海洋钻井平台防喷器控制系统研制

防喷器控制系统主要是控制井口防喷器组及液动节流阀、压井阀,防止钻井、修井作业中井喷的发生,在海洋钻井井控作业中,防喷器控制系统是保证平台钻井井控安全的关键系统。文中对海洋平台防喷器控制系统的控制对象进行了简析,阐述了系统设计选型原则,总结了系统配套的电气控液控制优势、BOP与分流器双操作界面、氮气备用接口等提高可靠性与冗余度的配置,提出了改进意见,为行业相关企业在系统设计选型方面提供借鉴。     

一种基于解决井控安全问题的带压修井作业防喷器控制系统研究

带压作业是油田主业稳产增产的重要手段,被誉为勘探生产的"三大利器"之一。但由于井控复杂,作业危险,严重影响了该项技术的推广规模。基于带压作业的井控安全问题,本文设计一种带压修井作业防喷器控制系统。该控制系统与带压作业修井机集成于一体,采用无线遥控和远程电液智能控制技术,实现井口防喷器组的就近操作和远程遥控关断功能。当作业过程中发生井涌、井喷事故时,既可以在工作平台上由操作人员就近操作电液控制手柄第一时间关断防喷器,也可以在人员紧急避险撤离后,采用无线遥控装置远程(距离井口100m的范围内)关断井口防喷器。具有提高带压作业的安全性、可靠性和降低操作人员的劳动强度等优点。     

试重水袋调试BOP气动悬吊的方法研究与应用

防喷器组是保证钻井作业安全的关键设备,所以对安装防喷器组所使用的专用配套设备BOP悬吊的性能要求很高。针对海上石油钻井平台使用的BOP气动悬吊性能试验方法进行了探讨,提出了一种利用试重水袋进行悬吊载荷试验的调试方案,并在实际应用中方便、高效地测试了BOP悬吊的实际运行能力,确保防喷器组能够安全准确地装卸。     

螺栓损伤对环形防喷器密封的影响及维修建议

防喷器是钻井工程重要的安全装备,系二级井口设备中的重要设备。防喷器的安全性不仅影响钻井作业的安全进行,而且影响着钻井作业人员的安全。目前针对防喷器的管理依据是SY/T 6160《防喷器检查和维修》,该标准规定了由螺栓损伤数量导致的防喷器判废指标。目前这一判废指标主要基于工程经验,关于具体数值的计算还未见相关研究,文中利用有限元方法开展螺栓损伤数量对环形防喷器密封性能的影响分析,从数值分析角度来验证《防喷器检查和维修》中有关螺栓损伤判废条款的合理性。     

带压作业修井机油管管箍检测技术研究

传统的压井和放喷作业不利于油气资源的可持续发展,这就需要用全新的方式去对待井下作业,带压作业修井机能较好地满足这一要求。环形防喷器是实现带压作业隔离井内高温高压的关键部件,当提升或下入管柱,管箍通过环形防喷器时,要对管箍进行检测。对油管管箍检测技术进行了理论分析和实验验证。此技术可以延长环形防喷器胶芯的工作寿命,节约成本,提高了带压作业的安全性和可靠性。     

连续管防喷器性能检测方法研究

连续管防喷器是连续管作业必不可少的井控设备,其功能的好坏直接影响作业安全,而目前国内针对在役连续管防喷器的检测主要为常规的外观、尺寸检验,对其性能检测规定较少。在多方调研及研究的基础上,根据连续管防喷器的结构及各部分的主要功能,文中制定了对其适用的性能检测项目,并应用此方法进行了在役连续管防喷器的检测。     

液压防喷器试压控制系统的设计与改进

液压防喷器的可靠性直接关系到钻井作业的成败。为确保其使用的可靠，每套液压防喷器使用前都要进行试压检验。该文介绍了一种液压防喷器试压控制系统的设计原理及结构，分析了该系统存在的不足，并结合实际提出了改进方案。     

