海洋鉆井部分 第2章第二三節(jié)海洋油氣鉆井的井口與井口裝備-前期主要準(zhǔn)備工作

1、海洋油氣工程海洋油氣工程（Offshore Oil Engineering）l第一節(jié)第一節(jié) 海洋油氣鉆井平臺(tái)海洋油氣鉆井平臺(tái) l第二節(jié)第二節(jié) 海洋油氣鉆井的井口及裝置海洋油氣鉆井的井口及裝置l第三節(jié)第三節(jié) 海洋油氣鉆井前期主要準(zhǔn)備工作海洋油氣鉆井前期主要準(zhǔn)備工作l第四節(jié)第四節(jié) 海洋油氣鉆井的作業(yè)程序海洋油氣鉆井的作業(yè)程序 l第五節(jié)第五節(jié) 海洋油氣鉆井的棄井與回接海洋油氣鉆井的棄井與回接 l第六節(jié)第六節(jié) 中國(guó)海洋鉆井新技術(shù)中國(guó)海洋鉆井新技術(shù) l第七節(jié)第七節(jié) 海上鉆井用鉆機(jī)海上鉆井用鉆機(jī) l第八節(jié)第八節(jié) 深水鉆采工藝中的特殊問(wèn)題深水鉆采工藝中的特殊問(wèn)題 第二章第二章 海洋油氣井工程與裝備海洋油氣井

2、工程與裝備第二節(jié)第二節(jié) 海洋油氣鉆井的井口及裝置海洋油氣鉆井的井口及裝置一、水面上井口及井口裝置一、水面上井口及井口裝置二、水中井口及井口裝置二、水中井口及井口裝置 三、水下海底井口及井口裝置設(shè)備三、水下海底井口及井口裝置設(shè)備 四、海底鉆井底盤四、海底鉆井底盤第二節(jié)第二節(jié) 海洋油氣鉆井的井口及裝置海洋油氣鉆井的井口及裝置 井口：即鉆井井眼的上端開(kāi)口，因在此處常裝設(shè)套管頭，井口：即鉆井井眼的上端開(kāi)口，因在此處常裝設(shè)套管頭，故連同套管頭及井口一起被統(tǒng)稱為套管頭；故連同套管頭及井口一起被統(tǒng)稱為套管頭； 井口裝置：井口上面所裝設(shè)的一些裝置稱為井口裝置。井口裝置：井口上面所裝設(shè)的一些裝置稱為井口裝置。

3、根據(jù)井口所處位置的不同，包括：根據(jù)井口所處位置的不同，包括：水面上井口水面上井口水中井口水中井口水下的海底井口以及井口裝置。水下的海底井口以及井口裝置。 第二節(jié)第二節(jié) 海洋油氣鉆井的井口及裝置海洋油氣鉆井的井口及裝置一、水面上井口及井口裝置一、水面上井口及井口裝置 水面上井口常用于海上固定平臺(tái)、自升式平臺(tái)的鉆井作業(yè)，有時(shí)半潛水面上井口常用于海上固定平臺(tái)、自升式平臺(tái)的鉆井作業(yè)，有時(shí)半潛式鉆井平臺(tái)也采用水面上井口。式鉆井平臺(tái)也采用水面上井口。 1.鉆井作業(yè)過(guò)程中的井口裝置鉆井作業(yè)過(guò)程中的井口裝置 鉆井作業(yè)過(guò)程中，為了固定套管、安裝防噴器組以及鉆井液出口管線鉆井作業(yè)過(guò)程中，為了固定套管、安裝防噴器組

4、以及鉆井液出口管線等，保證鉆井作業(yè)的安全，在每次固井之后均需及時(shí)安裝井口裝置。等，保證鉆井作業(yè)的安全，在每次固井之后均需及時(shí)安裝井口裝置。(1)第一次開(kāi)鉆前：第一次開(kāi)鉆前，一般是將第一次開(kāi)鉆前：第一次開(kāi)鉆前，一般是將隔水導(dǎo)管隔水導(dǎo)管直接接到平臺(tái)上，并開(kāi)口接上鉆井液出口管，導(dǎo)流鉆井液。直接接到平臺(tái)上，并開(kāi)口接上鉆井液出口管，導(dǎo)流鉆井液。(2)第二次開(kāi)鉆前：在表層套管固井后，將平臺(tái)上的隔水管段卸去，安裝上表層套管頭，用以密封兩層套管之間的第二次開(kāi)鉆前：在表層套管固井后，將平臺(tái)上的隔水管段卸去，安裝上表層套管頭，用以密封兩層套管之間的環(huán)形間隙，并使其承受內(nèi)層套管的部分重量。在套管頭上安裝防噴器組，包

5、括四通、兩個(gè)閘板防噴器和環(huán)形防環(huán)形間隙，并使其承受內(nèi)層套管的部分重量。在套管頭上安裝防噴器組，包括四通、兩個(gè)閘板防噴器和環(huán)形防噴器以及短節(jié)，并在導(dǎo)流短節(jié)上開(kāi)口，接鉆井液出口管，以導(dǎo)流鉆井液。噴器以及短節(jié)，并在導(dǎo)流短節(jié)上開(kāi)口，接鉆井液出口管，以導(dǎo)流鉆井液。 (3)第三次開(kāi)鉆前：在技術(shù)套管固井后，先卸開(kāi)表層套管頭與其上的防噴器組的聯(lián)結(jié)，然后，在表層套管頭第三次開(kāi)鉆前：在技術(shù)套管固井后，先卸開(kāi)表層套管頭與其上的防噴器組的聯(lián)結(jié)，然后，在表層套管頭6上安裝上安裝上技術(shù)套管頭，最后，再在技術(shù)套管頭上面，裝上原來(lái)的防噴器組以及導(dǎo)流短節(jié)，以導(dǎo)流鉆井液。上技術(shù)套管頭，最后，再在技術(shù)套管頭上面，裝上原來(lái)的防噴器組

6、以及導(dǎo)流短節(jié)，以導(dǎo)流鉆井液。第二節(jié)第二節(jié) 海洋油氣鉆井的井口及裝置海洋油氣鉆井的井口及裝置2.完井作業(yè)后的井口裝置完井作業(yè)后的井口裝置完井時(shí)，將油層套管完井時(shí)，將油層套管4固井后，即下入井內(nèi)油管固井后，即下入井內(nèi)油管5，然后，卸去防噴器組，安裝，然后，卸去防噴器組，安裝上油層套管頭上油層套管頭8和四通和四通9以及油管頭和采油樹(shù)。油管頭是用來(lái)懸掛油管并封閉油管和以及油管頭和采油樹(shù)。油管頭是用來(lái)懸掛油管并封閉油管和套管之間環(huán)隙的，它直接裝在油層套管頭上，在油管頭上裝采油樹(shù)。圖套管之間環(huán)隙的，它直接裝在油層套管頭上，在油管頭上裝采油樹(shù)。圖2-41(d)給出給出的是中國(guó)南海某油田采用的水面上井口及井口

7、裝置。的是中國(guó)南海某油田采用的水面上井口及井口裝置。3.井口的安全裝置井口的安全裝置(防噴器防噴器) 第二節(jié)第二節(jié) 海洋油氣鉆井的井口及裝置海洋油氣鉆井的井口及裝置第二節(jié)第二節(jié) 海洋油氣鉆井的井口及裝置海洋油氣鉆井的井口及裝置第二節(jié)第二節(jié) 海洋油氣鉆井的井口及裝置海洋油氣鉆井的井口及裝置第二節(jié)第二節(jié) 海洋油氣鉆井的井口及裝置海洋油氣鉆井的井口及裝置第二節(jié)第二節(jié) 海洋油氣鉆井的井口及裝置海洋油氣鉆井的井口及裝置l一、水面上井口及井口裝置一、水面上井口及井口裝置l二、水中井口及井口裝置二、水中井口及井口裝置 l三、水下海底井口及井口裝置設(shè)備三、水下海底井口及井口裝置設(shè)備 l四、海底鉆井底盤四、海底

8、鉆井底盤第二節(jié)第二節(jié) 海洋油氣鉆井的井口及裝置海洋油氣鉆井的井口及裝置二、水中井口及井口裝置二、水中井口及井口裝置 水中井口：是將井口設(shè)置在沉沒(méi)水中一定深度的水中井口：是將井口設(shè)置在沉沒(méi)水中一定深度的浮體浮體上，上，井口裝置均裝設(shè)在浮體上，由浮體來(lái)承受井口裝置的重量。這井口裝置均裝設(shè)在浮體上，由浮體來(lái)承受井口裝置的重量。這個(gè)浮體簡(jiǎn)稱個(gè)浮體簡(jiǎn)稱ABS (Atlantis Buoyant System)，是由挪威的，是由挪威的Atlantis公司研制的深水用人工浮力海底。公司研制的深水用人工浮力海底。 優(yōu)點(diǎn)：是可以用于深海鉆井，一般工作水深可達(dá)優(yōu)點(diǎn)：是可以用于深海鉆井，一般工作水深可達(dá)400 -4

