K80海洋修井机稳定性分析及加固设计
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海洋钻修井机结构研发设计文昌油田群位于中国南海北部海域。
文昌油田群新建5 座4 腿简易井口平台,在文昌19 -1WHPA 和15 -1WH 以平台上各设 1 台HXJ 180Ⅱ型钻修井机,在文昌19 -1 WH - PB 平台上设1 台HXJ 180Ⅰ型钻修井机,在文昌14 -3 WHPA和文昌8 一3WHPA 平台上各设1 台HXJ 135 型修井机。
文昌15-1 WHPA 井口平台整体概貌见图1 。
1钻修井机概述文昌油田群海洋钻修井机有以下主要功能:( l )能进行井口回接完井。
( 2 )能作横向和纵向移动,可对平台每一口井进行完井作业。
( 3 )能使用油管或钻杆进行作业。
( 4 )能进行砾石充填防砂作业,下生产管柱。
( 5 )能进行水平井回收桥塞,下电泵管柱。
( 6 )能进行TCP 射孔作业。
( 7 )能进行常规的修井作业。
( 8 )能进行增产措施作业。
( 9 )能满足油田后期开发需要,进行调整井、侧钻开窗、防砂完井作业。
文昌油田群海洋钻修井机主要由伸缩式K 型井架、上移动底座、下移动底座、泥浆罐、泥浆泵组、集成橇块和钻杆堆场等部分组成。
钻修井机为液力机械传动。
泥浆罐布置在下移动底座的内部。
井架的起升、下放以及上节井架的伸出、缩回等均由液压油缸实现。
钻修井机整机作业部分的操纵集中在液压控制台和司钻控制台上。
钻修井机设计使用寿命20 年,主要技术性能指标见表 1 。
2结构研发设计文昌油田群海洋钻修井机的结构设计按照API (美国石油学会)、CCS (中国船级社)规范、我国石油行业和中国海洋石油总公司企业标准等进行, 在总体设计方案、动力配置、并车方式、底座系统、绞车传动系统和井架结构等方面借鉴了渤海和南海多个油田钻修井机项目的经验,并结合文昌油田群项目的实际情况加以改进,钻修井机总体布局协调,结构紧凑,占地面积小,立面层次分明,能量流、物料流、信息流路线畅通,钻修井机的整体技术经济性能显著提高。
深水海洋石油钻机的粘土抑制与井眼稳定控制深水海洋石油钻机的粘土抑制与井眼稳定控制是在深海环境下进行石油钻探和生产的过程中所面临的重要问题。
深水环境中的粘土对井眼稳定和钻井进程会造成严重的困扰,因此,探索有效的粘土抑制和井眼稳定控制技术对于深水海洋石油钻机的安全和高效运行至关重要。
粘土抑制是指通过添加特定的化学药剂或岩性改善剂来减少粘土含量和改善钻井液的性能,以降低粘土对于钻井过程的干扰。
在深水环境中,海底沉积物中的粘土含量较高,且其流动性差,容易形成泥浆塌方和乳化等问题,对钻井过程造成不良影响。
有效的粘土抑制技术是通过合理选择和设计钻井液配方,以及添加适当的抑制剂来实现的。
常见的抑制剂有磷酸盐、钙盐、硼砂等,这些抑制剂能够与粘土矿物表面产生化学反应,改变其表面电荷特性,使其变得不易吸附水和其他粒子,减少黏附性。
同时,合理控制钻井液的pH值、盐度等参数,也能够对粘土的抑制效果产生影响。
此外,选择适当的岩性改善剂也可以帮助降低粘土含量和改善钻井液性能。
井眼稳定控制是指在钻井和完井过程中,通过合理控制钻井液性能,防止井壁塌方和井眼破裂,以保证钻井作业和井筒的安全稳定。
在深水海洋石油钻机的钻井作业中,井眼稳定控制至关重要,因为井眼稳定问题的发生可能导致严重的事故和生产中断。
井眼稳定控制的关键是选择合适的钻井液和控制其性能。
在深水环境下,由于水深较大,水压较高,井眼稳定控制的难度进一步增加。
钻井液应具有较高的密度和黏度,以抵抗井底较高的压力,有效控制井眼塌方。
同时,钻井液要有足够的滤失控制能力,以防止井眼周围的水或砂层进入井筒,导致井眼破裂。
为了实现井眼稳定,还可以采用一些特殊的技术和措施。
例如,可以在钻井过程中选择合适的钻具和合理控制钻井速度,以减少对井眼的振动和冲刷作用。
此外,还可以加强井眼支撑,通过套管固井和井壁增强等方法来控制井眼塌方。
对于深水海洋石油钻机的粘土抑制与井眼稳定控制,需要充分考虑深海环境的特殊性,并采取有效的技术和措施来解决相应的问题。
LD27—2-HXJ180DB海洋平台钻修井机的结构分析
LD27—2-HXJ180DB海洋平台钻修井机的结构分析
王荣修
【期刊名称】《江汉石油科技》
【年(卷),期】2010(000)003
