一種深水sbop鉆井系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種深水SBOP鉆井系統(tǒng),尤其是能滿足鉆頭直徑和套管外徑大于套管隔水管內(nèi)徑條件下的施工需要,屬深水鉆井領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]深水鉆井的主要特點(diǎn)是:一開普遍采用噴射下導(dǎo)管與鉆表層一次完成的方案。導(dǎo)管通過(guò)導(dǎo)管頭坐掛在海底基盤上,表層鉆頭與鉆具相連位于導(dǎo)管內(nèi),然后用鉆具把導(dǎo)管、基盤送入海底,開泵后鉆井液從導(dǎo)管底端鉆頭噴出沖刷地層形成井眼,表層鉆頭、鉆具、導(dǎo)管一同前行到達(dá)設(shè)計(jì)深度后導(dǎo)管、海底基盤就位,然后使用表層鉆頭開始表層鉆進(jìn),噴射下導(dǎo)管、鉆表層時(shí)鉆具直接暴露在海水里鉆井液無(wú)法上返到鉆井平臺(tái)而排放在海底;一開鉆達(dá)表層井眼深度后下表層套管并用井口頭懸掛固定于海底基盤上的導(dǎo)管頭上,海底防噴器組上的上部連接頭與隔水管下部結(jié)構(gòu)的上部連接器連接后通過(guò)一根根的接入隔水管而送入海底,海底防噴器組底部的井口頭連接器與井口頭連接,從而建立從海底井口到鉆井船或鉆井平臺(tái)之間的隔水管鉆井系統(tǒng)。二開及以后的各個(gè)開次中,鉆頭、鉆鋌、鉆桿組合成的鉆柱從隔水管內(nèi)通過(guò)下到海底以下的井底鉆進(jìn),鉆井液從鉆柱注入經(jīng)鉆頭返出經(jīng)隔水管與鉆柱間的環(huán)形空間返回鉆井平臺(tái);鉆達(dá)一定深度后,每層套管都是通過(guò)隔水管下到井底、坐掛于海底井口頭中。鉆井過(guò)程中因天氣原因等鉆井平臺(tái)需緊急撤離時(shí),執(zhí)行如下緊急脫離方案:關(guān)閉井下防噴器以防止地層流體進(jìn)入大海、關(guān)閉球型防噴器以防止隔水管內(nèi)的鉆井液進(jìn)入大海;上部連接器從上部連接頭處解鎖脫離,隔水管鉆井系統(tǒng)被分成上下兩部分;上部連接頭以上部分隨鉆井平臺(tái)移走。
[0003]目前主流深水鉆井系統(tǒng)從水面到海底由以下部件構(gòu)成:導(dǎo)流器、伸縮隔水管、上擾性接頭、大尺寸低壓隔水管、下饒性接頭、球型防噴器(包括控制盒)、上部連接器、上部連接頭、海底防噴器組、井口頭連接器、井口頭,井口頭安放在海底基盤上的導(dǎo)管頭之內(nèi)。由于大尺寸低壓隔水管主管直徑達(dá)533.4mm、輔助管柱多個(gè),3000m水深鉆井時(shí)隔水管重達(dá)兩三千噸,需超大型鉆井平臺(tái)才能施工,鉆井日費(fèi)達(dá)百萬(wàn)美元,成本高昂。為降低成本,出現(xiàn)了深水SBOP鉆井系統(tǒng)。深水SBOP鉆井系統(tǒng)主要特點(diǎn)是把海底主防噴器移到了水面,并用成本低廉的耐壓高的小尺寸套管(339.7_)作為隔水管,海底僅留少量防噴器在隔水管緊急脫離時(shí)關(guān)井使用,而海底防噴器組及隔水管緊急脫離系統(tǒng)(上部連接器,球型防噴器等)一般與常規(guī)隔水管系統(tǒng)的規(guī)格參數(shù)相同,井口頭、井口頭連接器、防噴器、上部連接頭、上部連接器的通徑都是446.3_ (186/8"),遠(yuǎn)比套管隔水管通徑大。由于使用水面防噴器組進(jìn)行井控,原隔水管上的主要輔助管柱也得以去除,套管隔水管壓力級(jí)別高、重量輕,可以使用小噸位的鉆井船。
