深水隔水管-防喷器组耦合系统动力学建模与仿真验证

在深水钻井过程中,隔水管与防喷器组系统是整个作业环节的重要一环。由于在作业过程中面临着诸多风险,因此,建立精确的隔水管-防喷器组耦合系统力学分析模型,准确分析其力学行为和性能,对指导钻井作业安全进行具有重要意义。目前大多只关注于对隔水管的独立建模而忽视防喷器组的潜在影响,这将导致所建模型与实际情况存在差异,使得隔水管系统的力学特性无法得到精确分析。提出了隔水管与防喷器组刚柔耦合概念,推导耦合系统动能、势能,采用拉格朗日方法建立理论模型,用Newmark-β直接积分法对动力学模型进行数值计算。采用ADAMS软件进行了仿真建模,开展不同工况条件下的动态响应对比分析。结果表明,理论模型得到的隔水管横向位移包络线、弯矩包络线、隔水管中部节点横向位移时程曲线和底部弯矩时程曲线与ADAMS仿真结果吻合良好,从而表明了该理论模型的重要性,可为我国隔水管的设计和分析提供参考和支持。

有剪切闸板的井口防喷器组的配套及操作应用实践

文章介绍了剪切闸板的结构及类型,给出了剪切闸板防喷器的工作原理和剪切机理,指出了剪切闸板防喷器组配套在安装时存在的问题并分析了存在风险。同时,探讨了如何充分发挥电泵的补压作用以及用气泵制备超高压液压油的操作要领。为实施油气井压力控制、保证作业的实践应用提供了技术支持。

井控设备无线远程集中控制系统设计

在石油天然气井控作业实施过程中,目前存在设备操作繁琐、人员协同要求高、关井时间过长和易发生误操作等不足之处,因此,有必要设计一套井控设备的无线远程集中控制系统,将防喷器远控台和节流管汇的单独分散控制设计为集中控制。该设计优化了控制装置的结构布局,变多人操作为一人集中操作,避免了协同操作要求,降低了人为误操作风险。并且为系统增设了一套无线远程集中控制装置,提高了其应急处理能力。同时,该系统还具有对井控设备关键参数进行实时采集、显示和存储的功能。最后通过实验对该系统功能进行了验证,其完全满足设计要求,有效解决了上述工程问题。

风载对连续管作业防喷器组合法兰密封性的影响

我国西部油田风沙活动对连续管测井中地面防喷装置法兰密封性能影响很大。为此,建立了防喷器组合底部法兰、密封垫环和连接螺栓的全结构有限元计算模型。应用该模型分析了连续管作业工况下多种风载对法兰连接密封性能和螺栓强度的影响,同时对比分析了防喷器组合有无支架支撑时的密封状态以及连接螺栓的应力水平。计算分析结果表明,在6级以上风载作用时,防喷器组合必须采用支撑装置,并通过计算求得支架支撑情况下的极限弯曲曲率,为施工过程中支架刚度的选择提供了参考。

直升机吊运防喷器控制装置吊耳强度设计

吊耳设计是保证直升机吊运防喷器控制装置处于安全状态的重要环节之一。在受力分析的基础上建立了吊耳的三维实体模型,应用Pro/E和ANSYS软件进行了有限元应力分析,并与用传统力学强度计算结果和拉力试验对比,三者的计算结果非常接近。对吊耳进行了拉力试验和磁粉探伤,进一步验证了有限元分析和传统力学计算结果与试验结果是吻合的。

防喷器组用起吊运输装置概述

本文介绍了为满足陆地和水下防喷器组起吊的不同需求,介绍了4种不同结构的起吊运输装置结构,这4种结构包括板式起吊装置、L型起吊装置、翻转型起吊装置和悬重梁起吊装置;对四种结构装置进行有限元计算,确定了应力较大的区域;依据各标准和实际应用情况,建议在设计校核时,安全系数为2.5。通过起吊装置结构特点及安全性的介绍,有益于现场使用者对起吊装置进行结构选择和检查维护。

非常规井控处理技术在塔里木油田的应用

常规的井控处理方法已被业内技术人员利用谙熟,结合现场使用实际,介绍一种非常规的井控处理技术:当井内发生溢流关井后,出现旋塞阀无法打开的紧急情况时,可以在钻台面上重新安装防喷器组,将钻具临时坐挂在原防喷器组上部,利用倒装的单闸板进行钻具外的密封,使用剪切闸板剪断钻具,重新组建钻台面防喷器组以实现压井作业。

“海洋石油981”深水半潜式钻井平台防喷器组与控制系统创新与实践

“海洋石油981”是国内第一艘深水半潜式钻井平台，防喷器组与防喷器控制系统是在深水钻井作业时执行海底井口控制作业、保证井口及平台安全运行的最为关键的设备与系统。论文对“海洋石油981”平台的防喷器及控制系统在功能设计和选型上的创新与实践进行了探讨，可为今后类似平台的建造提供参考和指导。