【摘要】钻修井机是海洋石油平台的重要组成部分,其工作环境恶劣,作业空间狭小受限,模块重量限制严格,安全要求高。
针对其结构的分析一直是钻修井机设计者研究的重点。
本文以渤海旅大LD27-2平台HNJl80DB钻修井机结构分析为例,利用StruCAD3D钢结构分析软件,结合相关的设计规范,归纳出相关的分析处理方法,对大型海洋钻修井机结构分析和优化提供一定的参考。
【总页数】4页(P.53-56)
【关键词】海洋平台;钻修井机;结构分析;工况
【作者】王荣修
【作者单位】江汉石油管理局第四机械厂
【正文语种】英文
【中图分类】TE95
【相关文献】
1.液压蓄能修井机在海洋平台上的应用研究 [J], 刘健; 蒋世全; 殷志明
2.液压蓄能石油修井机在海洋平台上应用的可行性[J], 王之亮; 潘伟
3.液压蓄能修井机在海洋平台上的应用研究[C], 刘健; 蒋世全; 殷志明
4.交流变频控制系统在海洋平台修井机的应用 [C], 王钊; 杨季平
5.HXJ180MB海洋修井机移运结构改造技术分析 [J], 关双会; 周洪军; 沈国华; 边作森; 陈金稳。
海洋修井机存在问题的探讨摘要:海洋修井机在国内经过近20年的发展,已初步形成系列化,但与国外海洋修井机相比,仍存在整机设计、防腐处理、质量控制和管理水平以及技术资料准备等方面存在问题。
从海洋修井机技术现状及海洋油田发展需求出发,提出了我国在役海洋修井机目前存在的问题和解决办法。
海洋修井机设计、生产、制造,形成了一系列的功能基本能满足海洋油田的需要。
但由于海洋修井机在中国起步较晚,与国外相比还有很大差距海洋修井机。
在这里,对海洋修井机问题进行了讨论。
一、海洋修井机服务问题和解决方案1.机器的设计水平需要进一步提高1.1结构设计问题,与国外相比海洋修井机在国内海洋修井机的结构设计有一个较大的差距,主要表现在:①使用软件设计。
国外海洋修井机他们的设计基本上都是采用了三维设计软件的设计,使用常用的三维设计软件Solidworks。
使用三维软件设计的产品,会使设计师设计的结构有一个清晰的理解空间,设计的产品在生产的过程中不存在设计不完美或不存在互相干扰的问题在组装过程。
目前国内海洋修井机结构设计主要依赖于二维软件AUTOCAD软件,二维设计不如一个三维的设计有很好的空间结构模型,所以经常出现设计不符合设计者的要求。
②结构设计使用的材料。
外国钢铁类型可选的范围更广泛,在结构设计中可以根据需要选择合适的材料,因此设计的结构重量轻,结构紧凑,合理。
和国内因为没有合适的材料,通常需要使用其他的材料来代替,所以必须加大材料规格,这样做出来的东西是很重的。
1.2管路的设计问题的国内海洋修井机管路设计,主要是二维设计流程图,然后再现场配管,这种设计方法与国外的三维管路相比落后很多。
三维设计的管道在结构和空间的关系是非常清楚的,而且所有的管路都可以提前预制,施工时当直接安装,施工效率高。
然而国内使用的现场配管,效率低下,不利于建筑材料的完整性,而且施工现场的杂乱经常经常会干扰的其他部分。
1.3解决方案:①在海洋修井机的设计上使用三维设计软件,提高设计质量,减少设计更改。
海底钻机轻量化设计方法我折腾了好久海底钻机轻量化设计方法,总算找到点门道。
一开始我真的是瞎摸索啊,就想着材料轻便肯定行。
于是我第一个尝试就是各种找轻的材料。
我把市面上那些号称轻型高强度的金属材料都研究了个遍。
但是这里面可有不少坑啊。
比如说有些材料,初看数据觉得完美,又轻强度又高,可是到了实际的海水环境模拟测试里,一下就不行了。
像那个铝合金的一种型号,理论上耐腐蚀又轻便,等海水一泡,加上钻机运行中产生的一些冲击力等复杂情况,腐蚀得比我想象中快多了,这就会影响钻机的寿命,这个方案就失败了。
后来我想啊,结构设计会不会也能减重呢。
我就开始捣鼓结构这一块。
就好比搭积木啊,怎么用最少的块儿搭出一个又稳又能干活儿的架子呢。
我尝试把那些不必要的结构都精简掉。
比如说钻机有些部分原本有很多加固的小设计,我就想能不能合并或者取消一部分。
结果发现有些小设计虽然看着多余,但是在整个系统稳定工作中还起着不小的作用。
我简化过度后,钻机在工作模拟里就出现小毛病,震动啊,某个动作不流畅之类的。
我还试过从动力系统入手来实现轻量化。
那时候想着如果动力系统能缩减一下重量,整体就能轻不少。
我试着找那些小型化但是动力还不错的引擎啥的。
可是这又有新问题,小动力引擎力量不够,带不动钻机正常工作,就像小马拉大车,干不动活儿啊。
