浅水受限区水下油气田开发方案

针对国内浅水油气资源开发环境影响及空间受限等问题,本文提出了国产浅水水下生产系统的总体设计方案。通过对浅水水下生产系统关键设备结构进行分析,提出了一种满足受限区海域开发要求的环境友好型设计思路。结果表明:通过系统和总体布置的设计,国产浅水水下生产系统与深水相比在单体重量、作业方式、维护检修方面更加经济。

国内外海底接驳技术现状与关键

海底接驳是将多个设备在水下连接,实现对电能和信息交互的集中管理,是研制深海勘探装备、构建海底观测网的核心技术之一。美国、日本、加拿大等海底接驳技术起步较早,逐步发展了负高压单级直流输电、大功率电能转换、水下湿插拔、大型光纤通信组网等技术,采用模块化设计、多级接驳盒互连的结构方式,已在多个海域建成了大型的海底观测网。近十年,随着国内开始布局近海海洋观测系统,接驳盒设计制造、负高压输电、远程通信与控制等技术发展迅速。以科学节点形式的水下接驳系统,已在多个海域成功应用。但目前,还没有形成大型的观测网,部分深水关键部件,例如水下湿插拔连接器、光电复合缆等,还主要依赖进口。在引进吸收国外先进技术的同时,研发高性能的控制器、大功率的转换模块、水下连接器以及光电复电缆将是未来接驳系统一个非常重要的方向。

Baker LWD无线随钻测井系统现场应用与维护

BakerHughes LWD无线随钻测井系统具有先进的地质导向功能,已经成为水平井、大位移井首选的随钻测量工具,但受现场维修工具和维修工艺的限制,仪器发生故障后需返厂维修,造成钻井施工被迫停工等。通过对现场维修支架结构改进,增加一对旋转轮和一对纵向移动轮,并加长升降装置的行程,使仪器在施工现场能够同时实现水平移动和水平旋转,解决了现场维修时MWD与M30插针对接的难题,同时配合现场维修工艺,使LWD随钻测井系统现场维护维修技术更加完善。该技术先后在华北油田、冀东油田等地进行了5口井现场应用,现场维修工艺技术完全可以满足维修保养LWD系统的需要。

水平井测井技术开发及应用

为了提高勘探开发的综合效益 ,近年来我国油田采用一些水平井、大斜度定向井、老井开窗大斜度定向侧钻井等 ,测井面临如何作业的新问题。中原油田近年来开发研制出定位式和湿接头式钻杆输送电缆测井新技术 ,借助于钻杆起下测井仪器和电缆 ,完成了水平井、大斜度定向井和复杂井一次下井可测 9条曲线的测井任务。三年来 ,采用这些新技术 ,完成测井任务 1 0 0多井次 ,取得了良好的地质效果和经济效益。

钻杆输送湿接头水平井测井技术

杨庆祥，赵相庭，曲健奎，等．钻杆输送湿接头水平井测井技术．测井技术，１９９７，２１（１）：７１～７６钻杆输送湿接头水平井测井技术是目前用于各种大斜度定向井、水平井测井的强有力手段。本文详细介绍了该技术的适用条件、所需专用设备、技术要求以及仪器配置，并对钻杆输送湿接头的施工操作及应注意问题进行了全面叙述。

水下湿式电连接器密封组件密封性能模拟与分析

利用ANSYS有限元软件建立了水下湿式电连接器橡胶密封组件在工作工况下(最大水深500 m,往复插拔运动)的二维有限元简化模型,模拟分析了不同表面摩擦系数、不同径向压缩量及动静密封状态下密封区域的接触应力分布情况,分别利用经验公式法和雷诺方程分析法计算了泄漏量,对密封组件密封性能进行了定量分析。结果表明:密封区域的接触应力随表面摩擦系数增大而增大,但当表面摩擦系数为0.20时密封区域局部失效;不同径向压缩量情况下瞬时动密封的接触应力均高于静态密封的接触应力;密封组件径向压缩量增大,接触应力也随之增大,但当径向压缩量为1.0 mm时密封区域局部失效。经验公式法和雷诺方程分析法计算的泄漏量均小于规范的最大泄漏量标尺,表明水下湿式电连接器密封组件具有良好的密封性能,但经验公式法比雷诺方程计算的结果相对偏小,主要原因是雷诺方程计算侧重的是接触面的湿摩擦,而经验公式侧重的是接触面的干摩擦。本文研究结果对水下湿式电连接器密封结构设计和相关参数选取有一定的指导意义。

湿接头水平井测井中的技术难点

钻杆输送湿接头水平井测井技术是目前在各类大斜度井、水平井测井中运用最成熟的测井技术。介绍了湿接头水平测井工艺,以及现场运用中存在的主要问题并提出了解决措施。如井下仪器串上传的张力信号;带推靠器仪器的井眼姿态控制,使用爬行器短节保持方向稳态,井下仪器组合调整短节,保持方向固定;合理设计刚性段长度,设置适应井眼的柔性短节以保证仪器顺利通过井眼。实践证明运用该湿接头水平井测井工艺取得了较好效果,但还需进一步改进其工艺缺陷。