9、000m，水中井口及井口裝置所在的人工浮力海底，水中井口及井口裝置所在的人工浮力海底ABS這個(gè)浮這個(gè)浮體，可潛沒(méi)水中深度達(dá)體，可潛沒(méi)水中深度達(dá)200 -600m。第二節(jié)第二節(jié) 海洋油氣鉆井的井口及裝置海洋油氣鉆井的井口及裝置 1.人工浮力海底人工浮力海底(ABS)系統(tǒng)的總體組成系統(tǒng)的總體組成 (1)人工浮力海底與浮式鉆井平臺(tái)之間人工浮力海底與浮式鉆井平臺(tái)之間:用標(biāo)準(zhǔn)的隔水管與錨泊或動(dòng)力定用標(biāo)準(zhǔn)的隔水管與錨泊或動(dòng)力定位的浮式鉆井平臺(tái)相連接，并附有標(biāo)準(zhǔn)的氣液管線用于控制系統(tǒng)。位的浮式鉆井平臺(tái)相連接，并附有標(biāo)準(zhǔn)的氣液管線用于控制系統(tǒng)。 (2)人工浮力海底上人工浮力海底上:在在ABS上主要裝設(shè)的是標(biāo)準(zhǔn)

10、的防噴器上主要裝設(shè)的是標(biāo)準(zhǔn)的防噴器(BOP)組及其組及其控制系統(tǒng)，以及與上面隔水管相連接的連接器和與下面套管柱相連接的張控制系統(tǒng)，以及與上面隔水管相連接的連接器和與下面套管柱相連接的張力接頭力接頭(伸縮接頭伸縮接頭)，人工浮力海底本身是一個(gè)圓筒形浮體，其直徑約，人工浮力海底本身是一個(gè)圓筒形浮體，其直徑約15-20m，高度約高度約6 -10m。浮體與水面上浮式鉆井平臺(tái)用柔性纜繩相連。浮體與水面上浮式鉆井平臺(tái)用柔性纜繩相連。 (3)人工浮力海底與海床之間人工浮力海底與海床之間:常規(guī)的套管通過(guò)回接接頭與注水泥固井后常規(guī)的套管通過(guò)回接接頭與注水泥固井后的常規(guī)套管相的常規(guī)套管相 連結(jié)。連結(jié)。 作用：完井

11、后及遇緊急情況時(shí)，水面上平臺(tái)可以及時(shí)撤離。整個(gè)井口作用：完井后及遇緊急情況時(shí)，水面上平臺(tái)可以及時(shí)撤離。整個(gè)井口裝置的重量由浮體承擔(dān)，不給水面上平臺(tái)增加負(fù)擔(dān)。裝置的重量由浮體承擔(dān)，不給水面上平臺(tái)增加負(fù)擔(dān)。第二節(jié)第二節(jié) 海洋油氣鉆井的井口及裝置海洋油氣鉆井的井口及裝置2.水中井口的優(yōu)點(diǎn)水中井口的優(yōu)點(diǎn)（1）適用于深水及不同水深：適用于深水及不同水深：因浮體即人工浮力海底相當(dāng)于將海上向上移，故可用于深因浮體即人工浮力海底相當(dāng)于將海上向上移，故可用于深海，而且隨浮體沉沒(méi)水中的不同深度，還可適應(yīng)于不同水深，目前工作水深范圍可達(dá)海，而且隨浮體沉沒(méi)水中的不同深度，還可適應(yīng)于不同水深，目前工作水深范圍可達(dá)400

12、-4000m。（2）充分利用現(xiàn)有常規(guī)設(shè)備：充分利用現(xiàn)有常規(guī)設(shè)備：如隔水管系統(tǒng)、防噴器組等井口裝置以及套管柱系統(tǒng)和回如隔水管系統(tǒng)、防噴器組等井口裝置以及套管柱系統(tǒng)和回接接頭等設(shè)備，均可應(yīng)用現(xiàn)有的常規(guī)設(shè)備。接接頭等設(shè)備，均可應(yīng)用現(xiàn)有的常規(guī)設(shè)備。（3）照常使用淺水作業(yè)程序：照常使用淺水作業(yè)程序：如鉆井作業(yè)、完井作業(yè)等，均可照常規(guī)淺水的作業(yè)程序進(jìn)如鉆井作業(yè)、完井作業(yè)等，均可照常規(guī)淺水的作業(yè)程序進(jìn)行。行。（4）降低深水鉆井作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)：降低深水鉆井作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)：因?yàn)楦◇w可以容易地與水面上平臺(tái)脫離，故鉆井作業(yè)中的因?yàn)楦◇w可以容易地與水面上平臺(tái)脫離，故鉆井作業(yè)中的井控、隔水管應(yīng)急解脫以及緊急解脫后的鉆井液排海等方面

13、的風(fēng)險(xiǎn)均可降低。井控、隔水管應(yīng)急解脫以及緊急解脫后的鉆井液排海等方面的風(fēng)險(xiǎn)均可降低。（5）降低深水鉆井鉆井作業(yè)費(fèi)用：降低深水鉆井鉆井作業(yè)費(fèi)用：由浮體來(lái)承受整個(gè)井口裝置的重量，減輕了平臺(tái)本身由浮體來(lái)承受整個(gè)井口裝置的重量，減輕了平臺(tái)本身的負(fù)擔(dān)，即可節(jié)約改造水面上所需的投資等。這樣，可不必設(shè)計(jì)與建設(shè)新的平臺(tái)，而使用現(xiàn)有的負(fù)擔(dān)，即可節(jié)約改造水面上所需的投資等。這樣，可不必設(shè)計(jì)與建設(shè)新的平臺(tái)，而使用現(xiàn)有的第二、三代平臺(tái)，就能進(jìn)入深海鉆井。的第二、三代平臺(tái)，就能進(jìn)入深海鉆井。當(dāng)然，水中井口及當(dāng)然，水中井口及ABS系統(tǒng)也具有其缺點(diǎn)，例如對(duì)海洋環(huán)境如風(fēng)、浪、流等因素比較敏系統(tǒng)也具有其缺點(diǎn)，例如對(duì)海洋環(huán)境如風(fēng)

14、、浪、流等因素比較敏感。感。 第二節(jié)第二節(jié) 海洋油氣鉆井的井口及裝置海洋油氣鉆井的井口及裝置l一、水面上井口及井口裝置一、水面上井口及井口裝置l二、水中井口及井口裝置二、水中井口及井口裝置 l三、水下海底井口及井口裝置設(shè)備三、水下海底井口及井口裝置設(shè)備 l四、海底鉆井底盤四、海底鉆井底盤第二節(jié)第二節(jié) 海洋油氣鉆井的井口及裝置海洋油氣鉆井的井口及裝置三、水下海底井口及井口裝置設(shè)備三、水下海底井口及井口裝置設(shè)備 水下海底井口及井口裝置：位于水下海底井口及井口裝置：位于海床海床上，井口裝置的重量由海底來(lái)承擔(dān)。上，井口裝置的重量由海底來(lái)承擔(dān)。它一般分為：它一般分為：u浮式鉆井平臺(tái)（船）的海底井口，稱為

15、水下井口（浮式鉆井平臺(tái)（船）的海底井口，稱為水下井口（Subsea wellhead system），），u自升式平臺(tái)的海底井口，稱為泥線懸掛系統(tǒng)自升式平臺(tái)的海底井口，稱為泥線懸掛系統(tǒng)(Mudline casing suspension system)。泥線：泥線：mud line，mud belt又稱泥帶(mud zone)。大陸架地區(qū)粉砂及粘土和礫及砂級(jí)物質(zhì)沉積區(qū)之間的界線。其位置主要取決于海區(qū)的海流、潮流及波浪等海水運(yùn)動(dòng)狀況，故為判斷海水動(dòng)態(tài)的重要標(biāo)志。泥線的水深，一般在灣內(nèi)較淺，在外海較深。海床（海床（sea floor）是指海洋板塊構(gòu)成的地殼表面。第二節(jié)第二節(jié) 海洋油氣鉆井的井口及裝

16、置海洋油氣鉆井的井口及裝置1.1.浮式鉆井平臺(tái)浮式鉆井平臺(tái)( (船船) )的海底井口的海底井口1）井口的結(jié)構(gòu)）井口的結(jié)構(gòu) 它是用于深水的海底井口，井口裝置它是用于深水的海底井口，井口裝置安裝在海底井口上，用隔水管將其連接到安裝在海底井口上，用隔水管將其連接到平臺(tái)上。在隔水管未安裝之前，采用永久平臺(tái)上。在隔水管未安裝之前，采用永久導(dǎo)向架導(dǎo)向架的基座上的的基座上的導(dǎo)向繩導(dǎo)向繩，將井口裝置等，將井口裝置等導(dǎo)引下放到井口上。采用這種海底井口，導(dǎo)引下放到井口上。采用這種海底井口，可以在深水中完成完井作業(yè)，實(shí)現(xiàn)水下?？梢栽谏钏型瓿赏昃鳂I(yè)，實(shí)現(xiàn)水下海底底采油樹(shù)采油樹(shù)的安裝，也可以利用回接設(shè)備及的安裝，也