再后来我突然恍然大悟,这轻量化不能各干各的,得整个系统考虑。
于是我重新整合我的思路。
在挑选材料的时候,不再只看单独材料的重量和强度,而是结合它对整个结构稳定性、耐腐蚀性等方面的综合权重。
对于结构,谨慎精简,确保主结构稳定的基础上,对一些辅助结构进行细致优化。
在动力方面,不再只追求小,而是在满足工作需求的前提下,在最适合的动力类型里挑选相对较轻的。
这个方法现在看起来是有点成功的样子了,至少在目前的模拟测试里,都工作得比较稳定,重量也确实降下来不少。
我还想着再在一些地方继续优化下呢,比如说在材料连接或者某些细小零件上,看看能不能有更轻便的替代品之类的。
深水钻井水下井口力学稳定性分析苏堪华;管志川;苏义脑【摘要】深水钻井时水下井口承受的复杂作用力可能导致其稳定性存在问题.根据深水钻井水下井口系统整体受力分析,建立了井口力学稳定性分析方法,该方法综合考虑了海洋环境载荷、钻井船或平台漂移、隔水管力学性能、套管柱与地层之间的非线性响应等因素的影响,可以实现井口力学性能分析.算例分析表明,水下井口的横向偏移及弯矩随张力比和海流流速的增加而大幅增大,顶张力过大会引起井口稳定性变差;随着钻井船或平台漂移量的增加,井口的横向偏移和弯矩近似线性增加,控制好钻井船或平台的漂移非常重要;由于井口承受弯矩的能力有限,较大海流流速情况下可能造成井口失稳;提高孚管抗弯强度、控制泥线处管柱冲刷、获取浅部地层的取样数据等措施可以增强井口稳定性.【期刊名称】《石油钻采工艺》【年(卷),期】2008(030)006【总页数】5页(P1-4,15)【关键词】深水钻井;水下井口;隔水管;稳定性;力学分析【作者】苏堪华;管志川;苏义脑【作者单位】中国石油大学石油工程学院,山东,东营,257061;中国石油大学石油工程学院,山东,东营,257061;中国石油钻井工程技术研究院,北京,100097【正文语种】中文【中图分类】TE241深水钻井时一般采用水下井口,其上联防喷器组及隔水管,下接套管串,受力非常复杂[1,2],而深海恶劣的环境、低强度的海底浅部地层、增长的隔水管线、加重加大的防喷器组等因素都对水下井口的稳定性提出较高的要求。
虽然国外有关文献提出了井口存在的稳定性问题,但是并没有针对该问题进行定量的理论分析。
为防止钻井过程中井口发生失稳破坏,有必要建立一种水下井口力学稳定性分析方法,为深水钻井作业提供一定的理论依据。
深水钻井时水下井口承受的作用力主要来自由于隔水管底部球形接头处的竖向和横向反力、防喷器组及悬挂套管串的重力、作用于防喷器组及井口的横向波流力、海底土层对套管的竖向和横向阻力等。
海洋钻机井架技术现状及发展趋势分析海洋钻机井架技术是海洋石油勘探开发的重要装备之一,它承载着钻探设备和管柱,保障着钻井作业的安全和高效进行。
本文将对海洋钻机井架技术的现状及发展趋势进行分析。
目前,海洋钻机井架主要有固定型和浮动型两种。
固定型井架通常通过抽底桩或半潜式平台固定在海床上,稳定性较强;浮动型井架则通过浮体或半潜式平台浮于水面,在深海作业中灵活性较高。
井架主要包括井筒、井壁、井口、井栏、井楼等部分,它们的设计和结构需要考虑到复杂海洋环境的挑战,如风浪、洋流、海冰、深水高压等。
在技术方面,海洋钻机井架技术的发展主要表现在以下几个方面:1. 结构优化:为了提高井架的稳定性和承载能力,现代井架采用了先进的结构设计和材料技术。
在井筒设计上,采用抗风浪升停技术、结构支撑系统设计;在井壁设计上,使用耐压耐腐蚀材料和防腐蚀涂层;在井楼设计上,引入轻型、高强度材料,实现模块化和快速组装等。
2. 自动化控制:自动化控制技术的应用能够提高井架作业的效率和安全性。
采用电液伺服系统和PLC控制系统实现井架的自动控制和定位,降低操纵人员的劳动强度,减少人为操作失误。
3. 集成化解决方案:井架技术的发展趋势是将钻井设备、测井设备、生产设备等集成在井架上,形成一体化的解决方案。
这样不仅能减少钻井时间和成本,还能提高生产效率和作业安全性。
4. 环保节能:随着环境问题的日益凸显,海洋钻机井架技术也在朝着环保节能的方向发展。
采用新型环保涂料和材料来减少废水、废气和废渣的排放;采用节能设备和系统,如低能耗照明设备、太阳能电力系统等。
1. 深水作业:随着陆上和浅海资源的逐渐枯竭,海洋油气勘探逐渐向深水区域延伸。
深水作业对井架技术提出了更高的要求,如更大的承载能力、更高的抗风浪能力和更好的适应性等。
2. 自主创新:目前,国际上的海洋钻机井架技术仍主要由少数发达国家掌握。