[0004]深水SBOP鉆井系統(tǒng)的主要技術(shù)缺陷是隔水管直徑小,所能通過(guò)的鉆頭尺寸和套管尺寸都小于主流常規(guī)隔水管,不能滿足復(fù)雜地質(zhì)條件下需要更多層次、更大尺寸套管的需要;另外,該系統(tǒng)也具有常規(guī)隔水管系統(tǒng)一樣的缺點(diǎn),鉆表層時(shí)不能使用隔水管系統(tǒng),鉆井液直排海底污染大、有淺層氣淺層流時(shí)風(fēng)險(xiǎn)大。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明提供一種深水SBOP鉆井系統(tǒng),能滿足鉆頭、套管直徑大于隔水管通徑條件下的施工需要,解決了深水SBOP鉆井系統(tǒng)因隔水管直徑小套管層次少及現(xiàn)有深水鉆井系統(tǒng)都不能使用隔水管鉆表層的技術(shù)問(wèn)題。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:伸縮隔水管、水面防噴器組、上擾性接頭、套管隔水管、下饒性接頭、球型防噴器(包括控制盒)、上部連接器、上部連接頭、海底防噴器組、井口頭連接器、井口頭自上而下順序連接,井口頭安放在海底基盤上的導(dǎo)管頭之內(nèi)。其特征是:在海底防噴器組與上部連接頭之間接入一萬(wàn)能防噴器,一液壓閘門的一端與萬(wàn)能防噴器和海底防噴器間或海底防噴器組間的三通連接,液壓閘門的另一端與上部連接頭管連接,該上部連接頭固定在海底防噴器組框架上與萬(wàn)能防噴器上的上部連接頭平行且水平面一致;引導(dǎo)繩從一矩形框架式BHA (下部鉆具組合:自下向上至少包括鉆頭,也可包括測(cè)量工具、鉆鋌等,總長(zhǎng)30m左右,)運(yùn)送裝置內(nèi)穿過(guò),引導(dǎo)繩的一端固定于鉆井平臺(tái)上另一端固定在海底基盤或與其相連的部件上,在BHA運(yùn)送裝置頂部系一牽引繩索,牽引繩索另一端位于鉆井平臺(tái)上的卷?yè)P(yáng)機(jī)上,BHA運(yùn)送裝置可容納一套或兩套的BHA ;在BHA運(yùn)送裝置或海底防噴器組框架上或一毗鄰海底防噴器組的框架上設(shè)置一上卸扣裝置,上卸扣裝置的軸線與處于上卸扣位置的BHA軸線重合且位于BHA絲扣處,該上卸扣裝置可由防噴器系統(tǒng)的液壓油提供動(dòng)力,也可由引導(dǎo)繩或牽引繩內(nèi)的電纜提供動(dòng)力。
[0007]使用隔水管鉆表層(一開)的施工工序:(1).海底基盤在引導(dǎo)繩與噴射下導(dǎo)管鉆具的引導(dǎo)下噴射下導(dǎo)管后安放在海底,與導(dǎo)管頂端相連的導(dǎo)管頭坐在海底基盤上。(2).自上而下依次下入伸縮隔水管、水面防噴器組、上擾性接頭、套管隔水管、下饒性接頭,球型防噴器(包括控制盒)、上部連接器,使上部連接器位于導(dǎo)管頭附近。(3).從(2)所組成的隔水管系統(tǒng)中依次下入鉆鋌、鉆桿等鉆具,使鉆具底部的鉆鋌的絲扣露出上部連接器的底端面,關(guān)閉球型防噴器使鉆鋌居中。(4).在引導(dǎo)繩引導(dǎo)下,牽引繩把BHA運(yùn)送裝置下放到海底基盤上,運(yùn)送裝置里BHA自下向上依次是鉆頭、測(cè)量工具、鉆鋌(至少有鉆頭)。(5).移動(dòng)隔水管使上部連接器位于BHA運(yùn)送裝置上方,下放隔水管內(nèi)的鉆具與BHA對(duì)扣后啟動(dòng)上卸扣裝置連接BHA。(6).上提鉆具使鉆頭完全進(jìn)入上部連接器內(nèi),移動(dòng)隔水管使上部連接器位于導(dǎo)管頭上部并下放套入導(dǎo)管頭,啟動(dòng)上部連接器的液壓密封鎖緊機(jī)構(gòu)。(7).打開球型防噴器,下放鉆具進(jìn)行正常鉆進(jìn),鉆井液從鉆頭返出經(jīng)鉆具與套管隔水管間的環(huán)空返回鉆井平臺(tái)。(8).鉆完進(jìn)尺,起鉆使鉆頭進(jìn)入上部連接器,關(guān)閉球型防噴器以密封隔水管里的鉆井液,下放BHA運(yùn)送裝置到海底基盤上,解鎖上部連接器上提隔水管使上部連接器位于上卸扣裝置上方,下放鉆具使BHA進(jìn)入BHA運(yùn)送裝置,啟動(dòng)上卸扣裝置完成卸扣后可將BHA回收。(9).鉆表層需要換鉆頭起鉆時(shí),依次執(zhí)行(8)、(4)、(5)、(6)、(7)。
