检索结果-内蒙古大学图书馆

石油钻采工艺 2009年第2期31卷 44-47页

作者：高本金陈国明殷志明刘书杰中国石油大学机电工程学院山东东营257061 中海石油研究中心北京100027

为解决深水钻井作业中遇到的复杂问题,挪威AGR公司进行了无隔水管钻井液返回钻井技术(RMR)研究。RMR技术在钻井中不采用常规海洋隔水管,而是用海底吸入模块将从井眼环空中返回的岩屑和钻井液分流出来,在海底泵的作用下通过一条小直径回... 详细信息

为解决深水钻井作业中遇到的复杂问题,挪威AGR公司进行了无隔水管钻井液返回钻井技术(RMR)研究。RMR技术在钻井中不采用常规海洋隔水管,而是用海底吸入模块将从井眼环空中返回的岩屑和钻井液分流出来,在海底泵的作用下通过一条小直径回流管线由海底返回至钻井平台,从而实现无隔水管钻井液循环。分析了RMR技术原理,介绍了海底吸入模块、海底举升泵模块、钻井液返回管线、控制系统等关键装备,概述了RMR技术在国外应用现状。对RMR技术今后发展提出展望,对国内应用推广该技术有一定指导意义。

关键词：无隔水管钻井液回收深水钻井双梯度钻井无隔水管钻井

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深水无隔水管钻井MRL选型及参数优化

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石油机械 2013年第2期41卷 66-69页

作者：王国栋陈国明殷志明中国石油大学(华东)海洋油气装备与安全技术研究中心中海石油研究中心

无隔水管钻井液举升钻井是解决深水表层钻井难题的有效方案,钻井液举升管线作为该系统中海底钻井液返回平台的唯一通道,其选型和设计影响到整个系统的正常运行。在对钻井液返回管线(MRL)压耗分析的基础上,通过分析不同MRL规格对钻井液... 详细信息

无隔水管钻井液举升钻井是解决深水表层钻井难题的有效方案,钻井液举升管线作为该系统中海底钻井液返回平台的唯一通道,其选型和设计影响到整个系统的正常运行。在对钻井液返回管线(MRL)压耗分析的基础上,通过分析不同MRL规格对钻井液流速、压耗等性能的影响,得出适合于不同水深的MRL内径的解决方案;同时对不同水深作业情况下返回管线的选型进行研究,提出较浅水优先选用柔性管线,深水和超深水情况下选用钢制管线的选型原则。该研究对深水无隔水管钻井液举升钻井系统的研究具有一定的指导意义。

关键词：钻井液返回管线(MRL) 深水钻井无隔水管钻井优化选型

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海洋无隔水管钻井钻柱动力学分析

海洋无隔水管钻井钻柱动力学分析

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作者：王杰长江大学

学位级别：硕士

油气资源仍然是当今世界各国经济发展的命脉,消耗量依旧在不断增加,随着陆地油气资源逐渐减少,油气资源的开采也逐渐由陆地向海洋甚至深水水域转移。常规的海洋深水钻井都使用了隔水管来连接井口装置和钻井平台,其主要作用是为了隔离海... 详细信息

