采油平台采油树及管汇的设置

采油树和管江是采油平台上的关键设施。通过对以前采油权才管汇设计得失的分析和研究，试图找到一种较为完善的井口和管汇的设计模式，以解决简易井口平台设计中间距愈来愈小所上发的问题。     

一种新型井口保护器的研制与应用

为解决海上油田采油树耐压等级低,难以在不更换井口装置的情况下进行施工压力高于采油树耐压等级的解堵措施作业问题,开发应用了一种新型井口保护器。这种井口保护器将施工管汇与油管悬挂器连接,高压液流与采油树内腔完全隔绝,使施工液体不经过采油树而直接进入井内,从而实现了对采油树的保护。新型井口保护器具有结构简单、操作和维修保养方便、占用空间小、动用物资少、密封可靠、安全性高、通用性强等特点,尤其适用于海上平台使用。实践表明,使用新型井口保护器能保证高压作业的顺利进行,高压作业后,采油树试压合格并能正常安全使用,使用井口保护器将大大节约井口装置更换费用和修井费用,缩短了作业周期,提高作业效率,可进一步推广使用。     

海洋钻机模块井口压力管汇系统设计的分析

井口压力管汇系统作为海洋石油平台钻机模块的重要组成部分，其设计理念与陆地钻机井口压力管汇有很大的不同。介绍了海洋石油平台钻机模块井口压力管汇系统设计必须遵守的规定要求，提出了海洋石油平台钻机模块井口压力管汇系统基本的设计原则。以南海HZ19—3海洋钻井平台的井口压力管汇系统为例，对高压钻井液立管管汇、固井水泥管汇和节流压井管汇的流程设计进行了分析与探讨。     

井口区限位防护装置研究

某平台由于总体布置的局限性导致在平台采油树安装后,组块吊装套井口时,组块甲板结构与采油树距离过小,存在碰撞采油树的风险。为解决这一难题,本文设计了井口区限位防护装置,其防护结构型式简单、轻便,能够适当防止组块吊装时碰撞采油树,为本项目的吊装提供保证,同时为海洋平台其他限位防护设计提供借鉴。     

海上天然气平台高压井口管汇设计

随着海洋石油勘探开发逐步向高压、深水进军,海上油气平台常规压力井口区管汇设计已不再适用于高压气井的开发,需要研究一种高压井口管汇设计方案。通过与陆地油气田的对比、全压与降压方案对比、安全完整性等级(SIL)分析以及对海洋平台调研分析,得出了全压井口管汇设计方案;通过对管汇全压设计的技术难点的分析和研究,如管道和阀门选型、阀门布置、阀门采用标准等,得出了管汇全压设计高压阀门的选择依据和技术要求。     

石油与天然气井口设备

《石油与天然气井口设备》是近年来苏联出版的一本介绍油气井井口设备的工具书。该书系统地全面地介绍了防喷器、套管头、采油树、管汇、井口操纵装置、专用工器具等全套设备和工具的工作原理、结构特点、安装和使用方面的注意事项,以及主要零部件的设计计算方法。本刊组织摘译了该书中的“自喷井井口装置”、“套管头”、“井口装置的零部件”和“防腐井口装置”等四部分,自本期起陆续刊登,供读者参考。     

基于CAESARⅡ软件的井口管道优化设计与疲劳分析

井口区是海洋石油井口平台安全等级最高的区域,井口管道布置和支架设计是否合理,直接影响整个平台的安全。井口平台投产后发生采油树上升现象,如果不采取适当措施,将会造成管道应力超标、管道支架脱空和井口管道疲劳失效。为了有效解决采油树上升产生的问题,以某海上气田项目井口管道布置方案为例,应用CAESARⅡ管道应力分析软件优化井口管道布置,编制了应力分析和疲劳分析工况,详细介绍了井口管道应力分析和疲劳分析的计算方法和分析思路,校核了持续应力、位移应力、偶然应力和疲劳应力,评估了采油树油嘴和G-Clamp卡箍的受力情况,为井口管道布置和计算提供工程参考。     

深水水下采油树界面系统模拟测试技术分析

针对深水水下采油树处于高压、低温等严苛的海底工作环境且采油树内部流动着高温高压高腐蚀性流体的特性，形成验证井口和采油树匹配性的水下采油树-水下井口界面系统模拟测试技术。该技术通过自主化测试工桩及设计步骤，采用虚拟装配和集成测试实现水下采油树与水下井口密封性能、连接界面物理匹配、倾斜测试等的检验，保障采油树海上安装时的可靠性。技术成果成功运用于国内多个气田项目采油树SRT接收测试，具有广阔的发展空间和应用前景。     