17、可以利用回接設(shè)備及工具在水面上的生產(chǎn)平臺(tái)上進(jìn)行完井作業(yè)。工具在水面上的生產(chǎn)平臺(tái)上進(jìn)行完井作業(yè)。2 2）水下設(shè)備）水下設(shè)備3 3）水面上的設(shè)備）水面上的設(shè)備第二節(jié)第二節(jié) 海洋油氣鉆井的井口及裝置海洋油氣鉆井的井口及裝置 它是用鉆桿柱下入到海底的，并座于海底，它是用鉆桿柱下入到海底的，并座于海底，用以確定井位及固定水下海底井口。用以確定井位及固定水下海底井口。一般均由一般均由鋼板和鋼筋焊接成八角形盒，中間灌注混凝土，鋼板和鋼筋焊接成八角形盒，中間灌注混凝土，其外徑常達(dá)其外徑常達(dá)3m3m，內(nèi)徑約為，內(nèi)徑約為3/4m3/4m，高，高3/4m3/4m左右。左右。井口盤內(nèi)壁有卡口溝槽，以便用鉆桿柱及特制井

18、口盤內(nèi)壁有卡口溝槽，以便用鉆桿柱及特制接頭將其送至海底，然后旋出接頭，將井口盤接頭將其送至海底，然后旋出接頭，將井口盤留于海底。井口盤內(nèi)孔上部呈錐形，以使導(dǎo)管留于海底。井口盤內(nèi)孔上部呈錐形，以使導(dǎo)管頭能靠自重找正。頭能靠自重找正。 1.1.浮式鉆井平臺(tái)浮式鉆井平臺(tái)( (船船) )的海底井口的海底井口1 1）井口的結(jié)構(gòu)）井口的結(jié)構(gòu)2 2）水下設(shè)備）水下設(shè)備(1)(1)井口盤井口盤 (2)(2)導(dǎo)向架及導(dǎo)管導(dǎo)向架及導(dǎo)管 (3)(3)套管頭組套管頭組 (4)(4)防噴器組防噴器組 (5)(5)連接器連接器 (6)(6)撓性接頭撓性接頭 (7)(7)隔水管隔水管(8)(8)伸縮隔水管伸縮隔水管3 3）

19、水面上的設(shè)備）水面上的設(shè)備第二節(jié)第二節(jié) 海洋油氣鉆井的井口及裝置海洋油氣鉆井的井口及裝置1.浮式鉆井平臺(tái)浮式鉆井平臺(tái)(船船)的海底井口的海底井口1）井口的結(jié)構(gòu)）井口的結(jié)構(gòu)2）水下設(shè)備）水下設(shè)備(1)井口盤井口盤 (2)導(dǎo)向架及導(dǎo)管導(dǎo)向架及導(dǎo)管 (3)套管頭組套管頭組 (4)防噴器組防噴器組 (5)連接器連接器 (6)撓性接頭撓性接頭 (7)隔水管隔水管(8)伸縮隔水管伸縮隔水管3）水面上的設(shè)備）水面上的設(shè)備 可回收的半分式導(dǎo)向可回收的半分式導(dǎo)向架：架：它與導(dǎo)管頭連接后，隨導(dǎo)管一起下入，并坐于海底井口盤上。它是半分式的，可用ROV (Remote Operated Vehicle)水下機(jī)械手將其

20、打開(kāi)，然后提上來(lái)回收，重復(fù)使用。 第一次開(kāi)鉆用的導(dǎo)管頭掛于井口盤上，導(dǎo)管直徑約3/4m，在海底下面長(zhǎng)約30 -60m，每根長(zhǎng)15 -20m，可將導(dǎo)管單根焊接或用螺紋接頭連結(jié)或用插銷連接器連在一起。導(dǎo)向架焊接于導(dǎo)管頭上端，導(dǎo)向架有4個(gè)支柱，支柱上系有導(dǎo)向繩，用以引導(dǎo)上面的防噴器組及連接器等設(shè)備，順著導(dǎo)向繩滑入導(dǎo)向架的4個(gè)支柱而就位。有的導(dǎo)向架還在側(cè)面另加兩個(gè)支柱，用以裝設(shè)電攝像裝置，它通過(guò)導(dǎo)向繩，將海底電攝像裝置就位。導(dǎo)向架中央有中心管，連接在導(dǎo)管頭上，以使套管頭就位，并懸掛套管。 第二節(jié)第二節(jié) 海洋油氣鉆井的井口及裝置海洋油氣鉆井的井口及裝置1.浮式鉆井平臺(tái)浮式鉆井平臺(tái)(船船)的海底井口的海底

21、井口1）井口的結(jié)構(gòu)）井口的結(jié)構(gòu)2）水下設(shè)備）水下設(shè)備(1)井口盤井口盤 (2)導(dǎo)向架及導(dǎo)管導(dǎo)向架及導(dǎo)管 (3)套管頭組套管頭組 (4)防噴器組防噴器組 (5)連接器連接器 (6)撓性接頭撓性接頭 (7)隔水管隔水管(8)伸縮隔水管伸縮隔水管3）水面上的設(shè)備）水面上的設(shè)備 第二節(jié)第二節(jié) 海洋油氣鉆井的井口及裝置海洋油氣鉆井的井口及裝置1.浮式鉆井平臺(tái)浮式鉆井平臺(tái)(船船)的海底井口的海底井口1）井口的結(jié)構(gòu)）井口的結(jié)構(gòu)2）水下設(shè)備）水下設(shè)備(1)井口盤井口盤 (2)導(dǎo)向架及導(dǎo)管導(dǎo)向架及導(dǎo)管 (3)套管頭組套管頭組 (4)防噴器組防噴器組 (5)連接器連接器 (6)撓性接頭撓性接頭 (7)隔水管隔水管

22、(8)伸縮隔水管伸縮隔水管 3）水面上的設(shè)備）水面上的設(shè)備第二節(jié)第二節(jié) 海洋油氣鉆井的井口及裝置海洋油氣鉆井的井口及裝置 (5)連接器連接器:共有兩個(gè)液壓連接共有兩個(gè)液壓連接器，一個(gè)在防噴器組下端，用以將器，一個(gè)在防噴器組下端，用以將防噴器組與套管頭組相連接；另一防噴器組與套管頭組相連接；另一個(gè)則在防噴器組上端，用以將防噴個(gè)則在防噴器組上端，用以將防噴器組與隔水管柱的撓性接頭相連接。器組與隔水管柱的撓性接頭相連接。 1.浮式鉆井平臺(tái)浮式鉆井平臺(tái)(船船)的海底井口的海底井口1）井口的結(jié)構(gòu)）井口的結(jié)構(gòu)2）水下設(shè)備）水下設(shè)備(1)井口盤井口盤 (2)導(dǎo)向架及導(dǎo)管導(dǎo)向架及導(dǎo)管 (3)套管頭組套管頭組

23、(4)防噴器組防噴器組 (5)連接器連接器 (6)撓性接頭撓性接頭 (7)隔水管隔水管(8)伸縮隔水管伸縮隔水管3）水面上的設(shè)備）水面上的設(shè)備第二節(jié)第二節(jié) 海洋油氣鉆井的井口及裝置海洋油氣鉆井的井口及裝置1.浮式鉆井平臺(tái)浮式鉆井平臺(tái)(船船)的海底井口的海底井口1）井口的結(jié)構(gòu)）井口的結(jié)構(gòu)2）水下設(shè)備）水下設(shè)備(1)井口盤井口盤 (2)導(dǎo)向架及導(dǎo)管導(dǎo)向架及導(dǎo)管 (3)套管頭組套管頭組 (4)防噴器組防噴器組 (5)連接器連接器 (6)撓性接頭撓性接頭 (7)隔水管隔水管(8)伸縮隔水管伸縮隔水管3）水面上的設(shè)備）水面上的設(shè)備 (6)(6)撓性接頭撓性接頭: : 位于液壓連接器與隔水管之間，由于它可

