轻型可搬迁式海洋钻修机模块划分方案研究

轻型可搬迁式海洋模块化钻修机模块划分方案是钻机设计的关键技术之一,模块划分情况直接影响到整个钻机的设计和建造。按照蓝疆号浮吊、滨海108浮吊和芝罘岛号浮吊的吊装能力,对SZ36-1Ⅱ模块钻机进行不同的模块划分方案分析。从建造的难易度、经济性以及搬迁的可行性等方面进行对比,确定适合轻型可搬迁式海洋模块钻机模块划分的方案,并对模块钻机的海上安装顺序进行了简要介绍。     

海洋钻修机模块划分研究

根据机械产品模块的划分方法,制订了海洋钻修机模块的划分原则和总体布局,进而提出海洋钻修机模块划分的4个方法:①依据质量划分模块;②依据结构相关性划分模块;③依据功能完整性划分模块;④依据移运性能划分模块。根据该模块划分方法,确定了海洋钻修机模块快速移运的方案。按此方案划分的钻修机模块数量少,各模块的质量适中,使用吨位较小的运输驳船就可以实现钻修机的搬迁工作。     

海洋模块钻修机完整性管理系统开发

为了实现海洋模块钻修机的完整性管理,以结构完整性管理为指导思想,按照数据、评估、策略和规划4个过程要素设计了海洋模块钻修机完整性管理系统的整体框架,并制定了钻修机的风险评估方法及检测维修策略。系统采用以C/S体系结构为主、B/S体系结构为辅的混合技术架构,软件采用数据接口技术实现信息的共享与同步,提供稳定性评估、耐久性分析、疲劳寿命分析及安全分析、检修策略与规划等功能。将该软件应用于南海海域的某钻修机上,应用结果表明,软件可以满足海洋模块钻修机完整性管理与评价的基本要求。系统进一步的发展方向是优化智能决策方法,利用云计算方法提高数据存储的可靠性、安全性与完整性。     

海洋钻修机模块结构耐久性评估

为了对海洋钻修机模块结构进行耐久性评估,基于层次分析法对服役中的钻修机模块结构耐久性问题展开研究,提出了耐久性评估的15个指标,并结合模糊隶属度函数与专家评定方法来确定钢结构的耐久性级别。该方法在保证评估结果准确的前提下,避免了钢结构耐久性评估的复杂运算。以南海海域某钻修机为例,结合该钻修机模块结构的服役数据,应用层次分析法对其进行了耐久性评估。评估结果表明,该钻修机模块结构耐久性级别为Ⅱ级,整体耐久性较好,可继续安全服役。     

海洋可搬迁模块钻机可行性研究

:随着海洋边际油田的开发及钻修井工艺技术的不断进步和勘探开发难度的日益增大,对平台模块钻机设备的经济性、轻型化和可靠性、可搬迁性及安全性要求更加严格.研究了将数控交流变频技术应用到海洋钻机上,则会使整个钻机质量减轻、平台占用空间减小、操作简单,提高效率,降低成本,更能满足海洋边际油田的开发及钻修井工艺技术的要求.     

HXJ135E人工岛海洋钻修机的研制

月东油田A岛为典型人工岛,井口呈双排直线排列,采用直线式抽油机采油,岛区空间紧凑,常规海洋钻修机不能满足作业要求。鉴于此,研制了HXJ135E人工岛海洋钻修机。该钻修机采用一体化高位钻台及管子堆场结构,可适应月东油田A岛直线式抽油机作业要求;采用小模块结构,减小设备安装对大型吊机的依赖性;采用大推力步进式液压缸移动结构,伸缩式和折叠式管线槽和电缆结构,满足钻修机丛式井移动作业要求。有限元分析与模拟试验结果表明,在各种大钩载荷下,HXJ135E人工岛海洋钻修机的强度、刚度和稳定性均满足设计要求,结构应力均符合API相关规范要求。     