新型可识别化分类决策的钻井净空防喷器自动化清洗装置研究

防喷器是钻井施工作业中的重要井控设备，当前防喷器的自动化清洗效率不高。本文研究提出了一种新型防喷器自动化清洗方法及系统，利用图像识别技术实现脏污情况的精准识别实现对防喷器的可识化，其视觉扫描采集系统功能可以在清洗前判断清洗时间和路径来进行分类，可以采用多个喷头组合的方式来进行自动冲洗操作，从而对不同类型的防喷器进行深度清洁。该系统自动化程度较高，能够提升防喷器清洗效率，市场前景较好，在钻井施工中可应用场景非常广泛。     

沙漠快速移运钻机井控系统的设计与应用

为满足环境温度为0～55℃、湿度为100%的中东沙漠地区含高浓度H₂S油气井的钻井作业及设备快移的要求,设计了一种沙漠快速移运钻机井控系统。其主要特点是系统中的防喷器组能从储存位置快速移运到井口,采用双节流管线阀组和双压井管线阀组实现不间断的压井或节流,并且控制单元具有多重安全保障作用。文中介绍了沙漠快速移运钻机井控系统的总体方案、结构组成及技术参数,并通过详细计算确定了远程控制单元关键设备,描述了技术创新点。现场应用结果表明,该井控系统整体性良好、移运快捷、操作方便、可靠性高,防喷器防H₂S效果好,符合HSE规范,很好地满足了沙漠地区钻井作业要求。     

煤层气带压修井用气胎式环形防喷器设计

为了满足煤层气带压修井快速作业的要求,解决原有环形防喷器胶芯磨损严重,需要频繁更换的问题,设计一种气胎式环形防喷器。该防喷器利用空气压缩原理,实现了油管接箍的快速通过;壳体和胶芯采用顶丝和花键连接,方便胶芯更换。采用有限元分析方法对该环形防喷器的关键部件胶芯的密封性能进行分析,得到胶芯密封压力随控制压力的变化规律,分析胶芯破坏的原因和破坏形式。结果表明:随着控制压力的增加,气胎式环形防喷器的密封压力逐渐增加,当控制核动力为4 MPa时密封压力稳定在7 MPa左右,满足作业中的密封要求;胶芯的中上部位置压力最密集,容易出现溢流现象,应加强该部位的硫化。     

系列防喷器设计

防喷器是钻井最关键的安全设备,其作用是防止井喷事故发生,保证钻井平台人员和设备安全,保护油气资源和海洋环境,是油气勘探开发技术与装备最重要的组成部分之一。图1所示的FX35-10.5/21旋转防喷器是欠平衡钻井井控装置中的核心装备,FX35-10.5/21旋转防喷器主要由旋转总成、壳体总成和控制冷却系统装置三部     

2FZ28-21轻型闸板防喷器的研制

此次2FZ28-21轻型闸板防喷器的研制是在以往设计经验的基础上,从轻量化设计的角度出发对闸板体结构、侧门开启方式、液缸结构进行设计方案的优化选择,并且参照相关标准要求,应用有限元分析方法对该闸板防喷器的主要承压件进行强度校核,设计出了一套全新的2FZ28-21轻型闸板防喷器。经轻量化设计后的轻型闸板防喷器比同型号普通型闸板防喷器整机的外形尺寸明显减小,整机减重49.7%,并且试制出的样机已通过了API 16A标准要求的各项试验,可满足作业现场的使用要求。     

修井作业中油管长度的检测

环形防喷器是在带压作业中实现高温高压的关键部件。油管上提或下降时,需对管箍位置进行检测。针对油田修井作业所需,设计了一种光栅检测的连续油管长度在线测量系统。系统采用光栅作为油管长度测量的传感器,用51单片机构成测量控制系统核心,根据实际需要设计了硬件电路并编写了软件程序,准确测量下井油管的单根长度和总体长度,此技术可延长环形防喷器寿命,节约成本,为修井作业时管箍及油管位置的判断及井口数据提供依据。     

