渤海油田自升式钻井平台就位精准选型技术

针对渤海油田就位条件的复杂化给自升式钻井平台在就位作业时带来的升船能力、覆盖能力、防碰避让、插桩安全等问题,即实际作业中经常出现自升式钻井平台作业能力与生产平台实际参数不匹配的问题,总结多年的就位选型经验,建立包括水深、气隙、覆盖能力等指标在内的精准选型计算公式和数学模型。现场应用效果表明,精准选型技术可安全、快速、精准地解决渤海油田自升式钻井平台开发井和调整井安全高效就位技术难题,对渤海海域就位作业具有较好的指导和借鉴意义。     

倒置型长基线技术在自升式钻井平台精确就位中的应用

在海上油气生产开发钻完井作业中,通常需要将钻井平台精确引导至已有水下井口目标的位置,这要求水下相对定位能够达到厘米级的高精度。然而,常规的水面、水下定位技术无法满足高精度作业要求,为实现钻井平台精确就位目标,采用创新式倒置型长基线阵列倒置技术应用于自升式钻井平台精确就位中。重点研究该技术在水下定位中的工作原理、在自升式钻井平台精确就位中的具体应用,分析倒置型长基线技术与常规长基线技术在钻井平台精确就位方面的应用优势,制订海上实施步骤,并完成技术验证试验。     

海上安全就位风险识别技术在渤海油田的应用

介绍井场调查高分辨率数字地震探测技术、海上静力触探试验(Cone Penetration Testing,CPT)技术和海底声呐扫描技术,采用先进技术识别自升式钻井平台插桩就位风险,并制定安全就位措施,对海上就位作业具有较好的指导意义.以PL15-2和BZ25-1等油田为应用实例,解决钻井平台的就位难题,顺利实施勘探计...     

新型多功能桩基试验系统的研制

桩基稳性对自升式钻井平台作业安全影响很大。国内针对桩基稳性的研究较少,更缺乏相应的试验装置。为此,设计了新型多功能桩基试验系统。该系统可以开展自升式钻井平台插桩、拔桩和穿刺等常见的桩基稳性试验研究,为自升式钻井平台在作业区域插桩深度、拔桩阻力的准确预测以及穿刺机理的深入研究提供了一个良好的试验平台;加装冲桩系统后,还可以开展自升式钻井平台拔桩时的冲桩效果分析和采用冲桩的方式主动穿透硬地层机理研究,扩展了试验系统的功能;能方便、快速地模拟自升式钻井平台作业过程中桩基与海土的相互作用,从而为自升式钻井平台能否到某区域特别是陌生区域作业的快速决策提供有力的技术支持。     

海洋环境载荷对自升式平台就位的影响

海洋环境载荷的影响会导致自升式平台就位位置与设计位置发生偏差。针对自升式平台就位位置偏差问题,通过分析自升式平台就位过程与步骤,得到海洋环境载荷中海流载荷为影响自升式平台精确就位的主要原因。以东海某自升式平台为例,结合自升式平台桩腿桁架结构特点,利用桩腿受海流载荷作用的特征面积法和结构力学中悬臂梁弯曲理论,建立了自升式平台桩腿受海流载荷时桩腿挠度计算模型,对比分析了该计算模型得到的就位偏移量与数值模拟结果。结果表明,利用本文建立的平台最大偏移量计算模型得到的自升式平台就位偏移量与数值模拟结果吻合,可指导自升式平台精确就位作业。     

扩大自升式钻井平台使用范围的新方法

在固定平台上安装钻机钻生产井,需建造大的固定平台,工程费用高;在自升式钻井平台槽口中插入较小的导管架平台钻井,对海况要求高,就位时风险大,且钻井数量有限;悬臂式钻井平台在井数不太多、水深不太深的固定平台上钻井很成功,但在要求打井数量多,横向布井多时,不得不多次就位,留下诸多脚印,对钻井平台的安全构成威胁。在水深增加和生产井数量增多,用以上方法均受到限制时,作者提出对90m自升槽口式钻井平台稍加技术改造,将钻机滑移到井口平台上钻井的一种扩大自升槽口式钻井平台使用范围的新方法。     