24、位于液壓連接器與隔水管之間，由于它可以允許轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度以允許轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度( (一般為一般為1010) )，因此可以，因此可以使隔水管柱適應(yīng)梅洋環(huán)境載荷作用下的角位移，使隔水管柱適應(yīng)梅洋環(huán)境載荷作用下的角位移，同時(shí)可以使液壓連接器以下的設(shè)備包括防噴器同時(shí)可以使液壓連接器以下的設(shè)備包括防噴器組等不會(huì)受到隔水管柱角位移運(yùn)動(dòng)的影響。組等不會(huì)受到隔水管柱角位移運(yùn)動(dòng)的影響。 第二節(jié)第二節(jié) 海洋油氣鉆井的井口及裝置海洋油氣鉆井的井口及裝置1.浮式鉆井平臺(tái)浮式鉆井平臺(tái)(船船)的海底井口的海底井口1）井口的結(jié)構(gòu)）井口的結(jié)構(gòu)2）水下設(shè)備）水下設(shè)備(1)井口盤井口盤 (2)導(dǎo)向架及導(dǎo)管導(dǎo)向架及導(dǎo)管 (3)套管頭組套

25、管頭組 (4)防噴器組防噴器組 (5)連接器連接器 (6)撓性接頭撓性接頭 (7)隔水管隔水管(8)伸縮隔水管伸縮隔水管3）水面上的設(shè)備）水面上的設(shè)備(7)隔水管：它自海底井口裝置直至于平臺(tái)甲板，形成了一個(gè)通道，在鉆井時(shí)，可以導(dǎo)入鉆柱及各種鉆具，進(jìn)行鉆井液循環(huán)，同時(shí)與海水隔絕，故稱隔水管或隔水導(dǎo)管。 (8)(8)伸縮隔水管伸縮隔水管: :一般安一般安裝在隔水管柱的上端，裝在隔水管柱的上端，如圖如圖2 -53 2 -53 所示。伸縮所示。伸縮隔水管有內(nèi)管和外管兩隔水管有內(nèi)管和外管兩個(gè)部分，如閣個(gè)部分，如閣2 -562 -56所示。所示。此內(nèi)管與外管可以做上此內(nèi)管與外管可以做上下相對(duì)運(yùn)動(dòng)，因而可以

26、下相對(duì)運(yùn)動(dòng)，因而可以適應(yīng)浮式平臺(tái)適應(yīng)浮式平臺(tái)( (船船) )的升的升沉運(yùn)動(dòng)。沉運(yùn)動(dòng)。 第二節(jié)第二節(jié) 海洋油氣鉆井的井口及裝置海洋油氣鉆井的井口及裝置3）水面上的設(shè)備）水面上的設(shè)備采用水下海底井口時(shí)，為了配合上述采用水下海底井口時(shí)，為了配合上述水下設(shè)備，在水面上平臺(tái)甲版上還裝設(shè)有水下設(shè)備，在水面上平臺(tái)甲版上還裝設(shè)有一些專用設(shè)備。一些專用設(shè)備。包括：位于隔水管柱最上端的帶球形包括：位于隔水管柱最上端的帶球形接頭的鉆井液出口管、位于平臺(tái)甲板上的接頭的鉆井液出口管、位于平臺(tái)甲板上的防噴器組的控制系統(tǒng)的設(shè)備，最主要的還防噴器組的控制系統(tǒng)的設(shè)備，最主要的還有為了使有為了使隔水管及導(dǎo)向架的導(dǎo)向繩承受拉隔水管

27、及導(dǎo)向架的導(dǎo)向繩承受拉力的張緊系統(tǒng)設(shè)備力的張緊系統(tǒng)設(shè)備。第二節(jié)第二節(jié) 海洋油氣鉆井的井口及裝置海洋油氣鉆井的井口及裝置(1)海底導(dǎo)向架的導(dǎo)向繩的張緊系統(tǒng)海底導(dǎo)向架的導(dǎo)向繩的張緊系統(tǒng):用張緊器將導(dǎo)向繩涵過(guò)滑輪系統(tǒng)用張緊器將導(dǎo)向繩涵過(guò)滑輪系統(tǒng)張緊，并保持恒張力。張緊，并保持恒張力。(2)隔水管柱的張緊系統(tǒng)隔水管柱的張緊系統(tǒng):它是將自它是將自張緊器滑輪引出的張緊繩連接到張緊器滑輪引出的張緊繩連接到隔水管頂端，然后通過(guò)張緊器使隔水管頂端，然后通過(guò)張緊器使張緊繩保持恒拉力的裝置。張緊繩保持恒拉力的裝置。(3)隔水管柱及導(dǎo)向繩的張緊器隔水管柱及導(dǎo)向繩的張緊器:張張緊器的結(jié)構(gòu)組成如圖緊器的結(jié)構(gòu)組成如圖2 -

28、58所示。所示。張緊器上端滑輪由液缸內(nèi)的活塞張緊器上端滑輪由液缸內(nèi)的活塞桿及活塞所支持，借助調(diào)節(jié)儲(chǔ)氣桿及活塞所支持，借助調(diào)節(jié)儲(chǔ)氣罐中的氣壓，可使儲(chǔ)能器內(nèi)活塞罐中的氣壓，可使儲(chǔ)能器內(nèi)活塞下端的液壓與繩的張力相平衡。下端的液壓與繩的張力相平衡。 第二節(jié)第二節(jié) 海洋油氣鉆井的井口及裝置海洋油氣鉆井的井口及裝置1.浮式鉆井平臺(tái)浮式鉆井平臺(tái)(船船)的海底井口的海底井口2.自升式平臺(tái)的海底井口自升式平臺(tái)的海底井口 使用自升式鉆井平臺(tái)鉆開(kāi)發(fā)井時(shí)，為了懸掛各層套管及回使用自升式鉆井平臺(tái)鉆開(kāi)發(fā)井時(shí)，為了懸掛各層套管及回接生產(chǎn)管柱，需要在海底安裝一套接生產(chǎn)管柱，需要在海底安裝一套泥線懸掛系統(tǒng)泥線懸掛系統(tǒng)，通常將此

29、泥，通常將此泥線懸掛系統(tǒng)稱作自升式鉆井平臺(tái)的海底井口。采用這種海底井線懸掛系統(tǒng)稱作自升式鉆井平臺(tái)的海底井口。采用這種海底井口，則各層套管的重量均懸掛于口，則各層套管的重量均懸掛于泥線懸掛系統(tǒng)泥線懸掛系統(tǒng)上，由海床承受，上，由海床承受，以減輕平臺(tái)甲板的負(fù)荷。以減輕平臺(tái)甲板的負(fù)荷。 泥線懸掛系統(tǒng)的下端與相應(yīng)的套管相接，其上部有下入工泥線懸掛系統(tǒng)的下端與相應(yīng)的套管相接，其上部有下入工具螺紋和回接工具螺紋，最高壓力可達(dá)具螺紋和回接工具螺紋，最高壓力可達(dá)103.4MPa。 2.自升式平臺(tái)的海底自升式平臺(tái)的海底井口井口泥線懸掛系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)泥線懸掛系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 第二節(jié)第二節(jié) 海洋油氣鉆井的井口及裝置海洋油氣鉆井

30、的井口及裝置第二節(jié)第二節(jié) 海洋油氣鉆井的井口及裝置海洋油氣鉆井的井口及裝置l一、水面上井口及井口裝置一、水面上井口及井口裝置l二、水中井口及井口裝置二、水中井口及井口裝置 l三、水下海底井口及井口裝置設(shè)備三、水下海底井口及井口裝置設(shè)備 l四、海底鉆井底盤四、海底鉆井底盤第二節(jié)第二節(jié) 海洋油氣鉆井的井口及裝置海洋油氣鉆井的井口及裝置四、海底鉆井底盤四、海底鉆井底盤 海底鉆井底盤也屬于海底井口，只不過(guò)它是在海底鉆井底盤也屬于海底井口，只不過(guò)它是在鉆開(kāi)發(fā)井鉆開(kāi)發(fā)井時(shí)，在海底一個(gè)井位處進(jìn)行多口井鉆井的井口。時(shí)，在海底一個(gè)井位處進(jìn)行多口井鉆井的井口。海底鉆井底盤海底鉆井底盤可以在油田進(jìn)入開(kāi)發(fā)階段建造導(dǎo)管

31、架式生產(chǎn)平臺(tái)的同時(shí)，在海可以在油田進(jìn)入開(kāi)發(fā)階段建造導(dǎo)管架式生產(chǎn)平臺(tái)的同時(shí)，在海底一個(gè)井位處鉆多口生產(chǎn)井，然后待生產(chǎn)平臺(tái)建造好后，再撤底一個(gè)井位處鉆多口生產(chǎn)井，然后待生產(chǎn)平臺(tái)建造好后，再撤走海上鉆井平臺(tái)，從海底底盤上回接各層套管到生產(chǎn)平臺(tái)上，走海上鉆井平臺(tái)，從海底底盤上回接各層套管到生產(chǎn)平臺(tái)上，進(jìn)行采油生產(chǎn)。這樣，縮短了油田開(kāi)發(fā)建設(shè)周期，提高了經(jīng)濟(jì)進(jìn)行采油生產(chǎn)。這樣，縮短了油田開(kāi)發(fā)建設(shè)周期，提高了經(jīng)濟(jì)效益。效益。第二節(jié)第二節(jié) 海洋油氣鉆井的井口及裝置海洋油氣鉆井的井口及裝置一、海底鉆井底盤一、海底鉆井底盤1、海底鉆井底盤的概念 在確定海上油氣田投入開(kāi)發(fā)后，為了盡可能縮短油氣田開(kāi)發(fā)建設(shè)周期，在生產(chǎn)

