深水钻井船应用现状与关键技术详解

209油气资源能否稳定供应，无疑将成为影响我国经济发展的关键要素。

因此，为了增加油气资源的供应量，除了要加大油气资源的进口规模外，还要从增加油气资源规模入手，提升海洋油气资源的开发力度，确保我国经济发展可以拥有充足的能源作为支撑。

现阶段，我国海洋石油钻井技术及装配发展已经出具成效，但是仍然存在很大的提升空间，所以接下来还将下大力气，针对海洋石油钻井技术及发展进行不断探索。

1 海洋石油钻井技术的特点1.1 工作寿命长，可靠性更好海洋石油钻井技术的可靠性可以表现在以下几个方面：（1）由于需要在海上工作，钻井设备要经常性地承载大风、海浪等荷载，而且还要兼顾地震、台风等恶劣灾害环境下的作用，所以相关技术装备的强度更高。

（2）由于海洋环境存在极强的腐蚀能力，所以海洋石油钻井技术与装备要更加耐腐蚀性，加之对焊接工艺要求更高，所以有助于提升疲劳寿命，延长设备工作时间。

（3）海洋工程使用钢材为特殊制造，并且强度要求高，对设计与制作工艺的要求更加严格。

（4）海洋工程作业环境复杂，为了降低安全事故，需要对生产管理提出严格的要求，保证生产管理环节可以万无一失。

1.2 安全性要求严格在海洋石油工程中，如果发生事故，则事故的影响会加剧。

现阶段，为了提升油气开发效率，我国加快了对深海区域的油气资源探索，所以相应的安全与技术规范要求也处于变化之中。

此外，为了保证海洋油气资源可以顺利得到开发，往往会对开发技术与装备的安全性提出严格要求，务必要以海洋作业为基准，科学地完成石油钻井装备的安全设计，避免安全事故在海洋油气资源开发中出现。

1.3 学科之间相互交叉，技术复杂在海洋石油钻井技术中，存在大量与之相关的学科，例如，流体动力学、结构力学与船舶技术等。

所以，为了进一步提升海洋石油钻井技术的应用水平，还需要将现代技术应用其中，例如，卫星定位与电子计算机技术、现代机电与液压技术等紧贴时代前沿的技术，有助于提升海洋定位的准确性，为后续海上石油资源的开发与利用提供技术保障，解决油气资源的海上输送、存储等关键问题。

深海石油钻采技术张喜顺;李敬元;张向华;李子丰;董世民【摘要】中国能源消耗剧增,供给不足,深海勘探开发势在必行.介绍了国外海上钻井技术的发展概况,提出了国内深海钻采面临的各种困难;概括了半潜式钻采平台、深水钻井船、浮式生产储油卸油装置、张力腿平台、深吃水柱筒式平台5种深海钻采平台的特点,并对国内选取平台提出了一些建议;总结了4种深海开发模式,根据国内实际海洋开发环境建议选用"FDPP+WHXT+FPSO/FSO"模式比较合理;最后展望了深海钻采技术的发展趋势--大型化,先进化,联合化,可燃冰也将成为新的关注热点.学习国外先进技术和走自主开发的路线是国内深海石油钻采技术发展的必然选择.【期刊名称】《石油钻采工艺》【年(卷),期】2009(031)002【总页数】5页(P39-43)【关键词】深海;钻采技术;钻采平台;开发模式;天然气水合物【作者】张喜顺;李敬元;张向华;李子丰;董世民【作者单位】燕山大学,河北秦皇岛,066004;燕山大学,河北秦皇岛,066004;中海油能源发展监督监理公司,天津,320045;燕山大学,河北秦皇岛,066004;燕山大学,河北秦皇岛,066004【正文语种】中文【中图分类】TE242近年来，随着人类对陆地和近海资源的大肆掠夺和破坏，陆地和近海油气资源逐渐减少甚至枯竭，全球范围能源紧张的矛盾更加突显，为满足不断增长的能源需求，世界许多国家特别是一些发达国家都将油气资源的开发重点投向深海。