中国在海洋领域的自主创新能力还相对较弱,需要加大研发投入,提高自主研发和生产能力。
海洋石油修井机优化设计探讨论文(最终5篇)第一篇:海洋石油修井机优化设计探讨论文1石油修井机液控系统存在的主要问题1.1安全隐患严重液压站当中所配备的高低液位报警系统、油温自控系统无法使油温、油位等信息被及时的报告给司钻控制房,在修井作业之时,若本地报警系统出现了故障问题,司钻将难以及时获取到油温与油位的警报信息,由此便极有可能会造成严重的安全隐患。
电驱动修井机绞车盘刹控制手柄零位信号无法为自动化控制系统所及时获取,一般状况下大都是采取触摸屏来实现对于绞车的控制,盘刹手柄在突然启动之时,工作钳比例可实现对阀门的控制,若此时转速不为零则绞车将会做出刹车动作,在这一情况下若绞车主电机依旧处于高速旋转状态,便极易大致电机受损。
1.2缺乏人性化采用电力驱动的修井机液控系统具体可被分成机具控制系统与盘刹控制系统两类,且仅能够在本地控制箱当中来实现对液压站的开启或暂停,无法促使司钻控制房实现远程开启或暂停。
电驱动修井机液压绞车与猫头在司钻空置房当中所采取的远程控制方式为气控液方式,在操作之时有着十分明显的延时性现象,操作起来极为不便,在紧急作业时这一缺陷将更加明显。
2系统优化设计2.1液压站远程自动化控制液压远程控制需要可以在司钻房当中实现对以下几项设备的开启与暂停控制,其具体包括有:冷却风机、盘刹电机、加热器、循环油泵、机具泵电机等。
综合考虑修井机电控系统触摸屏与自动化控制系统,在触摸屏当中组态设置出距离切换,对于盘刹电机、加热器、冷却风机、循环油泵等采取开启与暂停软输入控制,利用自动化控制系统以及PROFIBUS总线技术来实现互相通讯,依据司钻处于触摸屏的操作执行状态下来进行有关的输出控制,达成对于电机在远距离条件下的开启与暂停控制。
2.2高效率优化设计2.2.1液压绞车控制采用电控液来取代传统的液压绞车气控液,可在司钻控制房当中远程实现对液压绞车的精确化控制。
通过司钻控制房所供应的电力来源,整个石油修井机的控制系统是通过液压绞车电控液控制手柄、电磁比例换向阀、数字放大器等所共同构成。
小跨距海洋修井机稳定性分析王晓雷【摘要】Restricted by the structure of the platform,ocean workover rig sometimes need to be de-signed into small span structure.The stability of small span of workover rig is poorer,and more attention must be paid to anti-overturning calculation.Through the analysis of anti overturning factors on small span of workover rig,several methods for improving the stability of the workover rig are proposed.The stability of workover rig can be improved significantly by adjusting the e-quipment position on the drilling platform,especially by increasing the counterweight.%海洋修井机受平台结构的限制,有些需要设计成小跨距结构。
小跨距修井机的稳定性较差,必须更加重视抗倾覆能力计算。
通过分析小跨距修井机的抗倾覆因素,提出提高修井机稳定性的几种方法。
通过调整钻台面上设备的布局,特别是采用增加配重的方法,显著提高了修井机的稳定性。
【期刊名称】《石油矿场机械》【年(卷),期】2016(045)007【总页数】4页(P60-63)【关键词】修井机;小跨距;稳定性【作者】王晓雷【作者单位】中海油天津分公司渤海石油研究院,天津 300452【正文语种】中文【中图分类】TE952开发应用渤海许多老平台修井机的提升能力有限,无法满足大载荷措施井、调整井的作业要求,对修井机进行升级改造成为一种发展趋势[1]。
57由于埕北油田的油质都是重质稠油,并带有很多砂,所以在初始建设阶段,为了显著缩短施工周期,快速完井,大部分油井都采用迅速完井形式,这不仅造成了一些油井的井底防砂部分具有较多的问题,而且还使油井潜油电泵经常出现问题,最终导致管柱泄漏现象较为严重。
