深水水下井口完井作业窗口分析

完井作业窗口是进行完井作业的各种极限环境条件,对于指导深水海底井口完井作业具有重要意义,根据完井作业模式可分为下钻刮管窗口、完井管串下放窗口和极限连接窗口等。完井作业时,隔水管强度、井口与导管强度、井口倾斜角度、完井工具的通过性以及挠性接头的转角等都是限制完井作业的重要因素。通过建立张紧器–隔水管柱–井口及导管和土壤的耦合模型,研究并量化影响深水海底井口完井作业最重要的限制条件隔水管上、下挠性接头转角,并结合其他限制条件形成海底井口完井作业的作业窗口确定方法。对南海某探井进行了实例计算,明确了该井完井作业各种模式所允许的极限环境条件,为深水油气田开发的完井作业提供参考。     

2000m超深水水下分离器承压结构强度分析

以2 000 m超深水卧式重力分离器承压结构为研究对象,依据分离器危险工况建立了参数化精细模型,探讨了分离器强度校核方法。在静力分析确定分离器局部危险位置的基础上,在危险位置对总体应力进行分析并参照压力容器相关标准的相应限制对各当量应力进行校核,计算了分离器的结构强度;分析了手孔壁厚、接管壁厚及支座形式等结构因素对分离器整体强度的影响。分析结果表明,增大手孔及接管厚度将会减小手孔及接管处应力,但对分离器其余部分应力基本无影响;当支座采用倾斜支撑形式时会产生巨大应力导致支座破坏,但塑性流动基本不会影响筒体应力场,支座形式对筒体强度基本无影响,设计分离器支座时应优先选用竖直支撑形式。     

深水钻完井工程设计要点分析

深水钻完井工程设计存在水文地质条件恶劣、作业成本高昂等一系列设计难点,这在一定程度上制约着我国深水油气田开发的进程。基于钻完井工程设计的流程及特点,以南海某深水油田的钻完井设计方案为例,选择井眼轨迹及井身结构设计、工作液设计、钻柱及钻具组合设计、井控工艺设计等主要的钻完井工程设计部分,进行了设计理念以及设计结果的分析。得出了深水钻完井工程设计适宜采用的关键技术以及基本设计思路,提出了简化井身结构、简化钻具组合、注重浅层气井控、采用批次作业等针对性的设计建议,能够为深水钻完井工程设计提供有益借鉴。     

水下卧式采油树顶部阻塞器下放安装过程研究

采用合适的下放安装方式,设计出合理的安装机具,成为水下油气开采过程中研究的重点。以卧式采油树顶部阻塞器为研究对象,对所需下放机具及安装过程进行研究,分析机具结构特点,总结安装过程注意事项,为我国水下采油树下放安装系统的研发提供借鉴和思路。     

海洋深水钻井完井液关键技术研究

主要研究了海洋深水钻井完井液关键技术及其应用。深水钻井的完井液在井壁稳定、钻头清洗、油气井壁封堵等方面起着非常重要的作用。文章介绍了完井液的组成、性质及其影响因素,并探讨了完井液的选用、设计、优化等关键技术。同时,文章还讨论了完井液的环保性、安全性等问题,为海洋深水钻井工程提供了重要的参考。     

南海东部深水气田完井作业实践

南海东部海域某深水气田应用第六代半潜式深水钻井平台West Hercules和HYSY981平台顺利完成了9口井的完井作业,平均单井作业时间为41.03 d。在介绍该气田深水完井技术工艺特点、分析完井生产管柱设计原理的基础上,结合该气田的井况及环境特点,对深水完井作业难点及施工措施进行了系统的梳理,形成了一套完善的深水完井作业技术,包括材料防腐、水合物的防治、环空圈闭压力管理、生产管柱优化设计、压裂充填作业、井筒连续清洁、水下采油树安装和更换、复杂情况应急处理、精细施工等。清井放喷测试以及投产前的功能测试表明,各井产量及完井设备工作状态均达到投产要求。该套技术可以为今后其他深水油气田完井设计和施工提供借鉴。     

