钻井作业井喷抢险装置设计

针对目前钻井作业过程中出现的井喷失控事故,设计了井喷抢险装置。该装置在远程控制下能够与光套管连接并且能可靠封闭井口,提高了井喷抢险作业的安全性。井喷抢险装置主要由支撑系统、生根系统、起升系统、对中系统、封井系统和套管卡紧系统组成。作业过程:支撑架将井喷抢险装置支撑在井口,支撑架上的液压缸推动固定架向前运动,当到达指定位置后生根系统卡紧套管本体,实现井喷抢险装置的生根;在对中系统的作用下,封井系统在水平面内前后左右运动,使封井系统的轴线与套管的轴线共线;升降系统带动封井系统下降,到达指定位置后封井系统停止运动;关闭环形防喷器和全封闸板防喷器,分别封闭封井系统与套管间的环空空间和套管内孔。对各系统进行了详细的结构设计并且利用ABAQUS有限元软件对关键零部件进行了有限元分析。分析结果表明,装置的强度与刚度均满足要求,针对目前钻井井喷事故中抢喷时间长、作业危险性高的现状,井喷抢险装置能够快速与井口光套管连接,及时制止井喷,可封闭压力达35 MPa的井口。     

海上导管架生产平台井喷失控处置方案

海上导管架生产平台井喷失控会造成巨大的人员伤亡、财产损失和环境污染。该文阐述国内外浅水井喷失控处置现状,分析导管架生产平台井喷失控处置的难点,提出针对性的井喷失控处置方案,涵盖消防喷淋、井场勘察、清障、重建井口、救援井、压井六项技术措施,为今后导管架平台的井控抢险作业提供技术指导。     

三胶筒封隔器胶筒硬度优选

基于三胶筒封隔器的密封原理、技术特点,并通过理论计算和建模分析可知,三胶筒斜面变形严重,对径向压力影响较大,在三胶筒设计时应首先考虑中间胶筒的硬度最大化,边胶筒硬度小,当胶筒硬度设计组合为80HSA/90HSA/80HSA的胶筒组合最大径向压缩比为44.82％,此种胶筒组合方式最佳,三胶筒设计具有一定的指导意义.     

分支井回接筒下放性能影响因素研究

为分析分支井回接筒下放性能,基于自主研制的回接筒,建立了非线性接触有限元模型,提出了2阶段有限元分析方法,开展了回接筒下放过程仿真,从摩擦因数、结构参数、分离角度及偏离方位角等方面对回接筒的下放性能(最大等效应力和下放阻力)进行研究。研究结果表明：建立的有限元模型及方法可实现回接筒下放过程的有效模拟,通过与地面试验结果对比,能满足工程实际需求;设计参数方面,回接筒开口长度造成最大等效应力增加,但有助于减小最大下放阻力,分离角度增加会造成最大等效力和下放阻力大幅度增大,且增幅明显;作业过程方面,摩擦因数和方位角对回接筒下放过程中结构最大等效应力影响不明显,但会造成下放阻力的增加。所得结论可为分支井完井相关设计与现场作业提供参考。     

“深水地平线”钻井平台井喷事故剖析与对策探讨

2010年4月20日,Macondo油井井喷导致"深水地平线"钻井平台发生火灾爆炸,引起原油泄漏。以事故调查结论为基础,从固井、井涌监测、防喷器和点火源四个方面针对事故原因进行系统分析,揭示了各方面存在的危险因素;结合事故因果连锁理论和能量意外释放原理提出事故发展模型,直观地解释了井喷事故演变过程及分析各环节存在的问题;基于上述分析,从井喷预防和控制、消防系统和HSE风险管理三方面提出有助于预防类似事故再次发生的具体有效建议,可为提高国内海上钻井作业安全水平提供参考。     

海上大型电气平台筒型基础结构浮稳性

为探究海上大型电气平台底部新型导管架-筒型基础结构整体湿拖的可行性,借助有限元软件展开浮运过程中吃水深度、波浪高度和波浪周期等因素对基础稳性和动态响应影响规律的研究。结果表明：当筒型基础与导管架结构整体在一定吃水深度下且波浪周期在垂向或纵向固有周期附近时,基础可能产生共振现象;筒型基础自身可为包含导管架结构的整体提供足够的浮稳性;在2 m以下波浪高度和5级以下海况条件下,整体结构可进行远距离湿拖浮运。     