因为此油田的油水井工作量非常大,所以钻机模块一直都处于运行当中,要想有效解决故障、增大产能,就必须借助液压修井设备,以迅速、高效地完成修井工作,同时保证埕北油田顺利、安全的开采。
1 修井机研究1.1 井下作业在开发油田时,应按照油田的实际情况,对其展开良好的修整、改善和挖潜,并结合设计需要,运用配套的装备及工具对井实施相应的调整,以显著增加石油的采量,同时调整油层渗流以及油水井技术等,以进一步增强采油的效率以及产量,此过程就是井下施工技术,为井下作业。
井下作业一般包含3个方面,分别为:修井作业、增产增注作业和油藏监测。
对于修井作业来说,按照规模可分为大修井、中修井和小修井。
对于增产增注作业来说,其过程包括换大泵、酸化、堵水、压裂、转注和除垢等一系列操作。
对于油藏监测来说,其监测的内容包括:流压、静压、试井、吸水剖面、产出剖面以及注水井吸水指数等等。
1.2 修井机及液压修井机修井机通常包括3种,即陆地撬装修井机、陆地车载修井机和海洋修井机。
现阶段为提高石油开采效率,人们研发出许多新型的修井机,液压修井机就是其中一种,其主要用于海洋、海滩、沙漠和丘陵当中,以显著提高油气藏的采收率。
调查发现,全球液压修井机将近100台。
我国开始使用液压修井机是在20世纪80年末,所运用的液压修井机是改良的加拿大CT-155型山地钻修机,其被叫做DY-30型山地全。
1.3 埕北油田液压修井机的应用状况埕北油田某个钻井平台采用首口双管注水井修井装置以后,得到了用户的极大肯定。
此修井机不仅充分满足了用户的实际需要,而且还引用了采多新型的工艺技术,主要包括:大扭矩、移运轻量化、丛式井间整机滑移以及装备集成等等,其不仅结构简单,而且还非常节省空间,质量也较轻,无论是建模,还是方案设计,均给用户带来了很大的便利。
海洋石油钻井设备存在问题及其发展策略分析【摘要】海洋石油钻井设备在海上石油勘探和开采中发挥着至关重要的作用。
目前存在着一些问题和不足,如设备老化、技术滞后、安全隐患等。
为了推动海洋石油钻井设备的发展,我们需要注重技术创新、加强合作与资源整合、健全环境监管与安全防范措施。
未来发展趋势将主要体现在高效、智能、绿色的设备研发和应用。
建议加大科研投入,鼓励企业合作,加强安全管理,提升环保意识。
海洋石油钻井设备的健康发展需要各方共同努力,为海洋资源的开发与保护做出贡献。
【关键词】海洋石油钻井设备、存在问题、发展策略、技术创新、合作与资源整合、环境监管、安全防范、未来发展趋势、建议措施、总结。
1. 引言1.1 背景介绍海洋石油钻井设备是在海洋上进行石油勘探和开发的重要工具,其性能和质量直接影响到石油勘探与开发的效率和安全性。
随着石油资源的日益枯竭和需求的不断增长,海洋石油钻井设备的质量和效率要求也越来越高。
目前海洋石油钻井设备存在一些问题,如设备老化、技术陈旧、安全隐患等,这些问题严重影响了海洋石油资源的勘探开发工作。
对海洋石油钻井设备进行全面的问题分析和发展策略研究显得尤为重要。
本文将对海洋石油钻井设备存在的问题进行深入分析,探讨现有设备的不足之处,并提出相应的发展策略。
我们将强调技术创新的重要性,探讨合作与资源整合的优势,并探讨环境监管与安全防范的重要性。
希望通过本文的研究,能够为海洋石油钻井设备的发展提供一定的参考和建议。
1.2 研究意义海洋石油钻井设备的研究意义主要体现在以下几个方面:海洋石油钻井设备的发展与改进能够推动海洋石油勘探开发技术的进步。
随着我国海洋石油资源勘探开发的不断深入,石油钻井设备的功能和性能要求也日益增加,因此有必要对海洋石油钻井设备进行深入研究,不断提高其技术水平,满足海洋石油资源勘探开发的需要。
海洋石油钻井设备的改进可以提高工作效率,降低成本。
海洋石油资源的开发具有一定的风险和复杂性,而海洋石油钻井设备作为石油开发的核心装备,其性能和可靠性直接影响到整个勘探开发的效率和成本。
海洋石油钻井作业中钻修井机械设备发展问题思考摘要:海洋石油的开发是我国石油资源开发领域非常关键的组成部分,而且海洋石油特点是开采难度大,技术要求高,海洋石油的生产对经济增长以及国家能源供应保障有着非常大的影响。
在海洋石油的实际开采中,钻井设备是其中重要一环,钻修井设备制造发展需要建立一定数量的国家标准,才能有效支持海洋资源有效开发。
国内钻修井设备的整体发展非常迅速,目前制造技术及配套设施不断完善,但是在很多方面还存在一些不足。
