自升式钻井平台防台风井口安装探讨

自升式钻井平台防台风井口安装探讨

鞠涛

上海外高桥造船有限公司 上海市 2 00137

摘要：对于自升式钻井平台，因为其自身结构设计原因，在探井作业中的表开隔水套管都是靠平台配备的导管张紧器去承重支撑，这就使得台风来时，平台无法正常回收悬臂梁，而井口相关的设施，也只能维持和钻井时状态一样。而由台风引起的强风巨浪，将通过隔水管给井口相关装置带来具大的冲击，这就要求平台在进行井口安装时，要充分考虑该冲击力带来的影响，结合钻井工艺利用好井口相关设备自身的功能与能力，减少台风对平台设备及井下安全造成的影响。

关键词：自升式钻井平台；井口安装；防喷器；导管张紧器；防台风

引言

海上油田井口抬升一般指生产操作的井在生产的过程中，出现井口偏移或受到多方面影响而造成井口抬升移位的现象，在海上油田生产井口抬升现象出现时，工作人员要进行及时的补救，以保证海上油田的整体工作流程可以顺利进行，很多情况下，虽然海上油田抬升现象可以进行补救操作，但是在这一过程中会增加资金成本和时间成本，所以，在海上油田生产井口出现井口抬升现象之前，工作人员要将补救措施和防范措施拟定出来，从而帮助海上油田作业的高效进行。

1海上油田生产井口的抬升原因分析

1.1油管的隔热性质会使得海上油田的生产井口发生上移

对海上油田生产井口本身实现研究后，更应当对海上油田的其他类装置实现必要的探究工作。根据大量的海上油田数据资料，造成井口出现抬升的原因不仅包括生产井的产量在逐渐提升，还包括油管的隔热性能。基于此些理论，生产井的产量提高后，油管因而会因温度的升高而明显膨胀，进而造成海上油田的作业装置出现位置移动的情况，井口因而会逐渐抬升，时间一久，海上油田生产井口的抬升幅度会特别明显，这充分说明，油管的隔热性质会明显使得海上油田的生产井口出现较大幅度的提升，因此，海上油田生产井口出现抬升的原因还包括油管的隔热性质。

1.2自由管的伸长量过长会导致海上油田生产井口发生上移

分析自由套管的伸长量，可以明确发现，对于井口发生偏移的海上石油装置，其自由套管的伸长量会明显高于其他种类自由套管的伸长量，而自由套管的伸长量过长就极易导致井口的装置顶出正常的位置，进而引发相关安全问题的出现。为此，基于此些事实和理论，可以明确得出，海上油田的生产井口出现明显抬升的缘由还应当囊括自由管的伸长量因素，自由管的伸长量一旦过长，就会导致海上油田的生产井口出现较大幅度的抬升，这种现象必定会促使井口控制工作的实施难度变得愈来愈大，海上油田作业的安全风险因而也会变得愈来愈高。

2现场作业描述及台风过后井口状况

在某井生产作业过程中，下入13-3/8＂套管后进行三开前的组装井口作业，在安装21-1/4＂套管头时，发现其下部只有支撑环板，并没有防止其横向晃动的定位块，为了提高作业时效，现场商议决定先继续进行安装井口，后期再加工定位块进行安装。

13-3/8″套管采用坐底固井，其在30＂隔水管内有相当长度的自由段，后期防喷器坐上后，13-3/8″套管及21-1/4″套管头由于受压，整体有些偏向船首左舷侧，此时整个井口管串已经连接完毕，无法将其再拉至居中，且后期加装的定位块局限于材料及焊接环境，其焊接强度和定位能力有限。受台风“派比安”影响，平台人员进行撤离。

3海上油田生产井口抬升现象的应对策略

3.1对生产井限定产量

海上油田生产井口抬升的原因之一是生产井的产量过多，生产井的产量过多会造成套管的受热增加，受热的增加会造成套管和生产管柱受热膨胀，这就会造成井口装置的位置的上升，从而加大海上油田作业的危险性，所以，在技术手段能够达到的情况下，可以对生产井限定产量，限定每天200立方米的产量，保证海上油田生产量可以满足日常使用的同时，避免海上油田生产井口抬升现象的出现，所以，在海上油田生产井工作期间，工作人员要严格限定每天的产量，从而保证海上油田作业的安全性。

3.2将原来的石油套管换成是隔热材质的生产装置

通过分析大量的海上油田生产作业数据资料，海上油田的生产井口出现抬升的主要原因还应当囊括生产管柱的受热膨胀性质，因此，在实际运行海上油田生产作业中，为有效防止获取石油装置以及井口装置因生产管柱受热膨胀而出现位置移动的情况，应当使用隔热材质作为石油套管的制作原料，以此充分保证石油套管能够实现正常稳定运行的同时，还能有效防止发生危险事故的情况。

3.3对自由套管段使用水泥进行封固

根据对海上石油生产井口抬头现象发生的原因分析，自由套管段的伸长量过程会导致套管受热膨胀从而加大活动区域，在较大的活动范围内，自由套管受热会形成很大的活动空间，这段距离会造成井口装置和获取石油装置向上移动或向不同方向偏移，造成的结果就是生产井口抬头，井口抬头会造成海上油田生产作业危险性的加剧，所以，在解决海上石油生产井口抬头的问题时，现场人员可以将自由套管利用水泥封住，从而固定自由套管的位置，使用水泥进行封固自由套管的活动距离可以保证热应力的有效减小，从而降低井口抬升造成的安全影响，在对自由套管进行水泥封固的过程中，可以对每一个井口的套管进行检测，从而保证每个海上油田生产井口的安全。

4作业总结

4.1二开井口安装

一开为海水开路钻进，在下入最后一根30″隔水管并将接箍坐于CTU补心上，将CTU液缸先伸出15 cm左右。根据以往的观察和经验，即使风浪再大，隔水管的升降都不会超过5 cm，液缸伸出太多会使裸露在外的液缸被海水和泥浆腐蚀，且横向摆动幅度加大，不利于液缸保护。30″隔水管固好井后，根据水深即隔水管自由段长度，算出CTU应撑起的吨位，以东海作业为例，通常为100千磅（Kips）左右。

4.2三开井口安装

二开17-1/2″井眼完钻后，下入13-3/8″套管坐底固井，一般采用单级双封方式，但为了保证后期回收套管作业正常，固井首浆返高一般不会太高，因此13-3/8″套管存在较长的自由段。在安装21-1/4″套管头后，将套管及套管头拉正使其在30″隔水管内居中，安装高强度定位块，防喷器组自身重量通过套管头压在隔水管上，确保其坐上重量后不发生偏移。装好井口后，尤其在台风季节，要再加焊定位块，并对环板支撑进行加固，以确保隔水管摇晃产生的横向切力不会对环板及定位块造成损坏。

结语

为了确保自升式钻井平台在台风期的井口作业安全，需预先设计好各开次的井口套管坐卡吨位，并通过井口张紧装置作业能力合理分配载荷，保证整个管串处于受拉状态，由CTU和二级张紧器的液缸伸缩来补偿海上风浪纵向上的影响。同时，可对井口套管头扶正装置进行加固，以抵消管串因横向受力而发生偏斜；对套管头内的套管端面坡口精细打磨，以便于后续下钻作业的顺利进行。在实际作业过程中，该文提到的一些作业方式和操作细节，都需要结合现场具体的设备和工具的实际情况进行适当调整。

参考文献

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