连续循环钻井系统防喷器组的研制

连续循环钻井技术是近年来出现的一项新技术,该技术能够实现接单根或立柱期间钻井液的连续循环。钻井液的连续循环是通过一组防喷器组成的密闭腔内对不同闸板腔的开启和关闭来实现。通过对连续循环钻井过程中防喷器组工况的分析,结合常规钻井防喷器的特点,确定了该防喷器组的整体结构形式,介绍了防喷器无侧门螺栓连接结构的设计、耐磨前密封的设计、试制和试验、卡瓦闸板的设计、闸板开关状态检测装置的设计情况以及整机样机制造及现场试验情况。现场试验表明,该防喷器组的设计基本达到了预期的目标。最后根据连续循环系统现场试验情况提出了下一步的改进方向。

深水钻井防喷器选配关键因素分析

深水钻井防喷器组是保证海洋深水钻井安全的最关键设备。介绍了深水钻井防喷器组的基本配置方法,分析了防喷器组配置的关键因素,重点研究了闸板数量和类型、防喷器高度和压力等级、节流压井管线、蓄能器能力与辅助控制系统等。最后指出,应确保所有剪切闸板具有剪切特定钻杆及套管的能力,测试闸板和管子闸板不可混用,万能防喷器可考虑只采用1个;应确保ROV动作满足规范规定的响应时间要求,不推荐声纳辅助控制系统,应对新增辅助控制系统进行风险分析,以确保设计能兼容并能实现相应的功能;合适的防喷器配置有助于保证深水钻井安全,应该针对具体情况,制定统一的深水防喷器闸板和辅助控制系统配置标准规范。

深水防喷器组电磁阀设计

在海洋深水钻井作业中,深水电磁阀直接控制深水防喷器组的启动,是保证深水钻井作业安全可靠的关键设备。由于深水压力高,要求深水电磁阀具有良好的耐高压和密封性能。采用内嵌式设计方法设计了一种能在3 000 m以下深水高压环境下正常工作的深水电磁阀,并把深水电磁控制阀设计在主控阀内部,不直接与海水接触,解决了抗高压与密封等难题。此外,将深水电磁控制阀的铁心与阀心进行一体设计,提高了阀的响应速度。根据设计方案制作出深水防喷器组电磁阀并进行了初步试验验证,结果表明该电磁阀能够满足使用要求。

新型陆上快速安装钻井防喷器组装置技术方案

在石油钻井作业中,防喷器起到很重要的作用,从而防喷器组的安装装置也受到关注,钻井现场防喷器组安装方式费时费力,运输不方便且不安全,提高安装装置的自动化,将工人从繁重而不安全的工作中解放出来,保证人身安全是未来的发展趋势。本文从钻井防喷器组运输、安装、拆卸的角度出发,介绍了国内外钻井现场防喷器组安装装置的研究现状;对现有技术全方位的调研和理解,综合考虑目前安装装置的优点和存在的问题;提出了一种钻井作业防喷器组安装自动化水平的解决思路及技术方案;详细阐述了实现钻井防喷器组安装装置的自动化关键技术,以及该装置的模块化设计,包括运输、安装、拆卸;最后展望我国钻机防喷器组安装装置自动化技术发展趋势。

引火筒与防喷器组连接结构设计及仿真分析

提出一种引火筒与防喷器组连接结构,并建立三维模型及有限元模型。以11″引火筒配合对应闸板防喷器为例,通过ANSYS有限元仿真分析了冲击力和风载作用对现场作业的影响以及13-3/8″引火筒高温(800℃)下悬挂防喷器时薄弱点的力学性能。仿真结果表明:11″防喷器结构在仅承受自身重力情况下,承受最大等效应力约为65 MPa,在承受井口冲击力下,最大等效应力为64 MPa,位置均在引火筒分支处;在6级风载情况下,影响很小可忽略;13-3/8″防喷器结构高温下最大应力出现在两侧开孔处,为58.4 MPa,变形量比常温下多了0.27 mm,对整体结构影响不大。所设计的引火筒与防喷器组连接结构能够满足现场作业条件,对下一步井控抢险作业及工具设计具有指导意义。

钻井船水下设备月池处理系统设计解析

本文通过对现有深海浮式钻井平台水下设备月池处理系统典型布置的分析,优化出适用于Tiger钻井船船体布置及船东要求的操作流程和设备配置,同时阐述了该系统设计计算中需要注意的要点及事项。该系统已通过并交付船东,其合理性和可行性已得到充分验证。

某自升式钻井平台防喷器液压系统设计问题分析

介绍自升式钻井平台的水面式防喷器控制系统对防喷器闸板开闭时间的相关规范要求及对应管路设计的注意事项,对钻井平台防喷器液压设计领域的专业工程师有一定的指导和借鉴作用。