水下卧式采油树顶部堵塞器设计要素

顶部堵塞器位于油管悬挂器上端口,采油树帽下方,起到堵塞密封油管悬挂器上端口,防止油管介质向上泄漏的作用。从安全为本的设计理念出发,以工艺流程为导向,着重从功能与操作可行性上考虑堵塞器设计方法,同时又对各种可能产生的危险因素和潜在风险进行了深入科学的验证与试验。对水下卧式采油树顶部堵塞器设计要素进行研究与分析可为我国独立研发海底生产系统提供思路和参考。     

中国海洋石油深水钻完井技术

回顾了中国海洋石油深水工程技术的发展历程,探讨了国内深水工程技术的发展方向。进入21世纪以来,中国海洋石油总公司加快了进军深水的步伐,无论是在投资规模还是技术储备以及人才培养等方面都高度重视,逐步形成了深水技术、深水科研、深水管理的三大体系,经过海外和国内两个方面的作业实践,建成了适应不同水深梯度的钻井装备,具备了国内外深水自主作业能力,积累了深水实践的组织管理能力,5年时间内实现了从深水到超深水的跨越。     

深水完井技术，打开深水油气藏大门的重要保障——深水完井与防喷技术进展

与陆上油气田勘探开发一样,在海洋油气勘探开发中．钻井依然是”龙头老大”．而完井技术的发展已经成为重中之重。从海上钻井方式及水深来看．海洋油气的开采逐步趋向深海化,钻井深度已由20世纪70年代的500m发展到当今的3000m。海洋深水油田随着勘探开发技术的不断进步,在不同的时期有着不同的定义,而不同的地区或公司对深水也有着不同的标准。水深600～1200m为深水,1200-3000m为超深水。深水完井技术是深水油气资源高效、经济开采的重要保障。     

2000-2005年国外深水和超深水钻井采油平台简况与思考

简述了2000~2005年国外深水和超深水钻井采油平台活动简况并对发展我国深水和超深水钻井采油平台提出了建议。     

水下采油树C形环结构强度计算

对于深水采油树,绝大多数下放安装工具和安装部件之间均通过C形环实现锁紧和承载。然而,现有文献只是对C形环扩张进行有限元强度计算,并未考虑到C形环是缺口圆,在扩张过程中和卡槽之间存在层间接触。鉴于此,利用ABAQUS有限元软件对水下采油树安装工具和安装部件之间的C形环进行结构强度计算,通过对比与C形环接触卡槽存在与不存在情况下的受力状态,验证了卡槽与C形环的层间接触作用对于C形环的应力有着极大的影响。利用ABAQUS有限元软件对考虑卡槽与C形环层间接触作用下,C形环锁紧后的承载工况进行强度计算。计算结果表明:C形环的锁紧和锁紧后承载工况具有不同的应力,且在承载工况下的应力大于锁紧时的应力。因此,在对C形环的结构进行设计时,应充分考虑在存在卡槽与C形环层间接触作用下C形环的承载应力。     

水下卧式采油树研制及浅水试验

水下采油树是海洋油气开发的关键装备,该设备制造技术长期以来被国外垄断。为了加快我国海洋油气的开发步伐,降低开发成本,依托863计划课题和中石油重点研发项目,我国突破了水下高压密封、水下远程控制、复杂形面零件加工及检测等多项关键技术,成功研制了拥有自主知识产权的水下卧式采油树。厂内试验表明,其各项指标均已达到设计要求,18米浅水试验进一步验证了水下卧式采油树的安装回收功能、ROV操作性能和水下远程控制功能均满足设计要求,试验获得的基础数据及技术经验作为宝贵的科研成果,对下一步工程海试具有重要的指导意义。     

水下卧式采油树静水压试验装置设计

基于水下卧式采油树使用工况和结构特点,确定了水下采油树静水压试验方案,完成了水下卧式采油树静水压试验装置设计和关键结构设计,在此基础上拓展了试验装置的功能和用途。该试验装置具备采油树静水压试验时所需的连接、密封、承载等功能,装置中螺纹式连接接头可用于金属密封垫环预紧力的测试,建立的金属密封垫环工作内压与预紧力之间的对应关系可用于研究海洋水下设备之间金属密封垫环的连接、挤压、变形和密封等问题,从而为现场使用提供参考依据。     

