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海洋能源科普——海洋鉆井設(shè)備

2024-01-29 16:22     來(lái)源:海洋石油裝備與材料     海上油氣海洋能源科普
深水鉆井隔水管

隔水管是深水鉆井的主要設(shè)施之一。隔水管是深水鉆井從浮式平臺(tái)至海床以下地層進(jìn)行鉆井作業(yè)的一個(gè)通道;隔開(kāi)海水,提供鉆井液循環(huán)的途徑。隔水管又是壓井管匯、截流管匯、水下防噴器液壓控制管匯和控制纜線的一個(gè)重要載體。隔水管懸重很大,以壁厚25mm、直徑21in(11in=0.0254m)管為例,每米約0.9t,在水深3000m處,空氣懸重為2700t,需裝設(shè)浮力塊,減輕90%-95%的重量,以達(dá)到作業(yè)條件。

上隔水管組包括導(dǎo)流器、伸縮節(jié)、張力環(huán)、上撓性接頭、中間撓性接頭和撓性壓井防噴管線等;下隔水管總成(LMRP)包括隔水管變徑接頭、撓性/球形接頭、環(huán)形防噴器、水下控制盒以及將隔水管系統(tǒng)和防噴器組連接起來(lái)的液壓連接器,LMRP提供了隔水管與防噴器組之間的可拆除連接。

深水鉆井防噴器及水下井口

深水鉆井防噴器與陸上近海防噴器功能類(lèi)似,為適應(yīng)深水環(huán)境有其特點(diǎn)。

防噴器壓力等級(jí)的選擇,主要根據(jù)地層壓力情況,通常選用10000psi或15000psi的壓力等級(jí)。深水鉆井防噴器組的控制系統(tǒng)有兩種,液壓控制和電控制。選擇控制系統(tǒng)要綜合考慮鉆井裝置定位方式、水深海況以及對(duì)井控的要求,其中控制系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間是一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。API RP16E中規(guī)定,應(yīng)在45s或更短時(shí)間內(nèi)關(guān)閉任何一個(gè)閘板防噴器,萬(wàn)能防噴器不超過(guò)60s,節(jié)流壓井閥開(kāi)啟和關(guān)閉以及解脫底部隔水管總成的時(shí)間都不能超過(guò)45s。因此,大于5000ft水深時(shí)控制方式大多選用電控系統(tǒng)。

深水鉆井作業(yè)時(shí),需隨時(shí)監(jiān)測(cè)井內(nèi)和隔水管內(nèi)的各種壓力,一般在萬(wàn)能防噴器上安裝低壓壓力監(jiān)測(cè)裝置;在節(jié)流管線上安裝高壓監(jiān)測(cè)裝置。在深水鉆井中考慮天然氣水合物的影響,防噴器組通常設(shè)置注入天然氣水合物抑制劑的注入孔。深水浮式鉆井平臺(tái)(包括鉆井船)防噴器組通常有5個(gè)閘板和2個(gè)萬(wàn)能防噴器。雙萬(wàn)能防噴器,一個(gè)為備用,上部萬(wàn)能防噴器是井控的主要手段。套管剪切閘板位于盲板下部以便剪斷套管后可以關(guān)井。這在套管遇卡或鉆井裝置需要應(yīng)急解脫時(shí)經(jīng)常能夠遇到。

深水水下井口。水下井口系統(tǒng)是水下鉆井和完井后安裝采油樹(shù)進(jìn)行采油(氣)生產(chǎn)的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ);它向下連接井筒,向上連接防噴器(采油樹(shù))。

水下井口主要由臨時(shí)導(dǎo)向基盤(pán)、永久導(dǎo)向基盤(pán)、低壓導(dǎo)管頭、高壓井口頭、套管掛以及配套作業(yè)工具和保護(hù)裝置等組成。

一般將高壓井口頭稱(chēng)為水下井口頭,其內(nèi)側(cè)用于支撐多層套管掛和油管掛,外側(cè)與防噴器(或采油樹(shù))相連,防噴器(或采油樹(shù))通過(guò)井口連接器連接在井口頭上。

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