州,730050)

刊名：

石油矿场机械

英文刊名：OIL FIELD EQUIPMENT

年，卷(期)：2009，38(10)

引用次数：0次

1.Pettingill H S.Weimer P World-wide deepwater exploration and production:past,present and future 2001

2.赵政璋.赵贤正.李景明国外海洋深水油气勘探发展趋势及启示 2005(6)

3.兰洪波.张玉霖.菅志军深水钻井隔水管的应用及发展趋势 2008(3)

4.杨进.曹式敬深水石油钻井技术现状及发展趋势 2008(2)

5.方华灿海洋深水双梯度钻井用水下装备 2008(11)

6.陈国明.殷志明.许亮斌深水双梯度钻井技术研究进展 2007(2)

7.Smith K L.Gault A D.Witt D E Subsea mudlift drilling joint industry project:delivering dual gradient drilling technology to industry[SPE 71357] 2001

8.Schumacher J P.Dowell J D.Ribbeck L R Subsea MudLift Drilling(SMD):planning and preparation for the first subsea field test of a full scale dual gradient drilling system at green canyon 136,Gulf of Mexico[SPE 71358] 2001

9.Eggemeyer J C.Akins M E.Brainard P E SubSea mudlift drilling:design and implementation of a dual gradient drilling system[SPE 71359] 2001

10.Maurer W C.Medley G H.McDonald W J Multigradient drilling method and system 2003

1.期刊论文杨金华.Yang Jinhua全球深水钻井装置发展及市场现状-国际石油经济2006,14(11)

截至2006年7月初,全球有103座深水半潜式钻井平台和33艘深水钻井船,它们主要分布于美国墨西哥湾、北海、巴西和西非海域.全球只有26家公司有能力从事深水钻井,其中美国公司最多,它们所拥有的深水钻井装置占全球总数的约70%.随着技术的进步,半潜式钻井平台和钻井船不断更新换代,额定作业水深和钻深能力相应增大.当前的钻井水深纪录和海上钻井井深纪录已分别达到3051米和10421米.半潜式钻井平台的钻深能力在6000～11430米,深水钻井船的钻深能力在5000～11887米.这两种在建钻井装置的钻深能力分别达到9000米或超过万米,并都采用动力定位方式.目前,国际市场上深水钻井装置供不应求,利用率接近或达到100%,最高日费已突破50万美元.国内的石油公司现在还没有深水钻井装置,这严重制约着我国三大石油公司进军深海的步伐,应引起有关部门的高度重视.

2.期刊论文任新民.REN Xin-min浮简式深水钻井装置(ABS)的研制-中国修船2009,22(1)

借助于在海面以下近200～400 m建立一个人工海床,利用目前第2或第3代半潜式钻井平台,将现在的400 m作业水深扩展到1 500 m,提高深水钻井作业的能力.

3.期刊论文孙友义.陈国明.金辉.畅元江.SUN You-yi.CHEN Guo-ming.JIN Hui.CHANG Yuan-jiang深水钻井隔水管耦合系统分析-船舶力学2009,13(3)

对于深水系泊钻井系统而言,移动式海洋钻井装置与细长结构(系缆、钻井隔水管)之间的耦合效应在预测浮体运动及钻井隔水管响应时起决定性作用.文中建立了深水系泊钻井系统的全耦合有限元模型,考虑波频与低频环境载荷,对系统进行了非线性时域分析.分析表明,由低频浮体运动激励的低频隔水管动态响应可对深水钻井隔水管设计产生重要影响.常规方法将低频浮体运动作为准静态效应考虑,对于连接在锚泊钻井装置上的深水钻井隔水管而言是不精确的.

4.期刊论文窦玉玲.管志川.徐云龙.Dou Yuling.Guan Zhichuan.Xu Yunlong海上钻井发展综述与展望-海洋石油2006,26(2)

简要回顾了海洋石油工业从20世纪40年代起步至今在可及水深、钻井装置方面的飞速发展;同时结合海上钻探实例,阐述了特殊的地质环境及低温、浅部水层等给深水钻井带来的一系列困难;面对深水钻井的挑战,在钻探技术及钻井工具方面提出了有效的应对措施;展望了国内外深水钻井的发展前景.