32、平臺(tái)導(dǎo)管架平臺(tái)上的生產(chǎn)及生活設(shè)施進(jìn)行設(shè)計(jì)和建造的同時(shí)，先在井位上安裝好海底鉆井底盤，通過(guò)底盤上的井槽預(yù)鉆部份或全部的開(kāi)發(fā)井，完鉆后臨時(shí)棄井，撤離鉆井船，待導(dǎo)管架和設(shè)備建造完成并經(jīng)海上安裝調(diào)試后，再?gòu)牡妆P上的海底井口回接各層套管到生產(chǎn)平臺(tái)上。l整體式整體式第二節(jié)第二節(jié) 海洋油氣鉆井的井口及裝置海洋油氣鉆井的井口及裝置2.海底鉆井底盤的作用l導(dǎo)引鉆井工具，承接并校準(zhǔn)海底井口裝置(有的還能夠承接海底管匯裝置)，按底盤上設(shè)計(jì)的井槽數(shù)進(jìn)行預(yù)鉆開(kāi)發(fā)井。l海底鉆井底盤的結(jié)構(gòu)及規(guī)格主要是根據(jù)油田設(shè)計(jì)需鉆的開(kāi)發(fā)井井?dāng)?shù)、作業(yè)區(qū)的水深和海況等因素來(lái)確定。l底盤分為：定距式、整體式、組裝式和懸掛式組合u定距式：通常用

33、于井?dāng)?shù)不大于六口井的情況，一般應(yīng)用在勘探鉆井期;也可用于具有泥線懸掛設(shè)備的自升式平臺(tái)。定距式底盤設(shè)計(jì)成可接收半徑為1.83m(6ft)的標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)向繩鉆井設(shè)備和BOP 裝置，不需要平臺(tái)起重機(jī)，即可直接通過(guò)月池或敞開(kāi)的蜘蛛梁。由于底盤上安裝有萬(wàn)向井孔套，因此，如果海底斜率小于3 度時(shí)，此種底盤無(wú)須找平。u整體式：主要用于油藏特性和開(kāi)發(fā)井網(wǎng)的井?dāng)?shù)已知情況下的作業(yè)，特別適合于鉆井?dāng)?shù)較多的區(qū)域。l較常用的底盤井?dāng)?shù)有9、12、15、18、20、24 等。l第一節(jié)第一節(jié) 海洋油氣鉆井平臺(tái)海洋油氣鉆井平臺(tái) l第二節(jié)第二節(jié) 海洋油氣鉆井的井口及裝置海洋油氣鉆井的井口及裝置l第三節(jié)第三節(jié) 海洋油氣鉆井前期主要準(zhǔn)備工

34、作海洋油氣鉆井前期主要準(zhǔn)備工作l第四節(jié)第四節(jié) 海洋油氣鉆井的作業(yè)程序海洋油氣鉆井的作業(yè)程序 l第五節(jié)第五節(jié) 海洋油氣鉆井的棄井與回接海洋油氣鉆井的棄井與回接 l第六節(jié)第六節(jié) 中國(guó)海洋鉆井新技術(shù)中國(guó)海洋鉆井新技術(shù) l第七節(jié)第七節(jié) 海上鉆井用鉆機(jī)海上鉆井用鉆機(jī) l第八節(jié)第八節(jié) 深水鉆井工藝中的特殊問(wèn)題深水鉆井工藝中的特殊問(wèn)題 第二章第二章 海洋油氣井工程與裝備海洋油氣井工程與裝備第三節(jié)第三節(jié) 海洋油氣鉆井前期主要準(zhǔn)備工作海洋油氣鉆井前期主要準(zhǔn)備工作 在海洋油氣鉆井之前，需要進(jìn)行一系列的準(zhǔn)備工作。其中主要有鉆井設(shè)計(jì)，它包括：在海洋油氣鉆井之前，需要進(jìn)行一系列的準(zhǔn)備工作。其中主要有鉆井設(shè)計(jì)，它包括：平

35、臺(tái)(船)就位設(shè)計(jì)井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)井口裝置設(shè)計(jì)套管設(shè)計(jì)固井設(shè)計(jì)鉆井液設(shè)計(jì)鉆頭設(shè)計(jì)水力參數(shù)設(shè)計(jì)鉆具組合設(shè)計(jì)井眼軌道設(shè)計(jì)及其控制地層評(píng)價(jià)防噴器組設(shè)計(jì)鉆井程序設(shè)計(jì)特殊作收程序設(shè)計(jì)工程進(jìn)度計(jì)劃以及材料計(jì)劃和成本頂算等。 還有鉆井平臺(tái)還有鉆井平臺(tái)(船船)的拖航就位、拋錨系泊以及開(kāi)鉆前的準(zhǔn)備工作等。本節(jié)擬就這些準(zhǔn)備工的拖航就位、拋錨系泊以及開(kāi)鉆前的準(zhǔn)備工作等。本節(jié)擬就這些準(zhǔn)備工作中一些主要與陸上鉆井不同的具有特色的內(nèi)容加以介紹。作中一些主要與陸上鉆井不同的具有特色的內(nèi)容加以介紹。第三節(jié)第三節(jié) 海洋油氣鉆井前期主要準(zhǔn)備工作海洋油氣鉆井前期主要準(zhǔn)備工作l一、海上鉆井平臺(tái)一、海上鉆井平臺(tái)(船船)的就位設(shè)計(jì)的就位設(shè)計(jì)

36、l二、井位海洋工程調(diào)查二、井位海洋工程調(diào)查(海底調(diào)查海底調(diào)查)l三、井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)三、井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)l四、海上鉆井平臺(tái)的拖航及就位錨泊四、海上鉆井平臺(tái)的拖航及就位錨泊 第三節(jié)第三節(jié) 海洋油氣鉆井前期主要準(zhǔn)備工作海洋油氣鉆井前期主要準(zhǔn)備工作1.鉆井平臺(tái)鉆井平臺(tái)(船船)的海上定位的海上定位1 1）對(duì)就位誤差的要求）對(duì)就位誤差的要求l隨著定位技術(shù)的提高，對(duì)平臺(tái)隨著定位技術(shù)的提高，對(duì)平臺(tái)(船船)在設(shè)計(jì)井位上的就位誤差的要求在設(shè)計(jì)井位上的就位誤差的要求也越來(lái)越嚴(yán)格。也越來(lái)越嚴(yán)格。l中國(guó)規(guī)定的允許誤差是中國(guó)規(guī)定的允許誤差是:以設(shè)計(jì)井位為中心，半徑為以設(shè)計(jì)井位為中心，半徑為30m的圓內(nèi)。的圓內(nèi)。2 2）平臺(tái)）平

37、臺(tái)( (船船) )海上定位的方法海上定位的方法l海上定位常用的是海上定位常用的是GPSGPS全球定位系統(tǒng)全球定位系統(tǒng)(Global Positioning System)(Global Positioning System)，能以數(shù)據(jù)和圖示的形式顯示在熒光屏上。拖航時(shí)輸入設(shè)計(jì)的航，能以數(shù)據(jù)和圖示的形式顯示在熒光屏上。拖航時(shí)輸入設(shè)計(jì)的航線，就可以隨時(shí)知道平臺(tái)線，就可以隨時(shí)知道平臺(tái)(船船)的實(shí)際航線位置與確定的航線的偏差的實(shí)際航線位置與確定的航線的偏差及位置、速度和航向。及位置、速度和航向。l就位作業(yè)時(shí)，輸入井位坐標(biāo)和平臺(tái)艏向，就可以隨時(shí)顯示出平臺(tái)就位作業(yè)時(shí)，輸入井位坐標(biāo)和平臺(tái)艏向，就可以隨時(shí)顯示

38、出平臺(tái)(船船)的實(shí)際位置與設(shè)計(jì)位置的誤差。的實(shí)際位置與設(shè)計(jì)位置的誤差。l拋錨作業(yè)時(shí)，若拋錨工作船上安裝有拋錨作業(yè)時(shí)，若拋錨工作船上安裝有尾標(biāo)跟蹤設(shè)備尾標(biāo)跟蹤設(shè)備，并輸入各個(gè)，并輸入各個(gè)錨的方位和拋錨的距離，即可顯示出拋錨的精度，以指導(dǎo)平臺(tái)錨的方位和拋錨的距離，即可顯示出拋錨的精度，以指導(dǎo)平臺(tái)(船船)精確地就位與拋鋪?zhàn)鳂I(yè)精確地就位與拋鋪?zhàn)鳂I(yè);l若工作船未安裝尾標(biāo)跟蹤設(shè)備時(shí)，則拋錨工作船只能借助船上的若工作船未安裝尾標(biāo)跟蹤設(shè)備時(shí)，則拋錨工作船只能借助船上的雷達(dá)設(shè)備來(lái)確定拋錨方位，根據(jù)平臺(tái)雷達(dá)設(shè)備來(lái)確定拋錨方位，根據(jù)平臺(tái)(船船)的出鏈長(zhǎng)度或參考雷達(dá)的的出鏈長(zhǎng)度或參考雷達(dá)的測(cè)距，來(lái)確定拋錨的距離是否達(dá)

