ｂ ＦＭＣ 公司的下放机具 图 １ 下放机具及顶部阻塞器连接示意
该下放 ＦＭＣ 公司的下放机具结构如图 ２ 所示 ， 机具在结构方面有以下 ４ 个特点 。
图 ２ ＦＭＣ 公司的下放机具结构
） １ 通过销钉与顶部阻塞器连接 。 心轴上设置 有限位台阶 ， 将销钉安装在限位台阶上 ， 通过心轴的 伸缩实现销钉与顶部阻塞器的连接和释放 。 下 剪 切 销。上 部 剪 切 ２） 机 具 内 部 设 置 有 上、 销用来限制机具的 动 作 ， 安装时震击器向下震击将 上部剪切销打断 ， 机具的安装动作即可进行 ； 下部剪 切销用来限制心轴 的 移 动 ， 回收时震击器向上震击 将下部剪切销打断 ， 心轴收缩 ， 解除机具与顶部阻塞
２ ０ １ ３ ０ ５ ０ １ ① 收稿日期 ： － － “ （ ） 国家高技术研究发展计划 （ 水下采油树关键技术研究与成套设备研制 ” ８ ６ ３ 计划 ） ２ ０ １ ２ ＡＡ ０ ９ Ａ ２ ０ ５ 基金项目 ： ， ： 赵宏林 （ 男， 江苏泰兴人 ， 教授 ， 博士 ， 主要从事海洋油气装备等方面的研究和教学工作 ， １ ９ ６ ２ Ｅ－ｍ ａ ｉ ｌ ｚ ｈ ａ ｏ ｈ ｌ 作者简介 ： －） ＠ 。 ｃ ｕ ． ｅ ｄ ｕ ． ｃ ｎ ｐ
［ ５］
油树帽内 ， １ 个安装在油管悬 挂 器 内 。 后 经 过 改 进 ， 将油 管 悬 挂 器 加 长 ， ２个顶部阻塞器都安装在油管 使 得 油 管 挂 的 密 封 加 强， 适应于更深的 挂 内，
７］ 。 水深 ［Байду номын сангаас
随着 海 洋 油 气 开 采 深 度 的 不 断 刷 新 ， 水下采油 树及其相关组件的下放安装难度日益突出 。 采用合 设计合理的安装机具 ， 也逐渐成为水 适的下放方式 ， 下油气开采过程的难点 。 水下采油树上的不同部件 下放都需要专门配套的下放机具 ， 例如树体 、 采油树 帽、 油管悬挂器 、 顶 部 阻 塞 器 等。 考 虑 到 部 件 Ｓ ＣＭ、 水深 、 水下环 境 等 问 题 ， 不同部件所采用的下 大小 、 放方 式 也 不 同 。 例 如 ： 树 体、 采 油 树 帽、 油管悬挂器
·２·
０ １ ３年１ １月 石 油 矿 场 机 械 ２
等是通过钻杆下放 ； 顶部阻塞器则是通过钢丝绳作 业工具进行下放 。
１ 下放机具
１． １ 钢丝绳作业工具 钢丝绳作业最初常用于井下捞油及其他投捞作 业
： Ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ Ｕ ｓ ｉ ｎ ａ ｒ ｏ ｒ ｉ ａ ｔ ｅ ｉ ｎ ｓ ｔ ａ ｌ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍ ｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ａ ｎ ｄ ｄ ｅ ｓ ｉ ｎ ｉ ｎ ｒ ｅ ａ ｓ ｏ ｎ ａ ｂ ｌ ｅ ｉ ｎ ｓ ｔ ａ ｌ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｅ ｕ ｉ ｍ ｅ ｎ ｔ ｇ ｐ ｐ ｐ ｇ ｇ ｑ ｐ ａ ｒ ｅ ｂ ｅ ｃ ｏ ｍ ｉ ｎ ｋ ｅ ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｅ ｓ ｉ ｎ ｕ ｎ ｄ ｅ ｒ ｗ ａ ｔ ｅ ｒ ｏ ｉ ｌ ａ ｎ ｄ ａ ｓ ｅ ｘ ｌ ｏ ｉ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ． Ｔ ｈ ｉ ｓ ａ ｅ ｒ ｃ ｏ ｎ ｃ ｅ ｒ ｎ ｅ ｄ ｗ ｉ ｔ ｈ ｔ ｈ ｅ ｇ ｙ ｇ ｐ ｐ ｐ ， ， ｏ ｆ ｈ ｏ ｒ ｉ ｚ ｏ ｎ ｔ ａ ｌ ｔ ｒ ｅ ｅｒ ｕ ｎ ｎ ｉ ｎ ｔ ｏ ｏ ｌ ｓ ａ ｎ ｄ ｉ ｎ ｓ ｔ ａ ｌ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍ ｅ ｔ ｈ ｏ ｄａ ｎ ａ ｌ ｚ ｅ ｄ ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ ｆ ｅ ａ ｃ ｒ ｏ ｗ ｎ ｌ ｕ － ｇ ｙ ｐ ｇ ｔ ｕ ｒ ｅ ｓ ｏ ｆ ｒ ｕ ｎ ｎ ｉ ｎ ｔ ｏ ｏ ｌ ｓ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｎ ｓ ｉ ｄ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｏ ｆ ｉ ｎ ｓ ｔ ａ ｌ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｒ ｏ ｃ ｅ ｄ ｕ ｒ ｅ ｓ ． Ｔ ｈ ｉ ｓ ｓ ｔ ｕ ｄ ａ ｉ ｍ ｅ ｄ ｔ ｏ ｒ ｏ ｖ ｉ ｄ ｅ ｇ ｐ ｙ ｐ ａ ｎ ｄ ｉ ｄ ｅ ａ ｓ ｆ ｏ ｒ ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｅ ｓ ａ ｎ ｄ ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｍ ｅ ｎ ｔ ｏ ｆ ｄ ｏ ｍ ｅ ｓ ｔ ｉ ｃ ｓ ｕ ｂ ｓ ｅ ａ Ｘ ｔ ｒ ｅ ｅ ｉ ｎ ｓ ｔ ａ ｌ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｓ ｔ ｅ ｍ． ｒ ｅ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｃ ｅ － ｐ ｙ ： ； ； ； Ｋ ｅ ｗ ｏ ｒ ｄ ｓｈ ｏ ｒ ｉ ｚ ｏ ｎ ｔ ａ ｌ Ｘ ｔ ｒ ｅ ｅｃ ｒ ｏ ｗ ｎ ｌ ｕ ｉ ｒ ｅ ｌ ｉ ｎ ｅｉ ｎ ｓ ｔ ａ ｌ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｒ ｏ ｃ ｅ ｄ ｕ ｒ ｅ － ｐ ｇｗ ｐ ｙ 水下管汇 、 水 水下生产系统主要由水下采油树 、 ［ ］ １ ４ － 。 其中 ， 下处理设备以及各部分连接设备等组成 水下采油树是海上油气开发过程中必不可少的重要 设备之一 ， 由于其工 作 状 况 的 良 好 与 否 直 接 决 定 了 整个水下生产系统 的 运 行 状 态 ， 因此成为世界各国 争相研发的对象
［ ］ ８ ９ －
。 自顶部阻塞器特定的下放机具问世以后 ， 钢
丝绳作业开始应用于顶部阻塞器的下放安装 。 在顶 部 阻 塞 器 的 下 放 过 程 中 ， 不仅需要专门的 下放机具 ， 还需要钢丝绳基本作业工具 ， 包括钢丝绳 加重杆 、 万向节 、 震击器等 。 帽、 在有些情况下 ， 下放作业过程还会用到变扣 、 快 速接头 、 扶正器 等 工 具 。 下 放 过 程 具 体 使 用 哪 些 工 视各工具尺寸大小 、 机具结构形式及安装要求等 具， 条件而定 。 搭配合 适 的 钢 丝 绳 作 业 工 具 ， 提高作业 也是成功下放顶部阻塞器的重要 操作熟 练 程 度 ， 保证 。 １． ２ 顶部阻塞器下放机具 顶部阻塞器下放机具是下放安装的核心工具， 其主要作用在于连接顶部阻塞器并下放至水下油管 通过机具动作对阻塞器实现锁紧 ， 将阻 悬挂器内部 ， 塞器固定在油管挂内部 ， 实现堵塞 。 、 国外各知名生产商 （ 如Ｃ ａ ｍ ｅ ｒ ｏ ｎ ＦＭＣ 等公司 ） 凭借早期对深水采油树的研究及大量实际应用得到 的经验数据 ， 对顶部 阻 塞 器 的 下 放 安 装 有 着 自 己 完 善的设计 ， Ｃ ａ ｍ ｅ ｒ ｏ ｎ 公 司 和 ＦＭＣ 公 司 设 计 的 下 放 机具如图 １ 所示 。 各生产厂商设计的下放机具运作 原理及结构形式大 同 小 异 ， 其动作实现都是依靠震 击器将内部剪切销 剪 短 ， 在上部所施加压力或自身 重力作用下对顶部阻塞器实现锁紧和密封 。 本文以 对下放机具的结构形式及特点 ＦＭＣ 公司设计为例 ， 进行分析 。
