隔水套管张紧器的应用现状与技术分析

自升式钻井平台配置套管张紧器主要用来给隔水套管提供顶部张紧力及横向约束,以改善隔水套管的力学性能,减小隔水套管的弯矩和横向变形,解决隔水套管深水作业时的稳定和安全问题。介绍了国内外隔水套管张紧器的应用现状及类型,重点阐述了固定式隔水套管张紧器和可移动式隔水套管张紧器的工作原理、技术特点及主要技术参数,详细分析了隔水套管张紧器的配置技术、张紧力的确定和控制系统的设计等几项关键技术。最后提出3个发展建议,即加大研发可移动式隔水套管张紧器的力度、解决隔水套管张紧器的反冲问题和优化张紧器平台结构。

自升式钻井平台套管张紧器技术创新研究

钻井平台套管张紧器由张紧器支撑平台、张紧器固定底座、支撑油缸和控制系统等构成、张紧器支撑平台与船体通过销轴耳板相连,起到支撑张紧器的作用;张紧器底座为焊接式结构,主要承载油缸反作用力,其中心为一通孔结构,可通过隔水套管。8个支撑油缸安装在底座的底板上,油缸的活塞杆上部通过卡瓦将力传递到隔水套管上,对隔水套管起到支撑作用;蓄能器与液缸相连,具有存储能量和减小冲击的作用。正常工作时,隔水套管通过张紧器中心的通孔通向海底,其上部与卡瓦固结,靠支撑油缸对其支撑,然后通过增加蓄能器的压力使活塞杆伸出并达到隔水套管设定的张力。当海浪或海流作用于隔水套管,迫使套管弯曲变形时,其纵向长度缩短,此时油缸活塞杆缩回,可补偿隔水套管纵向距离的变化,并给隔水套管提供持续的顶部张力,改善了隔水套管的受力状况,延长了其使用寿命。

套管张紧器安装平台使用工况强度分析

按照套管张紧器安装平台使用的2种工况,运用ANSYS软件对其进行有限元计算,对安装平台的强度和变形进行评估,发现现有安装平台结构上存在一些不足,针对设计上的缺陷,提出采用筋板加强的改进方案,经过有限元分析验证,确认改进方案是安全可靠的。同时,对安装平台材料板厚进行优化,安装平台重量明显降低。

“振海二号”钻井平台悬臂梁布置及优化方向

"振海二号"是基于F&G公司JU2000E船型设计的适用于400 ft(1 ft=0.3048 m)水深的自升式钻井平台。该型平台最大的特点是将井控系统、固控系统、月池操作系统等钻井系统的核心模块高度集成于悬臂梁内部,是全船除井架、钻台外,钻井系统最集中的区域。悬臂梁内部钻井设备布置的合理性对钻井作业的效率及安全有着至关重要的影响。文章通过对已建成的"振海二号"自升式钻井平台悬臂梁内钻井系统的布置设计进行分析,总结出该钻井系统布置设计的优点及有待改进之处,为今后类似钻井平台设计提供指导性参考。

尼龙块型及自润滑铜块型提升架结构导向滑块的对比分析

通过对以尼龙块为导向的提升架结构计算分析发现,尼龙块和螺栓在受到外力时均产生较大的变形,应力超过其许用值。提出了采用自润滑铜块代替尼龙的方案,同时增大所用螺栓的规格。分析表明自润滑铜块和螺栓的强度及变形均满足要求,现场试验结果与理论分析一致,试验表明自润滑铜块能够确保滑板提升结构使用的可靠性。