大比尺自升式平台插拔桩试验系统研制及验证

自升式平台顺利插拔桩对其安全作业具有至关重要的作用。根据插拔桩问题主要控制方程的相似,推导了1倍重力加速度模型主要物理量的相似系数,建立了主要由土池、加载装置、原位测量装置、冲桩系统和测量系统组成的大比尺自升式平台插拔桩试验系统。该系统可以模拟自升式平台插桩、冲桩和拔桩,能够测量插拔桩深度和阻力,监测桩靴底部孔隙水压力的变化。运用该系统进行了初步插桩试验和边冲边拔的拔桩试验,将插拔桩阻力与规范和相关经验公式进行了对比,验证了系统的有效性和准确性,研究了桩靴底部孔压的分布规律以及孔压和插桩阻力的变化关系,证实了冲桩可以减小拔桩阻力的显著效果。本文研制的大比尺自升式平台插拔桩试验系统为进一步研究自升式钻井平台的插拔桩阻力和冲桩效果提供了基础,有利于保障自升式钻井平台的作业安全。     

中国近海自升式钻井平台选型影响因素分析

中国近海油气产量高速增长,带来了钻完井工作量的剧增,致使自升式钻井平台数量不足的矛盾突显。本文从自升式钻井平台类型和特点入手,揭示了自升式钻井平台选型所考虑的水深条件、海底地质条件、钻井能力以及海况条件等因素之间的相互关系,提出了通过自升式钻井平台选型能够避免钻井平台作业风险和提高自升式钻井平台利用率的研究思路。     

一种鸡蛋壳地层穿刺监测与预警结构及其作业方法

为了解决自升式钻井平台插桩遇“鸡蛋壳”地层发生穿刺导致船体失稳这一世界性难题,中国海洋石油工程技术人员创新性地提出了一种鸡蛋壳地层穿刺监测与预警结构及其作业方法。针对自升式钻井平台在南海多个油田的复杂地层插桩发生穿刺、桩基失稳等情况,通过在自升式钻井平台桩腿桁架上加装静力触探结构,在桩靴底部进行CPT试验,记录桩靴以下包含鸡蛋壳层段在内的地层参数,定量分析穿刺发生的可能性,从而对可能发生的穿刺提出预警,及时对就位插桩作业做出调整。数值模拟计算结果表明,该结构与作业方法可靠有效,对理论计算存在穿刺的地层进行了准确的监测与预警,有效避免了穿刺的发生,对插桩安全控制起到了积极作用,提高了海上大型设备安全。     

扩大自升式粘井平台使用范围的新方法

在固定平台上安装钻机钻生产井，需建造大的固定平台，工程费用高；在自升式钻井平台槽口中插入较小的导管架平台钻井，对海况要求高，就位时风险大，且钻井数量有限；悬壁式钻井平台在井数不太多，水深不太深的固定平台上钻井很成功，但在要求打井数量多，横向布井多时，不得不多次就位，留下诸多脚印，对钻井平台的安全构成威胁。在水深增加和生产井数量增多，用以上方法均受到限制时，作者提出对９０ｍ自升槽口式钻井平台稍加技术     

自升式钻井平台就位时老脚印对桩靴性能的影响分析

由于受到老脚印影响,自升式钻井平台在老脚印附近位置就位时桩靴不可避免地要受到变化的偏心荷载作用,严重威胁着平台的就位作业安全。对自升式钻井平台在老脚印附近位置就位过程中桩基土体破坏机理受老脚印的影响进行了分析,在此基础上,根据桩靴不同阶段的受力特征将就位过程抽象为4个阶段,并以这4个阶段为4种不同的工况,对老脚印对桩靴结构性能的影响进行了分析。结果表明,自升式钻井平台就位过程中桩靴着力一侧桩腿、弦杆连接区杆件的应力较高;随着桩靴不断压入地层,桩靴底部承载面积增大,桩靴内部构件所受剪切应力显著减小:桩靴压桩至原有老脚印底部,受地层水平向强度分布不均的影响,较硬地层一端的组合应力并未因桩靴与桩基土体接触面积的增大而减小,相反由于端部硬地层的作用而大幅度增大,就位作业时应予重视。     

基于Usfos的非线性分析程序研究海洋平台的极限承载力

海洋平台极限承载力研究一直是平台结构安全评估的最重要部分,越来越受到人们的关注。以"勘探二号"自升式钻井平台为研究对象,利用非线性分析USFOS软件分析计算了该平台的极限强度,评估了现役平台的安全性能。研究结果表明,"勘探二号"平台在45°环境极限条件时平台结构最危险。该研究为现役自升式钻井平台安全风险评估提供了一种比较先进而精确的方法,对今后类似海洋平台安全风险评估具有一定的指导意义。     