油气资源仍然是当今世界各国经济发展的命脉,消耗量依旧在不断增加,随着陆地油气资源逐渐减少,油气资源的开采也逐渐由陆地向海洋甚至深水水域转移。常规的海洋深水钻井都使用了隔水管来连接井口装置和钻井平台,其主要作用是为了隔离海水,引导钻井管柱和套管等进入井口装置,构成钻井液的循环通道等作用。但是,隔水管的使用会导致平台载荷增加,钻井成本提高,隔水管承受的复杂载荷也容易造成结构失效,引发钻井事故。无隔水管钻井技术作为一种新型钻井工艺,直接摆脱了对隔水管的使用,有效地降低了平台要求,提高了海洋深水钻井施工的安全性,钻井作业的成本也可以得到降低。无隔水管钻井作业在国外已经发展得较为成熟,并在多口井进行了实践,效果显著。然而,国内在该方面技术还处于起步阶段,受国外对无隔水管钻井关键设备和控制方法等实行技术封锁的制约,我国的无隔水管钻井技术发展也尤为缓慢。无隔水管钻井以其深水钻井高效的优越性,已经逐渐成为各国竞相研究的热点。本文也依托于国家自然科学基金“深水无隔水管钻井涡动对钻柱动态响应研究”(51405032)这一课题开展了无隔水管钻井钻柱动力学研究。本文首先介绍了无隔水管钻井技术的应用前景和研究意义,同时对目前的管柱力学研究状况作了简要剖析,针对无隔水管钻井海水段钻柱的动力学问题提出了采用达朗贝尔原理、瑞利梁轴转子动力学理论、欧拉动力学方程建立钻柱在转速为零时的横向振动力学模型和钻柱在转动状态下的瞬态涡动力学模型,并采用有限元法(FEM)对建立的模型进行求解。其次,对无隔水管钻井技术关键设备的主要结构和基本原理作了简要介绍,并针对无隔水管钻井海水段钻柱的工况,分析了钻柱单元所受的载荷形式以及轴向载荷、浪流载荷的计算方法。然后,基于达朗贝尔原理,通过分析海水段钻柱微元的力学平衡和力矩平衡建立了钻柱在转速为零情况下的横向振动力学模型。同时,基于欧拉动力学方程建立了钻柱的涡动力学模型,推导了钻柱涡动微分方程,并给出了相应的边界条件和周期性条件。再者,依据本文建立的力学模型,采用计算精度较高的中心差分方法将高阶微分方程离散。通过求解钻柱横向振动微分方程得到了钻柱在横向振动状态下动态响应规律,分析了大钩载荷、平台偏移量、海流和波浪对钻柱横向振动的力学影响规律。同时,依据所建立的钻柱涡动微方程,推导了钻柱临界转速表达式。通过求解特定工况下的钻柱涡动响应,得到了钻柱在涡动状态下的力学变化规律。最后,依据本文所得到的钻柱动力学模型和微分方程求解方法,利用C#与Matlab混合编程技术开发了"无隔水管钻井钻柱动力学分析软件",软件界面友好,结构合理,层次分明,可提高无隔水管钻井钻柱动力学计算效率。本课题通过开展海洋无隔水管钻井工况下海水段钻柱的动力学研究,客观地解释了海水段钻井管柱运动规律,研究结果将有效指导无隔水管钻井施工作业,同时也能对无隔水管钻井钻柱动力学的深入研究提供理论参考。

关键词：海洋无隔水管钻井钻柱动力学

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无隔水管钻井技术临界排量分析

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石油机械 2016年第2期44卷 48-52页

作者：彭齐樊洪海纪荣艺周号博赖敏斌罗顺付随艺中国石油大学(北京)石油工程教育部重点实验室中国石化石油工程技术研究院中国石油西部钻探工程公司

鉴于国内有关无隔水管钻井技术水力学研究较少,且循环压耗计算仍然基于适用性较差的钻井液流变模式的现状,采用罗-斯模式建立了适用于无隔水管钻井系统的全流态水力学分析方法,分析了泵排量随水深、井深的变化规律。分析结果表明,无隔... 详细信息

鉴于国内有关无隔水管钻井技术水力学研究较少,且循环压耗计算仍然基于适用性较差的钻井液流变模式的现状,采用罗-斯模式建立了适用于无隔水管钻井系统的全流态水力学分析方法,分析了泵排量随水深、井深的变化规律。分析结果表明,无隔水管钻井系统正常钻进过程中,应保持泵排量大于或等于临界排量,否则立管压力将为负数,钻柱内将出现U形管效应;钻柱内循环压耗对立管压力随排量变化的规律影响较大,环空循环压耗和钻头压降对其影响较小;不同深水条件下临界排量均随着井深的增加而减小,当井深相同时,水深较小的工况下临界排量较小。所得结论对无隔水管钻井系统平台泵排量的确定有指导意义。

关键词：无隔水管钻井水力计算临界流量循环压耗水深因子

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无隔水管钻井泥浆举升系统管路特性计算与分析

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石油矿场机械 2012年第7期41卷 33-37页

作者：葛瑞一陈国明周昌静李伟中国石油大学海洋油气装备与安全技术研究中心山东东营257061

无隔水管钻井技术使用海底泵举升系统将钻井液和岩屑通过返回管线泵送回海面钻井船,能解决深水钻井地层破裂导致的相关问题,在国外获得了广泛的应用。选用冥律流体沿程压力损失算法,确定了深水泥浆返回管路所需压头的计算方法;对影响管... 详细信息