水平井测井工艺技术在江汉油田的应用研究

讨论了湿接头式水平井测井工艺技术,通过该项技术在江汉油田的实际应用与研究,重点解决了水平井测井中的张力信号传输通道、仪器串优化配置、水平井测井深度控制、测井曲线质量控制及水平井测井施工安全等工程和技术难题。该研究取得了较好的工程及地质应用效果,可为江汉油田今后水平井测井提供指导和借鉴作用。

加拿大“海王星”海底观测网络系统

海底观测科学正朝着多元、立体、实时、长期、持续的趋势发展。加拿大"海王星"海底观测网(NEPTUNE Canada)是世界上第一个区域性海底电缆观测网络,位于加拿大西海岸20万km2的胡安·德富卡板块的北部,拥有全长800 km的主干网,5个海底观测站,自2009年12月业务运行以来为海洋学界的科学家们源源不断地提供着各种宝贵数据。首先对该系统工程的建设规模等基本构架进行简要介绍,然后从科学与机遇、关键技术、安全措施、业务运行与管理等方面阐述了该网络工程在设计、建造和运行整个过程中的几个主要关键问题,希望以此为我国海底观测工程的建设提供参考。

国外水下插拔光纤连接器的发展

水下插拔光纤连接器是近些年国外出现的光纤通信领域中的高新产品。该连接器具有整体水密功能,分开后可自成一体,各自独立密封。介绍了国外水下插拔光纤连接器的研发过程、现状以及未来的发展,分别对国外水下插拔连接器现有的几种典型结构进行具体阐述。

水下湿式电连接器密封件寿命预测

水下湿式电连接器是一种工作在海水、油液及钻井液中的连接水下设备的连接装置,基于严酷的工作环境,其密封技术极其重要,因此密封件的寿命很大程度上决定了水下湿式电连接器的工作寿命。以压缩永久变形率作为老化特性指标,研究基于恒定温度作用下的水下湿式电连接器寿命计算方法。通过建立热电耦合的有限元模型,分析得到工况下密封件的温度分布。同时建立了基于阿伦尼乌斯公式的寿命预测模型,依据国标试验中测量出的不同温度下密封件寿命和压缩永久率对应的数据,通过逐步搜索法编程计算公式的系数,编写了温度作用下的寿命预测算法,将有限元计算结果代入算法,得到橡胶密封件的压缩永久变形率和温度对应与其寿命值的曲线关系图。该方法对水下湿式电连接器寿命预测具有重要意义。

浅析即插即拔式水下连接器

本文详细介绍了用于水下设备中的即插即拔式水密连接器的密封原理、结构形式和性能。该类连接器具有耐环境、水密性能良好、可水下插拔等特点,能够在水下实现即插即拔的使用功能,起到机械连接和信号传输的作用。

国内外井下液压湿接头技术研究进展

采用液压湿接头技术可以有效减少电潜泵更换操作期间流体损失事故引起的成本问题和安全问题。在介绍国外Baker Hughes公司、Schlumberger公司和Halliburton公司液压湿接头结构及性能的基础上,分析了我国液压湿接头的技术现状,介绍了宝鸡石油机械有限责任公司水下液压连接器及东营市福利德石油科技开发有限责任公司智能井管柱快速接头的结构及性能。指出国内外液压湿接头存在的问题,即井下湿接头控制管线存在密封问题,井下湿接头可靠性对于流量控制阀、温度传感器及压力传感器等井下设备的影响非常大。最后就井下湿接头提出了发展建议:应进一步提升其密封系统的性能;井下湿接头连接过程中的碎屑清洁功能有待进一步研究;在开展井下液压湿接头技术研发的同时,也需推进对其测试方法及测试装置的研究。所得结论可为井下液压湿接头今后的研究提供指导和借鉴。