本文通过对国内海洋石油的钻修井设备情况进行探讨,提出今后海洋石油钻修井设备的发展建议,以期对提升钻修井设备的整体水平提供技术参考。
关键词:海洋石油钻井;钻修井机械设备;发展问题前言海洋石油开采是我国石油供应的重要环节,海洋石油工业的整体发展也关系到国家命脉,基于海洋石油极高的开发难度,在实际开采工作中,钻修井设备发挥非常重要的作用,对钻修井设备的制造技术水平要求非常高,现如今国内的钻修井设备,整体发展相比于欧美国家相对较晚,部分技术水平有所不足,作业能力方面受到一定限制,但国内的钻修井设备的整体发展速度还是非常快,未来在一些技术领域也会取得突破,不断取得更好的成果。
1钻修井设备应用的意义创新型的钻井设备,是我国今后海上石油主要的技术发展方向。
国内大型起重船及各类海洋技术装备研发都在不断加大力度投资,这部分资金的支持会促进国内海洋钻井的研发制造技术水平快速提升,另外随着国内海洋石油的开采活动在不断增多,这为海洋石油钻修井设备应用提供了非常好的发展环境,如今国内海上钻井技术,通过设备实际应用和改进,提升了设备相关技术的实用性以及经济性。
2国内海洋石油钻修井设备发展现状2.1制造技术更加成熟海洋石油是国家重点支持发展的重要领域,当下国内在海洋石油勘探开采方面,已经具备成熟的开发技术,国内外钻井船以及各类功能平台的建设也积累了非常丰富的经验,在海洋石油浅水区域开采方面,达到世界较为先进的水平。
基于ANSYS分析的海洋K型修井机井架稳定性的分析摘要目前关于井架整体稳定性计算主要是以经验公式为主,它受到井架的形式、截面形状等因素的限制,实用性不够强。
为了更准确地计算石油井架的整体稳定性,本文将有限元法引入到石油井架结构的屈曲失稳计算中,以可靠的稳定性校核理论作为依据,准确、直观的反映出井架各杆件的稳定性状况,具有重要的实际意义。
关键词井架;稳定性;屈曲失稳就目前来说,空间杆系结构的整体稳定性失稳有两种情况,一种是整体结构发生倾覆或滑移导致整个结构失稳,另一种情况是由于长期的受到轴压力的作用导致整个结构的材料发生屈服,发生较大的变形,进而发生屈曲失稳。
工程构件发生屈曲变形失稳后,将会使整个工程结构体发生较大的导致结构的破坏,发生灾难性的事故,本文正式基于对油田安全性的考虑,对南海某油田的修井机井架进行了屈曲分析,研究井架结构在特定载荷下的稳定性以及确定结构失稳的临界载荷和屈曲变形后的模态形状。
1 海洋K型修井机井架有限元模型的建立海洋HXJ125A型修井机井架隶属于南海某油田的前开口K型修井机井架,本文主要是采用ansys分析软件对其稳定性作了一个定性和定量的分析。
对于本研究对象的修井机井架属于无柔性杆件存在的支架,材料是仅由弹性模量确定的线弹性材料。
Q345钢的弹性模量为,泊松比为0.25,密度为7 850kg/m2,井架体、门梁及连接横撑、斜撑均是由标准方钢、标准宽缘H型钢焊接而成的框架结构,按它们可能的受力情况应采用三维空间梁单元建立的有限元模型如图1所示。
2 海洋K型修井机井架整体稳定性的分析井架的屈曲分析是在静力学分析的基础上进行的,首先是要分析出整个井架的在最大钩载下的最大轴向总应力、应变和综合位移等物理量,进而校核井架的局部稳定性,在这些工作完成后就进入到井架的屈曲分析,而屈曲分析的实质是求解一个矩阵特征值问题,本文主要考虑的是井架结构在发生失稳时候的临界载荷,所以对其做屈曲分析的主要目的是找出其发生失稳时的临界载荷即最小特征值及其对应的屈曲模态。
浅析海洋钻修井机的应用及故障分析作者:熊钢来源:《中国科技博览》2016年第26期摘要:随着我国海洋油田勘探开发力度加大,海洋钻修井装备应用逐渐增多,适应海洋钻修井机应用实际,逐步呈现出可搬迁、标准化和小模块化的作业特点,本文就是基于海洋钻修井机应用情况分析,对主要装备故障分析及处理措施等工作进行的简要探究。
关键词:海洋钻修井机;应用情况;故障分析【分类号】TE921海洋钻修井机是提升海洋油田勘探开发效率、提升维修作业水平的重要措施,高质量的海洋钻修井机应用是提升油气采收率、加快故障分析和排除的重要保障,是油井持续稳定生产的关键。
因此,有必要加强对海洋钻修井机的应用和故障分析,提升海洋钻修井机的应用水平,更好地保障海洋油田勘探开发。
