钻井隔水管接头技术现状与发展建议

钻井隔水管接头是海洋钻井隔水管系统的关键部件之一,具有连接隔水管串、固定辅助管线、隔离管内外高压钻井液和海水等多种用途。从钻井隔水管接头的结构特点和使用性能上,介绍了国外钻井隔水管接头的主要技术现状,并从MR—6HSE型隔水管接头、CLIP隔水管接头及采用轻质合金材料的隔水管接头几个方面阐述了国外近几年在钻井隔水管接头方面的技术进步。最后对国内隔水管接头技术发展提出了一些建议,指出国内在隔水管接头的研究中应加强技术合作,跟踪国际先进技术,同时还要依托重大工程项目,实现自主创新。     

国外海洋钻井隔水管与国产化研究建议

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LoadKing型法兰式隔水管、MR-6HSE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。     

国外深水钻井隔水管系统产品技术现状与进展

针对海洋钻井装备的重要单元——海洋钻井隔水管系统,其技术与产品一直被国外专业公司所垄断,而国内相关报道较少的现状,介绍了深水钻井隔水管系统的组成及各部件功能,以及国外钻井隔水管主要供应商如Cameron公司、Vetco Gray公司、法国石油研究院IFP和Dril-Quip公司等的产品技术特点和部件主要功能。由于接头是隔水管单根之间的重要连接,快速接头是减少非钻井时间的重要技术,特别介绍了深水钻井隔水管的接头技术,主要包括Cameron公司的LoadKing和RF螺栓法兰接头,Vetco Gray公司的MR—6E和HMF接头,Dril-Quip公司的FRC和QMFC接头,以及IFP的Breech-blocktype接头等7种隔水管接头。可为我国开发具有自主知识产权的深水钻井隔水管系统提供借鉴。     

卡簧式钻井隔水管快速接头力学性能研究

为减少海上钻井作业事故的发生,开展了钻井隔水管快速接头力学性能研究。基于ANSYS建立了卡簧式快速接头抗弯强度计算模型,研究了SR30型快速接头卡簧端面角度、接头有效搭接长度及材质与接头结构极限抗弯承载力的关系。结果表明,卡簧式钻井隔水管快速接头的卡簧左端面对整个接头承载力影响要大于右端面;随着接头有效搭接长度增大,接头极限抗弯承载力明显提高;材质屈服强度越高,极限抗弯承载力越高。计算结果为钻井隔水管快速接头的合理设计提供了理论依据。     

双定位双密封隔水管快速接头设计计算及应力分析

根据某平台隔水管的结构形式和尺寸、管柱材料、水深和海洋环境参数等条件设计了1种双定位双密封快速接头。基于隔水管结构整体静力分析结果对接头局部进行了应力分析。结果表明设计的双定位双密封快速接头能够满足规范要求。     

钻井隔水管接头结构参数对其强度的影响研究

针对深水钻井隔水管快速连接接头在复杂环境载荷作用下容易发生强度破坏的问题,采用ANSYS软件建立了双卡簧式快速连接接头有限元计算模型,并结合隔水管在波流耦合作用下的整体瞬态动力响应结果对其进行强度分析,研究了接头结构参数对其强度的影响规律。分析结果表明,隔水管快速连接接头最大应力出现在外接头和上卡簧接触的下部位置,最大应力可达255 MPa,满足结构强度要求;双卡簧受力情况为上卡簧受力比下卡簧普遍要大,另外,双卡簧在顶部和右下角处容易产生较明显的应力集中现象。左端面倾角、右端面倾角和倒角半径对隔水管接头最大应力的影响非常显著。考虑到实际情况,接头左、右端面倾角最优值分别为50°和15°,而其倒角半径的最优值为2 mm。该分析结果可为深水钻井隔水管快速接头的设计提供参考。     

深水钻井隔水管系统关键技术研究与发展建议

针对深水钻井隔水管系统特点,分析了隔水管接头设计、隔水管材料、隔水管焊接、挠性接头挠性元件制造、隔水管试验和隔水管系统管理等关键技术,重点阐述了国内在隔水管关键技术研究方面取得的进展和突破,包括具有自主知识产权的隔水管接头快速连接技术、深水隔水管法兰接头用材料X80J、隔水管用X80级埋弧焊直缝钢管、高承载耐疲劳挠性元件制造、大直径厚壁管体全熔透焊接、隔水管载荷装置开发、隔水管系统管理等,对相应关键技术进行总结,并从加快隔水管系统自主配套出发,提出了若干建议。     