深水采油树井口连接器锁紧机构设计研究

分析了水下采油树的关键部件——井口连接器的功能、类型及结构.针对水深300 m、设计压力为34.5 MPa(5 000 psi)、设计温度为-18～121℃的卧式采油树,根据ISO 13628 4和API17D相应规范,在考虑井口结构、目标油田油藏特性和环境参数的基础上,设计采油树井口连接器,并对关键部件C型锁紧环所需要的液压锁紧力进行计算分析;利用ABAQUS软件对液压锁紧力进行验证和强度校核.计算结果表明:所设计的锁紧机构满足井口连接器和水下采油树的需要.     

深水刚性跨接管设计的主要影响因素分析

水下跨接管通常用于连接管线与管汇、管线与采油树、管汇与采油树、管线与立管等,是水下生产系统重要的连接元件。从深水跨接管的优化设计的目的出发,提出了影响深水跨接管设计的主要因素,包括几何形状、功能要求、连接器、涡激振动、地质灾害、容许误差、安装要求、规范等。研究了上述因素对深水跨接管设计的影响规律,在此基础上阐明如何合理选择设计参数,旨在为深水跨接管的优化设计提供参考。     

一种海上平台井口控制盘优化方案

井口控制盘是海上油田生产过程中的重要设备:主要用来控制采油树上的井上安全阀（SSV）和井下安全阀(SCSSV)的开启和关闭,另外还兼具紧急关停、采油树易熔塞回路控制的安全保护等功能。井口控制盘在保障油井安全、平稳生产中发挥着至关重要的作用。为了保证井口盘能够连续、长期运行,该文主要对井口盘原理及现状进行研究。找出了井口盘设计功能上现存的缺陷,并结合实际情况,提出了一种井口控制盘功能的优化方案。     

适度防砂井采油树冲蚀作用的分析与认识

针对渤海油田在适度防砂井日常生产过程中所面临的井口冲蚀问题,通过结合渤海油田常用采油树类型,建立相应的CFD模型,并采取非均匀结构化网格划分;分析了不同产液量、含砂量及砂粒尺寸对流道冲蚀分布轨迹状态,以确定井口采油树受冲蚀磨损的关键区域.结果表明,出砂含量的增加会加剧采油树内壁特定区域冲蚀范围的集中,出砂粒径变化会导致...     

基于FTA定性的简易水下井口设计可靠性分析

水下井口作为水下生产系统的核心装备,下端连接导管和套管,上端支撑防喷器组和水下采油树等水下装备,是整个水下生产系统的重要组成部分。特别是在浅海作业环境中,外部易受到风浪影响,一旦发生失效,将会造成严重的后果。基于浅水水下井口的结构特点,建立了水下井口失效事故树模型(FTA),划分了基本事件和最小割集,分析了基本事件结构重要度,对水下井口装置关键部件的风险程度进行了评估。结果表明:低压井口头、环形密封总成、高压井口头、套管悬挂器、防磨补芯装置和导向基座是水下井口设备发生失效的关键部件。针对失效关键部件提出设计优化建议,从而提高海洋油气生产的整体安全可靠性。为建立一套适用于浅水简易水下井口及采油树风险评估与安全可靠性技术体系提供了重要参考依据。     

井口平台的新型水下基盘结构及其模型分析

为了降低海冰对井口平台的影响,根据胜利埕岛油田已有井口平台的结构型式,以CB246井口平台为例,优化出一种新型水下基盘结构,该结构的创新点是采用了引导管和水下基盘相结合的结构型式。利用SACS软件对隔水管与水下基盘结构间的灌浆与非灌浆连接结构型式分别进行分析计算,结果表明,井口平台水下基盘灌浆连接结构更适合于埕岛海域,该新型水下基盘结构已在埕岛油田多座井口平台得到推广应用。     

