7000m连续起下钻及连续循环智能钻机技术研究

针对常规深井钻机在钻井作业过程中,普遍存在的总起下钻时间长,井下复杂情况多,自动化程度低,劳动强度大,以及钻井成本高等诸多问题,提出了一种连续起下钻及连续循环智能钻机方案,并对该钻机的总体方案、连续循环、起下钻、管柱处理及集成控制等关键技术进行了详细描述。该连续起下钻及连续循环智能钻机可用于陆地、海洋半潜式和浮式平台等多种环境,其主要优点是提高钻井效率和作业安全性,大幅降低钻井成本,具有很高的适应性、经济性和先进性。     

优选海洋平台钻井方式

在海洋石油开发中,常常遇到钻井方式的选择问题,即选择自升式钻井装置钻井,还是选择平台模块式钻机钻井.由于海上钻井费用较高,用一种较为合理、准确的计算方法,选择恰当的钻井模式,不仅可以节省钻井时间,而且可以节约费用.提出一套用于海上钻井方式选择的计算方法,辅之以系列图表,能够较为便捷地根据提供的油田开发条件,选择恰当的钻井方式.此方法已在我国某海上油田的开发中得到应用.     

优选海洋平台钻井方式

在海洋石油开发中,常常遇到钻井方式的选择问题,即选择自升式钻井装置钻井,还是选择平台模块式钻机钻井。由于海上钻井费用较高,用一种较为合理、准确的计算方法,选择恰当的钻井模式,不仅可以节省钻井时间,而且可以节约费用。提出一套用于海上钻井方式选择的计算方法,辅之以系列图表,能够较为便捷地根据提供的油田开发条件,选择恰当的钻井方式。此方法已在我国某海上油田的开发中得到应用。     

ZJ90DB海洋平台钻机井架的设计及分析

针对海洋平台钻机工作环境海风大、大气腐蚀性强及作业面积小等特点,研制了ZJ90DB海洋平台钻机井架。该井架采用具有一定大门高度的单斜塔形结构,井架体横截面为长方可拆卸、栓装封闭式钢结构框架。井架整体构件均经热浸锌防腐处理,增强了井架的抗腐蚀能力。通过对井架结构建立力学分析模型,借助于ANSYS软件对井架进行了有限元分析计算,分析结果表明,3种计算工况下ZJ90DB海洋平台钻机井架的最大应力均发生在井架主立柱大腿单元,最大应力满足API标准要求。     

自升式多功能平台5000m海洋钻机设计

为提高自升式多功能平台的作业能力和效率,满足复杂海洋环境下执行独立钻井或作为支持平台进行钻井和修井作业的要求,应用模块化设计知识、结构的组合与变异理论、有限元法和应力测试法,设计出一种新型5 000 m海洋钻机。经厂内试验、海上联合调试以及现场应用,新型5 000 m海洋钻机设计、制造、安装与使用符合相关标准及规范要求,在防爆、防渗漏、防潮、耐高温和承载能力等方面具有较高的适应性。     

自升式海洋平台钻井系统选型及配置

分析自升式海洋平台钻井系统结构组成及工艺流程,对提升系统、旋转系统、循环系统、井控系统、隔水管张紧系统等的主要技术参数进行分析计算,得出适用于自升式钻井平台的钻井系统选型及配置方案,为其他类型海洋平台钻井系统设计提供借鉴和参考.     

钻机安全联锁控制系统应用探讨

随着钻井技术的不断发展，钻井设备的自动化、集成化和智能化程度也在不断提高，尤其是海上钻井平台各种设备都有固定的安置位置和运行轨道，实际作业时各设备之间又存在一定的操作逻辑和步骤，因此通过传感器可将其模拟统一纳入到一个专门的控制系统——钻机安全联锁控制系统，实现设备在实际使用时不会发生碰撞和操作失误，从而保证钻井作业的安全进行。文章以“勘探七号”钻井平台配备的Aker(MH Wirth)钻井包为例，阐述了钻机安全联锁控制系统的相关设备控制原理，结合生产过程中的运行场景，总结了钻机安全联锁控制系统的现场应用及需要解除设备联锁的情形，提出了对该系统具体的评价以及改进方向，旨在为具备类似操作系统的现场人员提供借鉴。     