海上平台超长火炬臂结构设计及风激振动分析

随着海洋油气资源开发的发展,海洋平台工艺处理量越来越大,需要设置的释放火炬臂尺度也更大,超出了常规尺度范围。火炬臂长度增加必然导致结构重量增加和杆件尺寸发生变化,进而带来新的设计问题,如风激振动、风谱疲劳等。文中以南海某大型海上平台90 m超长火炬臂结构设计为例,探讨超长火炬臂结构形式的特点并进行了合理化的结构设计,对结构强度和疲劳损伤进行了评估,可为今后类似的结构设计提供参考。     

海上热采耐高温三胶筒结构封隔器设计及性能评价

在国内油气田增储上的大背景下,稠油热采成为油气开发新的增长点。面对井下高温高压的环境条件,现有耐高温胶筒难以满足海上热采高温密封要求,制约了稠油热采井有效开发。为解决海上热采封隔器高温下密封失效问题,结合现有耐高温材料和隔热涂层技术,提出一种中心管带隔热层的三胶筒结构。通过建立三维模型并应用有限元仿真软件,完成了该结构的热分析与结构分析,得出了三胶筒坐封后各自的压缩量、接触压力及在中心管注高温蒸汽时胶筒的温度分布。通过分析表明三胶筒结构具有可靠的密封性能,采用隔热涂层后胶筒的工作温度有明显降低。该设计为海上稠油热采封隔器高温密封提出了一种新思路。     

海上勘探要过“三重门”

技术的提高和资金都是深海石油勘探开发的保证。废弃的海上石油平台也成为一个不容忽视的问题。     

“埕岛二号”中心平台非灌浆腿导要结构设计

结构埕岛二号生活台介绍了非灌浆腿导管架的结构分析和细部构造设计计算,将其受力性能与常规导管架作了对比,总结了该结构形式的导管架在结构设计时应注意的问题。     

利用ANSYS进行海上平台振动分析的方法研究

海洋平台上往往存在很多振动源(如压缩机、泵等),这些振动源由于自身内部转子的往复运动,导致高频振动,这类振动对平台结构、杆件的稳定性造成一定影响,更重要的是对操作人员的身心健康产生直接影响。目前,平台结构的振动分析常用方法有频域分析和时域分析。本文就平台振动的理论基础进行了讨论,提供了一种基于ANSYS软件的振动分析方法,并提出一些常用的减振措施。     

海上自升式钻井平台新型筒型桩靴承载力

为了比较筒型桩靴和传统典型桩靴装配平台的不同受力性能,详细分析不同桩靴型武对于桩腿刚性度和平台整体承载能力的影响.通过Swipe和固定位移比的加载方法,绘制了复合加载模式下筒型桩靴和传统桩靴基础的垂向荷载-水平荷载、垂向荷载-弯矩荷载、垂向荷载-水平荷截-弯矩荷载受力空间的破坏包络面和循环荷载条件下2种桩靴基础的垂向静...     

单筒四井井口采油树结构设计与有限元分析

随着对海洋油气开采产量与效率的要求日益增加,对井口的安全性以及实用性提出了更高的要求。以中海油湛江分公司“上产2 000万m³油气科技专项”为依托,在有限的空间与井槽内设计了1种单筒四井井口采油树。该井口采油树可提供4个通道,同时进行油气开采,并采用内部锁紧式结构,减少井口本身的泄漏点,提高了安全性。通过SOLIDWORKS软件进行三维模型建立,并利用ANSYS WORKBENCH软件对单筒四井井口采油树中的关键部件进行有限元分析,得到了应力分布云图,验证了结构设计的正确性。为试验与现场应用提供理论基础。     

新疆局：15年钻井“零”井喷

新疆局始终把井控工作放在安全生产的核心位置，纳入体承管理范畴，加强井控装备的维护和管理，实现了连续15年无钻井井喷事故。     

海上油气田天然气三甘醇脱水装置工艺优化研究

三甘醇脱水装置作为一种成熟且常用的天然气处理装置,广泛应用于海上平台。以某海上平台天然气三甘醇脱水装置为例,介绍了其工艺流程现状,分析了该工艺流程存在的问题。利用工艺模拟软件HYSYS进行模拟分析,发现提高闪蒸温度可以提高三甘醇富液中烃类的闪蒸效果,但效果不显著,使用三甘醇预换热器提高闪蒸温度的实用性不强。针对上述分析结果,提出两种降本增效优化方案。方案一,吸收塔至闪蒸罐间设备的设计压力仍保持8 100 kPa,同时优化掉三甘醇预换热器;方案二,在吸收塔三甘醇富液出口的调节阀后设置串气工况的安全阀,同时将再生塔顶部冷凝器、三甘醇预换热器和三甘醇闪蒸罐的设计压力降低。上述两种优化方案,均可以避免国外专利技术对关键设备的制约,不但可以降低项目建设阶段的投资成本,还可以减少设备采办的周期。     