1 海洋钻修井机的应用1.1海洋钻修井机应用改进的必要性我国海洋钻修井机已经经历了20年的发展,在整机总体设计、并车作业、动力配置、底座及绞车传动等系统以及井架结构体系等方面也不断改进,整体上不断呈现出布局协调、结构紧凑、层次分明的特点,占用的钻井平台面积不断减小,适应了海上油田勘探开发的需求,同时,钻修井物料流、能量流和信息流等方面的线路保障能力也不断增强,整机经济性不断提高。
但是,随着我国海洋油田勘探开发力度加大,海洋油田平台类型日趋多样,油田所处海域环境也存在差异,同时为开发海洋油气田,各类作业方式和特殊作业要求也不断增多,需要海洋钻修井机呈现更加多元化的发展趋势,增强设备的标准化、可移动化和小模块化特点,更好地辅助海洋油田勘探开发。
1.2我国海洋钻修井机的应用特点高质量的设备是确保使用持续性的必然要求,通过结合海洋钻修井作业实际进行设备应用和改进,可以更好地满足油田开发需要,有效减少设备故障。
一是设备的标准化应用。
钻修井机标准化应用以设备用途多样性、使用灵活性和作业快捷性作为目标,对主要构件实现通用化生产,对主要设备尺寸进行标准化组合,形成可批量生产、大范围应用的钻修井设备,便于设备维护保养及维修更换零部件,提升作业效率。
海洋石油钻井设备存在的问题与维护保养对策探讨【摘要】海洋石油钻井设备在海底钻探中起着关键作用,但在使用过程中会面临各种问题与挑战。
常见问题包括设备磨损、故障频发等。
为了确保设备的正常运行,需要加强维护保养工作。
定期检查和维护设备是关键步骤,合理使用和保养机器设备也十分重要。
采取预防措施也能有效降低设备故障率。
通过加强保养意识和科学合理维护设备,可以延长设备的使用寿命,提高钻井效率,确保海洋石油钻井工作的顺利进行。
对海洋石油钻井设备的保养工作要有严格的重视,确保设备在最佳状态下工作,实现稳定高效的生产。
【关键词】海洋石油钻井设备、问题、挑战、维护保养、检查、预防措施、保养意识、延长使用寿命1. 引言1.1 海洋石油钻井设备的重要性海洋石油钻井设备在海洋石油勘探和开采中扮演着至关重要的角色,其作用不可替代。
海洋石油资源是世界上最主要的能源资源之一,而海洋石油钻井设备作为开采海洋石油的关键工具,直接决定了海洋石油资源的开采效率和产量。
海洋石油钻井设备通过钻井井口到达地下油层,将石油从地下提取到地面,为石油开采提供了必要的技术支持。
海洋石油钻井设备的重要性体现在多个方面。
海洋石油资源的开采可以有效满足我们日益增长的能源需求,确保国家和地区的经济发展和能源安全。
海洋石油钻井设备的运行直接影响着海洋环境的保护和生态平衡,因此设备的正常运行和维护至关重要。
海洋石油钻井设备的安全性和可靠性也直接关系到作业人员的生命安全。
海洋石油钻井设备的重要性不言而喻,我们应该高度重视设备的维护和保养工作,确保设备的正常运行,提高生产效率和保障安全生产。
1.2 存在的问题与挑战海洋石油钻井设备在海洋工程领域扮演着重要的角色,为海洋石油勘探和开发提供了必要的技术支持。
随着深海石油钻井作业的不断深化和扩大,海洋石油钻井设备所面临的问题和挑战也逐渐显现出来。
海洋石油钻井设备在极端海洋环境中运行,受到海洋恶劣条件的影响,如海水侵蚀、高压、高温等,容易导致设备的腐蚀和磨损,甚至出现漏油和故障的情况,严重影响设备的正常运行和生产效益。
K80海洋修井机稳定性分析及加固设计
摘要:针对中海油渤海油田SZ36-1B平台在内挂井槽改造后,当K80海洋修井机在新增井位作业时,可能出现各橇座之间相对滑动或整机倾覆等问题,采用StruCAD*3D三维空间梁结构分析计算软件建立结构分析模型,并进行修井机稳定性分析计算,提出修井机下移动底座加固设计和改造方案。
现场应用情况表明,加固后的K80海洋修井机在新增井位作业时,稳定性良好,满足作业工况的要求。
关键词:海洋修井机载荷工况滑动计算抗倾覆计算加固设计
为了进一步加快海洋油田开采开发的步伐,提高油田的产量,2006年中海油渤海油田SZ36-1B平台在不改变原平台主体结构的基础上,通过井槽内挂的方式增加了一排4口井的新增井位,使得原井位设置从4X4形式(16口井)变为5X4形式(20口井),因此当K80海洋修井机上移动底座滑移到新增井位作业时,上移动底座外露出下移动底座主支腿立柱比较多。
在作业工况和风载组合工况作用下,修井机有可能存在整机倾覆,同时还可能存在各橇块之间的相对滑动等问题。
因此中海油能源发展油田建设工程公司根据K80海洋修井机在新增井位的各种载荷工况,运用美国结构软件公司的StruCAD*3D三维空间梁结构分析计算软件,对K80海洋修井机的整机进行稳定性分析计算,并进行了抗倾覆加固改造。