含内在缺陷海洋钻修机井架实际承载能力研究

针对含初始缺陷井架承载能力评估修正模型的不足,考虑海洋钻修机井架普遍存在应力集中这一内在缺陷,通过有限元分析计算,引入损伤系数的概念,构建海洋钻修机井架实际应力计算模型,并与现场实际模型对比,修正了理论模型。结果表明,应力集中这一内在缺陷对井架的承载能力影响较大,尤其对使用年限较长的井架必须考虑加固或更换。结合考虑损伤的海洋钻修机井架实际应力计算模型,对井架实际承载能力进行了评估。结果表明,建立的评估模型正确,可用于海洋钻修机井架实际承载能力的评估。     

海洋平台钻井液固控系统优化设计

本文以海洋平台7000m钻机为例,通过合理配置钻井液固控设备,优化钻井液固控流程,满足了钻井工艺流程的需求,在不增加固控设备的前提下,提高了钻井液的处理效率,各设备匹配达到最佳效果。     

HXJ110海洋钻修机井架设计及强度分析

根据海洋采修一体化平台对修井机的技术要求,以及海洋特殊环境状态,设计开发了HXJ110海洋钻修机。利用ANSYS软件对该钻修机井架的作业状态、预期状态、突发状态和安装状态分别进行了有限元分析。分析结果表明,最大应力位于井架背扇底横梁一单元,最大应力值为184.3 MPa,该单元材料为Q345,屈服极限345 MPa,安全系数1.87,大于API标准的安全系数1.86;起升状态时,最大应力发生在井架下体侧斜梁一单元,最大应力值为180.7 MPa,该单元材料为Q345,安全系数1.91,大于API标准的安全系数1.67。该项分析结果可为其他海洋平台钻修机的设计开发提供参考。     

海洋钻修机采用顶驱装置的可行性研究

在简述海洋钻修机采用顶驱的难点及对顶驱的要求后 ,着重分析了意大利Soilmec公司HTD— 2 0 0液压顶驱的结构、技术指标和参数。针对HZJ30海洋钻修机井架采用前开口、直立无绷绳、双节套装式结构 ,自身不具备较强抗扭能力的特点 ,提出安装顶驱需适当加固井架下体 ,在井架上部采用柔性连接 ,在井架下部采用刚性支架的安装型式。最后对海洋钻修机顶驱的使用环境及预计效果做了初步分析。     

旋转导向钻井稳定平台控制系统仿真研究

深入分析了调制式旋转导向钻井系统稳定平台的控制原理,在MATLAB/SUMULINK中建立了其控制系统模拟模型。该模型充分考虑了井下复杂状况,引入了一系列影响控制系统的因素,如上下涡轮电机的相互影响、轴承对平台的摩擦扭矩、旋转的钻井液传递给平台的黏滞摩擦扭矩、盘阀系统传递给平台的摩擦扭矩等。采用传统的PID控制算法,即使在采用最优PID参数的情况下,仍然无法得到令人满意的效果。鉴于此,提出了一种采用偏差模糊控制和微调增量的新型模糊控制算法。模拟结果表明,所采用的模糊控制方法能够更快地跟随控制信号,并且超调量较小,提高了系统的抗干扰能力。      

圆形罐钻井液固控系统

针对矩形罐固控系统搅拌性能差、清砂困难等问题,中国石油渤海石油装备制造有限公司石油机械厂通过合理的结构设计,研制了一种新型的圆形罐固控系统,可使钻井液达到最佳的搅拌效果,实现100%钻井液吸入、100%废液排放。文章介绍了圆形罐钻井液固控系统的配置、结构、技术参数、试验与应用情况。该系统结构简单、工艺流程科学,对于保持和提高钻井液性能、减少环境污染具有明显的效果。圆形罐固控系统是钻井液固控系统一种新的发展趋势,具有极好的推广应用前景。     

海洋模块钻机低压泥浆管汇设计

由于海上平台空间及吊装资源的限制,海洋模块钻机的设计越来越趋向于集约化、轻型化、模块化。减小钻井支持模块尺寸及质量的关键问题是如何减小钻井支持模块泥浆泵房的尺寸。根据海洋模块钻机泥浆系统的工艺流程及钻井支持模块泥浆泵房的布局,对海洋模块钻机低压泥浆系统的管道进行集成,设计为低压泥浆管汇,从而缓解和改善泥浆泵房间相对局促、拥挤的现状,有利于海洋模块钻机结构优化。     