据统计，世界海洋石油蕴藏量约1000多亿吨，天然气储量140万亿立方米，深海区域还蕴藏着丰富可燃冰资源。

目前，全世界从事海洋油气开发的国家已达100多个，尤其是美国、沙特阿拉伯、委内瑞拉等国，其海上石油年产量均在千万吨以上。

世界最大的海底石油储量是中东的波斯湾、委内瑞拉的马拉开湖、挪威的北海以及墨西哥湾。

波斯湾现已探明的石油储量达120亿吨，占世界已探明海洋石油储量的50%以上，有”石油之海”之美称。

　第３３卷　第５期２０２１年１０月中国海上油气ＣＨＩＮＡＯＦＦＳＨＯＲＥＯＩＬＡＮＤＧＡＳＶｏｌ．３３　Ｎｏ．５Ｏｃｔ．２０２１　国家重点研发计划“海洋油气开采工艺设施安全及完整性检测、监测技术及装备（编号：２０１７ＹＦＣ０８０４５００）”“十三五”国家科技重大专项“深水钻完井工程技术（编号：２０１６ＺＸ０５０２８００１）”、中国海洋石油集团有限公司“十三五”科技重大项目“深水井作业安全保障技术（编号：ＣＮＯＯＣＫＪ１３５ＺＤＸＭ０５ＬＴＤ０６ＳＨＥＮＨＡＩ２０１６）”部分研究成果。第一作者简介：金学义，男，高级工程师，长期从事钻井平台深水装备技术研究和管理工作。地址：

河北省三河市燕郊经济开发区海油大

街２０１号（邮编：０６５２０１）。Ｅｍａｉｌ：ｊｉｎｘｙ５＠ｃｏｓｌ．ｃｏｍ．ｃｎ。

通信作者简介：王海燕，男，教授、博士生导师，主要从事水下信息感知、水下智能电子系统、

水声通信与组网和目标识别与定位跟踪等方

面的研究工作。地址：陕西省西安市碑林区友谊西路１２７号（邮编：７１００７２）。Ｅｍａｉｌ：ｈｙｗａｎｇ＠ｎｗｐｕ．ｅｄｕ．ｃｎ。

文章编号：１６７３１５０６（２０２１）０５?０１３６?１２ＤＯＩ：１０１１９３５／

ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３?１５０６．２０２１．０５．０１７

中国深水钻井隔水管监测技术研究进展

金学义１　董海涛２　何　轲２　盛磊祥３　许亮斌３　王海燕２

（１．中海油田服务股份有限公司　河北三河　０６５２０１；　２．西北工业大学航海学院　陕西西安　７１００７２；３．中海油研究总院有限责任公司　北京　１０００２８）

金学义，董海涛，何轲，等．中国深水钻井隔水管监测技术研究进展［Ｊ］．中国海上油气，２０２１，３３（５）：１３６１４７．

ＪＩＮＸｕｅｙｉ，ＤＯＮＧＨａｉｔａｏ，ＨＥＫｅ，ｅｔａｌ．ＲｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓｏｆＣｈｉｎａ’ｓｄｅｅｐｗａｔｅｒｄｒｉｌｌｉｎｇｒｉｓｅｒｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ［Ｊ］．ＣｈｉｎａＯｆｆｓｈｏｒｅＯｉｌａｎｄＧａｓ，２０２１，３３（５）：１３６１４７．

运动升沉补偿装置的设计和分析完成日期：指导教师签字：答辩小组成员签字：运动升沉补偿装置的设计和分析摘要升沉补偿系统作为海洋浮式钻井平台的关键设备之一。

在进行深海钻井时, 钻机将会受波浪等作用而带动井下钻具上下运动, 因而无法控制钻压, 这样不但影响效率, 严重时还会损坏钻具。

升沉补偿装置可克服上述升沉运动的影响, 调整深海井底钻压, 提高钻井效率和安全性, 而且能够延长钻井设备的使用寿命。

通过分析国内外升沉补偿技术原理及发展动态，在原理上提出并设计一种半主动升沉补偿装置，同时具有主动式补偿系统与半主动式补偿系统的优点，比传统升沉补偿装置相比具有补偿性能高、能耗低的优点；结构上采用采用游车与大钩之间装设的机械结构，进行具体的结构设计、校核、理论分析，并绘制出二维、三维零件图及装置整体装配图。

