重载移运工况下海洋钻修机安全性评估

国内作业公司都已进行过海洋钻修机带钻具整体平移,但从未实现满立根重载移运作业。另外,对评估海洋钻修机在整体平移时能带多大钻具载荷,也尚无相关研究及理论依据。鉴于此,针对重载移运工况下海洋钻修机开展安全性评估,基于ABAQUS平台建立了HXJ180海洋钻修机重载移运的动态响应结构强度分析与评价方法,分析结果表明该井架与底座系统具有较好稳定性,其稳定性临界负载比例系数等于2.2,并确定了重载移运工况下钻柱的极限承载能力。该安全评估方法为海洋钻修机带钻具整体移运提供了技术支持,也为现场施工提供了理论依据。     

海洋钻修机的现状与发展趋势

介绍了国内外海洋钻修机的技术现状,并分别就高模块化海洋钻修机、全液压式海洋钻修机及海洋套管钻修机的结构和性能特点进行了分析说明。总结了目前国内外在役的海洋钻修机的总体特点,并对海洋钻修机的研究方向和发展趋势作了讨论,指出海洋钻修机必将在规格、结构、性能特点及生产规模上不断完善和提高,呈现多元化的发展势态,具体表现为,交流变频电驱动钻修机和全液压可移动式海洋钻修机将被广泛应用,盘式刹车和顶驱装置技术将得到进一步发展,海洋深水平台钻修机的研究与开发势在必行。     

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。     

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。     

2250kN海洋钻修机模块设计

为配套海上采油平台而设计了2 250 k N海洋钻修机模块。2 250 k N海洋钻修机模块在设计上充分满足平台布局要求紧凑性和模块化的要求,采用联合驱动的传动系统设计也满足用户对钻机模块经济性的要求。井架结构设计打破常规,采用从基段两侧进钻杆的方案及自升式结构,可满足钻机在不同区位作业的便捷性要求。绞车采用交流变频联合驱动的传动形式,底座采用大模块化的结构形式,从而满足CEPI和CEPJ固定式采油平台钻机作业区域小和移动跨距大的需求。该钻机设计中采用的一些新方法可降低固定式平台钻修机模块的建造成本,亦可缩短建造周期。     

海洋钻修机滑轨标准化研究及应用

平台滑轨是海洋钻修机在海洋石油平台上实现不同井口对中作业功能的关键部件.在役海上平台滑轨设计形式及规格型号标准化程度较低,导致海洋钻修机及配套零部件互换性差.文章论述了渤海油田目前在役海洋平台现有的滑轨结构形式,统计并分析了其设计数据情况,阐述了不同滑轨结构的优缺点.根据提高海上平台滑轨对不同海洋钻修机设备及配套零部件的互换性及互适性原则,提出了平台滑轨相应的设计改进方法及海洋钻修机平台滑轨标准化设计的建议,可以作为今后相关设备部件设计时的参考依据.     

车装钻修机三节井架的研制

针对我国资源分布范围广，地面条件复杂，对钻修设备移运性要求高的情况，就车装钻修机三节井架的截面形式、锁销装置的结构、应力分析情况以及工业试验结果进行了说明。     

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。     

轻型可搬迁式海洋模块钻修机固控系统研究

介绍了海洋模块钻修机固控系统的构成、配置参数、工作原理、工艺流程。在小模块海洋钻机的设计过程中，必须考虑吊装质量和工艺流程的要求，需要对固控系统进行多橇块和多方位设计。以SZ36—1型钻机模块固控系统设计方案为例，对其进行橇块划分，并给出了海洋钻机泥浆罐结构设计优化思路。     

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。     

交流变频电动模块钻修井机有限双电源供电方式分析

随着交流变频电动模块钻修机的普及,采用井口平台电网或自备电站供电方式成为模块钻修机设计需要考虑的问题。PL19-3油矿二期海洋模块钻修机采用有限双电源的供电方式,既保证电源的可靠性,也兼顾节能减排,值得借鉴。     