122m自升式钻井平台设计型号对比浅析

当前,122 m作业水深的自升式钻井平台成为全球石油公司竞相投资建造的热点,其中以Friede&Goldman公司设计的JU2000E型号最多。通过对全球已建和在建122 m作业水深不同设计型号的自升式钻井平台的统计分析和在建四种主要设计型号船型的对比,得出该类型的钻井平台正是我国目前急需发展的结论。同时,概括了未来新一代自升式钻井平台的特点,可为建造自升式钻井平台提供选型参考。     

自升式钻井平台升船及悬臂梁作业能力评价

自升式钻井平台升船及悬臂梁作业能力是保证自升式钻井平台满足导管架平台生产井作业需求的基本条件。对自升式钻井平台升船能力、悬臂梁横向覆盖、纵向覆盖、承载载荷四个方面进行了研究,提出了一套自升式钻井平台升船及悬臂梁作业能力评价模型及方法,并探讨了评价方法在实际生产中的重要性。自升式钻井平台升船及悬臂梁作业能力评价模型及方法简单实用,经济效益显著。     

海洋石油钻井平台工程地质条件评价技术研究

海洋石油钻井平台是海洋油气勘探开发的重要手段,其安全就位和稳定施工,与井场区海底的工程地质条件密切相关。就事关平台安全的工程地质条件预测评价技术作了研究,评价预测了与自升式钻井平台稳定作业有关的软弱下卧地层的穿插和持力、海底斜坡条件下工程地质层稳定性、半潜式钻井平台的锚固力以及不同底质条件下海底底流的冲蚀。推荐了实践有效的半经验计算公式,为海洋石油钻井平台井场工程地质条件的稳定评价提供参考。     

CP-400型自升式钻井平台井控系统设计分析

CP-400型自升式钻井平台的钻井深度为9 000m,作业水深为122m。分析了该平台配套的井控系统的设计准则、工作原理、关键部件的结构。经现场测试,各项性能参数满足规范的要求。在钻井过程中,该井控系统可以实时监测、预警以及处理各种突发事故,具有较高的可靠性,确保海上钻井作业的安全。     

南黄海铁板砂海床插桩问题分析与对策——常州35-2-1井插桩及作业过程分析

南黄海盆地勿南沙隆起西北部海区的海床表层土质为中密实的粉砂质细砂和砂质粉砂 ,俗称铁板砂。自升式钻井平台在这种土层中就位插桩时 ,桩腿插入困难 ,插桩深度很浅 ,但在钻井作业过程中平台桩腿又时常发生下沉现象 ,严重影响钻井作业 ,甚至危及平台安全。通过分析平台桩腿下沉原因 ,结合常州 35 - 2 - 1井作业的实践 (该井在作业中桩腿曾下沉 2 8次 ) ,提出对策和建议 ,为今后类似的钻井作业提供借鉴     

海上油田应急救援自升式平台就位优选关键技术

为准确、有效贯通应急救援井与井喷事故井的通道,需要优选应急救援井位置和合理匹配钻井装置。开展水深122 m以内自升式钻井平台救援井就位优选关键技术研究,包括潮流流向优选、风向优选、浅层地质灾害性特征风险规避、钻井平台优选、救援井钻井设计等。钻井平台优选解决了水深与钻井装置作业能力合理匹配问题,使用全新计算公式后,预测精度由原来的70%上升至90%,有效保障海上大型设施安全,可为国内海上油田井控技术体系建设前期基础性研究提供参考。     

南黄海铁板砂海床插桩问题分析与对策——常州35-2-1井插桩及作业过程分析

南黄海盆地勿南沙隆起西北部海区的海床表层土质为中密实的粉砂质细砂和砂质粉砂,俗称铁板砂.自升式钻井平台在这种土层中就位插桩时,桩腿插入困难,插桩深度很浅,但在钻井作业过程中平台桩腿又时常发生下沉现象,严重影响钻井作业,甚至危及平台安全.通过分析平台桩腿下沉原因,结合常州35-2-1井作业的实践(该井在作业中桩腿曾下沉28次),提出对策和建议,为今后类似的钻井作业提供借鉴.     

自升式钻井平台圆柱形桩腿维护装置浅析

自升式钻井平台是目前国内外使用最为广泛的钻井平台。自升式钻井平台需要经过升降平台、拖航作业后,到达新的作业区域上。本文研究分析了自升式钻井平台圆柱形桩腿在海上作业期间配备一套升降维修装置的可能性,以实现对桩腿外体涂层进行刷漆维护保养。