39、到設(shè)計(jì)的要求。測(cè)距，來(lái)確定拋錨的距離是否達(dá)到設(shè)計(jì)的要求。1.1.鉆井平臺(tái)鉆井平臺(tái)( (船船) )的海上定位的海上定位 1 1）對(duì)就位誤差的要求）對(duì)就位誤差的要求 2 2）平臺(tái)）平臺(tái)( (船船) )海上定位的方法海上定位的方法2.2.鉆井平臺(tái)鉆井平臺(tái)( (船船) )的艏向的確定的艏向的確定3.3.浮式鉆井平臺(tái)浮式鉆井平臺(tái)( (船船) )的錨泊技術(shù)的錨泊技術(shù)要求要求4.4.自升式鉆井平臺(tái)的就位要求自升式鉆井平臺(tái)的就位要求 5.5.錨泊模式錨泊模式 第三節(jié)第三節(jié) 海洋油氣鉆井前期主要準(zhǔn)備工作海洋油氣鉆井前期主要準(zhǔn)備工作2.2.鉆井平臺(tái)鉆井平臺(tái)( (船船) )的艏向的確定的艏向的確定確定鉆井平臺(tái)確定鉆

40、井平臺(tái)( (船船) )的艏向的因素：的艏向的因素：u首先應(yīng)考慮來(lái)自海洋環(huán)境的各種力，首先應(yīng)考慮來(lái)自海洋環(huán)境的各種力，主要是風(fēng)力，其次是涌、浪、流等力；主要是風(fēng)力，其次是涌、浪、流等力；u還要考慮供應(yīng)船的停靠；還要考慮供應(yīng)船的停靠；u直升機(jī)的起降和燃燒器的放噴燃燒以直升機(jī)的起降和燃燒器的放噴燃燒以及平臺(tái)防爆區(qū)劃分；及平臺(tái)防爆區(qū)劃分；u人員在可燃?xì)怏w警報(bào)時(shí)的逃生路徑。人員在可燃?xì)怏w警報(bào)時(shí)的逃生路徑。通常在一般情況下，均選擇作業(yè)季節(jié)的主導(dǎo)通常在一般情況下，均選擇作業(yè)季節(jié)的主導(dǎo)風(fēng)向和流向風(fēng)向和流向( (頂風(fēng)、頂流頂風(fēng)、頂流) )作為艏向。作為艏向。1.1.鉆井平臺(tái)鉆井平臺(tái)( (船船) )的海上定位的海

41、上定位 1 1）對(duì)就位誤差的要求）對(duì)就位誤差的要求 2 2）平臺(tái)）平臺(tái)( (船船) )海上定位的方法海上定位的方法2.2.鉆井平臺(tái)鉆井平臺(tái)( (船船) )的艏向的確定的艏向的確定3.3.浮式鉆井平臺(tái)浮式鉆井平臺(tái)( (船船) )的錨泊技術(shù)的錨泊技術(shù)要求要求4.4.自升式鉆井平臺(tái)的就位要求自升式鉆井平臺(tái)的就位要求 5.5.錨泊模式錨泊模式 第三節(jié)第三節(jié) 海洋油氣鉆井前期主要準(zhǔn)備工作海洋油氣鉆井前期主要準(zhǔn)備工作3.浮式鉆井平臺(tái)(船)的錨泊技術(shù)要求半潛式鉆井平臺(tái)或鉆井浮船均均需采用錨泊系統(tǒng)來(lái)穩(wěn)定定位，主要內(nèi)容如下。(1)出鏈長(zhǎng)度:通常是將出鏈長(zhǎng)度視為錨鏈的懸鏈長(zhǎng)度與錨前面水平臥在海床上的一段錨鏈的和再

42、加上自錨機(jī)至下導(dǎo)鏈輪的一段長(zhǎng)度的錨鏈總長(zhǎng)。u出鏈長(zhǎng)度一般依水深而定，通常取水深的8-11倍，淺水作業(yè)時(shí)應(yīng)取大值。u當(dāng)水深小于100m，根據(jù)中國(guó)南海海域的經(jīng)驗(yàn)，一般控制最短出鏈長(zhǎng)度不小于823m，而且應(yīng)大于錨鏈承受極限張力時(shí)的懸鏈長(zhǎng)度。u一般來(lái)說(shuō)，出鏈長(zhǎng)度越長(zhǎng)，系泊力越好。 (2)錨鏈張力(錨抓力)試驗(yàn):浮式鉆井平臺(tái)(船)采用錨泊定位時(shí)，均應(yīng)迸行銷鏈張力試驗(yàn)， 即預(yù)計(jì)的最大錨張力的試驗(yàn)，通常要求它不超過(guò)錨鏈破斷張力的1/3。(3)錨鏈預(yù)張力:一般是按照平臺(tái)(船)位移達(dá)到5%水深時(shí)，錨鏈張力達(dá)到錨鏈的破斷拉力強(qiáng)度的1/3來(lái)確定錨鏈的預(yù)張力。1.1.鉆井平臺(tái)鉆井平臺(tái)( (船船) )的海上定位的海上定

43、位 1 1）對(duì)就位誤差的要求）對(duì)就位誤差的要求 2 2）平臺(tái)）平臺(tái)( (船船) )海上定位的方法海上定位的方法2.2.鉆井平臺(tái)鉆井平臺(tái)( (船船) )的艏向的確定的艏向的確定3.3.浮式鉆井平臺(tái)浮式鉆井平臺(tái)( (船船) )的錨泊技術(shù)的錨泊技術(shù)要求要求4.4.自升式鉆井平臺(tái)的就位要求自升式鉆井平臺(tái)的就位要求 5.5.錨泊模式錨泊模式 第三節(jié)第三節(jié) 海洋油氣鉆井前期主要準(zhǔn)備工作海洋油氣鉆井前期主要準(zhǔn)備工作對(duì)于自升式鉆井平臺(tái)，在就位設(shè)計(jì)中，要在下列幾個(gè)方面，提出技術(shù)要求對(duì)于自升式鉆井平臺(tái)，在就位設(shè)計(jì)中，要在下列幾個(gè)方面，提出技術(shù)要求: :(1)(1)插樁插樁: :首先應(yīng)根據(jù)海底調(diào)查結(jié)果，確認(rèn)是否能正

44、常插樁，如能正常插樁，首先應(yīng)根據(jù)海底調(diào)查結(jié)果，確認(rèn)是否能正常插樁，如能正常插樁，則應(yīng)采取相應(yīng)的措施，制訂可行的辦法，并預(yù)計(jì)出插樁深度。則應(yīng)采取相應(yīng)的措施，制訂可行的辦法，并預(yù)計(jì)出插樁深度。(2)(2)壓載方案壓載方案: :要在就位設(shè)計(jì)中，制訂自升式平臺(tái)船體的壓載方案，其原則是要在就位設(shè)計(jì)中，制訂自升式平臺(tái)船體的壓載方案，其原則是: :分階段逐步均勻地向升降機(jī)構(gòu)加載到分階段逐步均勻地向升降機(jī)構(gòu)加載到最大靜態(tài)支持力最大靜態(tài)支持力，使平臺(tái)平穩(wěn)不斜為止。設(shè)，使平臺(tái)平穩(wěn)不斜為止。設(shè)升降機(jī)構(gòu)的最大靜態(tài)支持力為升降機(jī)構(gòu)的最大靜態(tài)支持力為G(kNG(kN) )、平臺(tái)自重為、平臺(tái)自重為T(kNT(kN) )、壓

45、載前平臺(tái)上的可變載、壓載前平臺(tái)上的可變載荷為荷為W(kNW(kN) )，則壓載總量應(yīng)為，則壓載總量應(yīng)為: : (kN (kN) )(3)(3)平臺(tái)提升的高度平臺(tái)提升的高度( (氣隙氣隙):):自升式平臺(tái)插樁就位后，其平臺(tái)甲板應(yīng)升至高出自升式平臺(tái)插樁就位后，其平臺(tái)甲板應(yīng)升至高出水面一定高度水面一定高度H H，在就位設(shè)計(jì)中應(yīng)給出這個(gè)高度值，一般常按下列公式計(jì)算，在就位設(shè)計(jì)中應(yīng)給出這個(gè)高度值，一般常按下列公式計(jì)算: : (m) (m)式中式中h1 h1 最大波高，最大波高，m m； h2 h2 最大潮位，最大潮位，m m，計(jì)算出后化為整數(shù)取值。，計(jì)算出后化為整數(shù)取值。（4 4）預(yù)防海流沖刷平臺(tái)樁腳的

