MR 6C型钻井隔水管维修改造技术研究

某平台配置的MR 6C型钻井隔水管单根已服役多年,存在主管管体壁厚不足、隔水管单根间连接互换性差等问题,需进行维修升级改造。经检测评估,改造时重新利用了原有旧隔水管主管接头,切割更换了壁厚不足的主管管体。针对大直径异种壁厚的主管接头与主管管体间的组焊,制定了特殊的焊接工艺。以节流压井管线长度确定实际更换的每根主管管体长度,改造了10根老旧MR 6C型钻井隔水管单根。静水压试验表明维修改造后的MR 6C型隔水管单根满足高压密封和互换性等应用要求。     

隔水管伸缩装置技术发展

隔水管伸缩装置是隔水管系统中设计、制造难度最高,结构最为复杂的单元设备。目前国内鲜有技术人员对隔水管伸缩装置进行研究、设计和制造。剖析了伸缩装置的工作原理,指出了伸缩装置的关键功能模块,在调研了国外多家企业的伸缩装置产品后,提出了伸缩装置设计制造中的关键技术,并在此基础上提出了隔水管伸缩装置未来的发展方向,可为隔水管伸缩装置产品的设计提供参考。     

深水钻井隔水管快速连接技术研究

介绍了国外几种典型海洋钻井隔水管快速接头的结构特点,归纳了其优缺点及适用范围。在消化国外技术的基础上,设计了H-50X型隔水管快速接头。阐明了该型接头的结构、工作原理,给出了其主要技术参数,并对其主要技术特点做了说明。这种接头只需周向旋转驱动环30°就可锁紧,锁紧方式独特、快捷。最后采用ANSYS有限元软件对接头进行多体接触分析,验证了设计的正确性和合理性。     

隔水套管张紧系统配置方案分析

以91.44 m自升式钻井平台为目标,采用有限元软件对90 m水深的隔水套管在不同顶部张力的情况下进行力学分析,给出了隔水套管的优化配置及顶部的推荐张紧力和行程。将受到顶部张力的隔水套管简化为位于垂直平面内的梁模型,入泥端简化为固定铰支约束,选用Pipe31单元进行分析。分析结果表明,自升式平台用套管张紧器的配置应根据系统的具体工况进行分析,确定隔水套管的配置,然后按API 16Q规范的设计准则确定张紧器的额定张紧力和油缸行程;随着隔水套管顶部张紧力的增加,隔水套管的横向变形、泥线处弯矩都相应减小。     

顶端张紧式海洋生产立管接头连接技术研究

为了加快海洋生产立管国产化进程,开展了海洋生产立管单根结构和疲劳寿命评价技术研究。介绍了焊接式接头、接箍式接头和快接式接头3种类型的结构及应用范围;提出了海洋生产立管单根材料与焊接的具体要求,明确了主管体和接头的材料成分及性能指标,给出了立管接头的选材建议;依据相关标准阐述了海洋生产立管全尺寸共振弯曲疲劳试验方法中标准选取、疲劳曲线选择及试验结果评价等,阐述了立管疲劳试验设计曲线、平均曲线和目标曲线之间的关系,推导了基于数理统计学的目标曲线计算公式。国外海洋生产立管的全尺寸疲劳试验结果表明,生产立管疲劳寿命高于相关标准规定的C类S-N目标疲劳曲线。     

海洋石油水下装备现状及发展趋势

简述了海洋石油水下装备的现状,指出了我国海洋石油水下装备在研制方面与国外存在的差距。通过分析海洋石油水下装备的发展趋势和市场状况,认为未来5～10a将是我国海洋石油勘探开发实现跨越式发展和快速成长的关键时期。为此对我国海洋石油水下装备的发展提出了如下建议:在立足自主研发的基础上,依托重大海洋石油装备工程项目,通过引进吸收国外先进技术,努力掌握核心技术和关键技术,实现再创新和自主研制,尽快缩小与国外的技术差距;与国外具有先进技术水平的企业合作,全面提升海洋石油水下装备的制造水平。     

