深海钻井隔水管的研究与开发.ppt

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1、深海钻井隔水管的研究与开发白勇www.opr-inc.combai@opr-inc.com中国·北京2011年7月深海钻井隔水管的研究与开发主要内容2深海钻井隔水管的结构组成1深海钻井隔水管的研究背景3国外典型的深海钻井隔水管4深海钻井隔水管的性能要求5深海钻井隔水管设计与生产深海钻井隔水管的研究与开发1、深海钻井隔水管的研究背景国际上众多石油公司已将开发重点转移到深水区域。如墨西哥湾、巴西、西非与北海周边地区等，我国南海也有丰富的油气资源。深海油气田开采环境十分恶劣，开采难度大、风险高，海水腐蚀、浪涌、洋流环境、海洋涡激振动和深水压力等对深海钻井装备提出了严格的要求

2、。深海钻井隔水管系统就是最关键的组成部分。深海钻井隔水管技术仅掌握在美国、挪威、日本等国，如INTEC、Saipem、JPKenny、Technip、MCS、2Hoffshore公司。我国的研究开发起步较晚，深海钻井隔水管技术基本处于空白。开发深海钻井隔水管，不仅在世界范围内有着广阔的市场前景，对我国东海和南海的油气田开发具有重要战略意义，已经成为亮点。深海钻井隔水管的研究与开发2、深海钻井隔水管的结构组成卡盘/万向节分流器上部挠性接头伸缩节隔水管短节填充阀隔水管母管节流与压井管线液压管线钻井液增压管线浮力块终端接头下部挠性接头底部隔水管总成LMRP井口防喷器BOP隔

3、水管接头深海钻井隔水管主要结构:深海钻井隔水管的研究与开发2、深海钻井隔水管的结构组成深海钻井隔水管主要作用:隔离油井与外界海水；钻井工作液的循环；安装水下防喷BOP系统；支撑各种控制管线；钻杆、钻井工作从钻台到海底进口装置的导向；节流和压井管线泥浆补充管线液压传输管线深海钻井隔水管的研究与开发3、国外典型的深海钻井隔水管HMF型法兰式隔水管Cameron公司LoadKing隔水管系统符合API16R标准中的D、E、G和H级别要求；接头衬套采用不同直径的台阶式的结构，简化连接，能快速、准确装卸；能承受大工作载荷，使用于深海钻井条件；法兰椭圆形的圆弧过渡，既保证了强度也

4、减轻了质量法兰式连接，隔水管连接强度大适用于3048m或以上的深海钻井；接头的上、下法兰结构相同，可互换简化了安装；接头的法兰间采用内衬套，既起到密封的作用也延长法兰使用寿命；深海钻井隔水管的研究与开发3、国外典型的深海钻井隔水管CLIP卡箍连接式钻井隔水管AkerKvaerner公司设计；接头上、下两层拨盘式的法兰等分凸凹扣压入后旋转定位安装，可快速装卸；内螺纹部件对接焊在主管上端并设圆凸缘可承受载荷；外螺纹部件对接焊在主管下端有密封缘；设计满足API16R的要求。MR-6HSE和MR-6E钻井隔水管GE-VetcoGray公司设计和开发的；MR-6HSE曾获得20

5、07年美国OTC奖；卡扣式的固定连接方式，能实现快速和便捷的连接，结构简单且质量轻；能适用于深海环境下的钻井作业。深海钻井隔水管的研究与开发4、深海钻井隔水管的性能要求隔水管事故的严重影响:钻井船、海底装备和油井将受到破坏，造成巨大的经济损失；钻井液的泄漏以及石油的泄露，造成环境的严重污染。隔水管性能要求的标准:APISpec5L《管线管规范》DNV-OS-F101《海底管线系统》DNV-OS-F201《动态立管》APISpec16F《海洋钻井隔水管设备规范》APIRP16Q《海洋钻井隔水管系统设计、选择、操作和维护的推荐做法》ISO13628-7/APIRP17G《

6、石油和天然气工业水下才有系统的设计与操作.第7部分完井修井隔水管系统》7.SY/T10037《海底管道系统规范》是深海钻井隔水管设计的基础也是其余几个设计标准的基础深海钻井隔水管的研究与开发4、深海钻井隔水管的性能要求隔水管集合尺寸及性能的具体要求:根据API5L和DNV-OS-F101：深海钻井隔水管的主要材料是API5LX80管线钢，需满足：最小屈服强度555MPa最大屈服强度705MPa最小抗拉强度625MPa最大抗拉强度825MPa屈强比最大值0.93延伸率最小值21%CTOD最小值0oC时0.20mm进行ECA工程临界分析、疲劳寿命预测、静水压爆破试验等验证

7、其可靠性。深海钻井隔水管的研究与开发5、深海钻井隔水管设计与生产隔水管（准）静态性能分析:载荷分析应力分析极限载荷制定隔水管的结构设计隔水管的非线性动力学分析:时域和频域分析确定性和非确定性（规则波和不规则波）线性和非线性波浪理论LMRP和BOP脱离后的悬挂模式影响轴向动态波致疲劳性能的分析深海钻井隔水管的研究与开发5、深海钻井隔水管设计与生产影响隔水管设计的主要因素:环境因素和作业因素两大类环境因素：水深、波浪、海流等；水深对深海隔水管系统的影响：深海钻井隔水管的研究与开发5、深海钻井隔水管设计与生产波浪对深海钻井隔水管系统的影响:影响隔水管设计的