水下采油树与永久导向基座对接过程的动力特性

永久导向基座(PGB)是保证水下采油树在海底与水下井口对接的重要基础结构,因对接过程中波流扰动复杂,给水下采油树的安装带来巨大挑战和安全隐患。建立了工程船-钢丝缆绳-水下采油树-永久导向基座的耦合系统受力分析模型,基于微元法和六自由度方程分别对钢丝缆绳和水下采油树进行了动态响应分析。同时,针对南海X油田实际海况建立了水下采油树与PGB对接过程的数值模型,对最为危险的第Ⅰ阶段和第Ⅱ阶段开展了不同海流对水下采油树安装姿态和PGB的受力影响分析,揭示了导向桩出现压顶或脱离现象的机理成因,探究了不同对接阶段船舶升沉与海流激励下水下采油树与永久导向基座对接过程的动态响应规律,并选取不同时期工况对PGB进行了强度校核。结果表明,在第Ⅰ阶段,采油树更易与PGB 1号导向桩产生压顶和脱离现象;在第Ⅱ阶段,采油树更易与PGB 4号导向桩产生压顶和脱离现象;两个阶段PGB的导向桩均满足强度要求,处于安全工况。研究结果已在中国南海油田采油树PGB导向安装中得到有效应用。     

带压更换采油树技术

为解决传统方法更换生产井和注水井采油树下总闸门时存在的施工周期长、作业成本高、易造成储层污染的问题,进行了带压更换采油树技术研究。从封堵油管、密封井口、下入和起出油管堵塞工具入手,设计了能承压35 MPa的油管堵塞器,抗拉240 kN的打捞筒,最大拉力157 kN、最大推力227 kN的双向液压缸和抗内压70 MPa、密封压力35 MPa的防喷管等关键工具,制定了带压更换采油树工艺流程,形成了带压更换采油树技术。带压更换采油树技术在大港油田ZH4×2井进行了现场试验,与未应用该技术的油井相比,占井周期缩短约20 d,提前恢复注水约400 m3,节约费用约7.8万元,并且有效避免了储层污染,保持了油藏的注采平衡。这表明,带压更换采油树技术能显著缩短作业周期,降低作业成本,具有广泛的推广应用前景。      

普光气田高含硫气井带压更换采气树工艺技术

采气树在使用过程中如出现腐蚀、泄露、机械故障等而又无法在线修复的情况,则需要进行整体更换。但像四川盆地普光气田这样孔、洞、缝较发育的酸性碳酸盐岩气藏,若采用先压井再整体换装采气树的方法会造成储层的二次污染,很难再恢复到修井前的气井产能。为此,考虑作业安全和生产实际,研究形成了"两封堵一隔离"带压更换采气树工艺:①安装地面泄压放喷流程,进行整体更换采气树演练,准确测算所需的时间;②关闭井下安全阀,通过泄压放喷管线排放井下安全阀以上通道内气体,进入放喷池点火燃烧,将井口油管压力泄至0;③连接液氮泵车按照测算量向井筒顶替液氮;④安装双向背压阀,利用送取工具,将背压阀安装在油管悬挂器内的背压阀座面,封堵油管;⑤整体更换采气树,试压合格后按照操作规程取出双向背压阀。现场成功应用2口井,很好地解决了高含硫气井不压井更换采气树的技术和安全控制难题。     

井口平台压力泄放系统的优化

压力泄放系统是确保平台安全生产的不可缺少的辅助系统,其作用是接收并释放平台上油气设备排放出的气体和液体,并对它们进行必要的处理。随着“三新三化”方针的贯彻,一些井口平台的泄放量减少了很多,这些平台有必要对传统的压力泄放系统进行优化,以降低成本。     

海洋水下井口回接装置技术现状及结构分析

海洋水下井口回接装置是海洋水下井口进行回接作业的关键设备,该装置用于隔离海水,为生产平台和海洋水下井口建立油气通道。介绍了回接作业程序,简述了回接装置的技术现状,并针对3种国外海洋水下井口回接装置的结构特点进行了分析,总结出回接装置将向高压、安全可靠、标准化、系列化的方向发展。     

Resin Plug Application on Subsea Wells as A Suspension Barrier

A subsea wellhead equipped with obsolete vertical Christmas tree needs to be suspended for subsea tree recovery and subsequently to be permanently abandoned. Due to obsolete Christmas tree design combined with tubing inaccessibility issue,conventional subsea intervention method for setting downhole mechanical plug barriers with a semisubmersible rig or a riserless light well intervention vessel is not feasible to suspend the well. Attempt was made to suspend the well from a riserless light well intervention vessel by setting tubing mechanical plugs in 2017,but the mandrel of the tree running tool (TRT) was sheared off accidently while landing the TRTsubsea intervention lubricator (SIL) on the subsea tree. Due to resin's superior mechanical and rheological properties,resin was evaluated as a well suspension material to create a suspension barrier. Resin plug was deployed successfully from a dive support vessel (DSV) across the perforations to allow the tree removal at cost effective manner. Resin plugging demonstrates a new approach at well PA area.