无隔水管钻井技术使用海底泵举升系统将钻井液和岩屑通过返回管线泵送回海面钻井船,能解决深水钻井地层破裂导致的相关问题,在国外获得了广泛的应用。选用冥律流体沿程压力损失算法,确定了深水泥浆返回管路所需压头的计算方法;对影响管路特性的因素进行深入分析,得出系统的工作水深、钻井液密度和工作流量是设计泥浆举升系统最重要的参数;同时应充分考虑钻井过程中钻井液固相颗粒体积分数、流性指数和稠度系数变化带来的影响,为深水泥浆举升系统的设计提供了理论基础。

关键词：无隔水管钻井管路特性冥律流体

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无隔水管钻井浅部地层井筒循环压耗分析

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石油机械 2015年第8期43卷 73-77页

作者：彭齐樊洪海纪荣艺赖敏斌周号博刘劲歌付随艺中国石油大学(北京)石油工程教育部重点实验室中国石化石油工程技术研究院

无隔水管钻井液回收钻井技术能够较好地解决深水浅部地层的钻井难题。基于圆管流量方程及其在环空中的推广应用,分别建立钻柱内和环空中钻井液全流态的井筒循环压耗计算方法。算例分析结果表明,层流状态下钻柱内和环空中循环压耗随排量... 详细信息

无隔水管钻井液回收钻井技术能够较好地解决深水浅部地层的钻井难题。基于圆管流量方程及其在环空中的推广应用,分别建立钻柱内和环空中钻井液全流态的井筒循环压耗计算方法。算例分析结果表明,层流状态下钻柱内和环空中循环压耗随排量增大均缓慢增加,而过渡流和紊流下循环压耗随排量增加的速度较快;RMR无隔水管钻井系统在钻井过程中存在一个临界排量,只有泵排量不小于临界排量才能够保证井筒循环的连续性;钻遇浅部地层时井筒压力中还是钻井液液柱压力起主导作用,循环压力的影响相对较小。研究内容可为我国开展深水无隔水管钻井提供一定的技术支持。

关键词：无隔水管钻井浅部地层循环压耗临界排量

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深水无隔水管钻井套管下入力学影响因素分析

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重庆科技学院学报（自然科学版） 2011年第5期13卷 66-68页

作者：韩涛练章华丁亮亮西南石油大学成都610500

从研究深水无隔水管钻井钻柱工作的环境影响因素出发,建立海流沿垂深方向流速分布数学模型,综合考虑海面风速、潮流流速等因素的影响,建立了海流力计算模型,利用加权残值法对钻柱力学模型进行求解。提出一套相关计算方法,为不同海况下... 详细信息

从研究深水无隔水管钻井钻柱工作的环境影响因素出发,建立海流沿垂深方向流速分布数学模型,综合考虑海面风速、潮流流速等因素的影响,建立了海流力计算模型,利用加权残值法对钻柱力学模型进行求解。提出一套相关计算方法,为不同海况下套管下入能力预测提供了理论依据。

关键词：深水无隔水管钻井海流力纵横弯曲加权残值法

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深水无隔水管钻井钻柱的临界转速分析

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制造业自动化 2020年第6期42卷 75-78页

作者：黄剑钱利勤夏成宇武进虎赵小龙长江大学机械工程学院荆州434023 中石化胜利油田石油工程技术研究院东营257000

根据现场录井数据表明,在深水无隔水管钻井时,由于无隔水管的约束,钻柱在作业载荷、环境载荷、钻井平台运动、钻柱涡动等综合作用下运动规律及应力分布等情况都比较复杂,特别是随着水深增加,当转速达到临界值时,钻柱剧烈振动,极易导致... 详细信息

根据现场录井数据表明,在深水无隔水管钻井时,由于无隔水管的约束,钻柱在作业载荷、环境载荷、钻井平台运动、钻柱涡动等综合作用下运动规律及应力分布等情况都比较复杂,特别是随着水深增加,当转速达到临界值时,钻柱剧烈振动,极易导致钻柱动力失稳破坏。因此本文基于转子动力学理论,建立了非线性支承无隔水管钻柱力学计算模型,探索轴承刚度、水深、钻柱截面尺寸对临界转速的影响。结果表明随着壁厚的增加,涡动的临界转速有所降低;海水段钻柱长度增加,临界转速降低;随着轴承刚度的增加,钻柱涡动临界转速增大。通过以上研究,推荐了合理的转速防止共振,这些结果可以作为现场深水无隔水管钻井作业的参考。