[0008]一開后,鉆頭直徑大于隔水管內(nèi)徑情況下下鉆工序:(1).按本發(fā)明的技術(shù)方案安裝海底防噴器組及深水套管隔水管鉆井系統(tǒng)后,關(guān)閉液壓閘門,在隔水管中依次下入鉆鋌、鉆桿等鉆具,當(dāng)鉆鋌底端進(jìn)入上部連接器后關(guān)球型防噴器,解鎖上部連接器。(2).在引導(dǎo)繩引導(dǎo)下,牽引繩把BHA運(yùn)送裝置下放到海底基盤上,運(yùn)送裝置里BHA自下向上依次是鉆頭、測(cè)量工具、鉆鋌(至少有鉆頭)。(3).移動(dòng)隔水管到BHA運(yùn)送裝置上部,下放鉆具使隔水管內(nèi)的鉆鋌公扣進(jìn)入BHA運(yùn)送裝置里BHA母扣內(nèi),啟動(dòng)上卸扣裝置上扣。(4).上提鉆具使鉆頭進(jìn)入上部連接器后,移動(dòng)隔水管系統(tǒng)使上部連接器位于上部連接頭上部,下放隔水管將上部連接頭套入上部連接器后,啟動(dòng)上部連接器的液壓密封鎖緊機(jī)構(gòu)。(5).打開球型防噴器,下鉆鉆進(jìn)。
[0009]一開后,鉆頭直徑大于隔水管內(nèi)徑情況下?lián)Q鉆頭工序:(1).在引導(dǎo)繩引導(dǎo)下牽引繩把BHA運(yùn)送裝置下放到海底基盤上,上提鉆具使鉆頭進(jìn)入上部連接器后關(guān)球型防噴器,解鎖上部連接器。(2).上提隔水管并移動(dòng)到BHA運(yùn)送裝置上部,下放鉆具使BHA進(jìn)入運(yùn)送裝置,啟動(dòng)上卸扣裝置卸扣,移開隔水管后上提BHA運(yùn)送裝置到鉆井平臺(tái),更換BHA后下放運(yùn)送裝置到海底基盤。(3).后續(xù)工序,執(zhí)行一開后鉆頭直徑大于隔水管內(nèi)徑情況下下鉆工序的(3)、(4)、(5)。
[0010]一開后,套管直徑大于隔水管內(nèi)徑情況下下套管(套管接箍下端面為斜坡)、固井工序:(1).直接在海水里下套管串到海底防噴器組附近。(2).關(guān)閉海底防噴器組中的全封閘板防噴器,把上部連接器從萬(wàn)能防噴器上的上部連接頭解鎖,移動(dòng)隔水管使上部連接器位于與液壓閘門相連的上部連接頭的上部。(3).下放隔水管將上部連接器套入與液壓閘門相連的上部連接頭,鎖緊上部連接器,打開液壓閘門,從而建立從萬(wàn)能防噴器以下的環(huán)空到隔水管、鉆井平臺(tái)的循環(huán)通道。(4).移動(dòng)套管串進(jìn)入萬(wàn)能防噴器上的上部連接頭,下放套管串到全封閘板處,關(guān)閉萬(wàn)能防噴器以隔離海水與萬(wàn)能防噴器下的環(huán)空、打開全封閘板防噴器。(5).按常規(guī)方式可完成后續(xù)工作。固井時(shí)液體從套管內(nèi)注入,從隔水管返出。
[0011]鉆頭、套管直徑小于隔水管內(nèi)徑情況下的施工工序:同現(xiàn)有隔水管鉆井系統(tǒng)。
[0012]本發(fā)明的有益效果是,集成了現(xiàn)有高壓隔水管(SBOP)技術(shù)和低壓隔水管(大直徑隔水管)技術(shù)的各自優(yōu)勢(shì):施工費(fèi)用低、套管層次多,壓井技術(shù)簡(jiǎn)化;消除了現(xiàn)有高壓隔水管技術(shù)和低壓隔水管技術(shù)的共同劣勢(shì):可以使用隔水管鉆表層,保證了淺層氣淺層流地層的鉆井安全,避免了鉆井液排放海底造成的污染;海底更換BHA技術(shù)大幅降低了起下鉆作業(yè)時(shí)間;海底防噴器+水面防噴器技術(shù),結(jié)合深部地層小尺寸井眼施工可以在高壓隔水管內(nèi)換