摘要：南海莺琼盆地由于地质成因复杂,具有地层温度、压力高,压力台阶多、压力窗口窄的特点,导致该区域的钻完井作业常常会出现井涌、井漏甚至是涌漏同存复杂,造成该区域部分井的作业难点多、成本居高不下。而控压钻井能够精确控制井底当量密度,降低窄压力窗口井控、井漏风险,从而实现安全高效钻进,并且陆地高温高压控压钻井技术已在塔里木、四川等多个区块进行了应用,形成了一套成熟的技术体系。结合海上超高温高压X1井的实际情况,对海上超高温高压控压钻井从井底ECD、施工参数、应急井控3个方面进行作业设计分析。应用实践表明,该系统可通过控制回压的方式在海上高温高压井进行井筒动态承压试验、起钻、接单根作业,并可以精确监测井下溢流、井漏复杂,使得高温高压钻井风险降低、作业成本减少,为该系统在海上高温高压区块及深水高温高压区块的推广应用提供了借鉴。

摘要：常规钻井平台位置警戒圈根据隔水管的静态分析方法确定,无法考虑风、浪、流等载荷作用下平台的运动轨迹,也不能确定平台达到极限位置的时间,存在一定的局限性。为此,建立了基于钻井平台-隔水管-水下井口系统的动态耦合方法,采用FLEXCOM软件建立了钻井平台漂移分析的有限元模型,得出平台动态漂移轨迹与漂移情况下隔水管-井口系统的载荷状态,并结合平台应急解脱作业的响应时间,提出了钻井船允许的漂移时间和漂移距离的计算方法。分析结果表明:漂移分析模型综合考虑了风、浪、流等载荷的影响,能够动态预测平台动力定位失效情况下钻井船的漂移轨迹;在隔水管-井口系统的选型设计时,要针对具体井开展漂移分析计算,根据计算结果评估漂移时间和距离是否满足平台响应的时间要求,根据分析确定限制因素,针对性地采取强化措施。所得结论对于保证深水钻井隔水管系统和水下井口系统的完整性具有重要意义。

摘要：针对常规套管螺纹在中短半径开窗侧钻旋转下套管作业过程中出现的因抗扭性能差无法下入到位的问题,设计了一种变齿宽、变槽宽、不变螺距的新型高抗扭套管螺纹。该新型套管螺纹每增加1螺距,外螺纹齿宽增加0. 1 mm、槽宽减少0. 1 mm,相应地内螺纹变齿宽减少0. 1mm、槽宽增加0. 1 mm。数值模拟结果表明:新型套管螺纹在上扣、压缩及拉伸等载荷作用下,不同位置螺纹等效载荷趋于一致,中间位置螺纹应力载荷得到提高,达到"理想螺纹"受力效果,各项指标均达到ISO 13679 (2002)要求。抗扭性能分析结果表明:该套管螺纹可与套管本体实现等强连接,且极限抗扭性能比同规格特殊螺纹提高6. 64%。现场应用结果表明:新设计的套管螺纹接头可通过旋转入井法到达预定位置,满足井身结构设计要求。自主设计的新型高抗扭套管螺纹满足现场应用要求,具有良好的应用效果和较高的推广价值。

摘要：目前海洋工程中多为浅层吸力桩建井,相关结构设计复杂,不适合深水建井条件,为此,开展了深水吸力桩建井沉贯过程承载力特性的理论和试验研究。通过吸力桩建井过程的介绍,承载力模型的建立以及建井下入过程的模拟试验,计算和分析了吸力桩相关承载力及模拟试验结果。研究结果表明:吸力桩建井的承载力由侧向摩阻力和底部支撑力共同承担,且底部支撑力与侧向摩阻力的承载比例与吸力桩直径有关;随着外加载荷增大,吸力桩模型下入深度增加,侧向摩阻力系数先增大后减小,底部支撑系数减小;由于下入深度增加,底部支撑力占承载比例减小,比例系数降低。所得结论可为吸力桩建井施工以及后续的承载力计算提供技术指导。

摘要：针对海上油气田套管清洁作业周期长、联座管柱易卡及无法判断卡点的风险,研制了一种变径套管清洁工具板簧结构,实现了244.48 mm(95/8英寸)套管与177.8 mm(7英寸)尾管的连续清洁作业。为了控制板簧支反力600~1200 N的窗口区间和非线性变化,设计了变截面、变约束、预压缩阶梯3种结构方案。利用形状记忆合金(SMA)随温度变化的特性,可显著改变材料的弹性系数。利用ABAQUS工程模拟和静态力学测试相结合的方法对3种结构的压缩位移-支反力变化曲线进行了研究,测试结果与有限元分析结果一致,可为类似板簧结构设计提供参考。

摘要：针对单筒双井技术中大尺寸表层套管的作业时效低、井口稳定性差的问题,设计了一种新型双线螺纹结构。该大尺寸套管规格为762 mm×25.4 mm,双线螺纹,螺纹参数为3牙/25.4 mm(3牙/in)、齿高3.6 mm,齿间间隙0.3 mm,锥度1∶6,齿形导向角45°,承载角7°,采用橡胶密封圈密封。通过静力学数值模拟分析表明,新型双线套管螺纹在压缩、拉伸载荷下,最大接触应力小于材料的屈服强度;在海况重现期为100 a时,强度和稳定性安全系数大于1.25,符合百年一遇波流作用的安全作业要求。在水压、拉伸、压缩、上卸扣、极限弯曲试验中,套管实物均未发生失效。应力应变试验结果和有限元数值模拟结果相似。现场应用2井次,新设计的双线螺纹套管均到达预定地层位置,二开技术套管完井顺利,作业时效比普通螺纹套管提高近1.8倍,满足了单筒双井井身结构设计要求,具有推广价值。

摘要：在套管设计和评估过程中应考虑其可靠性,常规的概率可靠性方法需要大量的数据建立概率模型。然而,与套管强度和载荷相关的数据获取难度大,难以满足建立概率模型的要求。为此,对非概率可靠性理论用于套管强度可靠性分析进行了探讨,建立了基于非概率可靠性理论的套管可靠性评估模型,采用区间变量来刻画套管强度评估中涉及的各种参量的不确定性,从而借助非概率可靠性指标判断套管的安全可靠性。由推导的公式可知,某一不确定参数的偏差减小,另一个不确定参数的偏差可随着增大。因此,在工程实际中为了降低成本,应尽可能减小不确定参数的偏差,在保证套管安全可靠的前提下,可以适当放宽对套管壁厚和直径的偏差要求。该方法适用于不确定参量信息不足的情况,是实际工程中利用有限的信息判断套管是否安全的有效方法。