（ Ｏ ｓ ｈ ｏ ｒ ｅ Ｏ ｉ ｌ ＆Ｇ ａ ｓ Ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｃ ｅ ｎ ｔ ｅ ｒ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｏ Ｐ ｅ ｔ ｒ ｏ ｌ ｅ ｕ ｍ， Ｂ ｅ ｉ ｉ ｎ ０ ２ ２ ４ ９， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ） ｆ ｆ ｙ ｆ ｊ ｇ１
。
［ ６］
卧式采油树的 应 用 起 始 于 ２ ０世纪９ ０年代
。
相对于立式采油树 而 言 ， 卧式采油树的油管悬挂器 安装在采油树内部 ， 顶部阻塞器代替生产抽汲阀对 油管挂内部实现堵塞 ， 使井下原油不能向上流通 ， 只 能从油管挂侧面开口流出而到达各个生产管汇 。 传 统卧 式 采 油 树 内 有 ２ 个 顶 部 阻 塞 器 ， １个安装在采
２ 安装及操作过程
顶部阻塞器最初是依靠潜水员进行水下安装 的， 不仅成本高 、 周期长 、 危险性大 ， 而且只适用于浅 水深过深则人工无法完成安装作业 ， 因此这种安 水， 装方式逐渐退出采油树领域 。 ＦＭＣ 公司在 ２ ０世纪９ ０年代末研制出静态钢 １ ０］ 。采用钢丝绳 丝绳下放 顶 部 阻 塞 器 的 下 放 方 式 ［ 作业工具下放安装 时 ， 在钢丝绳基本工具串下部连 通过管柱下放至 接阻塞器下放机具 及 阻 塞 器 本 体 ， 依靠水上平台向管柱内加压推动 油管悬挂器内部 ， 阻塞器及下放机具 ， 完成顶部阻塞器的密封与锁紧 ， 达到安装目的 。 采用钢丝绳工具连接下放机具方式进行下放安 不 仅 安 装 成 本 低、 周 期 短、 安全性更 装有诸多优点 ， 高， 而且安装过程更加方便快捷 。 ２． １ 安装钢丝绳基本工具串 在下放安装前首先需要选择合适的钢丝绳基本 工具 ， 并将其进 行 连 接 。 选 型 及 连 接 时 应 注 意 以 下 ３点。 ） 确保震击器能良好操 １ 选择合适 的 震 击 器 ， 作， 提高绞车操作 的 熟 练 程 度 ， 保 证 震 击 的 有 效 性， 避免发生无效震击 。 ） 看是否需要 ２ 连接时视 机 具 接 头 尺 寸 而 定 ， 变扣 、 快速接头等工具 。 ） 则扶正器需 ３ 若下放过 程 需 要 安 装 扶 正 器 ， 安装在震击器下部 。 ２． ２ 装配顶部阻塞器并安装到机具 对顶 部 阻 塞 器 进 行 装 配 ， 装配完成后与下放机 具连接 。 装配及连接时注意以下 ４ 点 。 ） １ 装配顶部阻塞器时注意不要碰到金属密封 ， 面 以免产生碰撞 ， 擦 伤 金 属 密 封 面， 导致安装完成 后密封失效 。 ） 螺纹连接处要拧紧 ， 顶部 ２ 各部件安装牢固 ， 阻塞器装配如图 ３ 所示 。 ） ３ 下放机具 装 配 时 要 确 保 各 部 件 安 装 牢 固 ， 内部剪切销安装到位 。 ） ４ 顶部阻塞 器 及 下 放 机 具 分 别 安 装 完 成 后 ，
Ｓ ｔ ｕ ｄ ｏ ｎ Ｉ ｎ ｓ ｔ ａ ｌ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｄ ｕ ｒ ｅ ｏ ｆ Ｈ ｏ ｒ ｉ ｚ ｏ ｎ ｔ ａ ｌ Ｘ ｔ ｒ ｅ ｅ Ｃ ｒ ｏ ｗ ｎ Ｐ ｌ ｕ － ｙ ｇ
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