深海钻井隔水管垂直系统关键装置的设计研究

发布时间：2024-12-18 03:13

　　在深海钻井过程中,隔水管系统连接着下部防喷器组与钻井平台,用来隔离海水,建立起下钻具和循环钻井液的通道。上部挠性接头以下的绝大部分隔水管处于海水中。在海洋环境载荷的作用下,隔水管很容易发生变形;若变形过大或者长时间振动,隔水管安全系数会降低。此外钻杆还可能与弯曲的隔水管之间产生摩擦,严重时将会导致隔水管失效,发生事故。针对这一问题,本文设计了一套能够时刻保持隔水管垂直的系统,该系统主要由深海锚定装置、液压拉绳装置、拉绳与隔水管连接装置和隔水管监测封装装置等组成。深海锚定装置包含吸力桩基础和上部钢结构两部分,作用是将液压拉绳装置锚固在海底。通过调研世界各地深海海底土质的情况,本文选用吸力桩的锚定方案。考虑承压、防腐、环境温度等因素,结合相关标准和目标区域环境参数,设计了深海锚定装置的结构;并对深海锚定装置的材料进行了选择。采用了牺牲阳极和涂层保护相结合的防腐方法,对装置需要牺牲阳极的数量进行了理论计算。使用ANSYS软件对深海锚定装置进行了强度校核,结果表明该装置强度满足支撑上部结构的要求。最后对锚定装置的承载力进行理论计算分析,计算结果表明锚定装置的水平极限承载力和垂直极限承载力都满足设...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图2-1防台风深水钻井隔水管垂直系统结构概念图

第2章深海钻井隔水管垂直系统总体方案-7-第2章深海钻井隔水管垂直系统总体方案2.1隔水管垂直系统简介2014年李子丰教授提出深水钻井隔水管垂直装置[27]，随后又提出了深水隔水管垂直系统的概念设计，对方案的概念设计进行了优化[28]，2017年又提出了防台风深水钻井隔水管自动垂....

图2-2斜拉桥结构示意图

燕山大学工程硕士学位论文-8-索塔斜拉索图2-2斜拉桥结构示意图2.2隔水管垂直系统设计基础本次设计保证隔水管垂直系统能在超深水油气田开发以及在极端作业工况下应用，深海装置与陆地装置设计的不同之处是需要考虑结构承受高压，材料的选择需要防腐蚀。不同的水深主要影响装置的承压，对整个装....

图2-3隔水管垂直系统整体方案示意图

第2章深海钻井隔水管垂直系统总体方案-11-液压拉绳装置是将深海绞车、伺服阀箱、深海液压动力源等装置采用撬装模块的方式固定在深海锚定装置上，起着控制深海绞车拉直隔水管的作用。深海绞车需要经过特殊的耐压、耐腐蚀处理。每个绞车控制一根拉绳，本次设计以四个绞车为例，不同深度可以根据实际....

图2-4门头吊钩与主力吊钩下放示意图

第2章深海钻井隔水管垂直系统总体方案-13-（5）下放过程中全程由ROV监控，下放至设计深度，开始吸力桩基础进行自重贯入，然后泵撬块吸力灌入，灌入到设计深度及安装完成；（6）通过ROV机械手拆除吊装索具，回收吊装索具和吸力泵撬块系统。门头吊钩主力吊钩图2-4门头吊钩与主力吊钩下放....

本文编号：4016963