46、措施）預(yù)防海流沖刷平臺(tái)樁腳的措施: :若根據(jù)海底調(diào)查，己知海流對(duì)平臺(tái)樁腳若根據(jù)海底調(diào)查，己知海流對(duì)平臺(tái)樁腳的沖刷較大，則應(yīng)在就位設(shè)計(jì)中，制訂出解決措施。的沖刷較大，則應(yīng)在就位設(shè)計(jì)中，制訂出解決措施。當(dāng)然，若還有其他方面影響自升式平臺(tái)鉆井作業(yè)安全的問(wèn)題，均應(yīng)制訂解決當(dāng)然，若還有其他方面影響自升式平臺(tái)鉆井作業(yè)安全的問(wèn)題，均應(yīng)制訂解決措施及應(yīng)急方案。措施及應(yīng)急方案。1.1.鉆井平臺(tái)鉆井平臺(tái)( (船船) )的海上定位的海上定位 1 1）對(duì)就位誤差的要求）對(duì)就位誤差的要求 2 2）平臺(tái)）平臺(tái)( (船船) )海上定位的方法海上定位的方法2.2.鉆井平臺(tái)鉆井平臺(tái)( (船船) )的艏向的確定的艏向的確定3.3

47、.浮式鉆井平臺(tái)浮式鉆井平臺(tái)( (船船) )的錨泊技術(shù)的錨泊技術(shù)要求要求4.4.自升式鉆井平臺(tái)的就位要求自升式鉆井平臺(tái)的就位要求 5.5.錨泊模式錨泊模式 WTGQ2 . 13221hhH第三節(jié)第三節(jié) 海洋油氣鉆井前期主要準(zhǔn)備工作海洋油氣鉆井前期主要準(zhǔn)備工作浮式鉆井平臺(tái)浮式鉆井平臺(tái)( (船船) )進(jìn)行鉆井作業(yè)時(shí)，進(jìn)行鉆井作業(yè)時(shí)，要靠錨泊系統(tǒng)定位。自升式鉆井平臺(tái)在要靠錨泊系統(tǒng)定位。自升式鉆井平臺(tái)在鉆井作業(yè)前，無(wú)論是壓載插樁，還是卸鉆井作業(yè)前，無(wú)論是壓載插樁，還是卸載升船等作業(yè)過(guò)程，也需要拋錨定位。載升船等作業(yè)過(guò)程，也需要拋錨定位。因此，在就位設(shè)計(jì)中應(yīng)給出它們的因此，在就位設(shè)計(jì)中應(yīng)給出它們的錨泊模式

48、。錨泊模式。 1.1.鉆井平臺(tái)鉆井平臺(tái)( (船船) )的海上定位的海上定位 1 1）對(duì)就位誤差的要求）對(duì)就位誤差的要求 2 2）平臺(tái)）平臺(tái)( (船船) )海上定位的方法海上定位的方法2.2.鉆井平臺(tái)鉆井平臺(tái)( (船船) )的艏向的確定的艏向的確定3.3.浮式鉆井平臺(tái)浮式鉆井平臺(tái)( (船船) )的錨泊技術(shù)的錨泊技術(shù)要求要求4.4.自升式鉆井平臺(tái)的就位要求自升式鉆井平臺(tái)的就位要求 5.5.錨泊模式錨泊模式 舉例舉例舉例舉例舉例舉例第三節(jié)第三節(jié) 海洋油氣鉆井前期主要準(zhǔn)備工作海洋油氣鉆井前期主要準(zhǔn)備工作l一、海上鉆井平臺(tái)一、海上鉆井平臺(tái)(船船)的就位設(shè)計(jì)的就位設(shè)計(jì) l二、井位海洋工程調(diào)查二、井位海洋工

49、程調(diào)查(海底調(diào)查海底調(diào)查)l三、井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)三、井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)l四、海上鉆井平臺(tái)的拖航及就位錨泊四、海上鉆井平臺(tái)的拖航及就位錨泊 二、井位海洋工程調(diào)查二、井位海洋工程調(diào)查(海底調(diào)查海底調(diào)查) 海底調(diào)查是指在鉆井平臺(tái)海底調(diào)查是指在鉆井平臺(tái)(船船)到達(dá)井位到達(dá)井位45d前，對(duì)設(shè)計(jì)井位周圍的海底前，對(duì)設(shè)計(jì)井位周圍的海底巖層、水深、海床地貌、淺層氣及土質(zhì)等情況進(jìn)行的測(cè)量與調(diào)查，它是海巖層、水深、海床地貌、淺層氣及土質(zhì)等情況進(jìn)行的測(cè)量與調(diào)查，它是海上鉆井作業(yè)的前期準(zhǔn)備工作的重要內(nèi)容。上鉆井作業(yè)的前期準(zhǔn)備工作的重要內(nèi)容。1.海底調(diào)查的目的海底調(diào)查的目的(1)提供海底地貌，為布置錨和選擇井口位置提供依據(jù)。提供

50、海底地貌，為布置錨和選擇井口位置提供依據(jù)。(2)資明海床的錨定能力或插樁能力的有關(guān)資料。資明海床的錨定能力或插樁能力的有關(guān)資料。 (3)測(cè)定水深，獲得海流和波浪的有關(guān)數(shù)據(jù)，為預(yù)估平臺(tái)工作狀況、系測(cè)定水深，獲得海流和波浪的有關(guān)數(shù)據(jù)，為預(yù)估平臺(tái)工作狀況、系泊力和隔水管受力提供依據(jù)。泊力和隔水管受力提供依據(jù)。(4)查清井位周圍及作業(yè)區(qū)進(jìn)出路線上的障礙物情況，為海底電纜、海查清井位周圍及作業(yè)區(qū)進(jìn)出路線上的障礙物情況，為海底電纜、海底油氣水管線的鋪設(shè)提供依據(jù)。底油氣水管線的鋪設(shè)提供依據(jù)。(5)證實(shí)淺層氣存在的可能性，查明其深度、厚度。證實(shí)淺層氣存在的可能性，查明其深度、厚度。 第三節(jié)第三節(jié) 海洋油氣鉆井

51、前期主要準(zhǔn)備工作海洋油氣鉆井前期主要準(zhǔn)備工作二、井位海洋工程調(diào)查二、井位海洋工程調(diào)查( (海底調(diào)查海底調(diào)查) )1.1.海底調(diào)查的目的海底調(diào)查的目的2.2.海底調(diào)查的內(nèi)容與方法海底調(diào)查的內(nèi)容與方法（1)1)回聲測(cè)深回聲測(cè)深: :是利用高頻回收儀來(lái)獲取回聲給出的連續(xù)深度記錄數(shù)據(jù)的測(cè)量水深的方法。是利用高頻回收儀來(lái)獲取回聲給出的連續(xù)深度記錄數(shù)據(jù)的測(cè)量水深的方法。一般要求對(duì)于浮式鉆井平臺(tái)一般要求對(duì)于浮式鉆井平臺(tái)( (船船) )應(yīng)在邊長(zhǎng)不少于應(yīng)在邊長(zhǎng)不少于2000m2000m的正方形范圍內(nèi)以縱橫各的正方形范圍內(nèi)以縱橫各200m200m間距的測(cè)線進(jìn)行測(cè)量；對(duì)于自升式鉆井平臺(tái)則取間距的測(cè)線進(jìn)行測(cè)量；對(duì)于自

52、升式鉆井平臺(tái)則取1000m1000m邊長(zhǎng)的正方形邊長(zhǎng)的正方形為測(cè)量范圍?？傊?，應(yīng)使平臺(tái)為測(cè)量范圍?？傊瑧?yīng)使平臺(tái)( (船船) )的錨落點(diǎn)必須落在測(cè)量范圍之內(nèi)，以使測(cè)得的水深數(shù)據(jù)為平臺(tái)的錨落點(diǎn)必須落在測(cè)量范圍之內(nèi)，以使測(cè)得的水深數(shù)據(jù)為平臺(tái)( (船船) )的錨泊系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供可的錨泊系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供可靠依據(jù)?？恳罁?jù)。(2)(2)旁側(cè)聲吶測(cè)量旁側(cè)聲吶測(cè)量: :目的是探明井位附近的障礙物情況以及海底凸凹不平的情況。目的是探明井位附近的障礙物情況以及海底凸凹不平的情況。測(cè)量方法是利用側(cè)掃描聲吶沿測(cè)線進(jìn)行測(cè)量方法是利用側(cè)掃描聲吶沿測(cè)線進(jìn)行雙掃描，且最少應(yīng)有一次橫測(cè)線經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)井位的中心。聲吶測(cè)量可達(dá)范圍為每條測(cè)線