关键词：升沉补偿，主动式，被动式，半主动式，游车大钩式Design and analysis of Heave Compensation DeviceAbstractHeave compensation system is the key to Floating offshore platform.Rig will be driven by the wave functions cause down hole drill move up and down when deepwater drilling, it can’t guarantee a stable pressure.It not only influence efficiency, but also can damage drilling tools. Heave compensation system can overcome the influence of heave movement，adjusting the bottom-hole drilling pressure of the deep-sea.Enhance drilling efficiency and safety and prolong the service life of the drilling equipment.Keywords:Heave Compensation, active, passive, semi-active, compensator between travelling block and hook目录1绪论 (1)1.1课题背景及研究意义 (1)1.2国内外研究现状 (1)1.2.1国外研究现状 (1)1.2.2国内研究现状 (2)2 升沉补偿装置的结构与补偿原理 (3)2.1升沉补偿装置的结构 (3)2.1.1游车与大钩间的升沉补偿装置 (3)2.1.2天车上装设的升沉补偿装置 (4)2.1.3死绳上装设的升沉补偿装置 (5)2.2升沉补偿装置的原理 (6)2.2.1被动式升沉补偿系统 (6)2.2.2主动式升沉补偿系统 (7)2.2.3半主动式升沉补偿系统 (7)3设计方案选择 (9)3.1机械结构方案的选择 (9)3.2补偿原理方案的选择 (10)4 半主动游车大钩式升沉补偿装置的设计 (11)4.1半主动游车大钩式升沉补偿系统原理 (11)4.2钻柱的参数 (12)4.3半主动游车大钩式升沉补偿系统设计参数选择及计算 (13)4.3.1设计参数的选取 (13)4.3.2补偿液压缸的设计计算 (14)4.3.3气能蓄液器缸的设计计算 (20)4.3.4气能蓄液器缸充气压力及高压所需气体体积的计算 (26)4.3.5主动液压缸的设计计算 (27)4.3.6钢丝绳的选用计算及固定方式 (33)4.3.7滑轮及滑轮组的计算设计、校核 (35)4.3.8液压系统的设计 (42)5 总结和体会 (46)参考文献 (48)致谢 (49)1绪论1.1课题背景及研究意义随着人们对海洋油气资源认识的不断提高及对海洋油气勘探开发工作的逐渐深入, 世界范围内海洋石油钻采装备技术研究已进入一个崭新的历史阶段。

第49卷第2期化工机械DOI:10.20031/j.cnki.0254鄄6094.202202028

深水非受限桩基海上精准就位技术研究与应用

王浩宇于文太魏佳广黄山田渊海洋石油工程股份有限公司冤摘要依托野浮式生产装置及水下生产系统安装关键技术研究与应用冶课题袁结合OrcaFlex软件分析水文环境对自由态深水桩基超精准就位的影响袁并根据我国南海地质特点袁研发应对不同地质条件的辅助结构袁最后依托流花16鄄2项目进行海试来验证该技术的科学性和可行性袁为深水浮式平台的进一步研究提供有效的理论基础和技术支撑遥关键词深水桩基精准就位浮式平台非受限中图分类号TQ050.7文献标识码B文章编号0254鄄6094渊2022冤02鄄0339鄄07

作者简介院王浩宇渊1985鄄冤袁高级工程师袁从事海洋工程结构安装技术的研究袁******************.cn遥引用本文院王浩宇袁于文太袁魏佳广袁等.深水非受限桩基海上精准就位技术研究与应用咱J暂.化工机械袁2022袁49渊2冤院339~344袁360.

随着浅海油田相继进入产量递减阶段袁走向深海已经成为我国海洋油气开发的重要战略方向遥我国南海海域水深在500m以上的深水区约占海域总面积的75%袁初步估计石油地质储量约占我国油气资源总量的三分之一袁是未来油气资源的重要增长点咱1暂遥近年来袁中国南海深水油气勘探取得了一系列重大突破袁荔湾3鄄1气田群尧流花油田群及陵水气田群等被陆续发现遥随着水深的增加袁常规导管架平台技术性和经济性逐渐降低袁深水浮式平台在经济性和可靠性方面拥有显著优势遥桩基作为深水浮式平台的关键组成部分袁其安装精度对浮式平台的在位性能影响巨大遥区别于浅水支撑平台袁深水浮式平台的桩基安装设有导向和限位结构袁处于自由状态袁因此通过对深水非受限钢桩超精准就位关键技术的研究袁可以有效解决其精准就位的野卡脖子冶问题袁保障浮式平台在位性能袁是我国野走向冶深水的关键袁也是加快建设海洋强国的必由之路遥1深水海洋平台桩基应用概述

