国外先进超深井钻井设备介绍

国外先进超深井钻井设备介绍 上 国外先进超深井钻井设备介绍 上 一 国外第五 第六代钻井平台 船 配备超深井钻井设备的主要技术特点 1 钻井设备的动力源为长寿命 少维修 低排放 电脑控制的电喷技术 的大功率柴油发电机机 组 2 钻井设备 含钻机绞车 转盘 TDS 和泥浆泵等 采用大功率 钻机绞车驱动功率一般 3 000hp 7 200hp 单台泥浆泵驱动功率一般 2 200hp TDS 功率一般 1 000hp 数控变频 驱动技术 而静液驱动由于驱动马达尺寸小 重量轻 旋转惯性力小 恒功率调速范围大 便于安 全控制负荷等一系列优点 也是采用和发展的重点 3 钻井设备 含钻机绞车 转盘 TDS 和泥浆泵等 采用双套装备 便于采用梯度钻井工艺技术 以明显节约钻井施工时间 4 浮动式钻井的水下钻井设备配备了五高性能 高抗弯能力的联结器和套管头 为适应超深水钻井 防喷器组下联结器和套管头均采用了高 抗弯能力的设计 如维高 Vetco 公司 18 3 4 in ExF H4 型联结器的抗弯载荷 3 1 百万 ft lbs 卡 姆伦 Cameron 生产的卡爪式联接器在 10 000psi 工作压力和 2 000 千磅拉力下的弯矩 ft lb 为 10 3 百万 ft lbs 高强度和耐压浮力块的隔水管 为适应超深水钻井 相应研制了高强度和耐压浮力块的隔水 管 高张紧力的隔水管张紧器 如 Shaffer 的双缸型隔水管张紧器张紧力达 250 千磅 补偿行程 66ft 高可靠度的 BOP 组第 4 代数字编码控制系统 高可靠度 ROV 配合海底 BOP 控制 发展了适应海底用 ROV 控制 配合海底蓄能器 的控制 系统等 5 浮动式钻井的水面钻柱运动补偿器系统采用游车型或天车型大补偿能力 600 000 lbs 2 670kN 1 000 000 lbs 4 450 kN 和长补偿行程 20ft 6 1m 25 ft 7 62m 6 浮动式钻井的立管采用专用立式 或卧式 储存的起重 运送和排放系统 目前 关于世界第 6 代半潜式钻井平台和钻井船 以下简称钻井平台 船 已有一些零星报道 随着岁月推移与技术进步 出现第 6 代钻井平台 船 是顺理成章之事 第 6 钻井平台 船 的主要点如 下 1 钻井平台 船 出现时间在 2000 年甚至 2003 年及其以后 2 钻井平台 船 钻井工作水深大都在 10 000ft 3 048m 12 500ft 3 810m 乃至更深 3 钻井深度 35 000ft 10 668m 40 000ft 12 200m 乃至更深 钻机为双套 钻机主绞车功率 5000hp 7200hp 乃至更大 4 半潜式钻井平台大多为正方形或矩形 立柱多为 4 6 立柱 矩形截面 无斜撑 少节点 5 钻机 顶驱和泥浆泵的驱动方式多为交流变频驱动或静液驱动 6 立管多为竖直排列并有专供立管吊运的吊机 行车 7 动力定位系统多为 DP3 或更高级 国外先进超深井钻井设备介绍 下 国外先进超深井钻井设备介绍 下 二 第五 第六代钻井平台 船 配备超深井钻井设备举例 新发展的第五 第六代半潜式平台配备超深井钻井设备具有代表性的是 1 2006 年由 Noble Corporation 公司拥有的 Noble Danny Adkins 号半潜式平台 设计 者 类级 Bingo 9000 由中国大连船厂建造 己完成船体建造 并计划于 2009 年完成改造 改造 后的主要参数 工作水深 12 000 ft 3 656m 钻井深度 37 000 ft 11 278m 2 业主 PetroMena AS 钻井平台名称 石油钻井装置 1 号 PETRORIG I 设计者 类级 F G ExD class ABS A1 CDS DPS 2 计划于 2009 年完成建造交货 主要参数 工 作水深 10 000 ft 3 048m 钻井深度 40 000 ft 12 200m 3 地处我国江苏南通 由中国与韩国合资的江苏韩通船舶重工有限公司 世界石油杂志 2006 年 12 期报道为中国 Hantong 船厂 承担建造 舍凡钻井公司 Sevan Drilling 拥有的 舍凡钻工 Sevan Driller 号半潜式平台 工作水深达当前创纪录的 12 500ft 3 810m 中部具有双井架的 钻深能力亦达当前创纪录的 40 000ft 12 200m 超深井钻机 其船体为特殊的园形结构 具有可储存 原油 150 000bbl 23 85 万 m3 的能力 故实际上成为半潜式 FPSO 是世界第一艘 SSP 即舍凡稳 定性 减摇 钻井平台 英文为 Sevan Stabilized platform drilling unit 由巴西国家石油公司美洲 公司与舍凡钻井公司签订了 6 年的钻井合同 用于墨西哥湾的钻井采油 计划于 2009 年第一季度建 成投产 三 新发展的第五 第六代钻井浮船具有代表性的是 1 由西班牙奥斯坦诺 Astano 船厂于 2000 年建成的 发现者精神号 Discoverer Spirit 钻井 浮船及其娣妹船 发现者企业号 