自升式平台表层钻遇古河道卡钻处理措施

表层卡钻是海洋钻井中极易发生、需要较高处理技巧的复杂情况之一。由于表层地质松软,加上发育古河道的地质沉积复杂特性,如果表层卡钻处理措施不当或者不及时,极易造成卡钻复杂情况进一步恶化,引发更严重的钻井工程难题。该文以南海东部EP-X区块某井表层?914.4 mm井眼发生卡钻及快速解卡为作业案例,分析了地层特性、井身结构、引发卡钻的具体原因,并提出了钻遇古河道引起表层卡钻的一种下入小钻具冲洗的快速解卡方法,对预防和处理类似表层卡钻事件具有良好的指导作用。     

防喷器承压起下钻模拟试验装置研制

为了研究防喷器在井筒带压起下钻作业工况下的密封性能,研制了防喷器承压起下钻模拟试验装置。包括能够模拟35 MPa带压环境的井口系统和起下钻速度达到600 mm/s的起升装置。此试验装置可用于防喷器的性能试验和密封胶芯的可靠性研究。介绍了该试验装置的井口系统、液控系统、电控系统的设计原理。试验结果表明:该装置能够满足防喷器的承压起下钻试验要求。     

海洋自升式钻井平台桩靴研究

独立插桩式海洋自升式钻井平台能否在海上安全钻井的最关键问题是它的桩靴是否设计合理。阐述了自升式钻井平台桩靴的种类与设计考虑因素。以一个100 m工作水深的自升式钻井平台的桩靴为例,分别对其在预载工况和风暴工况下进行了强度和稳定性的校核,符合标准要求。     

我国海洋石油工程及装备的关键技术创新

本文基于我国渤海秦皇岛32-6油田的海上油田建设工程的技术与管理,分析了我国海洋石油工程及装备中的关键技术与创新,分别从油气集输流程技术、结构装备设计技术、能源供应设计技术、集中自动控制技术、工程项目先进管理等五个方面,论述了这些关键技术与其中的创新。     

海洋修井机井架有限元分析及结构优化

为了将海洋修井机改造成可钻调整井的钻修井机,必须依据现有修井机的设备能力和已具备的顶部驱动钻井装置,针对钻调整井的钻井参数,对其支撑系统等进行校核计算。利用ANSYS软件对某海洋修井机井架进行了三维有限元分析,得到了位移及应力分布。分析结果表明,几种极限工况下的强度不能满足要求,必须对井架采取结构加强。提出了井架结构优化和顶驱系统安装方案,通过有限元计算和结构干涉模拟,方案满足安全使用要求。     

HXJ180MB变轨距海洋轻型钻机的开发与应用

目前中海油天津分公司调整井作业量大,钻井船资源紧张,采用搬迁修井机到其它平台钻井作业的方式费用高、周期长。鉴于此,研制了HXJ180MB变轨距海洋轻型钻机。该钻机的下移动座设计为跨距可调式,可满足不同海洋平台导轨跨距要求;上、下移动座采用平行及垂直2种布置形式的切换,可增强该钻机对不同海洋平台的适应性;上移动座3面甩钻设计可满足不同海洋平台甩钻区域要求。至今,该轻型钻机已在中海油天津分公司顺利实施了4口调整井作业,包括采用垂直布置方式完成了1口平台极限井位的调整井作业。     

海洋修井机底座有限元分析及优化设计

针对海洋修井机底座轻量化的要求,利用ANSYS软件对某海洋修井机底座进行了三维有限元分析,得到了位移及应力分布。结果表明,最大钩载工况下强度和稳定性均满足要求。用Matlab和ANSYS软件对底座结构尺寸进行优化,得到符合底座工况要求的最优梁的截面尺寸,并对优化结构进行有限元分析。结果表明,优化结构也满足底座的强度及稳定性要求。通过对比发现,Matlab优化设计的底座结构更节约材料,所得到的设计尺寸更接近最优解,因此选取Matlab优化设计的底座结构来指导实际生产。     

