海底钻机的概念化设计
随着深水油气钻探开发的水深不断增加已经超过3000m,目前深水海洋钻井的形式在钻井成本、钻井效率、技术难度和安全性等方面都产生了一些问题。为了解决这些问题,我们提出了一种全新的海洋钻机的概念——海底钻机。海底钻机系统是以连续管钻井技术为核心,将高度自动化、模块化的深水钻井系统安置在海底泥线处,海面支持母船利用与海底钻机相连接的柔性脐带缆进行动力输送和监视、遥控海底钻机进行钻井作业。
这种钻机系统安置在海底并采用连续管钻井方式,节省了拆卸钻杆及下放、回收水下器具等作业时间,其作业效率有很大的提高。钻机处于海底,不需要水面钻井平台,不需要刚性隔水管系统,仅有控制缆线和柔性钻井液管线,因此它对环境的适应范围更为宽广并且降低了钻井成本。海底钻机系统自动化程度非常高,极大的降低了工作人员的劳动强度,提高了钻井工作人员的安全性。
本文中将海底钻机系统分成了五大部分,即支持母船模块、脐带缆模块、水下井口操作模块、水下井口控制模块和连续管钻机模块等,并针对每个模块的工作特点,对其进行了概念化设计。主要设计内容包括:提出支持母船模块、脐带缆模块、水下井口操作模块应具备的工作要求和性能;水下井口控制模块中BOP组的配置方案;连续管钻机模块中部分井上装备的尺寸和结构设计以及井下底部钻具组合的组成设计等。此外,文章还对海底钻机系统的钻井工艺进行了研究,提出了在常规情况下海底钻机系统的钻井作业程序以及海底钻机系统在特殊情况下的处理方法和作业程序等。
海底钻机;概念化设计;操作模块;钻井工艺;作业程序
中国石油大学(华东)
硕士
船舶与海洋结构物设计制造
王以法
2012
中文
TE52;TE922
69
2012-07-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）