海洋钻井隔水管系统配套技术研究.pdf

2010年第39卷
石油矿场机械
第7期第12页
OIL FIELD EQUIPMENT
2010,39(7):12~15
文章编号:1001~-3482(2010)07-0012-04
海洋钻井隔水管系统配套技术研究
王定亚,李爱利
宝鸡石油机械有限责任公司,陕西宝鸡721002)
摘要:分析研究了海洋钴井隔水管技术的发展现状、钻井隔水管系统组成及其单元部件功能和结构
特点,并从3个方面分析了海洋钻井隔水管的发展趋势。
关键词:钻井隔水管;现状;配套技术;结构特点;发展趋势
中图分类号:TE951
文献标识码:A
Study of Marine Drilling Riser Supporting Technology
WANG Ding-ya, LI Ai-li
(Baoji Oilfield Machinery Co., 1td, Baoji 721002, China)
Abstract The marine drilling riser technology development status, details of the drilling riser sys
tem composition and their cell components function are outlined, while the marine drilling riser
supporting technology and structural characteristic are carefully studied. Finally, the development
trends of marine drilling riser from three aspects are analyzed.
Key words: marine drilling riser; present development status; supporting technology; structural
characteristic: trend
海洋钴井隔水管是海洋深水油气勘探开发中的
1技术发展现状
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
海洋钻井隔水管技术起源于20世纪40年代末
多个国家的普遍关注,尤其在欧美等发达国家发展期,当时设计者的想法仅仅是为海洋钻井提供一
速度很快。钻井隔水管通常在海洋勘探钴井工作中
钻杄导管和泥浆、钻屑的回路。20世纪50年代末
的主要功能是隔离外界海水,用于钴井液循环、安装期,在加利福尼亚的近海, Offshore公司在D1号钻
井船上,首次成功地使用了一个真正意义上的隔水
水下BOP、支撑连接各种控制管线(主要包括节流
管,配备有顶部伸缩接头;20世纪60年代,随着技
和压井管线、泥浆补充管线、液压传输管线等),以及
术的进一步发展,隔水管增加了节流管线和压井管
起到钻杆、钴井工具从钴台到海底井口装置的导向线,使其功能更加齐备?,从此,隔水管技术才真正
作用。随着全球范围内海洋油气勘探开发工作不断开始进人了一个比较系统的发展过程;近年来,随着
向深水领域进军,受海洋风、浪、流等恶劣环境和气世界范围内海洋勘探钴井发展的需要及技术的不断
候的影响,研究和开发具有高技术、高难度和具有高进步,海洋钻井隔水管无论从适应海水的深度,还是
可靠性的海洋钴井隔水管及其系统已成为一个新的系统整体配置而言均发生了巨大变化,不仅系统配
亮点2。
套更加完备,功能更加齐全,而且适应水深能力已经
收稿日期:2009-12-30
基金项目:国家高技术研究发展计划(863计划)“深水钻井隔水管系统技术研究”(2008AAO9A106)
作者简介:王定亚(196),男,陕西陇县人,高级工程师,硕士,1989年毕业于西北工业大学机制专业,曾从事抽油机、钻井
泵、石油钻机等产品设计研究工作,现从事海洋装备技术研究开发工作, E-mail: hys_wdy@ bomco,cn
第39卷第7期
王定亚,等:海洋钴井隔水管系统配套技术研究
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超过3000m等
作业隔水管系统的长度;卡盘和万向节配套使用,安
目前从全球范围来看,具有较强海洋钻井隔水装位置位于钴井井口转盘上方,卡盘主要用于隔水
管开发能力的国家为数不多,仅海洋钴井隔水管及管单根连接安装时的夹持和支撑,万向节用于补偿
系统配套而言,其生产供应商主要集中在美国、挪(平衡)隔水管在海流作用下的偏移并保证隔水管与
威、法国、俄罗斯等部分发达国家。美国GE- Vetco钻井平台的连接垂直;分流器安装在隔水管上部,下
Gray公司和 Cameron公司是当前世界上最大的海方连接隔水管伸縮接头,主要用途是用来关闭海洋
洋钻并隔水管生产制造厂,不仅系统配套设施完善,立管连接的垂直流路,并引导井流离开钻台的装置;
系列规格较全,且以生产制造深水钻井隔水管技术伸缩接头和张紧环在工作时呈一体式结构,张紧环
见长;法国于20世纪80年代由法国石油研究院安装在伸缩接头中部,提供隔水管与张紧器安装连
(IFP)和 Framatome公司联合开发了夹式隔水管;接接口,伸缩接头由内筒和外筒等关键零部件组成
俄罗斯ZAO公司于1996年开始研究用铝合金隔水主要克服和补偿隔水管工作时钻井平台随波浪引起
管来满足深水和超深水钻井等?;挪威 Akerk-的上下颠簸,保持隔水管在海水中的稳定性;挠性接
verner公司、美国国民油井公司 NATIONAI也生头随水深和海况条件在隔水管系统中的配套形式有
产制造不同形式和规格的钻井隔水管。
所不同,通常有上部、中部、下部挠性接头之分,主要
我国由于起步较晚,至今在海洋钻井隔水管研作用是克服并防止隔水管串受海流的作用发生弯曲
制方面处于空白状态。多年来,我国虽然在海洋钻及平台移动引起系统偏移时的有效连接,以改善和
井隔水管理论研究方面作了一些工作,并在隔水管减少隔水管局部弯曲应力等;隔水管灌注阀是一种
维修方面积累了一定经验,但一直未能进人实质性用来防止隔水管中泥浆意外流失事故发生时可自动
的产品开发阶段,其主要原因一方面与国内自身工向隔水管中灌注海水、以防隔水管损坏及井壁坍塌
业基础条件较差等因素有关外,更重要的是我国缺等事故发生的装置。另外,为了满足水下BOP系统
乏专业的研究机构和人オ资源,这是制约国内该技有效控制和满足泥浆流速控制等功能需要,隔水管
术发展的主要因素。近年来,随着国家对海洋油气上安装有节流、压井管线和泥浆增压管线、液压管
勘探开发力度的不断加大及我国对海洋石油装备技线等
术的快速进步,以国家863项目“深水海洋钻井隔水
管系统技术研究”课题为依托,研究和开发属于我回3配套技术及特点
具有自主知识产权的海洋钻井隔水管已具备一定的
钻井隔水管系统的基本配置如图1。由图1可
条件,这必将为满足我国日益发展的海洋钻探装备知,海洋钴井隔水管系统配套单元设备相对较多,且
技术开发需求及打破当前国外技术垄断奠定良好的系统配置随海况、地层条件、钴井工作水深及平台
基础。
(船)结构形式的不同,其配套方式也存在一定的
差异。
2系统构成及功能
海洋钻井隔水管系统通常由海洋钴井隔水管单
卡盘
根、节流/压井管线、辅助管线、隔水管短节、卡盘、万
》万向节
向节、分流器、伸缩接头、张紧环、终