用于海上重钻和修井的混合连续油管系统

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1、20国　外　石　油　机　械第10卷第3期用于海上重钻和修井的混合连续油管系统徐　梅　钟权峰　简　伟　译李继康　审校(新疆准东勘探开发研究所)(石油规划设计总院)摘　要　用连续油管在海上进行重钻和修井作业时,传统的作法是在下连续油管前用自动提升装置或井架先将井筒内的管柱提出来,这就使得作业既复杂,成本又高。目前,一种替代传统技术的新型连续油管钻井系统已经引入油田。这种新系统——混合连续油管系统将连续油管注入头、动力机组和滚筒组合在一起组成一台带井架的可移动钻机。该方法的构思和设备的设计是为适应在墨西哥湾浅海地区的需要而开发的。该地区的典

2、型井深为10000ft左右;通常是从多底井中钻定向井,用固定式平台在浅海水域钻井。结合一个特殊的研究实例以说明混合连续油管作业系统代替传统钻机进行作业。混合连续油管作业系统在设备搬家、拆卸、安装方面具有操作方便、安全等优点,并能减少拆卸及起下钻的时间,该系统提供了一种解决海上重钻作业需要的、经济有效的方法。主题词　连续油管　修井　海上钻井　重钻　效益前　　言近几年来,人们越来越重视开发老油田中未波及的油、气储层的能力。传统的老井重钻技术不具备开采这种类型储层所要求的经济效益,因而,寻求其它开采技术就对油田提出了挑战。目前人们已经找到了

3、一种经济开采小储层使油田产量增加的技术。这种技术是将外径大于2$éin的连续油管设备与螺纹连接油管的处理能力结合起来。这种概念是基于假定用连续油管进行钻井和修井作业能大大提高速度和效率,并使重钻的经济效益发生改变。混合连续油管作业系统包括连续油管作业机、井架、工作台和橇座。此外还包括辅助普通油管的装卸工具和地面设备,如钻井液固控设备、各种罐、防喷器组等。进行陆路运输时,井架可放倒在橇座总成上。该混合连续油管系统的连续油管注入头的额定拉力80000lbf,推力40000lbf,连续油管外径大达3"ãin。井架最大工作空间55ft,净高6

4、8ft。最大的大钩载荷120000lbf。井架主要用于提升螺纹连接的生产油管、下小直径衬管并配置钻井完井部件。用于钻井的连续油管也可用作完井管柱,以延长油井寿命。由于连续油管无接头,因而操作更安全,井控更容易,而且有助于防止泄漏。1999年6月用于海上重钻和修井的混合连续油管系统21混合连续油管系统的开发准则所开发的混合连续油管要比井架与连续油管注入头的组合装置更简单。除了要将所有必需的连续油管设备组装成一个结构紧凑的部件外,混合连续油管还要充当整套设备的支架。最初提出开发混合连续油管的构思是为了解决传统连续油管作业机在操作和轻便性方

5、面的限制,使其费用更经济。为此,设计混合连续油管的焦点集中在容易操作、安装拆卸快捷、钻机部件尽可能少、重量尽可能轻。1.主要设计要求:1)钻机既要容易用连续油管钻井,又要能提供常规井架能够容纳从井里起出的油管的能力;2)尽管井架的功能有限,但基本上它应能将注入头包容在井中心的井架内;3)井架安装应能自立;4)当井架提升油管时,注入头应不防碍游动滑车作业;5)必须从游动滑车提升单根管柱的起下次数推算出合适的高度和宽度;6)橇梁要能在平台的压檐梁之间的平行游梁上移动,以使钻机能达到平台上的任何井位;7)橇座应能够支撑起井架、注入头、动力机

6、组和滚筒,以便整套移动混合连续油管时能缩短在平台另一口井上重新定位的时间。2.运输要求包括:1)连续油管设备应可移动;2)井架应能叠放在橇座上,结构要紧凑,且随时可从平台上立起或进行陆路运输。该系统的主要意图是提供完整的油井重钻能力。而其最终目的是对打了水泥塞的井、报废井进行作业;对套管进行开窗作业;从原井眼定向钻到一个预定的新目的,以及用极少的辅助设备下入合适的完井部件。可以费用合理的完成上述一项或所有作业,或其它非连续油管的修井作业(如取出地面控制的井下安全阀、更换完井油管等)。3.除了以上功能外,该系统还应有软件功能,以提供以下

7、实时信息:1)确定连续油管的寿命状态,优化管柱;2)向连续油管钻工提供诸如连续油管的作用力和应力、破裂和屈服计算等信息;3)应实时测量作业参数,如油管速度、深度、油管内压力、井口压力和油管重量等;4)提供以往油井分析资料和报告;5)用计算机系统监测所有参数。计算机系统包括笔记本电脑、打印机、地区计算机网络界面和数据采集板。混合连续油管系统设计最终描述混合连续油管系统包括一个底座(橇座)、钻台和一个井架。井架高68ft,宽10ft。按API设计规范,额定大钩载荷120000lbf,游动滑车用6根钢丝绳起下。井架分上下两段,上段高32ft

8、,下段高42ft。井架为伸缩式,上一段由装在井架内的液缸纵向上下拉伸。井架工作基面10×10ft,前面完全敞开,用于存放注入头及其引导器。井架两边开有25ft窗口,以利于移动22国　外　石　油　机　械第10卷第3期管柱。