53、邊的雙掃描，且最少應(yīng)有一次橫測(cè)線經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)井位的中心。聲吶測(cè)量可達(dá)范圍為每條測(cè)線邊的150m150m，當(dāng)水深超過(guò)，當(dāng)水深超過(guò)210m210m時(shí)，這種旁時(shí)，這種旁測(cè)聲吶測(cè)量方法將遇到困難。測(cè)聲吶測(cè)量方法將遇到困難。(3)(3)淺地層剖面測(cè)量淺地層剖面測(cè)量: :這種測(cè)量可以對(duì)淺層氣存在的可能性給出答案這種測(cè)量可以對(duì)淺層氣存在的可能性給出答案，還可以為自升式鉆井平臺(tái)樁腿的可能吃入深度提供，還可以為自升式鉆井平臺(tái)樁腿的可能吃入深度提供數(shù)據(jù)。一般均采用聲波測(cè)量的方法。數(shù)據(jù)。一般均采用聲波測(cè)量的方法。(4)(4)海底實(shí)地測(cè)量。海底實(shí)地測(cè)量。 自升式鉆井平臺(tái)自升式鉆井平臺(tái): :由潛水員摸清海底地形，重點(diǎn)是調(diào)查

54、海流對(duì)海床的沖刷情況。由潛水員摸清海底地形，重點(diǎn)是調(diào)查海流對(duì)海床的沖刷情況。浮式鉆井平臺(tái)浮式鉆井平臺(tái)( (船船):):一般是通過(guò)吃入試驗(yàn)進(jìn)行，試驗(yàn)后給出海底上部表層的土壤強(qiáng)度，以達(dá)到確定承受水下井口及井一般是通過(guò)吃入試驗(yàn)進(jìn)行，試驗(yàn)后給出海底上部表層的土壤強(qiáng)度，以達(dá)到確定承受水下井口及井口裝置的能力為目的?？谘b置的能力為目的。(5)(5)海流與海浪的主要參數(shù)的收集海流與海浪的主要參數(shù)的收集: :可自氣象部門取得，若缺乏時(shí)則應(yīng)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)取得?？勺詺庀蟛块T取得，若缺乏時(shí)則應(yīng)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)取得。對(duì)已確定使用自升式鉆井平臺(tái)的設(shè)計(jì)井位處，還應(yīng)鉆一口深對(duì)已確定使用自升式鉆井平臺(tái)的設(shè)計(jì)井位處，還應(yīng)鉆一口深40

55、m40m的取心井，在的取心井，在1-15m1-15m內(nèi)每米取心一次，在內(nèi)每米取心一次，在15 -30m15 -30m內(nèi)每?jī)?nèi)每1.5m1.5m取心取心1 1次，在次，在30m30m以下每以下每3m3m取心一次，以取得土樣，進(jìn)行含水鹽、容量和黏土的液限、塑限、壓縮、三軸剪切等測(cè)定試驗(yàn)取心一次，以取得土樣，進(jìn)行含水鹽、容量和黏土的液限、塑限、壓縮、三軸剪切等測(cè)定試驗(yàn)以及砂土的顆粒級(jí)測(cè)定和直剪試驗(yàn)。當(dāng)然，若有鄰井已取得的資料則可不必鉆井取心。以及砂土的顆粒級(jí)測(cè)定和直剪試驗(yàn)。當(dāng)然，若有鄰井已取得的資料則可不必鉆井取心。第三節(jié)第三節(jié) 海洋油氣鉆井前期主要準(zhǔn)備工作海洋油氣鉆井前期主要準(zhǔn)備工作l一、海上鉆井平

56、臺(tái)一、海上鉆井平臺(tái)(船船)的就位設(shè)計(jì)的就位設(shè)計(jì) l二、井位海洋工程調(diào)查二、井位海洋工程調(diào)查(海底調(diào)查海底調(diào)查)l三、井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)三、井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)l四、海上鉆井平臺(tái)的拖航及就位錨泊四、海上鉆井平臺(tái)的拖航及就位錨泊 第三節(jié)第三節(jié) 海洋油氣鉆井前期主要準(zhǔn)備工作海洋油氣鉆井前期主要準(zhǔn)備工作三、井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)三、井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是鉆井設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，是鉆井前期井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是鉆井設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，是鉆井前期的一項(xiàng)重要準(zhǔn)備工作，它要設(shè)計(jì)出套管的下入深度的一項(xiàng)重要準(zhǔn)備工作，它要設(shè)計(jì)出套管的下入深度和層次，對(duì)于海上鉆井來(lái)說(shuō)，要根據(jù)海洋鉆井的特和層次，對(duì)于海上鉆井來(lái)說(shuō)，要根據(jù)海洋鉆井的特點(diǎn)和習(xí)慣來(lái)設(shè)計(jì)井身結(jié)構(gòu)。點(diǎn)和習(xí)

57、慣來(lái)設(shè)計(jì)井身結(jié)構(gòu)。由于海洋環(huán)境的因素，海上鉆井中使用的套管由于海洋環(huán)境的因素，海上鉆井中使用的套管柱，不僅要能保證井眼安全順利地鉆達(dá)設(shè)計(jì)井深，柱，不僅要能保證井眼安全順利地鉆達(dá)設(shè)計(jì)井深，而且還要能保證在海床面上支承住重約而且還要能保證在海床面上支承住重約100t以上的以上的水下井口裝置，或在水面上水下井口裝置，或在水面上20m左右能支承住重約左右能支承住重約30t的水面上井口裝置，并且還要能抵抗海流和海浪的水面上井口裝置，并且還要能抵抗海流和海浪對(duì)整個(gè)套管柱及井口裝置系統(tǒng)造成的彎曲力矩。經(jīng)對(duì)整個(gè)套管柱及井口裝置系統(tǒng)造成的彎曲力矩。經(jīng)過(guò)多年實(shí)踐，中國(guó)已形成一套適用于海洋油氣鉆井過(guò)多年實(shí)踐，中國(guó)已

58、形成一套適用于海洋油氣鉆井的標(biāo)準(zhǔn)井身結(jié)構(gòu)。的標(biāo)準(zhǔn)井身結(jié)構(gòu)。1.標(biāo)準(zhǔn)套管柱結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)套管柱結(jié)構(gòu)海洋油氣鉆井的套管柱結(jié)構(gòu)一般由五層組成，海洋油氣鉆井的套管柱結(jié)構(gòu)一般由五層組成，即導(dǎo)管、表層套管、兩層中間套管和油氣層尾管。即導(dǎo)管、表層套管、兩層中間套管和油氣層尾管。2.常用井身結(jié)構(gòu)常用井身結(jié)構(gòu) 第三節(jié)第三節(jié) 海洋油氣鉆井前期主要準(zhǔn)備工作海洋油氣鉆井前期主要準(zhǔn)備工作三、井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1.標(biāo)準(zhǔn)套管柱結(jié)構(gòu)(1)導(dǎo)管:它也稱為表層導(dǎo)管，其作用是建立井口、支撐井口及防噴器組等井口裝置，它下入海床以下的深度一般為30-60m30-60m。(2)表層套管:主要用于封住表層的疏松地層，并建立起井口及井口裝置，中國(guó)海上鉆

59、井通常下入深度在500m500m左右。(3)中間套管:也稱技術(shù)套管，用于封住復(fù)雜地層，保證安全順利鉆達(dá)設(shè)計(jì)井深。(4)油氣層套管或尾管。508mm(20in)508mm(20in)或或339.73mm( 13339.73mm( 133 3/ /8 8in)in)外徑外徑762mm(30in)762mm(30in)內(nèi)徑內(nèi)徑711.2mm(28in)711.2mm(28in)鋼級(jí)鋼級(jí)X52X52或或B B級(jí)級(jí)淺水淺水508mm(20in)508mm(20in)339.73mm( 13339.73mm( 133 3/ /8 8in)in)和和244.48mm(9244.48mm(95 5/ /8 8

60、in)in)套管套管244.48mm(9244.48mm(95 5/ /8 8in)in)和和177.8mm(7in)177.8mm(7in)尾管尾管177.8mm(7in)177.8mm(7in)和和114.3mm114.3mm（4 41 1/ /4 4in)in)第三節(jié)第三節(jié) 海洋油氣鉆井前期主要準(zhǔn)備工作海洋油氣鉆井前期主要準(zhǔn)備工作81/2第三節(jié)第三節(jié) 海洋油氣鉆井前期主要準(zhǔn)備工作海洋油氣鉆井前期主要準(zhǔn)備工作三、井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1.標(biāo)準(zhǔn)套管柱結(jié)構(gòu)2.常用井身結(jié)構(gòu) 第三節(jié)第三節(jié) 海洋油氣鉆井前期主要準(zhǔn)備工作海洋油氣鉆井前期主要準(zhǔn)備工作l三、井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)l1.標(biāo)準(zhǔn)套管柱結(jié)構(gòu)l2.常用井身結(jié)構(gòu) 第三