无隔水管钻井液返回管线对接接头设计与分析

钻井液返回管线对接接头对无隔水管钻井技术具有重要意义,由于国内无隔水管钻井技术发展缓慢,钻井液返回管线对接接头的研发尚处于起步阶段。鉴于此,针对南海1 500 m作业水深无隔水管钻井系统,设计了钻井液返回管线对接接头;同时提出无隔水管钻井液返回管线张紧力计算公式,计算了返回管线对接接头的张紧力载荷,并利用ANSYS有限元分析软件分别从张紧力载荷与海流载荷2种受力工况进行对接接头的强度校核。分析结果表明:对接接头满足无隔水管钻井工艺要求,强度符合要求,结构安全可靠;随着钻井液密度的增大,返回管线内径越大,对接接头所承受的应力越大。所得结果可为无隔水管钻井技术关键设备的设计提供理论依据。     

隔水管挠性接头试验装置设计

基于隔水管挠性接头的使用工况和功能特点,分析了隔水管挠性接头的试验内容与试验原理,设计了隔水管挠性接头试验装置。该试验装置包括3种类型的试验工装,分别用于水压试验、弯曲循环试验和载荷试验。重点介绍了弯曲循环试验工装和载荷试验工装的结构原理与使用方法。该试验装置可用于模拟隔水管挠性接头在海洋的工况并试验与研究,试验数据与结果可为现场使用提供参考依据。     

海洋钻井隔水管处理系统技术现状与关键技术

加大隔水管处理系统技术研究力度,快速实现该系统的国产化对推动我国海洋石油装备的全面发展意义深远。在介绍国内、外隔水管处理系统发展现状的基础上,对隔水管处理系统进行了技术分析,主要包括卧式隔水管处理系统和立式隔水管处理系统,并将两者进行了对比,其主要不同为存储方式对平台结构的影响、工作效率与安全性、隔水管移运吊机和存储指梁。我国要开发具有自主知识产权的隔水管处理系统,需攻克的关键技术有隔水管移运载荷分析、控制系统设计及系统安全性设计。建议我国从立式隔水管处理系统入手,研究试制其重要单元设备,逐渐形成系统开发,并最终达到成套开发的目的。     

SAGD快速启动技术现状及前景展望

SAGD快速启动技术是一种利用岩石力学扩容原理来增强SAGD启动性能的技术,是超稠油/油砂储层SAGD开发过程中预热阶段高效启动的重要手段。从油砂扩容机理、油砂扩容的增产增注机理、扩容与水力压裂的区别3个方面分析阐述了SAGD快速启动的技术机理,并回顾了国内外SAGD快速启动技术的发展历程。根据矿场实践,总结了SAGD快速启动技术"地质工程一体化设计、施工流程标准化、施工过程可视化"配套成果。通过储层物性及非均质性、地质力学参数及原位地应力条件对扩容启动过程的影响分析,提出了SAGD快速启动面临的技术挑战并指出发展方向。未来SAGD快速启动技术应持续攻关溶剂辅助扩容、边井辅助扩容、分段差异化扩容、脉冲式强化扩容等衍生技术,以进一步增强该技术的适应性,推动其纵深方向的发展。     

连续管震击工具技术现状及发展建议

连续管震击工具作为连续管作业管串的标配工具,在连续管打捞、冲砂、定向钻井、复杂井和深井等领域的应用越来越多。主要介绍了国外NOV、Baker Hughes、Weatherford、G-Force和Welltonic等公司震击工具的技术现状及结构特点,随后简要介绍了国内研制连续管震击工具的技术现状及不足,最后提出了我国发展连续管震击工具的几点建议。     

JY5300TXJ30/14型带压作业机的研制与应用

国外带压作业装置结构复杂,生产成本极高;国内的带压作业装置应用范围窄,作业压力级别偏低。为此,确定了新型带压作业机的设计方案,即整体移运液压传动电控集中操纵系统,研制出JY5300TXJ30/14型带压作业机。该作业机由主车和井口防喷器2大部分组成,通过底盘托架结合为一体,整机移运及现场安装非常方便。控制系统采用电、液集中控制,控制精度高,性能稳定。新型带压作业机到目前为止完成了25井次作业任务,结果表明,各项技术指标均达到设计要求,且作业机设计合理,操作方便,性能优越,具有很好的经济效益和社会效益。     

New-generation electric pumping unit with enhanced suction capacity

An NGPNA 3600-120 horizontal booster oil pumping unit designed to deliver oil or oil products from tanks to main pumps is shown. Special features of operation of the pumping unit and major technical and technological solutions incorporated in the design of the pump and its technical specifications are given.     