海上“三低”油气田多功能气举测试新工艺

针对现有测试工艺不能满足海上"三低"油气田快速、高效、经济的测试要求,提出了通过钻杆-油管小环空注气进行气举的多功能气举测试新工艺,并相应优化了气举阀、气举工作筒结构,设计了油管插入密封装置和钻杆升沉补偿装置。现场应用效果表明:所提出的多功能气举测试新工艺具有快速诱喷排液(返排残酸、压裂液)、变深度测试求产、下钢丝绳作业取样等多种功能,成功解决了常规测试技术在处理海上"三低"油气田时遇到的困难,加快了测试速度,节约了作业成本,为海上"三低"油气田的地层测试提供了有效的技术支持。     

半潜式平台大直径三筒取心技术

在半潜式平台进行取心作业时,取心效果除受传统因素影响外,平台的升沉会对取心参数尤其是钻压的控制带来极大的挑战,同时,取心过程中岩心也极易因平台升沉而被拔断从而对取心进尺造成影响。介绍了在半潜式平台成功应用大直径三筒取心技术的案例,通过对工具选型及工艺措施的严格控制,完成两趟大直径三筒取心作业,累计取心进尺55.3 m,平均取心收获率100%。文中总结分析了在半潜式平台进行作业时取心技术的难点和现场工艺的实施,形成了一套适应性较强的半潜式平台大直径三筒取心技术,包括取心过程中工艺参数的把控和割心时方法的选取以及出心方式的选择,实现了大直径三筒取心技术在半潜式平台的成功应用,为该区块的取心作业积累了经验。     

海上平台三甘醇脱水装置故障分析及工艺优化

目的解决某海上平台三甘醇脱水装置无法达到脱水要求的问题。 方法基于现场实际生产数据,采用HYSYS软件进行该工艺系统的模拟分析,找出该系统运行问题的原因。 结果脱水塔入口天然气中水含量过高是影响脱水系统效果的主要因素,改造方案应考虑入口过滤分离器和重沸器改造两方面。结合平台实际情况,最终确定改造方案为更换入口过滤分离器滤芯与重沸器电加热器。改造后,在表压5.2 MPa下的干气水露点从6 ℃降至-23 ℃,达到预期效果,且为后续扩容预留了操作空间。 结论该海上平台三甘醇脱水装置处理量无法达到设计值的原因可能是入口过滤分离器性能不达标导致脱水塔入口天然气中水含量过高,建议在进行三甘醇脱水装置工艺设计时,严控入口过滤分离器处理指标,并根据入口过滤分离器处理指标配套三甘醇脱水装置。      

海上“薄散弱”油藏有效开发实践

薄散弱油藏由于其油层薄、砂体小、分布零散、天然能量弱,采用定向井难以经济有效开发;采用水平井开发虽可提高单井初期产量,但由于地层能量不足,产量递减快,无法从根本上解决采收率低的问题;注水开发虽能解决地层能量不足问题,但海上注水要增加设备、平台空间及平台重量,相应地增加开发成本,加上其储量规模小,经济效益难以保证。以X油田H4油藏为例,在储层精细描述的基础上,提出并实践了多底多分支水平井技术与地层自流注水技术,实现了"薄散弱"油藏的经济有效开发,并取得了较好的开发效果。其实践成果对类似难动用储量的经济有效开发具有借鉴和参考意义。     

海上“双高”油田强化开采调控方法及应用

针对渤海Q油田进入高含水率、高采出程度“双高”阶段的稳产难题,提出了强化开采调控方法,通过合理提高生产压差,提高层内水驱动用程度。基于对层内非均质性以及驱动压力梯度与启动压力梯度的关系分析,从低渗透率储层有效动用的角度出发,建立了不同井距下合理生产压差与流度的关系图版。应用该图版,提出渤海Q油田生产压差从2.0 MPa提高至5.0 MPa。该方法在渤海Q油田取得较好的成效,单井“降水增油”效果明显,实现日产量连续5年稳产200 m3/d,油田采收率提高4%。该方法能为后续油田开发提供借鉴。