当前位置:
文档之家› 海洋钻井工程-2(井口装置)
海洋钻井工程-2(井口装置)
34
海洋钻井工程
通过球的转动来适应浮船的转动。一般允许转 动的角度是 10 度 ,许用载荷是 370t ,可与直径
406.4 ~ 609.6mm 直径的隔水管配合使用。压力平衡
式就是用海水压力或泥浆压力来平衡球接触面处所 承受的向下压力或向上拉力。海水或泥浆进人液缸 推动活塞、加压油液,送入球接触面处,既可实现 平衡,还可进行润滑。
中,引导防喷器系统
准确地下放并与导引 系统上快速连接器连 接。
25
防喷器系统
海洋钻井工程
防喷器系统的控制操作通常是用电力、气动和
液压系统组成。液压管线汇集起来形成“管束”,
捆绑在防喷器框架上,引向平台的软管绞车上。液
压能量由平台上的储能器提供。平台上的控制部分,
一般有电动和气动控制系统。电动控制简单、迅速, 所以一般情况下尽可能使用电动控制。在发生井喷 的情况下,不允许使用电的时候,就要使用气动控 制系统。
39
海洋钻井工程
40
海洋钻井工程
第二节 海洋钻井过程升沉补偿装置
一、钻柱升沉运动的补偿措施
1、增加伸缩钻杆 这种办法是在钻柱的钻铤上方加一根可伸缩的钻杆。 伸缩钻杆由内、外管组成,沿轴向可作相对运动,行程一 般为 2m 。当平台上下升沉运动时,伸缩钻杆的内管随伸 缩钻杆以上的钻柱作轴向运动,而与伸缩钻杆外管相连的 钻艇则基本不作升沉运动.因而可保持钻压恒定,同时还
恶劣。
(3)不利于特殊作业 当不压井钻井时关防喷器后,由于伸缩钻杆以上的钻柱
随船体升沉做周期性上下运动,使防喷器的芯子反复摩擦,
对于作业不利。
42
海洋钻井工程 2、增设升沉补偿装置
43
海洋钻井工程
升沉补偿装置一般采用液压传动。如在游动滑车与 大钩间装设双液缸,缸体与游动滑车相连。当平台升沉
时,游动滑车带动液缸的缸体作周期性上下运动;而活
成。内管可在外管内轴 向滑动,从而补偿钻井
平台的升沉运动。一般
长约 15 ~ 16m 。伸缩行 程10m 。根据我国沿海 的潮差及波高情况,行 程以长 14m 为宜。
28
海洋钻井工程
隔水管: 隔水管系统的主体,使用16-24英寸直 径的钢管做成,单根长度一般为15-16米, 两端有公母接头。单根之间依靠公母接头
可避免平台上升时提起钻艇,平台下沉时压弯钻柱。
41
海洋钻井工程 伸缩钻杆存在的问题 (1)钻压不能调节 增加伸缩钻杆后,钻压大小取决于伸缩钻杆以下的钻铤 部分重量。因而不能随岩层的变化调节钻压。
(2)承载条件恶劣
伸缩钻杆既承受泥浆的高压,传递钻柱的扭矩;又承受 因内外管周期性轴向运动所引起的交变载荷,承载条件十分
第二章 海上钻井工艺技术
二、水下井口装置 1、水下井口装置的使用背景及特点 2、水下井口装置的系统组成
3、本节重点
7
海洋钻井工程
第二章 海上钻井工艺技术
1、水下井口装置的使用背景及特点
井口装置具有补偿浮动钻井平台随海水运动产生的6
个自由度的运动。补偿升沉运动的伸缩部件,补偿平移和
摇摆运动的弯曲部件(挠性接头或球接头)。 伸缩部件和弯曲部件存在密封问题,只能承受低压。 防喷器系统必须放置在这些部件的下面,因为防喷器 关闭时防喷器以下将是高压。
15
导引架安装过程
海洋钻井工程 永久导引绳的一端固定在导引 柱上,另一端固定在平台上。 由于平台随海水运动有上下升
沉运动,所以导引绳将忽紧忽松。 松弛时显然起不到导引作用,张力 太大,又有可能将张紧绳拉断。所 以需要有恒张力装置来张紧导引绳。 导引绳也是利用气液弹簧原理提供 恒张力的。导引绳通过复滑轮系统 缩短气液弹簧的液缸活塞行程。
导 引 系 统
10
置或水下机器人操作。
水下井口装置示意图
海洋钻井工程
2、水下井口装置的系统组成
(1)导引系统 (2)防喷器系统 (3)隔水管系统
11
海洋钻井工程
2、水下井口装置的系统组成
(1)导引系统
导引系统包括: 井口盘、导引架、导引绳及其张紧装置。 导引系统是整个水下井口装置的基础。
12
海洋钻井工程
井口盘是第一个
被安放在海底的圆饼
形部件。中心开孔,
孔内有与送入钻具配
合的“J”槽。用于确 定井位,并固定水下
井口。
13
海洋钻井工程 井口盘上一般有两条临时
导引绳。
在平台上,将井口盘与其 送入工具连接,送入工具上接
钻柱,不断接长钻柱就可将井 口盘下放到海底,倒转钻柱可 退出送入工具,并起出钻柱。 井口盘依靠巨大的重量固定在 海底,这就确定了海底井口的 位置。
8
海洋钻井工程
升 沉
平 移
摇 摆