关于钻井液固相粒度分布的一些探索

利用光学沉降扫描仪测定了常用的几种钻井液处理剂对固相粒度分布的影响,实验结果表明,处理剂８０Ａ５１,ＰＡＣ１４１,ＨＰＡＮ对Ｂａｎ土及明化镇地层土均有不同程度的絮凝作用,而Ｎａ２ＣＯ３,ＦＣＬＳ,ＮａＫ等处理剂Ｂａｎ土及明化镇地层土具有不中烈的分散作用,同时还研究了不同体系钻井液的固相粒度分布,为提高钻井速度,保护油民支提供了一些基础资料。     

钻井液固体润滑剂的试验研究

普通的钻井液润滑剂一般为液体．现场运输和使用不便．同时抗温性能较差。根据钻井液润滑剂的润滑机理，利用膨润土的膨胀性、吸附性、阳离子可交换性、分散性和悬浮性等特殊性能，以河北膨润土作为载体，采用物理和化学方法使膨润土与表面活性剂作用．合成了一种新型的钻井液固体润滑剂。室内试验结果表明．合成的钻井液固体润滑剂与市售类似产品相比具有润滑性能好、抗高温和使用方便等优点。采用X射线衍射、激光粒径、热重和差热试验对合成的润滑剂进行了结构和性能特征分析。激光粒径结果表明，该固体润滑剂粒径较小，活性剂含量较高．有很强的表面活性；X射线衍射证明．该固体润滑剂与膨润土(或有机膨润土)表现出不同的特征，X-射线衍射谱首峰宽而平．表现出弥散峰的特点．说明形成了非晶态物质．这种非晶物质具有很高的表面活性；热重和差热曲线证明．该固体润滑剂与膨润土(或有机膨润土)相比，有不同的吸附机理．因而吸附能力得到提高。     

空气钻井井斜控制问题的探讨

玉门青西油田地县岩性不均，岩性变化频繁，地层极硬、研磨性极强，可钻性差，机械钻速较低，造成全井钻井速度较慢。为了提高机械钻速，在窿9井等4口井试验了空气钻井，大幅度地提高机械钻速，但出现空气钻井井斜不易控制的问题。文中阐述和分析了影响空气钻井可控因素和不可控因素对井斜影响的机理；阐述了空气锤防斜技术，分析了空气锤在窿15井试验未起到防斜的原因，对今后空气钻井的设计和施工具有一定的指导意义。     

MAC无固相充气钻井液的研究及应用

根据低压低渗透性地层的钻井特点，研究并应用了ＭＡＣ无固相充气钻井液。辽河油田高升地区１２口井应用该钻井液后，机械钻速提高１．４～１．５倍，原油日产量提高１．５～２．０倍，油气层得到有效保护，经济效益显著。     

油基钻井液堵漏用共混聚合物研究

为提高油基钻井液堵漏材料的驻留能力及封堵层的稳定性,制备一种亲油共混聚合物TP-C作为堵漏材料。该材料由非晶态亲油聚合物AP、结晶聚合物聚丙烯PP及添加剂等混炼而成。在高温油相介质中,TP-C中AP部分吸油膨胀,具有表面黏结性;PP部分具有晶格结构,可有效控制TP-C中AP部分的溶解性。在80 ℃油相介质中,TP-C吸油2～3倍,同时具有弹性变形性和黏结性。在130 ℃油相介质下,TP-C整体为高弹态,具有较好的弹性强度。通过黏结及挤压架桥的协同作用,TP-C可在光滑的裂缝缝板上有效驻留;基于TP-C复配其它材料形成的堵漏剂配方,可在2 mm的裂缝缝板中形成整体密实黏结的段塞封堵层,提高封堵层的稳定性及承压能力,承压达7.5 MPa以上,能有效封堵漏层。