119岩心作为一个地层最直接、最准确的第一手地质研究资料，是了解地层岩性和储层特性最可靠的手段。

因此，岩心对初期勘探地层及后期油气田开采有着极其重要的影响，而钻井取心工艺则是获取岩心的最直接手段，也是唯一途径。

在钻井取心施工中，如何保证岩心质量、提高岩心收获率，是每一个钻井取心技术人员探讨和研究的永恒话题。

探心作为钻井取心钻进结束后、起钻前的一种补救措施，经常被钻井取心技术人员提及并应用，特别是在钻进过程中和割心时有异常情况时，探心则可以有效的防止岩心丢失和避免空筒(岩心收获率为0)的出现。

一、探心理论探讨1.自锁式取心工具自锁式取心工具主要适用于成柱性好、岩性中硬到坚硬的地层，割心原理是当取心钻进结束后，通过岩心与自锁式岩心爪之间的摩擦拉力，带动岩心爪下行并锁死岩心，当岩心爪随钻具继续上行时，岩心受到持续向上的拉力，当拉力达到岩心的拉伸破坏极限时，岩心就会因拉伸破坏而断裂，达到割心的目的。

自锁式岩心爪割心后，岩心爪在卡箍座处锁死岩心，取心筒内的岩心无法从岩心爪处掉出，但在割心后如果想继续钻进取心，岩心可以在外力的作用下从外部通过岩心爪进入取心筒，自锁式岩心爪是可以重复使用的，自锁式取心工具的割心原理是探心及采取补救措施提供了必备条件。

2.加压式取心工具加压式取心工具主要适用于岩性较松软、成柱性差的地层，割心原理是在取心结束后再循环管线中投入50mm的钢球，利用钻井液将钢球带入井底取心工具上部的球座。

钢球落座后，钢球会封堵取心工具的所有循环通道，随着钻井液的持续进入，球座处的泵压持续上升，当泵压达到一定值时，取心工具上部的悬挂销钉就会被剪短，取心内筒下行，靠着钻井液瞬间的水击冲击力和下部钻头的倾斜倒角，使得下部的一把抓式岩心爪收缩而切断岩心，并将岩心封死在取心内简中。

加压式取心工具的岩心爪为一次性使用，加压割心后进行探心操作只能确认丢失岩心数量，为下一步施工做准备。

二、探心的实际应用1.在腾xx 井自锁式取心工具中的应用腾xx井属于二连盆地白音昆地凹陷东部陡坡带，取心目的为了解该地层岩性及含油气性质，该井取心总进尺24.77米，共取心7筒次，取心钻遇地层主要岩性为灰色泥岩、灰色砂砾岩、深灰色荧光砂砾岩、灰色凝灰岩，所取地层难度较大，再者因钻井设备的限制，对取心作业是一个不小的挑战。

大洋钻探船深海钻探作业模式分析李福建;王志伟;李阳;陈国明;刘秀全;田雪【摘要】随着陆地及浅海资源的日渐稀缺,海洋资源的开发利用日益成为各国关注的焦点。

为加快深海资源勘探开发的速度,我国计划建造第一艘大洋科学钻探船。

针对大洋科学钻探船,进行深海钻探作业模式技术分析,总结国内外深海钻探作业模式,分析其优缺点,进行关键设备配置以及工艺过程的对比,从经济性、安全性以及工艺复杂程度等方面进行综合技术分析。

