海洋环境与钻采工程第十章

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1、第十章第十章 海上钻井特殊工艺和装置海上钻井特殊工艺和装置第一节第一节 固定式平台钻井工艺与装备固定式平台钻井工艺与装备将将30导管通过水力喷射、打桩或钻井方式下入，从导管通过水力喷射、打桩或钻井方式下入，从而将平台和海底（地层）连接起来，钻井井口及开采时的而将平台和海底（地层）连接起来，钻井井口及开采时的采油树安装在平台上。其余钻井工艺与装备与陆地相同。采油树安装在平台上。其余钻井工艺与装备与陆地相同。过腿柱平台及其钻井工艺过腿柱平台及其钻井工艺 过腿柱井是指在海上平台的腿柱内所钻并完成的井。过腿柱井是指在海上平台的腿柱内所钻并完成的井。特点特点：免除了大直径单井导管；：免除了大直径单井导管

2、； 井不受特殊海况条件的影响；井不受特殊海况条件的影响； 有利于减轻平台重量和节省平台建造成本；有利于减轻平台重量和节省平台建造成本； 空间较小，可使用小井眼钻机，减小钻机的移动范围；空间较小，可使用小井眼钻机，减小钻机的移动范围； 多使用卡箍连接代替法兰连接。多使用卡箍连接代替法兰连接。直径直径120（3.048m）的腿柱内利用的腿柱内利用Grayloc紧紧固固连接器可安排连接器可安排12口井口井第二节第二节 座底式平台钻井工艺与装备座底式平台钻井工艺与装备一、泥线悬挂系统与井口回接一、泥线悬挂系统与井口回接泥线套管悬挂和套管支承系统是专门为座底式和自升式泥线套管悬挂和套管支承系统是专门为座

3、底式和自升式钻井平台而设计的一种装置，用于在泥线（即海底面）或在泥钻井平台而设计的一种装置，用于在泥线（即海底面）或在泥线以下为多层套管柱的安装、悬挂、拆卸和再次安装提供条件，线以下为多层套管柱的安装、悬挂、拆卸和再次安装提供条件，可允许钻井后的临时废弃。可允许钻井后的临时废弃。特点特点：套管柱重量支承在泥线处；：套管柱重量支承在泥线处；利用回接工具和同心套管柱从泥线伸到钻井平台；利用回接工具和同心套管柱从泥线伸到钻井平台；防喷器组安装在平台上；防喷器组安装在平台上；从泥线到平台间的管柱可以拆卸和重新安装。从泥线到平台间的管柱可以拆卸和重新安装。二、钻井施工二、钻井施工 1. 将外层导管柱（将

4、外层导管柱（30）用水力喷射、钻井或直接用气锤打）用水力喷射、钻井或直接用气锤打入就位，并根据海底条件将入就位，并根据海底条件将30导管头安装在相对于泥线适当导管头安装在相对于泥线适当的位置；的位置； 2. 利用回接管柱（利用回接管柱（ 30 ）将海底）将海底30导管与钻井平台相连，导管与钻井平台相连，并在平台上安装低压分流器；并在平台上安装低压分流器； 3. 下下26 钻头钻井，将钻头钻井，将20 套管柱用泥线悬挂器悬挂于套管柱用泥线悬挂器悬挂于20 导管的联顶环上，并进行固井；导管的联顶环上，并进行固井； (水泥返至平台，但水泥返至平台，但3020环空内的水泥必须冲洗干净环空内的水泥必须冲

5、洗干净) 4. 利用回接管柱（利用回接管柱（ 20 ）将海底）将海底20套管与钻井平台相连，套管与钻井平台相连，并在平台上安装水面井口和防喷器组；并在平台上安装水面井口和防喷器组； 5. 下下171/2钻头钻井、下钻头钻井、下133/8套管，注水泥、固井；套管，注水泥、固井； 下下121/4钻头钻井、下钻头钻井、下 9 5/8套管，注水泥、固井套管，注水泥、固井 下下 81/2钻头钻井、下钻头钻井、下 7套管，注水泥、固井套管，注水泥、固井分别将各层套管柱悬挂于泥线悬挂器上、固井，并根据分别将各层套管柱悬挂于泥线悬挂器上、固井，并根据具体需要利用回接管柱将泥线处套管与平台相连；具体需要利用回接

6、管柱将泥线处套管与平台相连； 6. 特殊情况下平台需撤离时，利用各套管柱的下入工具，特殊情况下平台需撤离时，利用各套管柱的下入工具，将每一层套管柱从各自的套管悬挂器上卸下并回收（从泥线到将每一层套管柱从各自的套管悬挂器上卸下并回收（从泥线到钻井平台），装上临时弃井帽或保护盖；重新安装时，当平台钻井平台），装上临时弃井帽或保护盖；重新安装时，当平台就位后，利用回接工具将平台与泥线悬挂器重新连接即可；就位后，利用回接工具将平台与泥线悬挂器重新连接即可；7 套管柱内需安装堵塞器；重新安装时，海底需要潜水员协套管柱内需安装堵塞器；重新安装时，海底需要潜水员协助！助！ 7. 完成钻井后，利用各套管柱的下