ZP495型转盘的研制与应用

为适应超深井钻机配套大型转盘的需求,研制开发了ZP495型转盘。该转盘的设计制造保留了传统系列转盘的特点,同时又从底座与锥齿轮副的加工工艺、润滑系统、密封结构、主补心结构等方面进行了创新设计。其中润滑方式采用小齿轮飞溅润滑,在输入轴两侧增加辅助油箱,且主、辅油箱相互连通;转台与底座间的动密封采用2道迷宫盘密封,输入轴端部动密封采用2道唇形密封圈;考虑到转盘通径大,首创性地设计出整体式补心。试验表明,ZP495型转盘的方案可行,结构合理,工作可靠,主要技术指标达到了设计要求。     

国产机械连接器在海底管道维修中的应用

机械连接器在海底管道维修领域已广泛应用,由于受到国外公司的技术垄断与技术封锁,机械连接器都依赖进口。文章介绍了首套国产机械连接器在海底管道维修中的应用,包括:国产机械连接器的使用背景,安装前的准备工作以及安装程序。安装过程包含了辅助工具的准备、管道直度和椭圆度测量、就位、螺栓紧固、自密封试验、防腐处理以及保护。该机械连接器的成功应用打破了国外专业公司的技术垄断,填补了国内空白,为机械连接器的国产化奠定了基础,具有很好的推广价值。     

控压钻井系统特性分析与关键工艺实现方法

在系统总结和对比分析国外控压钻井装备特点和技术特征后,重点介绍了国内首台PCDS-I精细控压钻井系统研制进展,阐述了装备结构组成和功能特点,同时开发了一套控压钻井钻进、接单根、重浆压井和起下钻等控压关键工艺实现方法。现场应用表明,该工艺方法动态压力控制精度高,钻进过程系统回压控制精度达到0.2 MPa,接单根、起下钻过程系统回压控制精度达到0.5 MPa,能满足现场控压作业要求。     

新型管道机械接头的试验研究

传统的已投产海洋石油平台工艺管道的维修、改造常采用焊接方式,此种修复方式需要动火作业,受到了油气易燃易爆等各种因素的严重制约。为此,研制了一种新型管道机械接头,该接头可不用动火作业实现管道的快速连接。以8 in新型管道机械接头为例,进行了多组液压、气密性、振动、爆破压力和脱拉试验。试验结果表明,新型管道机械接头的密封性和连接强度等性能均满足设计要求,通过了中国船级社(CCS)的机械接头设计认证。     

我国油气技术价值分享理论体系及其构建

为了适应中国特色社会主义分享经济的发展,遵从油气生产要素协同创造技术价值的基本特征,以及应对油气技术价值评估面临的重大挑战,基于分享经济、要素分配和技术创新等理论,从管理会计的视角探讨了我国油气技术价值分享理论体系的架构,确定了分享理论体系的设计思路与原则、建设目标和重要内容。研究结果表明：①油气技术价值分享理论建设的总体目标是形成具有中国特色的油气技术价值分享理论体系,为油气行业及国家有关部门准确评估油气科技绩效、提升激励水平,提供方法理论支持和决策参考;②油气技术价值的分享本质、分享方式与方法、分享机制、分享管理等一系列理论构成了油气技术价值分享的理论体系。进而根据中国油气产业的现状,提出了促进油气技术价值分享理论建设的措施：①加快油气技术价值评估制度建设;②建立支持油气技术价值分享的管理会计体系;③强化技术价值评估的组织与人才管理;④建立油气技术价值化的智能决策支持系统,加强技术价值评估成果的对外交流和传播平台建设。结论认为,建设油气技术价值分享理论体系有利于健全和完善油气科技创新驱动发展机制,可以为油气企业技术创新价值的评估和激励政策的制订提供理论基础和方法参考。     

旋扣套管吊卡设计及有限元分析

为了提高车载煤层气钻机下套管的作业效率,通过借鉴国外先进技术理念,结合国内现场应用情况,提出了新的旋扣套管吊卡设计理念。在介绍旋扣套管吊卡结构和工作原理的基础上,利用有限元软件对旋扣套管吊卡的上连接短节、连接板和吊卡总成进行了力学分析。针对旋扣套管吊卡的承载能力开展了地面试验。试验结果表明,经过反复600 kN载荷的施加,装置未见明显的变形和磨损,说明旋扣套管吊卡能满足1 000 m井深车载煤层气钻机的下套管要求。