1 K80海洋修井机重量参数和计算参数1.1 重量参数
(1)下移动底座重量20t;
(2)修井机钻台重量11t;
(3)绞车和动力橇重量15.5t;
(4)井架总成重量15.5t;
(5)步行器总成重量5.3t;
(6)防喷器控制装置重量4.5t;
(7)井架起升油缸重量3.6t;
(8)转盘重量3.6t;
(9)附件重量5.4t。
1.2 计算参数
(1)修井机最大提升载荷60t;
(2)钻台满立根承载重量30t;
(3)作业工况最大风速35节;
(4)满立根最大风速93节;
(5)无立根最大风速107节;
(6)地震裂度8级。
2 K80海洋修井机载荷列表
2.1 计算载荷工况
根据K80海洋修井机重量参数和计算参数,对修井机重力载荷、作业载荷,风载及地震引起的加速度载荷进行载荷工况列表。
K80海洋修井机计算载荷工况见表1。
2.2 载荷工况计算结果
利用StruCAD*3D三维空间梁结构分析计算软件对K80海洋修井机在各种载荷工况作用下逐一进行分析,得到相应的载荷大小。
表2为K80海洋修井机载荷分析结果。
注:表2中,修井机结构风载Load3= 185751N,包括作用在井架和上移动底座的风载Load3上=150771N和作用在下移动底座的风载Load3下=34980N;修井机结构风载Load5=381574N,包括作用在井架和上移动底座的风载Load5上=214123N和作用在下移动底座的风载Load5下=167451N。
3 K80海洋修井机稳定性分析计算
3.1 修井机相对滑动计算
K80海洋修井机在无立根107节风载作用下,上移动底座和下移动底座的纵向(0°方向)滑动、下移动底座与甲板导轨的横向(90°方向)滑动,其风力加载如图1所示,K80海洋修井机在满立根93节风载作用下,上移动底座和下移动底座的纵向(0°方向)滑动、下移动底座与甲板导轨的横向(90°方向)滑动计算,其风力加载如图2所示,
组合风载计算结果表明,无论是无立根107节风载作用,还是满立根93节风载作用,上移动底座与下移动底座之间、下移动底座与甲板导轨之间均不会发生相对滑动。
3.2 修井机抗倾覆计算
由于新增井位,使K80海洋修井机作业极限井位发生了变化,导致修井机下移动底座四个主支腿立柱的支反力可能为负值,使得支点的螺栓受拉,存在发生倾翻可能,因此在最大组合载荷工况下,进行抗倾覆计算。
3.2.1 下移动底座四个主支腿立柱支反力计算
修井机下底座有限元模型如图3所示,
3.2.2 修井机抗倾覆校核计算
从中可以看出,K80海洋修井机下移动底座211主支腿立柱,在Load comb136#工况作用下,Z方向的支反力为负值最大,因此只需要对该主支腿立柱进行受力分析。
修井机下移动底座211主支腿立柱与修井机甲板轨道之间螺栓连接压板如图4。
(1)螺栓拉力和剪力计算
计算螺栓拉力:
因为复合载荷应力值大于许用拉伸应力值,所以M36螺栓强度不
够,螺栓可能会屈服断裂,修井机可能存在倾翻倾覆危险。
4 K80海洋修井机加固设计
由于K80海洋修井机存在倾覆的危险,为了使K80海洋修井机满足新增井位作业的要求,拟在修井机下底座四个主支腿,立柱附近各增加一个螺栓连接压板对修井机下底座进行加固,每一个螺栓连接压板上增加4个M42的螺栓,改造后的修井机下移动底座主支腿立柱与修井机甲板轨道之间螺栓连接压板。
经过重新计算,K80海洋修井机下移动底座立柱与修井机甲板轨道之间连接螺栓的拉力为,螺栓的剪切力为。
根据第四强度理论,计算出复合载荷应力值,小于螺栓的许用拉伸应力,因此K80海洋修井机采用此加固设计,螺栓强度足够,整机也无倾覆的危险,稳定性足够,满足极限作业工况的要求。
5 结语
根据K80海洋修井机加固设计方案,中海油能源发展油田建设工程公司对K80海洋修井机下移动底座进行了加固改造和新增井位的井口对中作业,修井机无异常。
截止到目前,K80海洋修井机顺利完成了对新增井位4口井的检泵作业和2口井的大修作业,K80修井机稳定性良好,各橇块之间无相对滑动现象发生。
由此说明了,本次K80海
洋修井机稳定性理论分析和计算结果是正确的,修井机下移动底座加固改造是成功的。
同时也说明了,利用先进的工具和科学的方法对设备进行改造,使老设备满足新要求,是油田降本增效的一个有效途径。
参考文献
[1]K80海洋修井机稳定性计算书[R].2008.
[2]徐灏,邱宣怀,蔡春源,等.机械设计手册[M],北京:机械工业出版社,1998:1.。