固 定 钻 井 平 台
9
浮 式 钻 井 平 台
水上井口装置
水下井口装置
海洋钻井工程 隔 水 管 系 统 防 喷 器 系 统
水下井口装置通常
是在地面上预制成三大 组合—导引系统,防喷 器系统和隔水管系统。 在海上作业时,用快速
连接器将两个组合连接
起来。 水下安装要有一套 远程遥控操作系统。必 要时还要有潜水作业装
23
4
4 3 2
1
1
防喷器系统各组分部件
海洋钻井工程
压井和放
6
喷管线,自四
通接出,一直 延伸到平台上。
5 4 2
压井放喷
管线应该具有
补偿平台运动
的功能,所以 要有伸缩管或 高压软管部分。
24
1
1
防喷器系统各组分部件
海洋钻井工程
为起下方便,在
地面上将防喷器系统
的各部分组合成一个 整体。防喷器框架有 四个导向筒,四根永 久导向绳分别穿入其
4 3 2
是当井内没
有钻柱并需 要关井时使 用。
1
1
22
防喷器系统各组分部件
海洋钻井工程
剪切闸板防喷器的使用环 境: (1)在井内有钻柱,遇到 台风或其他紧急情况,需 要立即撤离平台,又来不 及起钻,这时使用剪切闸 板迅速将井内钻柱剪断, 平台即可撤离。 (2)发生井喷事故,井 喷流体从钻柱内孔喷出, 此时为了紧急控制,使用 剪切闸板迅速将钻杆挤扁, 封住内孔,制止井喷。
30
海洋钻井工程
一般当工作水深超过 3l m 时,应有张紧器使其承受
拉力,还可以在管外加浮室以增加浮力。对于工作水深超 过 250m 的隔水管柱必须另外进行设计。一般隔水管的临 界压弯长度可按下式计算:
31
海洋钻井工程
海水越深,隔水管越重,则需要的张紧力越 大。此张紧力最终要施加到浮动钻井平台上,增 大平台的吃水量。为了减小张紧力,可在隔水管 管外面贴上一层厚厚的泡沫塑料,或隔水管外系 以铝制浮筒(筒内充以高压气体),以便增大在 海水中的浮力,减轻隔水管系统的重量。
5
海洋钻井工程
第二章 海上钻井工艺技术
泥线支撑器与泥线悬挂器区别
1.泥线支撑器用于固定式钻井平台,泥线悬
挂器用于移动式钻井平台;
2.泥线支撑器的内层套管悬挂于外层套管的
座环上。两层套管之间的密封在平台上套管头处。
而泥线悬挂器的套管挂之间不仅存在悬挂关系,
而且两层套管之间的密封在悬挂器处。
6
海洋钻井工程
35
海洋钻井工程
2)多球式挠性接头 也是采用压力平衡原理.只是将单球改成三个 球。整个接头分成三段,每段一个球,允许转动角 度为3度,相对于钻杆的曲率半径约11m 。由于采
用多球,大大降低了每个球体的磨损。
36
海洋钻井工程
3 )万能挠性接头
上下各有一个轴承及转环 。 隔水管柱的拉力通过上转环,由 上轴承承受,压力由下轴承承受, 中间为球体。泥浆压力通过球体 可部分导给转环。球体本身不承 受轴向载荷,只起封严泥浆作用。
26
海洋钻井工程
(3)隔水管系统
隔水管系统处在防喷器系统的上面。
1)主要作用:
①引导钻具入井,隔绝海水,形成泥浆循环的回路。
②隔水管系统还要承受浮动平台的升沉和平移运动。
2)隔水管系统包括:
伸缩隔水管,隔水管,弯曲接头,张紧装置等。
27
海洋钻井工程 伸缩隔水管: 处在井口装置的最
顶端,由内管和外管组
架,框架的套管套
在导向绳 上.
水下井口防喷器组
19
海洋钻井工程
最顶部是两个万能防 喷器(也称为多效能防喷器, 或球形防喷器)。 4
优点:万能防喷器可 以抱紧任何尺寸的钻柱, 可抱紧钻铤,钻杆本体或 接头,套管,电缆,钢丝 绳,甚至可以全封。
缺点:万能防喷器承 受压力的能力有限,不能 承受很高的压力。所以, 万能防喷器仅仅在闸板防 喷器不能起作用的时候使 用。
16
导引绳张紧系统
海洋钻井工程
(2)防喷器系统 防喷器系统是水下井口装置的核心部分。 包括: 万能防喷器 剪切闸板防喷器
半封闸板防喷器
全封闸板防喷器
四通及压井防喷管线
17
防喷器控制操作系统等。
海洋钻井工程
18
海洋钻井工程
防喷器组一般 采用 3~5 个防喷器 ,通过连接器与套 管连在一起。整个
防喷器组外面有框
海洋钻井工程
1
海洋钻井工程
第二章 海上钻井工艺技术
第一节 海上钻井井口装置 海上井口装置的主要功用: 1、安装防喷器,控制井口,实现防喷、放喷和 压井; 2、将平台井口和海底井口连接起来,引导钻具 进入井眼,并隔绝海水,在钻柱外形成环形空间, 以便在钻进时循环钻井液。
2
海洋钻井工程
第二章 海上钻井工艺技术 一、水上井口装置
32
海洋钻井工程
弯曲接头: 挠性接头,球接头。弯曲接头处在隔水管系统
的最下端。