基于国内外深海钻探作业模式的发展趋势,给出我国深海钻探作业模式的发展建议及未来钻探作业模式的发展方向,为我国大洋科学钻探提供一定的理论支持。

【期刊名称】《海洋工程装备与技术》【年(卷),期】2018(005)005【总页数】7页(P320-326)【关键词】大洋科学钻探;大洋钻探船;钻探作业模式;技术分析【作者】李福建;王志伟;李阳;陈国明;刘秀全;田雪【作者单位】[1]中国船舶工业集团公司第七八研究所,上海200011;[2]中国石油大学(华东)海洋油气装备与安全技术研究中心,山东青岛266580;[1]中国船舶工业集团公司第七八研究所,上海200011;[2]中国石油大学(华东)海洋油气装备与安全技术研究中心,山东青岛266580;[2]中国石油大学(华东)海洋油气装备与安全技术研究中心,山东青岛266580;[1]中国船舶工业集团公司第七八研究所,上海200011;【正文语种】中文【中图分类】P7420 引言海洋是生命的摇篮，并且蕴藏着丰富的矿产资源。

世界上最早的科学钻探活动开始于海洋。

大洋科学钻探[1-2]是世界上规模最大、历史最久的国际合作计划，为探索海洋奥秘做出了巨大贡献。

大洋钻探的工作水深可达6000m左右，对洋底钻进的深度为几十米至上千米。

钻进时不需要钻井隔水管，泥浆返回到海底，但为了在起出钻具后使钻具能再进入原井眼，还需要有特殊的重返井口的装置。

大洋钻探主要目的是进行深海取芯，这与常规的深水钻探技术有所不同。

节流压井管汇功能分析及其在钻井船中的应用节流压井管汇是钻井作业中的一个重要装备，它在钻井船中扮演着关键的角色。

本文通过对节流压井管汇的功能进行分析，并探讨其在钻井船中的应用，旨在帮助读者更深入地了解这一装备的重要性及作用。

一、节流压井管汇的功能分析1. 压井作业：节流压井管汇是用于进行钻井压井作业的重要设备。

在钻井作业中，由于地层压力、地层岩层力学性质、气体的渗透性、气体运移性等因素的影响，常常会导致钻井过程中的各种各样的地层流体突然涌入井筒，造成井口喷流等事故。

而节流压井管汇的设计和使用正是为了在发生井喷事件时，可以利用压井装备及工艺达到控制井口压力、阻止井喷的目的。

2. 排除井口阻塞：在钻井作业中，井口往往会因为各种原因发生阻塞，这个时候就需要使用节流压井管汇来清除井口的堵塞物，保证钻井作业的正常进行。

3. 钻井顶管液封：在进行钻井作业时，为了避免井口发生喷流事故，需要使用节流压井管汇对钻井顶管进行液封，这样可以有效的避免井口涌入地层流体而产生喷流。

4. 井口压力监测：节流压井管汇还可以用于监测井口的压力变化，实时反映井内情况，及时发现异常情况并进行相应处理，保障钻井作业的安全进行。

二、节流压井管汇在钻井船中的应用1. 预防井喷：钻井船作为钻井作业的重要装备之一，配备有节流压井管汇可以在发生井喷事故时，迅速采取措施进行压井作业，有效地控制井口压力，避免进一步的事故发生，保障了钻井作业的安全进行。

三、节流压井管汇的进一步应用及发展趋势当前，随着海洋石油开发的不断扩大，对钻井设备的要求也越来越高。

在未来的发展中，节流压井管汇将会更加智能化、自动化，使用更加方便，维护更加简便。

与其他钻井设备的配套应用也会更加广泛，为钻井作业的安全、高效提供更完善的保障。

随着深水钻井技术的不断发展，节流压井管汇在深水钻井中的应用也将会更加重要，需要不断提高其稳定性、可靠性和安全性。

这将需要相关企业和研发人员不断进行技术革新和改进，提高节流压井管汇在深水钻井中的适应能力。

超深水海洋双梯度钻井技术相关探讨摘要：随着能源需求不断扩大以及陆上可开发的能源资源越来越少，对海洋超深水的油气资源勘探日益受到相关人员的重视。

海洋油气资源的开发成为当今能源资源的主要开发方向之一，双梯度钻井技术是开发海洋油气资源的主要技术手段。

本文将探讨分析超深水海洋双梯度钻井技术。

关键词：超深水；海洋；双梯度钻井技术调查研究显示，我国深海油气的开发技术起步比较晚，相比起陆地钻井技术和浅海钻井技术而言，超深水海洋钻进技术所面临的环境更为复杂，因此在技术方面要求也更高[1]。