水下卧式采油树内部环空通道的流动特性分析

采油树内部环空流道模块中的环空通道具有管身多次转捩、管径多次突变的特点,导致管内幂律流体的流动特性复杂。在三维直角坐标系下建立环空通道的物理模型,采用非结构化网格和Realizable湍流模型及标准壁面函数法,用Fluent软件对管道内的流体流动进行数值模拟分析,得到流变参数对速度、表观黏度分布的影响。分析结果表明,由于管道结构复杂,速度分布出现了明显的低速区、中速区和高速区;表观黏度最大值位于管道中心,横截面上的平均表观黏度随着稠度系数的增大而增大,随着流性指数的增大而减小。     

水下采油树下部导向框架结构与强度分析

结合水下井口采油树系统自身结构和API 17D标准,采用Solidworks三维建模,设计了一种便于采油树水下安装的下部导向框架.该框架采用高强度结构钢焊接而成,导向装置采用喇叭口结构.通过ANSYS WORKBENCH软件对框架结构进行力学分析,证明该框架整体具有足够的承载力.对应力集中部位进行结构优化,使框架的结构...     

水下卧式采油树井口连接器VX钢圈力学特性研究

VX钢圈是水下卧式采油树连接器上的全金属锥形密封圈,其性能好坏直接影响着采油树功能的实现。为保证密封件的性能,需要进行密封件力学特性及相关参数的计算。根据VX钢圈密封的工作原理,对VX钢圈密封锥面进行预紧及操作工况下的力学分析,推导出了VX密封钢圈的预紧接触应力和操作接触应力公式,并用ABAQUS有限元法对推导的VX钢圈的设计计算公式进行验证及相关分析,指出在操作工况下,钢圈接触应力与内压呈线性关系,先随内压增大而降低,到达最低值后,则随内压增大而线性增大,钢圈实现自紧密封。     

浅水水下采油树风险评估方法适应性分析

调研水下采油树国内外可靠性分析的研究现状,指出可靠性分析中存在的不足之处。详细介绍几种典型的风险评估方法并对浅水水下采油树的适应性进行分析。针对渤海浅水水下采油树建立事故树分析模型,得出关键结构重要度排序,根据分析结果,结合实际渤海油气田特点,对油管悬挂器、采油树保护装置和生产阀组在设计方面提出一些实际工程建议,为形成一套适用于浅水油气田的水下采油树风险评估和可靠性分析体系提供理论基础,同时也对我国浅水水下采油树进行自主研发、优化设计和安全运行提供重要参考。     

多桩型水下基础承载力及结构强度分析

以水下管汇的筒型基础结构为研究目标,提出满足目标地质条件的筒型基础设计方案,并确保其结构强度和稳定性满足相应的设计规范要求。根据地质情况调研并以我国南海海域的土壤条件为例,分析总结出分布最广土壤、强度最弱土壤、近岸典型土壤等3种典型土壤及其4种典型工况。由此设计出两型4桩锚桩的筒型基础模型,通过有限元分析计算,证明其结构强度和稳定性在目标地质条件下符合相关规范要求。     

1 500 m级国产水下卧式采油树样机码头浅水试验

宝鸡石油机械有限责任公司研制的1 500 m级水下卧式采油树样机在完成厂内试验的基础上,在烟台近海码头水深约18 m处开展了浅水试验。介绍了该采油树样机概况、浅水试验场地及配套设备、浅水试验内容及工艺流程。重点介绍了该采油树在码头陆地的测试情况,以及浅水试验情况。浅水试验结果表明:该采油树的安装回收功能、遥控潜水器(ROV)操作性能和远程控制功能均满足设计要求。为水下采油树未来的工程海试提供了重要的实践指导,进一步推动了深水采油树的国产化研制进程。     

水下采油树水合物抑制剂注入研究

在海洋油气生产过程中,通过注入水合物抑制剂防止水合物生成是流动保障技术的重要组成部分。针对荔湾3-1油田所采用的卧式采油树,根据不同的工况要求,研究了相适合的化学试剂注入策略和阀门操作顺序。以正常工况下乙二醇注入量计算为例,应用HYSYS工艺软件模拟计算,采用天然气干基首先进行饱和水处理再与抑制剂混合的方法,将计算结果同常规理论计算对比,发现软件计算结果约为理论计算的2倍,在工程设计允许范围内。在水下采油树工艺设计中可以选用HYSYS软件计算水合物抑制剂的注入量,计算过程动态、准确且应用范围广。