关键词：无隔水管钻井转子动力学管柱涡动临界转速

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水合物无隔水管泥浆闭式循环钻井系统设计与研究

水合物无隔水管泥浆闭式循环钻井系统设计与研究

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2018IPPTC国际石油石化技术会议

作者：王志伟陈国明张云腾中国石油大学(华东)海洋油气装备与安全技术研究中心

海洋天然气水合物储量巨大,是未来能源开采的重要方向,中国水合物多储藏在南海深水区域的浅层地层内,面对常规深水钻井作业压力窗口狭窄、浅层地质灾害等难题,安全高效的水合物钻探是亟待解决的关键问题,无隔水管泥浆闭式循环钻井技术... 详细信息

海洋天然气水合物储量巨大,是未来能源开采的重要方向,中国水合物多储藏在南海深水区域的浅层地层内,面对常规深水钻井作业压力窗口狭窄、浅层地质灾害等难题,安全高效的水合物钻探是亟待解决的关键问题,无隔水管泥浆闭式循环钻井技术是实现海洋天然气水合物钻井可行的方案。总结无隔水管泥浆闭式循环技术主要优势及工程应用实例,并且以深水钻探船为例,制定相应的无隔水管泥浆闭式循环方案,给出无隔水管钻井系统关键设备组成及主要作用,针对无隔水管钻井系统中的海底泵模块以及海底吸入模块进行设计研究。研究表明无隔水管泥浆闭式循环技术在水合物钻井方面具有明显优势,我们有必要结合水合物开采特点,对无隔水管钻井系统进行研究与改进,开发出拥有自主知识产权的深水无隔水管水合物钻井技术。

关键词：水合物钻探无隔水管钻井方案设计海底泵模块吸入模块

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水合物储层水平井钻井井筒-储层耦合模型与井壁稳定性分析

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石油学报 2023年第7期44卷 1151-1166页

作者：高永海尹法领张党生孙小辉赵欣欣陈野孙宝江中国石油大学(华东)石油工程学院山东青岛266580 中国石油集团渤海钻探工程有限公司井下作业分公司河北沧州062552 中国海洋石油工程股份有限公司天津300451

在深水浅层水合物沉积层中钻探水平井是一项具有挑战性的工作。由于天然气水合物的相平衡特性,钻井液侵入引起的温度和压力扰动容易造成井周水合物分解,增加井壁失稳风险。通过考虑泥饼孔渗的动态变化、水合物相变、储层力学性质的动态... 详细信息

在深水浅层水合物沉积层中钻探水平井是一项具有挑战性的工作。由于天然气水合物的相平衡特性,钻井液侵入引起的温度和压力扰动容易造成井周水合物分解,增加井壁失稳风险。通过考虑泥饼孔渗的动态变化、水合物相变、储层力学性质的动态变化以及井筒多相管流与储层多相渗流的热质传递耦合,提出了水合物储层钻井井筒-储层耦合模型。通过与实验数据对比表明,该模型能够有效表征水合物储层钻井液侵入引起的井周温度和压力等参数的变化。基于中国南海神狐海域SH2井位钻探数据,分析了水合物储层长水平剖面的钻井液侵入特征及井壁失稳风险。研究结果表明,随水平段长度延长,井筒环空温度和压力增大,钻井液侵入深度和井壁失稳风险增加。水平井井位部署在储层水合物饱和度高的区域有利于缓解钻井液侵入程度,并降低井壁失稳风险。进一步模拟了有无泥饼、不同钻井液入口温度和盐度对水平井趾端井壁稳定性的影响。泥饼在减小水合物饱和度低的区域钻井液侵入深度和井周屈服半径方面效果更明显。钻井液盐度的变化主要影响井周屈服情况,水合物地层钻井过程中为减小井周屈服区域和屈服程度,应采用较低盐度钻井液。在计算条件下,钻井液盐度小于4.2%比较有利于井壁稳定。在相同计算条件下,井位①和井位②趾端发生屈服的临界钻井液入口温度分别为22.39℃和22.24℃,水合物地层钻井过程中为避免井周出现屈服,钻井液入口温度应小于临界屈服温度。

关键词：水合物储层无隔水管钻井水平井井筒-储层耦合井壁稳定性

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