7、入工具，将每一层套管完成钻井后，利用各套管柱的下入工具，将每一层套管柱从各自的套管悬挂器上卸下并回收，将采油树安装在泥线悬柱从各自的套管悬挂器上卸下并回收，将采油树安装在泥线悬挂器上，成为水下采油井，也可利用回接工具将各层套管柱回挂器上，成为水下采油井，也可利用回接工具将各层套管柱回接到采油平台上，安装陆用采油树而成为常规采油井。接到采油平台上，安装陆用采油树而成为常规采油井。一、一、 升沉补偿装置升沉补偿装置F使用伸缩钻杆使用伸缩钻杆F钻柱升沉补偿装置钻柱升沉补偿装置F死绳恒张力补偿装置死绳恒张力补偿装置F天车恒张力补偿装置天车恒张力补偿装置第三节第三节 浮式钻井平台钻井工艺与装备浮式钻井平

8、台钻井工艺与装备1、使用伸缩钻杆、使用伸缩钻杆结构结构伸缩钻杆是一种套筒式钻杆。钻杆由内、外筒组成，内伸缩钻杆是一种套筒式钻杆。钻杆由内、外筒组成，内外筒之间有密封件，内筒可沿轴向做相对运动，内外筒接触面外筒之间有密封件，内筒可沿轴向做相对运动，内外筒接触面加工成棱柱面以便在钻进中传递扭矩。加工成棱柱面以便在钻进中传递扭矩。伸缩钻杆图安装位置安装位置安装于钻铤的上部安装于钻铤的上部工作原理工作原理钻井平台上下升沉时，由于内外筒可以做相对运动，因钻井平台上下升沉时，由于内外筒可以做相对运动，因此，在伸缩钻杆以下的钻铤柱可不受平台升沉的影响，使井底此，在伸缩钻杆以下的钻铤柱可不受平台升沉的影响，使

9、井底钻压基本保持稳定。钻压基本保持稳定。 使用伸缩钻杆的优缺点使用伸缩钻杆的优缺点 优优：结构简单，维修方便，价格便宜，能基本满足钻井的结构简单，维修方便，价格便宜，能基本满足钻井的要求要求 缺缺：钻压不能调节钻压不能调节 承载条件恶劣承载条件恶劣 增加防喷器的磨损增加防喷器的磨损 难以准确确定井深难以准确确定井深2、钻柱升沉补偿装置、钻柱升沉补偿装置19731973年研制成功年研制成功 结构组成结构组成液缸液缸两个液缸固定在上框架两侧，并通过两个液缸固定在上框架两侧，并通过上框架与上框架与游车相连游车相连，随船体作升沉运动；，随船体作升沉运动；活塞（杆）活塞（杆）通过液缸活塞杆顶部的链轮，将

10、连接在通过液缸活塞杆顶部的链轮，将连接在链条两端的上下框架联系起来。链条两端的上下框架联系起来。下框架与大钩相连；下框架与大钩相连；锁紧装置锁紧装置用以将上下框架锁紧为一体，从而将游车用以将上下框架锁紧为一体，从而将游车与大钩连为一体，进行起下钻等工作。与大钩连为一体，进行起下钻等工作。储能器储能器空气动力储罐空气动力储罐使液缸内活塞上下保持恒定的压力使液缸内活塞上下保持恒定的压力 工作原理工作原理钻井过程中，当平台随波浪作升沉运动时，游车及补偿钻井过程中，当平台随波浪作升沉运动时，游车及补偿装置的液缸随之作上下运动，而大钩经运动补偿后基本保持不装置的液缸随之作上下运动，而大钩经运动补偿后基本

11、保持不动动当平台上升时，游车带动液缸上行，链条因液缸上行而当平台上升时，游车带动液缸上行，链条因液缸上行而放松，链条放松后，来自链轮及活塞杆的载荷减小，失去平衡放松，链条放松后，来自链轮及活塞杆的载荷减小，失去平衡，因而活塞下端液体压力大于活塞杆上外载荷，于是，液体压，因而活塞下端液体压力大于活塞杆上外载荷，于是，液体压力推动活塞上行，固定在活塞杆上的链轮也随之上升，这样就力推动活塞上行，固定在活塞杆上的链轮也随之上升，这样就可使链条继续保持张紧状态，大钩处于基本无运动。从而不影可使链条继续保持张紧状态，大钩处于基本无运动。从而不影响钻压变化，保持正常钻井。平台下沉时，正与上述相反，原响钻压变