配置PBL剪力键钢-UHPC组合桥面板的纵桥向受拉性能

为明确剪力键和湿接缝类型对配置PBL剪力键钢-UHPC组合桥面板纵桥向受力性能的影响,设计制作了5个钢-UHPC组合桥面板纵桥向局部足尺模型试件,并进行了受拉静载试验,得到了名义拉应力-平均应变曲线、名义拉应力-最大裂缝宽度曲线。研究了组合板试件的裂缝发展过程、裂缝分布特征及裂缝宽度等试验现象,分析了试件的初裂强度、名义抗拉强度、开裂后刚度等静力性能指标。结果表明:相比配置栓钉的无缝和平缝钢-UHPC组合板试件,配置PBL剪力键的无缝和平缝组合板试件的裂缝宽度为0.05 mm时的名义抗拉强度略有提高,但配置PBL剪力键的试件开裂后刚度明显改善,其初裂强度仅分别比栓钉试件提高了3.6%和5.1%,名义抗拉强度仅分别提高了3.3%和10.0%,但开裂后的刚度分别提高了52.7%和63.2%;PBL矩形齿缝试件较平缝试具有更好的抗裂性能,其初裂强度、名义抗拉强度和开裂后刚度比平缝试件分别提高了55.3%,66.2%和53.3%;湿接缝类型采用矩形齿缝和增加接缝界面的配筋率可以明显改善接缝界面的抗裂性能,PBL矩形齿缝试件的内侧接缝截面比外侧齿缝截面的配筋率增加50%,内侧接缝截面的名义抗拉强度可提高61.2%;配置PBL剪力键的钢-UHPC桥面板较采用栓钉具有更好的综合抗拉性能。

水下电气接头与飞线设计选型技术研究

在海洋资源的应用开发过程中,国内外对深海油气田的开发与投资力度逐年增大,我国深水开发工程设施也逐年增多。水下生产系统以其高效、低成本等特点已成为深水开发工程的主流开发模式。而水下电气接头与飞线作为深水开发设施水下生产系统中负责电力、控制以及通信传输的关键设备,该系统的设计与应用对整个工程的开发成本与安全运行起到了关键作用。该文通过研究水下电气接头以及飞线的相关设计原则与南海某气田工程的实际要求,对一系列的水下电气接头与飞线的选型进行研究,为今后水下电气接头的造型提供参考依据。

国外水下插拔连接器密封设计及分析

水下插拔连接器是为水下工程提供工作电源与信号传输的新一代连接器,利用特殊的端面密封结构以及充油平衡自适应工作原理,解决了光电复合连接器在水下连接与分离后插头插座的自适应密封问题。

超深、超长水平井测井工艺技术研究与应用

塔河油田水平井测井技术主要为湿接头测井工艺。受井深、测量井段长、井底温度高、部分井需要加测特殊项目等因素影响,塔河油田水平井测井技术存在湿接头对接一次成功率不高、仪器耐温性能要求高、常规工艺不能满足特殊测井项目作业要求、测井电缆井口运行安全风险、钻具输送井下风险等难点。通过优化钻井液循环方式、改进斜井段对接工艺、设计新型湿接头公头外壳等方式,保证了一次对接成功率;对井下仪器性能进行检测、按井下实际情况组合仪器串,确保仪器在高温环境下稳定运行;密度姿态保持器和套筒式扶正器较好地解决了密度、微电阻率扫描成像、偶极子声波等特殊项目在水平井、大斜度井中的施工问题;自主研发的井口电缆防碰装置确保了钻具输送测井作业时,电缆在井口的安全。根据各井工况综合采用以上措施后,塔河油田水平井测井一次成功率达到了94%。

一种平衡式气路插拔连接器的研制

气路插拔连接器需要在火箭起飞后供气带载可靠脱落,对脱落的可靠性要求极高。介绍一种采用径向密封平衡接头、中心球锁结构的平衡式气路插拔连接器,其平衡式接头能够降低连接器对接脱落的供气分离力,促进连接器的脱落分离,该连接器具有解锁力小、脱落可靠性高等特点。

油管内对接井下电缆湿接头的研制与应用

有缆数字式分注工艺需在油管外预置电缆,存在现场施工作业复杂、施工效率低及带压作业难度大等问题。为此,研制了油管内对接井下电缆湿接头。该湿接头主要由对接下体和对接上体组成,施工时对接下体随井下工具下井,完井后在井口利用电缆携带对接上体依靠重力与对接下体完成对接,对接下体的外接头总成设计有5个Φ20 mm的过流孔及解锁力为12~20 k N的锁紧机构,实现对接后长期稳定通信与供电、正常注水及重复对接利用。室内试验及现场应用结果表明:该湿接头设计合理、对接可靠,试验值与设计指标相符,满足注水井的作业要求。建议根据不同的井斜设计不同的加重短节,以便内、外接头可靠对接。所得结论可为优化有缆数字式分注工艺提供参考。

长庆油田湿接头水平井测井工艺关键控制点分析

湿接头钻具传输水平井测井施工工艺在国内日臻成熟,在长庆油田只气井区块每年有愈百口的施工任务。虽然湿接头钻具传输水平井测井施工流程简单,但是在现场水平井施工中电缆受伤、湿接头对接失败、仪器损坏、资料失真等问题仍然层出不穷。2012年长庆油田只气井区块就部署了228口水平井,面对如此巨大的施工任务,有必要重点研究湿接头钻具传输水平井测井施工的关键控制点。按照正确的施工流程施工,着重控制关键点,将大幅提高湿接头钻具传输水平井测井施工的成功率。