海洋钻井装备技术现状与发展思路研究

为了助推海洋钻井装备的持续发展,重点对发达国家钻井平台建造能力及建造水平、平台建造数量和钻探深度、高端钻井装备最新成果及我国在钻井平台自主设计、半潜式平台建造技术、钻井装备自主开发、水下关键装备研究等现状进行了详细分析。分析结果表明,我国在海洋装备研发设计能力、大型钻井平台配套开发能力、产品设计实践经验、水下关键装备开发研究、海工试验基础条件和平台整体集成控制研究等方面与国外仍存在着较大差距。在此研究基础上,提出了未来海洋钻井装备将逐渐向多类型和多领域、适应超深水高风险和复杂地层、向环境保护和绿色产品及智能化和水下钻井技术发展4点发展思路,并结合实际提出我国应认真做好海洋钻井装备发展规划、努力做好海洋装备基础研究工作、由浅入深做好钻井系统配套开发、集中攻克一批关键卡脖子技术等4点发展建议。     

深水钻井隔水管伸缩装置动密封试验研究

为了验证深水钻井隔水管伸缩装置设计原理的正确性、补偿功能和密封性能的可靠性,采用1∶3隔水管伸缩装置原理样机对其动密封进行试验研究。阐述了原理样机的密封设计原理和试验内容,在对试验工况进行分析的基础上,形成了试验总成方案;设计了由动力系统、补偿系统、加压系统、密封驱动系统和连接架体组成的动密封试验装置。利用该试验装置成功开展了深水钻井隔水管伸缩装置原理样机的动密封试验,验证了其密封设计原理的正确性和密封可靠性。试验结果为成功研制深水钻井隔水管伸缩装置奠定了基础。     

海洋钻井隔水管浮力块配置方法

浮力块是钻井隔水管系统的重要部件,能改善钻井隔水管的性能。但是如何配置浮力块,对隔水管张力器的张力、钻井隔水管在海洋深水条件下的应用等都有很大影响。目前国内外对于钻井隔水管浮力块配置方法的研究较少,因此,进一步研究其配置方法很有必要。首先,介绍了目前国内外海洋钻井隔水管浮力块配置的基本经验;然后,以我国南海某海域500 m水深为例,采用ABAQUS有限元软件,讨论了海洋钻井隔水管浮力块的配置方法,拟定了5种浮力块配置方案,并对其进行了详细的计算分析。结果表明:拟定的方案2和方案3为较优方案;与波浪力相比,海流力对隔水管动力学响应特性的影响更大;浮力块安装位置不同,对隔水管横向变形、等效应力、弯矩和底部柔性接头转角等力学响应的影响很大。建议:在适当位置配置厚壁隔水管以降低其局部等效应力;浮力块的安装位置应避开海流流速最大位置;研制钻井隔水管分析系统软件,实现多个有限元软件的联合调用,以提高分析效率和准确性。      

集成式隔水管安装试压工具开发与试验

为了解决国际上海洋钻井隔水管用安装试压工具结构存在的技术问题,开发了一种集安装与试压作业功能为一体的集成式隔水管安装试压工具。该工具利用液压油缸直接驱动,通过斜面推动执行机构按设计的位置运行达到锁合状态,利用弹簧弹力达到脱开状态。根据该工具的工作原理和结构特点,建立简化后的1/12有限元分析模型。按照相关标准对锁块、法兰和壳体等主承载件进行强度校核。有限元分析结果表明:锁块、法兰和壳体等主承载件强度满足标准要求。对该工具分别进行了4 500 k N额定载荷试验、6750 kN验证载荷试验和压力试验等试验验证,试验结果均满足设计要求。集成式隔水管安装试压工具的成功研制对完善我国海洋钻井隔水管系统配套能力具有重大意义。