深水钻井水深一般超过一千米，但是如果超过一千五百米，使用常规的钻井技术无法有效开发。

双梯度钻井技术能够适用于超深水海洋钻井过程中，有效解决地层压力问题，不断优化井筒压力。

一、超深水海洋钻井过程中所面临的问题在一些快速沉积的盆地地区，如西非地区，由于孔隙压力高、破隙压力低，所以需要使用多层技术套管封隔上部分地层。

超深水海洋钻井的主要问题表现为：其一，浅层水流动；其二，井控事故频繁发生等。

二、双梯度钻井技术的基本原理双梯度钻井技术是一种控压钻井技术类型，核心思想表现为：采用相关技术手段使得钻井井口至海底以及海底至钻头实现不同的压力梯度。

传统深水钻井时井眼至产生一种压力梯度（钻井平台至井底的压力），双梯度钻井技术下，钻井液主要从海底到井底，海底泥线至水面井段为流体，流体在回返时会产生两种压力梯度。

常规钻井所使用的技术是：单梯度钻井技术。

单梯度钻井技术在相同尺寸井眼条件下，梯度值只有一个，能够充分显示井底压力（地面到井底）。

在超深水海洋钻井过程中，使用双梯度钻井技术会产生两个梯度值（一个是海面到海底的海水压力柱，另外一个是海底到井底的钻井液压力柱）。

单梯度钻井技术主要参考地面来确定压力值，如空隙压力值、破裂压力值。

常规钻井技术中的泥浆柱压力梯度和地层压力以钻井平台为参考点，双梯度钻井技术则是让同等尺寸的井眼中存在两个不同压力梯度[2]。

南海深水钻井井控技术难点及应对措施叶吉华;刘正礼;罗俊丰;畅元江【摘要】深水钻井井控存在着海床不稳定、地层破裂压力低、地层压力窗口窄、以及存在浅层气、浅层水流、气体水合物和海底低温等诸多问题。

在对国内外深水井控技术充分调研的基础上，针对南海深水钻井井控特点和难点，结合近年南海深水钻井设计和作业实践经验，详细分析了深水钻井井控存在的地层压力窗口窄、溢流监测困难、压井难度大和压井作业时间长、井控设备复杂、存在水合物风险等问题，研究提出了有针对性的解决方案，并以南海深水井为例介绍了深水井控的具体措施。

%Due to the differences in sedimentary environment, deepwater drilling environment, and well control equipment of deepwater strata, the well control of deepwater drilling is trapped in many problems such as seabed instability, low formation fracture pressure, narrow formation pressure vessel, and the presence of shallow gas and shallow lfow, gas hydrates, and subsea low temperature. Building on a full investigation about well control of domestic and foreign deepwater drilling and considering the characteristics and dififculties of well control of deepwater drilling in the South China Sea, a targeted solution is proposed based on the recent deepwater drilling design and operating experience and a detailed analysis of existing problems in well control of deepwater drilling, such as narrow formation pressure vessel, dififcult overlfow monitoring, dififcult and long well killing operation, complex well control equipment, and the presence of hydrates. Speciifc measures about deepwater well control are also provided with the deepwater wells in the South China Seaas an example. The understanding and measures presented in this paper may provide a reference for the well control operations of deepwater drilling in the South China Sea.【期刊名称】《石油钻采工艺》【年(卷),期】2015(000)001【总页数】4页(P139-142)【关键词】深水钻井;井控难点;溢流;压井;水合物【作者】叶吉华;刘正礼;罗俊丰;畅元江【作者单位】中海石油中国有限公司深圳分公司，广东深圳 518067;中海石油中国有限公司深圳分公司，广东深圳 518067;中海石油中国有限公司深圳分公司，广东深圳 518067;中国石油大学华东，山东青岛 266580【正文语种】中文【中图分类】TE58在海洋深水区钻井时，由于海洋沉积环境和作业工况的变化，地层承压能力低，隔水管压井、阻流管线长、摩阻大，压井时容易导致井漏，发生喷漏共存、地下井喷等复杂情况，故井控难度更大。