摘要：水下井口系统在钻完井和修井等连接作业过程中,受到波浪和海流引起的隔水管振动、平台运动以及作业性动载荷等传递而来的循环载荷作用,这些循环载荷使水下井口产生循环弯矩,导致水下井口疲劳损伤不断累积。为了促进深水水下井口系统技术进步,提高水下井口系统的安全利用水平,总结了深水水下井口系统特点,调研了水下井口在南海的应用现状和前景;分析了水下井口在损伤预测、疲劳监测、多源监测数据融合处理等疲劳损伤评估研究中的进展;总结了水下井口疲劳损伤评估研究难点,最后提出了水下井口疲劳损伤评估技术的发展方向及研究建议。水下井口疲劳损伤评估研究难点是水下井口疲劳监测水池试验待开展、缺乏多源监测数据融合的水下井口修正有限元模型。所得结论可为水下井口系统技术发展及深海应用提供参考。

摘要：为实现海上油气井侧钻和弃置等作业中套管的经济、高效回收,突破平台修井设施拔桩载荷能力限制,研制了一种基于液压驱动的套管拔桩工具。通过理论分析与模拟试验对拔桩工具能力进行了研究,计算了工具的理论拔桩能力,建立了水泥胶结状态下可拔出套管长度与拔桩力、水泥胶结强度、待拔桩套管外径及套管自重等的关系模型,并开展了套管拔桩全尺寸模拟试验,验证了工具的拔桩能力。研究结果表明:在液压缸20 MPa额定工作压力下,工具可产生3025.5 kN的拔桩力;以常用的ø244.5 mm胶结套管为例,额定工作压力下的理论可拔出长度为2.772 m;室内全尺寸模拟试验条件下,拔出同样长度水泥胶结的同尺寸套管,理论计算结果与全尺寸拔桩模拟试验结果误差仅为7.13%,符合性良好。理论分析及全尺寸模拟试验验证了液压拔桩工具的可行性,所得结果可为工具现场应用提供理论及试验依据。

摘要：钢质懒波形立管(Steel Lazy-Wave Riser,SLWR)作为一种新型的钢悬链线立管(Steel Catenary Riser,SCR),在国外深水油气开发中的应用越来越广泛。将SLWR与SCR进行了特点对比,通过调研SLWR在国内外海洋油气开发中的应用现状和前景,分别从动力学分析、流固耦合模拟及涡激振动(Vortex Induced Vibration,VIV)诱发疲劳分析、立管内部段塞流诱发振动3个方面论述了SLWR振动机理的研究进展。当前深水SLWR的研究难点主要包括立管内部段塞流诱发振动机理不明晰、波流流固耦合振动机理待揭示,未来应研究立管内部段塞流与立管外部波浪海流耦合作用下的振动机理、安全控制机理。研究成果可为未来中国深水SLWR技术的发展及在油气田中的应用提供参考。(表3,参39)

摘要：针对传统井筒准备工作存在的不足,研制了套管液压举升工具,并设计了套管回收工艺。通过理论分析,计算了工具的举升能力,校核了液压增力缸、锚定机构和活塞拉杆等部件在工作状态下的强度,研究了锚定机构对套管内壁的应力影响,并对工具不同的应用场景进行了理论及工艺研究,同时在渤海油田对工具进行了现场应用。研究及现场应用结果表明:套管液压举升工具具备3000 kN以上的举升能力,工具各部件可承受举升作业产生的应力载荷,且不会对套管内壁造成损伤;工具可适用于内层套管回收、隔水导管及多层套管回收等多种应用场景,当回收内层套管时,工具可回收2.7~13.0 m长度的胶结套管(以常用的?244.48 mm套管为例),当回收泥线以下多层套管时,可回收20.0 m以上的不同形式的导管/套管组合;割刀+套管捞矛+套管液压举升工具的组合钻具可节省2趟起下钻,较常规套铣回收工艺工期节省约71.3%。所得结论可为该工具的海上大规模应用提供技术支撑。

摘要：在隔水管钻井作业中,利用有限个加速度传感器监测数据预测钻井隔水管疲劳寿命是钻井隔水管系统面临的一项技术挑战。介绍了一种基于传递函数法,监测位置A处加速度数据,评估目标位置B处钻井隔水管疲劳损伤及疲劳寿命的分析方法。利用南海某深水气井钻井隔水管336 h加速度的监测数据,进行隔水管的疲劳损伤评估,得到了疲劳寿命。提出的基于加速度监测数据的钻井隔水管疲劳损伤评估方法和监测实例计算可为深水钻井工程提供重要参考。