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。     

南阳二机厂连中两个海洋钻修机项目

据悉，南阳二机厂是国内率先推进海洋石油装备国产化的厂家，所开发出的60 t至225 t系列海洋钻修机产品，至今仍占国内60％以上的市场份额，其中的HXJ225型海洋修井机和HXJ125型海上油田完全配套修井装备，均被列为国家级重点新产品开发项目。凭借自身的优势和主动经营方式，在面对强手竞争的条件下，仍然在蓬莱19—3油田海洋钻修机项目、渤中26—2油田180 t海洋钻修机项目的投标中取胜，使该厂又获得了新的经营发展机遇。     

海洋无钻修机平台修井作业方式

对目前我国海洋油气田无钻修机平台修井作业方式进行调研,对已经应用成熟的搬迁修井机、液压修井机、连续油管修井和投捞潜油电泵等作业方式进行综述,论证各项作业方式所适用的条件,并对技术局限性进行分析。根据我国国内海洋油气田的开发情况,制约无钻修机平台修井的瓶颈在于提高作业时效和降低作业费用。对国内海洋油气田开发趋势进行分析,未来无钻修机平台修井作业方式将有较大改进。对无钻修机平台修井作业方式进行思考和展望,整理海洋无钻修机平台修井的思路,为海洋平台开发和修井作业提供参考。     

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。     

组合型钻修机模块建造技术——以PL19-3油田二期开发工程项目为例

PL19-3油田二期开发工程项目钻修机模块(DCWR-C)是我国海上第一个销式连接的组合型钻修机模块。针对该模块建造中所面临的各橇块钢销连接精度控制、结构焊接变形控制、组装后整体尺寸误差控制、橇块重量控制、二次组装误差控制等施工难点,结合现场施工资源,制定了一套合理严密的施工工艺方案,提前完成了该钻修机模块的海上安装任务,创造直接经济效益100万元人民币。这种销式连接组合型钻修机模块在陆地建造不需要重型滑道、码头,出海装船不需要大型浮吊、驳船,海上安装只需使用平台上吊机,具有拆装方便、可重复利用等优点,其施工工艺和建造经验可推广应用到其他类似海洋工程项目。     

海洋钻修机井架安全承载实时监测预警系统研发与应用

为保障海洋钻修机井架作业过程中的结构安全性,建立了一套钻修机井架安全承载实时监测及预警系统,并以南海文昌平台修井机井架为对象开展了工程应用研究。按照方案设计、硬件集成、信息化系统开发等3个过程要素,设计了监测体系的整体方案。为确保系统方案布置及实时分析的精确性,采用联合静动力学参数反演方法进行了精细有限元模型修正,结合BP神经网络和井架模型数据库对井架初始应力进行了预测。在监测硬件系统基础上开发了信息化系统,实现了数据库管理、监测方案制定、井架安全等级评定及作业全过程实时监测及预警功能,并将该系统成功应用于实际工程监测中。本文研发成果可进一步为井架的安全作业以及检修策略的制定提供良好的指导。     

DZXJ20/1580双动力钻修机的研制

针对目前油田在用传统钻修机工作效率低、作业成本高以及存在噪声污染等问题,研制了DZXJ20/1580双动力钻修机。该型钻修机由双动力系统、传动系统、起升系统、旋转系统、气液电控制系统和运载车等部分组成,它配有双动力系统,即一台为柴油机,主要作为运载车行驶的动力,同时可以兼作钻修井作业的备用动力;另一台为交流异步电动机,利用工业网电电源供电,作为钻修井作业设备(绞车、转盘等)的主动力。这种新型钻修机具有动力可靠性好、传动结构简单、工作效率高、操作方便和节能环保等优点,同时它能够自走行驶,快速移运,搬迁和安装便捷,能更好地满足油田钻修井作业的需要。     

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.