剪切流作用下隔水管涡激振动响应机理

开展剪切流作用下隔水管涡激振动实验,分析剪切流作用下隔水管涡激振动特征参数及振动响应机理。实验中基于光纤光栅传感器测试技术采集剪切流作用下隔水管在流向和横向的涡激振动响应,实验数据处理时消除了实测信号中隔水管轴向预张力的影响并采用模态分析法求取隔水管位移响应。实验数据分析表明,剪切流作用下:隔水管不同位置处同一方向涡激振动响应频率一致;涡激振动锁定现象发生在涡泄频率对应的最大阶次固有频率附近且涡激振动受该阶次固有频率主导;受模态竞争的影响,剪切流涡激振动呈现多频响应形式;隔水管在流向的主导频率是横向主导频率的2倍;受相位角影响,实验中隔水管单个振动周期的运动轨迹呈扁斜"8"字形,多个轨迹重叠后呈"新月"形。图8表1参27     

深水油气井筒环空注氮控压机理

通过深水井筒环空圈闭压力影响因素分析,结合环空圈闭介质温度、压力特性室内模拟实验,提出环空注氮气控制圈闭压力的方法。受深水井身结构及水下井口系统限制,技术套管和生产套管固井后存在较长的自由段套管环空,由水基、合成基或油基钻井液充填,油气测试、生产过程中,套管环空圈闭液体受井筒流体影响温度显著升高,圈闭液体受热膨胀出现圈闭压力。实验表明:圈闭流体热膨胀系数和等温压缩系数是环空圈闭压力关键影响因素,圈闭压力对圈闭介质类型(液、气)敏感度差异极大;向套管圈闭环空注入5%~20%体积分数的氮气,可以有效控制圈闭压力。现场实践表明:环空注入氮气的圈闭压力控制方法操作方便、可靠性高,能保证深水油气测试、生产过程井筒安全。     

深水钻井喷射下导管排量设计方法

深水钻井喷射下导管过程中,为预防导管安装不到位或导管承载力恢复时间过长,需要根据海底土质参数对喷射排量进行合理的设计。基于淹没水射流理论及海底弱胶结土质破坏准则,建立了满足破土能力的最小喷射排量计算模型。采用φ339.7 mm导管进行了喷射下导管的模拟试验,分析了排量对水力破土效果及表层导管承载力的影响规律。结果表明:当喷射排量小于最小喷射排量时,导管下入速度缓慢;当喷射排量大于最小喷射排量时,导管下入速度随喷射排量增大快速增大;导管承载力随喷射排量增大呈指数降低,当喷射排量超过1.2倍最小破土排量时,导管承载力降低幅度达到最大。根据最小喷射排量计算模型和模拟试验结果,建立了基于"水力破土能力、导管承载力"双因素约束的喷射排量设计方法。在南海22口深水油气井的应用表明,采用该方法设计喷射排量,可以提高导管喷射下入效率,保证导管稳定。      

深水钻井船临时系泊稳定性设计

通过对深水钻井船锚链加钢缆混合定位方式的系泊稳定性研究,得出系泊模型的完整性与仿真程度决定系泊设计的精度;采用国际通用设计标准可降低深水系泊的系统风险,并通过历史资料数据库评估钻井船和锚运船间载荷分配等结论,对深水钻井作业具有-定的指导意义.     

南海深水表层导管水下打桩安装技术适应性分析

为了提高深水钻井表层导管施工的安全性和时效性,针对深水浅层钻井难题,基于锤击沉桩原理,通过理论分析和工艺研究,对深水钻井表层导管水下打桩安装技术进行了分析。深水钻井表层导管水下打桩安装技术采用水下液压打桩锤系统将表层导管锤入地层,可在工作船上实施作业,不占用钻机时间。针对我国南海深水浅层地质特点和油气开发需求,对该技术在南海深水钻井表层导管施工作业的适应性进行了研究。结果表明,与目前采用的表层导管钻孔/固井和喷射法安装技术相比,水下打桩技术可分别节省65%和43%的作业时间、79%和46%的作业费用。表层导管水下打桩安装技术可有效提高深水浅层钻井的安全性和经济性,对我国南海深水钻井表层导管施工具有很好的适应性。      

台风作用下锚泊定位半潜式钻井平台动力特性研究

南海台风活动频繁,严重影响着锚泊定位半潜式钻井平台的作业安全。采用水动力学计算软件 ANSYS-AQWA,基于三维势流理论和莫里森方程,建立了平台-锚泊系统耦合动力分析模型,开展了台风作用下的平台漂移分析和锚泊系统安全性评估。分析结果表明:当锚泊系统完整时,平台的平均漂移量与最大漂移量均超出API规定的许用值,需停止钻井作业并准备解脱,但锚链不会发生断裂。如果锚泊系统中安全系数最小的锚链发生断裂,平台的漂移量明显增大,锚泊系统最小安全系数明显减小,局部情况下锚链易相继断裂并造成连锁反应。研究表明,提出的相关方法和得出的结论可为极端天气下锚泊定位浮式装置的安全评估提供参考。      

南海超深水井口系统切割回收技术研究与应用

随着海洋石油勘探开发向深水区迈进,超深水探井的弃井作业也随之而来。分析了超深水水下井口系统切割回收技术难点,设计了切割钻具组合,研发了国产化的外悬挂螺杆动力水下井口系统切割回收工具,并对重要作业参数进行匹配研究。在水深1 901 m的YL8-1-2井作业,仅用11 h完成了508 mm×914.4 mm(20英寸×36英寸)水下井口的切割,并顺利回收。可为我国海洋石油相关作业向深水进军提供借鉴。     

人造海床(ABS)技术

随着世界各国对资源需求的增加及陆上和海上浅水区油气发现难度的增大,促使石油界不断加大对深水区的勘探。但高昂的作业成本和设备要求,尤其是深水钻井船数量有限等诸多因素也制约了深水油田勘探开发。鉴于此,挪威技术开发公司Atlantis Deepwater Technology Holding(ATDH)提出一种全新的深水观念——人造海床ABS(Artifical Buoyant Seabed)技术。该技术应用浮筒浮力原理人工提高海床,实现了浅水设备在深水勘探和开发中的应用,从而大幅度地降低作业成本,便于有效地维修井口和开发边际小油田,同时避免了浅层气和泥线处低温高压对海底设备影响等安全问题,缓解了深水勘探开发与钻井船数量有限的矛盾。文中简要介绍人造海床技术的观念、应用、优点及施工工艺等,该技术有望在中国南海得到很好的应用和发展。     

2006年河北省石油和化工行业概述

近两年,河北省石油和化学工业总体保持了稳定发展的良好态势,生产、销售、效益等方面都保持了较快地增长.工业总产值、增加值、销售收入、利润等主要指标均有较大幅度提高.     

南海内波流对深水钻井的影响及对策

针对深水钻井过程中遭遇内波流后可能产生的平台位移、隔水管损毁等问题,分析了南中国海内波流的规律特征,并基于内波流对钻井平台、隔水管及水下井口安全造成的影响,通过多普勒声波测速仪及电导率温深仪,建立内波流早期预警系统,结合现场作业,制定了钻井平台应对内波流的技术方案,对南中国海内波流后续调查研究工作提出了建议。