半潜式钻井平台双井架钻机作业工艺初步研究

半潜式钻井平台是深海石油勘探开发的关键设备,而双井架钻机已逐渐成为第六代深水半潜式平台的主流配置。在分析双井架钻机应用情况和选型依据的基础上,对双井架钻机单井和多井作业工艺过程设计进行了研究,分别分析了其钻井作业工艺过程和工艺特点,重点分析了双井架主辅钻机协作作业和并行作业特点,建立了一套针对所研究目标平台的单井和多井作业工艺,并对支持双井架钻机作业工艺所需的平台配置进行了研究,同时,对目标平台配置进行了初步分析。

超深水半潜式钻井平台双井架钻机关键作业工艺分析

结合双井架钻机作业特点以及超深水半潜式钻井平台钻机配置要求,进行超深水半潜式钻井平台双井架钻机布置方案设计。在此基础上,对双井架钻机关键作业工艺进行分析,形成一种适合超深水半潜式钻井平台双井架钻机的钻杆、套管以及隔水管处理工艺和钻井作业工艺。分析结果可用于指导钻机系统设备配置选型,确定双井架钻机作业过程的载荷,指导双井架的设计,指导现场作业施工。

深水半潜式钻井平台钻机选型

深水钻机是半潜式钻井平台关键设备,如何选择、配置深水钻机系统是设计与建造我国第六代半潜式钻井平台首要问题。从深水钻机并行和离线操作能力与配置、作业效率、可变载荷及专利影响等方面论证了深水海洋钻机模式选型问题。常规深水海洋钻机、离线钻机和双井架钻机结构特点、应用情况以及离线操作配置分析表明,离线作业配置越完整全面,作业效率提升越大。以甘特图和深水钻井实例详细分解、探讨双井架钻机作业机理,即在工序之间进行并行作业和工序内进行离线作业。对比分析3种深水海洋钻机钻单井、钻多井及完井作业效率,发现双井架钻机相对离线钻机和常规钻机可大幅度提高作业效率,但双井架钻机系统质量增加,且受专利影响,成本增加。采用增量净现值模型综合各种影响因素分析表明:双井架钻机总体优于离线钻机。

深水海洋石油钻井装备发展现状

为加快我国深海油气开发的步伐,有必要深入调研和跟踪国外深水油气勘探的动态和成功经验,了解国外深水海洋石油钻井装备的结构特点、现状和技术水平。对国外深水半潜式平台和钻井船的特点、现状及发展趋势,深水平台钻机和隔水管系统的发展现状和技术水平,以及深水钻井防喷器系统的工作特点及应用情况做了介绍,对我国深水钻井领域的发展具有指导作用。

基于人因工程学的半潜式钻井平台钻井控制室设计研究

文章在分析国内外钻井控制室现状及发展趋势基础上,采用人因工程学相关标准为准则,对我国在研第六代深水半潜式钻井平台钻井控制室进行设计。在对控制室设计目标,平台作业工艺,操作人员任务分析基础上,对控制室总体布局,控制台操控、显示,控制椅设计等进行详细分析和设计,并进行三维建模和仿真分析,实现作业群体作业相互协调。控制台设计采用三级控制显示模式,即以LCD显示为主,触摸屏控制模式和多功能控制椅传统操控手柄相结合方式,达到高效操控目标,有效协调基于流程自动控制和手动控制有机结合,改变过去控制室设计基于设备功能集成方式。

国外超深水钻井新技术

目前国外超深水钻井采用双井架钻机技术和高效钻机技术。分别介绍了这2种钻井技术的设备配置和钻井过程,并对双井架钻机中的A形双井架平台和塔形双井架平台做了简要分析。对2种钻机的对比分析表明,双井架钻机钻井效率相对较高,但高效钻机具有协同作业的特点,其设备配置简单,操作空间大;这2种钻井技术与传统钻井技术相比,通过设备与钻机的协同和并行作业,可以省去普通钻井作业过程中的非关键钻井作业,提高钻井效率,节省钻井时间。