深水钻井防喷器选配关键因素分析

深水钻井防喷器组是保证海洋深水钻井安全的最关键设备。介绍了深水钻井防喷器组的基本配置方法,分析了防喷器组配置的关键因素,重点研究了闸板数量和类型、防喷器高度和压力等级、节流压井管线、蓄能器能力与辅助控制系统等。最后指出,应确保所有剪切闸板具有剪切特定钻杆及套管的能力,测试闸板和管子闸板不可混用,万能防喷器可考虑只采用1个;应确保ROV动作满足规范规定的响应时间要求,不推荐声纳辅助控制系统,应对新增辅助控制系统进行风险分析,以确保设计能兼容并能实现相应的功能;合适的防喷器配置有助于保证深水钻井安全,应该针对具体情况,制定统一的深水防喷器闸板和辅助控制系统配置标准规范。     

深水水下防喷器剪切能力分析方法及应用

深水水下防喷器剪切闸板在评估时相对复杂,在设计阶段通过剪切试验方法对剪切闸板进行剪切能力评估成本较高。鉴于此,以Von Mises屈服准则为基础,阐述了深水水下剪切闸板防喷器的动作原理和剪切过程,分析了剪切过程中活塞杆及活塞受力状况;考虑水深、隔水管内钻井液密度、井涌强度、钻杆钢级及关井压力的影响,给出了深水水下剪切闸板防喷器的剪切能力评估方法,并通过实例对该评估方法进行了应用。分析结果表明:提出的评估方法弥补了API Spec 16A中对于剪切闸板剪切能力评估的不足,评估方法计算的数值与厂家提供的数据误差在3%以内;防喷器剪切能力评估的关键是修正参数C_3,该值与防喷器类型及管柱特性等有关。研究结果可为深水闸板防喷器剪切能力评估及作业平台选择提供指导和借鉴。     

深水防喷器组自动剪切系统模拟分析

利用SimulationX系统仿真软件,对深水水下防喷器组自动剪切系统进行了建模及仿真分析。以南海某油气田的深水防喷器组自动剪切系统为例,利用其设备参数及现场反馈的数据作为输入参数,模拟了防喷器的水下蓄能器组部分失效时剪切闸板的封井过程,得到了系统实现封井所需的最少蓄能器配置。仿真结果对工程实际有重要意义。     

深水半潜式钻井平台防喷器控制系统升级探讨

为了解决深水半潜式平台防喷器控制系统存在系统落后、操作时间长、应急能力不足、冗余度低等问题,此文从深水半潜式钻井平台防喷器地面控制和水下控制系统分析,对比超深水半潜式钻井平台防喷器控制系统特点,结合实际现场作业经验和需求,探讨将目前深水半潜式钻井平台防喷器地面与水下控制系统进行适当的改造与升级方法,以实现较小的投入,达到快速升级防喷器控制系统和稳定安全地操作水下防喷器的目的,提出了改进升级的方法,旨在为今后我国深水半潜式钻井平台防喷器控制系统升级工作提供参考。     

安全可靠的闸板防喷器防提报警装置

闸板防喷器是石油钻井现场井控装置的主要组成部分,它主要分为单闸板和双闸板;根据闸板形式不同有半封闸板、全封闸板、剪切闸板和变径闸板。当防喷器闸板处于开启状态时,可以进行钻进、起下钻或其它正常作业。当闸板防喷器由于某种原因关闭,比如防喷演习、封井器试压、远程控制台误操作等。     

修井用双闸板防喷器的选型设计

在对比修井与钻井用防喷器使用环境、封堵压力、工作要求的基础上,提出了带剪切闸板的修井用防喷器选型设计的基本原则、外型尺寸限制和应该实现的功能,给出了一种双闸板防喷器的结构设计并进行了加工及室内与现场试验.试验表明,该防喷器可达到预期的设计目标,可为修井防喷器的设计提供参考.     

特大型钻井单闸板防喷器的研制

为满足用户的要求,在成功开发各型闸板防喷器系列产品的基础上,又成功地开发了我国首台特大型钻井单闸板防喷器。该防喷器采用APISpec6A法兰与其它井口设备连接,关闭及打开闸板总成均采用液压操作,闸板关闭后采用手动锁紧闸板轴的方法,可实现防喷器地面控制系统泄压。现场使用情况表明,它能满足钻井作业需要。按APISpec53推荐标准,每使用14d试压1次,共试压3次,均合格。在倒换井口之后进行常规检查,各部件均正常、完好,其经济效益是非常可观的。     

F48-70型水下防喷器组研制

结合目标平台,采用防喷器结构优化技术、胶芯超弹性复合体三维仿真模拟分析技术、高强度高韧性低合金钢制造技术、抗硫剪切闸板设计制造技术、耐高温胶料配方及硫化技术等水下防喷器组关键技术,研制出了国内首套F48-70型水下防喷器组。F48-70型水下防喷器组配置了抗硫剪切闸板、耐温177℃管子闸板、耐温149℃变径闸板,可满足高温高压、高含硫井钻井作业要求。该防喷器组通过了中国船级社、挪威船级社、四川科特石油工业井控质量安全监督测评中心等第三方的检验,检验结果符合API Spec 16A要求,为该水下防喷器在海上应用奠定了基础。     

水下闸板防喷器有限元建模及关井仿真分析

水下闸板防喷器在关井时井筒压力作用下闸板与壳体的相互作用应力复杂。为分析闸板防喷器关井状态时闸板与壳体的受力状态,在建立整套闸板防喷器三维仿真模型的基础上,对其承压壳体及双闸板进行了有限元分析计算。结果表明:防喷器闸板及壳体在额定载荷作用下均满足强度要求;防喷器高应力区域集中在壳体及闸板的接触部位,在防喷器检查及维保中应重点关注,确保钻井作业井控安全。     

水下应急封井装置技术研究进展与建议

为保障我国深水钻井作业和海洋环境安全,调研了国外已研制出或正在研制的水下应急封井装置的技术与装备,将其结构分为闸板防喷器式、阀门式、分体式3种形式。其功能也分为3类:仅实现关井作业;可实现关井、压井、分散剂注入、集油等作业;除实现关井、压井、分散剂注入、集油外还可进行节流作业。介绍了水下应急封井装置的下放安装及回收工艺,现场应用和试验情况。建议国内加强在水下应急封井装置标准、结构、技术、作业工艺等方面研究。