摘要：水下井口系统是海洋油气勘探开发的关键装备,为保证其在钻完井作业过程中的安全性,水下井口系统的疲劳状态监测成为保障安全的重要手段,水下井口的弯曲应力预测是基于监测数据疲劳损伤评估的重要内容。为此,提出了一种基于深度学习的水下井口系统弯曲应力预测方法,该方法使用防喷器处的加速度监测数据预测水下井口系统的弯曲应力。根据设计海况矩阵进行隔水管-水下井口系统动力响应分析,以分析得到的时序数据为基础,利用长短期记忆网络(LSTM)建立水下井口系统弯曲应力预测模型,最后对预测模型进行验证。研究结果表明,提出的水下井口系统弯曲应力预测模型得到的预测值准确度较高,相对误差低于0.2%,决定系数大于0.999。该弯曲应力预测方法可为水下井口疲劳损伤评估提供支撑。

摘要：为保证弯曲井段的套管抗挤强度满足作业要求,建立了弯曲载荷状态下的套管受力理论模型,结合ANSYS有限元模拟,研究了同规格套管的抗挤强度与井眼曲率之间的关系;同时建立了室内弯曲套管抗挤试验平台,进行了不同曲率下的套管抗挤试验。研究结果表明:抗挤强度与曲率服从良好的二次函数下降关系,在现场常用曲率范围内呈现线性下降趋势,当曲率继续增加,抗挤强度下降趋势越来越快,二次下降趋势明显;在钢级和尺寸相同条件下,套管壁厚越薄,抗挤强度受弯曲率影响越小,下降趋势越平缓;在每30 m井段曲率0°~7°范围内,有限元模拟、试验测试结果与理论计算结果相近,有限元模拟的最大误差为5. 57%,试验测试的误差最大为2. 91%。研究成果可为套管在弯曲井段的抗挤强度设计提供理论及试验参考。

摘要：为避免异常高压造斜井段套管挤毁和变形等复杂情况,针对该井段套管抗挤强度开展了研究,建立了弯曲套管抗挤受力模型及套管磨损量化理论模型,研究了套管抗挤强度随井眼曲率、轴向载荷及磨损深度变化的规律。研究结果表明:套管抗挤强度随井眼曲率、轴向载荷的增加逐渐下降,且服从良好的二次函数关系;综合考虑轴向载荷及弯曲作用下,套管抗挤强与磨损深度服从良好的线性下降关系。针对目标井所用的244. 5 mm技术套管,在设计的每100 m井段10°造斜率下校核了不同磅级与不同钢级下的套管抗挤强度,推荐了满足强度要求的套管规格。综合考虑轴向载荷及磨损,在设计的10°造斜率下,计算得到剩余套管抗挤强度最低为54. 106 MPa,较套管API名义抗挤强度降低约7. 194 MPa,降幅11. 74%,剩余抗挤安全系数为1. 312(>1. 125),满足标准设计要求,同时计算了推荐套管所能承受的最大曲率范围。指出弯曲载荷下的套管抗挤强度受弯曲率及磨损深度影响较大。研究结果对于造斜井段的套管抗挤强度设计具有一定的借鉴意义。

摘要：海上自升式井口支持平台是用于浅水海域边际油气田开发的有效装置。与常规导管架平台相比,海上自升式井口支持平台无多层横向支撑结构,且其隔水导管缺乏有效支撑,隔水导管结构强度及稳定性难以满足规范化要求。为解决此难题,结合海上自升式井口支持平台结构的特点,设计了可升降隔水导管支撑结构。该结构可为隔水导管提供有效支撑,从而使得隔水导管结构强度和稳定性满足规范化要求。

摘要：深圳海域油气田水深较深,产液量较大,需要排量较大的机采设备和容量较大的地面变频设备,如何选择电泵型号和变频器、变压器等设备型号,达到节约设备成本,减少平台空间,进而降本增效的目标,对生产和科研来说都很重要,这里根据深圳某油田的设计经验,对水平井和定向井进行电潜泵参数计算、泵型选择、电机选择以及变频器和变压器等地面控制设备的设计,希望形成一个固定的设计流程和模板,供采油工程师设计电泵和地面设备时借鉴使用。