海洋钻机三维设计数据库与模型规划研究

随着数字化技术和数字孪生技术的不断应用和工程全命周期管理理念的不断完善,海洋钻机的各类数据信息系统也在不断地开发。为了解除三维设计数据库和模型规对数字化成果和应用范围的限制,本文对海洋钻机三维设计数据库与模型规划开展了深入的研究,并得出相关规划研究成果。     

海洋钻机补偿绞车能耗计算与实验测试

为了优化半主动式补偿绞车的结构、验证该系统的节能及补偿效果,对万米钻井补偿绞车的功率及能耗进行了计算与数值仿真。结果表明:主动式补偿绞车主要克服钻柱负载与传动效率损失;半主动式补偿绞车主要克服传动效率损失、传动系统惯性与被动液压马达扭矩波动。综合考虑能耗、钢丝绳寿命、强度等因素,优化了半主动式补偿绞车的电-液驱动方案与关键结构参数,该系统相对于主动式补偿绞车的节能效果明显。研制了一套载荷2.3 t的补偿绞车原理样机,实验结果表明:绞车补偿的控制效果良好,峰值功率、能耗的变化规律与理论分析基本一致;随补偿幅值的增大,半主动补偿相对于主动补偿节能46.5 % ~26.7 % ;补偿载荷越大、传动惯性越小、传动效率越高,节能效果越明显。     

石油钻采设备的防腐工艺研究

腐蚀是自然界较为常见的一种现象，而工作于油田的石油钻采设备由于长期处于复杂而且恶劣的工作环境，遭受着严重的腐蚀，现文从石油钻采设备的工作环境、工作原理入手，对其遭受的腐蚀原因进行了分析研究，针对设备的共性和不同，对不同的设备总结了各自有效的防腐工艺 。该防腐工艺通过南阳石油机械厂厂内试验及现场应用，取得了很好的效果。     

海洋平台及设备可靠性的评价与监测

随着海洋石油的发展 ,我国各种在用海洋平台已近百台。提高海洋平台及设备的可靠性 ,确保海洋作业安全的问题日益突出。由于海洋平台安全和防污染可靠性具有法律强制性 ,可靠性评价与监测具有特殊意义 ,强调必须对海洋平台设计、建造和使用的有关证书与资格进行认可。在给出评价海洋平台及设备可靠性时必须满足规定性要求后 ,列举了必须进行强制性安全技术性能监测的主要项目。根据海洋平台及设备的结构特点、使用环境和作业要求 ,提出海洋平台及设备可靠性评价的若干指导性要求     

浅谈海洋石油钻井完井机械及工具的国产化

针对海洋石油勘探与开发投资高、风险大的特点 ,简述了海上作业对海洋石油钻井完井机械及工具的特殊要求。总结了近几年来我国海洋石油钻井完井机械及工具如PDC钻头、钻柱稳定器、钻井泵、井口装置、修井机、井下工具和管材等在国产化方面取得的成绩和目前存在的问题。面对 2 1世纪和我国即将加入WTO的机遇和挑战 ,特别是针对近几年来国外海洋石油钻井完井机械及工具领域出现的高新技术 ,提出了我国石油机械制造企业应以质量为核心 ,加强行业化管理 ,实施名牌战略和向高新技术进军等方面进一步加强国产化工作的建议     

近海边际油田勘探开发中若干关键问题探讨

近海边际油田勘探开发是解决我国当前能源危机的有效途径之一.应加大资金支持力度,大力完善有关勘探开发理论和技术,发展先进的技术装备,完善后勤服务,使海上油田开采“全面开花”;近海边际油田开发还应解决好几大关键问题：发展三维地震等先进的勘探技术;开发先进的钻井平台技术,用于海上油气资源的开采,完善管道铺设技术,加强油气资源的输送;注意油气勘探开发中的环境保护和安全保障问题.