带压作业闸板防喷器胶芯磨损行为研究

针对带压作业时闸板防喷器胶芯的耐磨块易发生磨损导致密封失效和起下旧管柱时其工作寿命较小等问题,对带压作业过程中闸板防喷器胶芯磨损行为进行研究。以某油田现场使用的闸板防喷器胶芯为对象,从微观角度分析带压作业过程中胶芯耐磨块主要磨损机制和表面粗糙度对耐磨块磨损机制的影响;利用有限元软件建立胶芯动静密封模型,从宏观角度分析不同工况和摩擦因数对闸板胶芯密封性能及耐磨块磨损规律的影响。结果表明:带压作业过程中耐磨块主要磨损机制为磨粒磨损和疲劳磨损,管柱的粗糙度越大,耐磨块磨损越严重;井筒压力造成的胶芯上部应力集中是耐磨块上部磨损严重的主要原因;管柱与耐磨块圆弧面间的摩擦因数应控制在0.1以内,否则会加速耐磨块的磨损。     

DKPY11-21多功能电缆防喷器的研制

DKPY11-21多功能电缆防喷器是借助2FZ18-35封喷器原理开发研究而成,解决了远距离操作,快速密封电缆的技术难题,在实际应用中,杜绝了多次井喷失控事故.该设备在电缆射孔、电缆测试等作业工序中得到越来越广泛的应用,为一线生产及井控防治提供了安全保障,给油田带来了巨大的经济效益和社会效益.     

舟载冲绞一体式水下清淤机研制

研制舟载冲绞一体式水下清淤机的目的是满足传统清淤设备不能水下作业的难题,改变了我国清淤装备落后的局面.解决人工抱水枪劳动强度大的难题,提高泥浆泵的科技含量,减少操作人员,降低劳动强度.     

封井后提放钻杆过程中球形防喷器胶芯力学行为*

球形防喷器封井后强行起下钻作业极易导致胶芯密封失效,为研究动密封过程中防喷器胶芯失效机制,基于橡胶大变形理论建立球形防喷器动态密封数值模型,探究球形防喷器胶芯在封井和起下钻过程的应力分布和失效模式。结果表明：球形防喷器密封钻杆后,胶芯内壁会产生条状褶皱,支撑筋下板块拐角处产生鼓点状应力分布,颈部和背部存在应力集中现象;当钻杆倾斜时,钻杆与胶芯接触密封区也发生倾斜,胶芯左右两侧应力小幅增大;起下钻过程中,胶芯内壁的条状应力集中变为片状分布,钻杆接头进出密封区域时,接触应力发生突变。     

防喷器自动翻转装置的研制及应用

针对现有防喷器维修、运输吊装过程中效率低、劳动强度大、安全风险高的问题，研制了一种防喷器维修用自动翻转装置。研制的自动翻转装置机械系统部分主要包括框架、翻转机构、行走小车、小车移动机构和锁定机构等。防喷器安装在行走小车上方，小车移动机构可根据防喷器的规格调整防喷器的初始位置，锁定机构对回转平台进行锁定与解锁。开发的液压控制系统可保证液压缸伸缩缸匀速伸出及缩回，实现防喷器的翻转。研制了翻转装置样机，并进行了现场试验。结果表明：翻转装置能实现最大吨位30 t防喷器的翻转，自动化程度高，安全可靠，提高了防喷器翻转效率，满足预期目标与要求。     

深水防喷器组控制系统的发展

概述了水下防喷器组的作用及其控制原理,介绍了深水防喷器组的“闭式”液压控制系统,先导液压控制系统以及电液控制系统。     

基于PTC Creo的环形防喷器Top-down设计

为实现防喷器参数化和系列化设计,提升设计质量和效率,在PTC Creo软件平台上,运用Top-down方法设计球形胶芯环形防喷器。通过概念设计、骨架模型设计和组装设计,实现设计参数从顶层(布局)向底层(模型)的无缝传递,进而实现设计参数对模型几何的控制。利用PTC Mathcad软件完成防喷器设计计算并与PTC Creo进行数据交换。在此基础上,通过建立参数表实现对35 MPa的某系列球形胶芯环形防喷器系列化设计。设计表明,Top-down方法具有更高的效率,更易于参数的修改,更有利于系列化产品的快速开发。