Discoverer Enterprise 和 发现者深海号 Discoverer Deep Seas 均是双井架 双套钻机的巨型钻井船 每艘船上均配有双套 Emsco EH V 5 000Hp 的钻机 钻深能力均为 10 668m 35 000ft 其工作水深分别为 2 590m 8 500ft 和 2 438m 8 000ft 但均 可改装加深至 3 048m 10 000ft 2 由韩国三星船厂于 2000 年 3 月建成的 Belford Dolphin 号 海军勘探者 1 号 Navis Explorer 1 工作水深 3 048m 钻深 11 278m 钻机主绞车功率为 Hitec 6 600hp 3 GLOMAR CR LUIGS 号 钻井浮船 其工作水深 为 3 658m 12 000ft 原为 9 000ft 为 北爱尔兰 Harland Wolff 船厂于 1999 年建造 钻深能力为 10 668m 35 000ft 油页岩干馏炉油页岩干馏炉 用于油页岩的低温 约 500 C 干馏以制取页岩油的主体设备 油页岩干馏炉类型很多 按所用 加热载体的相态不同 可分为气体热载体干馏炉和固体热载体干馏炉两大类 气体热载体干馏炉气体热载体干馏炉 这类炉子利用气体热载体作为油页岩加热介质 适应于干馏块状油页岩 主 要特点是物料在移动床中进行干馏 代表性的炉子有下列四种 抚顺式干馏炉抚顺式干馏炉 亦称抚顺发生式干馏炉 是世界上块状油页岩干馏炼油最成熟的炉型之一 炉体 呈直立圆筒形 内径约 3m 高 10m 以上 块径约 8 75mm 的油页岩在炉子上半部 干馏段 被 热气加热干燥干馏 产生的页岩油蒸气自炉子上部逸出 油页岩转化成页岩半焦 进入炉子下半部 发生段 与自炉底进入的空气 蒸汽相遇而气化燃烧 最后生成页岩灰 从炉底排出 空气 蒸汽 与页岩半焦中的碳反应而生成的高温发生气进入炉上部加热油页岩 此外自炉中部引入来自蓄热炉 的热循环气 500 700 C 作为干馏段的补充热源 总的特点是利用了页岩半焦的气化反应热 热效率较高 且能处理贫矿 单炉日处理能力约 200t 油页岩 油收率约为实验室铝甑油收率的 70 苏联基维特炉苏联基维特炉 为直立圆筒形的气燃式干馏炉 炉上半部中间和炉中部两侧有长方形燃烧室 由 烧嘴通入空气和干馏循环气进行燃烧 生成的热烟气作为热载体进入炉上部的两个干馏室加热页岩 干馏室呈薄层长方形 有利于气体分布和减少阻力 生成的油蒸气径向导出 减少了再冷凝步骤 也有利于炉型放大 油页岩块径 25 100mm 热效率约 73 日处理 1kt 油页岩的干馏炉已投入生 产 巴西佩特罗西什炉巴西佩特罗西什炉 为直立圆筒形 直径 5 5m 热循环气进入炉中部加热油页岩 冷循环气进 入炉底部 回收页岩半焦显热后 作为干馏补充热源 该炉缺点是未回收半焦潜热 热效率低 优 点是易于控制温度 便于操作 且炉型易放大 现最大日处理能力为 2kt 油页岩 美国岩石泵式炉美国岩石泵式炉 是一种处于研究阶段的特殊炉型 日处理能力为 10kt 油页岩 炉体呈倒圆锥 形 油页岩自下而上 靠两台岩石泵轮换自炉底进料 加热用的热循环气自上而下对油页岩进行干 馏 页岩半焦在炉上部侧面排出 油 气分别自下侧引出 固体热载体干馏炉 这类炉子采用干馏后的页岩灰或加热的瓷球作为热载体 适用于干馏颗粒油 页岩 有代表性的炉子有下列两种 苏联加洛捷炉苏联加洛捷炉 干馏炉是一水平倾斜回转筒 入炉油页岩块径小于 25mm 用页岩灰作热载体 在干馏炉内油页岩被页岩灰加热干馏 生成的页岩半焦与页岩灰出炉后进入气流式燃烧室 以空气 作流化剂 将半焦燃烧成高温的页岩灰 在旋风分离器内与烟气分离后再与进料油页岩混合进入干 馏炉 如此形成循环 高温烟气经废热锅炉后再去干燥油页岩 该炉日处理能力为 500t 油页岩 热 效率 80 现已建日处理 3750t 油页岩的炉子 联邦德国鲁奇联邦德国鲁奇 鲁尔盖斯炉鲁尔盖斯炉 以页岩灰为热载体 与颗粒油页岩在混合推进器中混合加热 再进入 移动床式的干馏器中干馏 生成的半焦送入气流式提升管燃烧 生成热页岩灰再去干馏油页岩 该 炉规模较小 日处理油页岩约 15t 但有类似的较大装置处理褐煤 约日处理 720t 探头探头 井下的测井仪器井下的测井仪器 油气层埋藏在地下几千米深 科学的发展使我们可以将复杂的电子仪器下放到为探寻油气层所 钻的井中 这就是寻找油气层的 千里眼 测井下井仪器 当地层含有油气时 它的电 声 核和核磁等物理性质就不同于其他地层 将测量电阻率或介电常数 测量声波传播速度或衰减 测 量放射性射线能谱和测量核磁共振特性的仪器用电缆下放到几千米深的井中 当电缆上提时 在地 面仪器命令的控制下 自动测量地层相应的物理特性 钻探井的直径一般仅 15 至 20 厘米 且井内充满钻井液 更由于井深和井内的温度 压力都很 高 因此 下井仪器都制作成细长形状 在狭窄的空间内放置对所测物理参数敏感的传感器和其他 电子线路 其钢外壳要承受高温 高压 连接处和导线引出处要密封绝缘不受钻井液浸入 下井仪 器测量的物理参数 如电阻率大小 声波传播时间的长短 核测井计