海洋浅水探井钻井隔水导管力学行为研究

发布时间：2021-06-13 05:26

　　我国海洋浅水探井一般采用自升式钻井平台作业,水深跨度为20-120米。探井隔水导管从井口到泥线无横向扶正,自由段长度最大超过100米,不同于导管架生产平台有多层扶正孔,钻井过程中隔水导管稳定性控制十分困难。随着海洋勘探开发进程的深入,大量小型、边际油气藏陆续被发现,这样的储量在渤海就高达8.8亿吨,为更准确地对这些油气藏进行评价,精准获取产能,探井延长测试成为一项十分有效的手段。探井延长测试周期一般为数月,甚至超过一年,作业期间隔水导管会受到极端海况的影响,在渤海海域要跨越冰期,而在南海和东海海域,可能会遭遇恶劣的台风,一般常规探井设计都不会考虑这些极端工况。一旦常规探井需要开展延长测试作业,会对井口及隔水导管的稳定性带来更加严峻的挑战。为降低作业风险,亟需开展浅水探井钻井隔水导管力学行为理论研究,为浅水探井延长测试的方案设计和作业安全提供可靠依据。针对自升式钻井平台、井口、隔水导管、海底土基础的相互作用特征,基于简支梁理论,建立了探井隔水导管挠曲变形方程及隔水导管嵌固端深度计算模型;基于实际作业环境和作业载荷的边界条件,采用有限差分法对上述模型进行了求解,得到了隔水导管参数、载荷、海... 

【文章来源】：中国石油大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：104 页

【学位级别】：博士

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第2 章 隔水导管力学分析模型第 2 章 隔水导管力学分析模型我国海域浅水探井的钻完井作业大部分采用自升式钻井平台进行施工，自升式钻井平台的的悬臂梁伸出 10-20 米，部分自升式平台在井架下配有井口小平台，可起到横向扶正、纵向提拉隔水导管的作用。钻井过程中泥线与上部井口之间的井筒可视为长细杆结构，井筒由隔水导管和各层套管组成，长度一般为 50-150m。井筒的下端由海底土约束，而井筒的上端为自由端，泥线和上部井口之间的井筒没有任何扶正。我国渤海海域典型探井作业如图 2.1 所示。

探井的隔水导管从泥线至井口均为自常大，在风浪流载荷的作用下，横向摆动幅度较大。境载荷恶劣，探井隔水导管的摆动频率达到了每分钟 1 米。用延长测试，则摆动时间将超过 6 个月甚至更长，的考验。所以开展探井隔水导管的力学分析，作为合导管的设计和安全施工具有重要意义。井井身结构及受力情况分析一般采用 3-4 开的直井井身结构，其中隔水导管通过返至泥线的水泥浆与地层胶结，为后续各开套管串提术套管等套管固井时的部分载荷要施加给井口，通过所以探井井口及隔水导管系统必须具有足够高的强度下沉、不失稳。我国渤海地区典型探井井身结构如图

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于四参数流变模式的套管下放速度分析[J]. 韩付鑫,樊洪海,张治,彭齐,戴瑞,高原.  石油钻采工艺. 2016(03)
[2]海上探井水泥环高度对隔水导管承载力的影响研究[J]. 刘宝生,杨进,孟炜,杨建刚,张百灵,宋宇,胡志强.  中国海上油气. 2015(06)
[3]冰环境条件下平台结构设计相关问题探讨[J]. 侯金林,邵卫东.  中国海上油气. 2014(S1)
[4]桥梁工程钻孔灌注桩的施工技术探讨[J]. 付朋.  科技创新与应用. 2014(04)
[5]浅谈人工挖孔桩施工[J]. 杜和华.  安徽建筑. 2013(06)
[6]海上钻井隔水导管入泥深度预测与控制技术研究[J]. 刘书杰,周建良,杨进,王平双,谢仁军.  中国海上油气. 2013(06)
[7]海上隔水套管力学分析[J]. 施雷,张红,冯定,马威,晏健,李志敏.  石油机械. 2013(11)
[8]海上新型组合隔水导管抗冰极限承载力分析[J]. 谢仁军,刘书杰,杨进,徐国贤.  船海工程. 2013(05)
[9]浅谈冲孔灌注桩在混凝土灌注过程中的质量控制[J]. 许晓英.  福建建设科技. 2013(05)
[10]关于中国石油跨进海洋的战略思考[J]. 孙贤胜,刘佳.  国际石油经济. 2013(09)

博士论文
[1]自升式钻井平台风险评估方法研究[D]. 林一.哈尔滨工程大学 2013
[2]深水钻井井口力学分析及导管承载能力研究[D]. 苏堪华.中国石油大学 2009
[3]极端环境下海洋结构物随机响应分析及动力可靠性研究[D]. 郑忠双.浙江大学 2001

硕士论文
[1]桩端桩侧后注浆钻孔灌注桩竖向承载机制研究[D]. 董晓星.郑州大学 2012
[2]无隔水管泥浆返回钻井系统水力学计算及吸入模块设计[D]. 刘杰.中国石油大学 2010
[3]大位移井钻柱振动规律及其应用[D]. 韩春杰.大庆石油学院 2004



本文编号：3227089