双井架钻井工艺路径.docx

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双井架钻井工艺路径

双井架钻井工艺路径

编写：

审核：

批准：

烟台杰瑞石油装备技术有限公司

1双井架简介

在深海石油钻井初期，半潜式钻井平台采用的都是单口井作业系统，即在平台上配置一台钻机。

由于海洋钻井成本高，配置双井架钻机可有效提高作业效率，主要表现在：

1）采用双钻机并行作业方法，减少了钻井平台组装拆卸钻杆及下放回收水下器具等作业所占用的时间；2）平衡重载和轻载需要，应为深水海域钻井时，隔水管和防喷器等的重量比钻具重量要大得多，如用常规的一个井架和一套起升系统会造成钻机绞车非常庞大，很难做大无级变速，正常钻井时绞车起升和下放的速度就会受到影响，从而影响钻井效率，而双提升系统可有效解决这一问题。

一套起升系统用于载荷相对较小的正常钻井的起下钻，另一套起升系统用于速度相对较慢的起升和下放隔水管和防喷器。

深水钻机钻井工艺比近海钻机更加复杂，起下钻和连接钻杆消耗时间更多。

双井架钻机配置有两套钻井及排管系统，通过主辅井口配合并行操作，可显著提高钻井效率，理论上双井架钻机相对普通钻机效率可提高31.6%。

例如美国双联井架钻井船DiscoverSpirit在Aconcagua海洋气田钻探时大约节省了25%的作业时间。

双井架钻机已成为新型高性能深水钻机的典型标志。

本项目双井架基本参数如下表：

性能指标

参数

性能指标

参数

环境温度

-20℃~+50℃

名义钻井深度（5”钻杆）

12000m

井架底部跨距

24.3×18.2m

井架净空高

64m

表2.1双井架参数

2双井架钻井工艺分析

双井架钻井工艺需要根据钻机布置的不同具体分析。

一般从以下两方面入手：

1）钻具移运排放工艺路径；2）主辅钻机并行作业工艺路径；下面将对这两方面做详细介绍。

2.1钻井模块布置方案

使用双井架的深水钻井船钻井工艺流程复杂，多任务并行操作。

涉及钻具移运排放系统、隔水管处理系统、防喷器和采油树处理系统和升沉补偿系统等。

本项目主辅钻机的井口中心距离为40英尺，艉部钻机为主钻机，艏部钻机为辅钻机。

钻台结构正下发为月池，船体开口为25m×9.7m，在月池上方布置有隔水管张紧系统及其导轨。

钻井船左舷布置2台钻井绞车及钻具移运排放系统的指梁和排管机，钻井船右舷为司钻控制室、铁钻工和死绳固定器等。

节流压井管汇和液气分离器等布置于井架周围。

井架后方为隔水管存储区及隔水管吊机和猫道机，井架前方为钻杆和套管存储区及折臂吊和猫道机。

防喷器和采油树分别布置在左右舷，通过各自的吊机和转运车送至井口。

图2.1钻井模块总体布置图

图2.2钻台面布置图

2.2钻具移运排放工艺路径

钻具移运排放系统主要包括以下设备：

关节吊、猫道机、排管机。

为实现双钻机并行作业，2套排管系统布置于井架艏艉位置。

钻杆的操作流程为：

a、艏部关节吊将堆场内钻杆吊起，移动至猫道机滑轨；

b、猫道机将钻杆输送到辅井口上方，排管机吊环下将提升钻杆，排管机机械臂夹持钻杆并将其下放至钻盘；

c、第二根钻杆，提起下放与第一根钻杆中心对齐，铁钻工移动到位将两根单根连接；

d、第三、四根钻杆处理方式与第二根相似；

e、四立根连接完成后由排管机将立根提起，移动到指梁存放；

小直径套管作业工艺与钻杆类似，套管经动力猫道输送至钻台，顶驱提升放入转盘，铁钻工紧扣对接后，直接下放；大直径套管作业需要排管机机械臂扶持。

隔水管处理部分完全由主钻井中心完成，隔水管由起重机提升至动力猫道，送至主钻井中心，顶驱将隔水管吊起，多功能机械臂扶正隔水管，由主钻井中心密封连接后下放。

2.3主辅钻机并行作业工艺路径

主辅钻机并行作业是提升钻机效率的关键因素。

通过主钻机、辅钻机及钻井船动力定位系统（DPS-3）的相互配合，实现以下主辅钻机的并行作业工艺路径：

主钻机

MainRig

辅钻机

AuxRig

钻井船

DrillingShip

在主钻机中心连接及下放30”套管

在辅钻机中心连接及下放36”底部钻具组合（BHA）

此时钻井船定位在辅钻机对准井口中心处

在辅钻机钻井时，主钻机继续下放30”套管

钻具抵达预定位置后开始进行钻井作业

主钻机继续下放30”套管

钻井达预定深度后起钻，将36”钻具组合从井内提出

30”套管已抵达海底，主钻机开始下套管作业

辅钻机继续提出36”钻具并回收

辅钻机将钻具从井内提出后，钻井船利用DPS-3定位系统将主钻机正对井口中心

主钻机下套管作业结束后，开始固井作业

辅钻机收回36”钻具组合后，开始连接并下放26”底部钻具组合（BHA）

主钻机固井作业结束后，提出30”下井管柱

辅钻机继续下放26”底部钻具组合

主钻机管柱与井口脱离后，钻井船移位，将辅钻机正对井口中心处

主钻机继续提出30”下井管柱

钻具抵达预定位置后开始进行钻井作业

管柱回收结束后，主钻机开始连接并下放20”套管

钻井达预定深度后起钻，将26”钻具组合从井内提出

利用防喷器吊机将防喷器（BOP）移动至转运车上

将主钻机下放的20”套管悬挂在导轨上，并将其移动至井架中心

辅钻机继续提出26”钻具并回收

转运车将防喷器移动至主钻机中西正下方

防喷器就位后，主钻机开始连接隔水管与防喷器

辅钻机继续提出26”钻具并回收

主钻机继续连接、下放隔水管

26”钻具回收完成后，将20”套管移至辅钻机正下方

主钻机继续连接、下放隔水管

辅钻机继续下放20”套管

主钻机继续连接、下放隔水管

20”套管抵达海底后，辅钻机开始下套管及固井作业

辅钻机固井作业结束后，提出20”下井管柱

辅钻机将钻具从井内提出后，钻井船利用DPS-3定位系统将主钻机正对井口中心

将隔水管与隔水管张紧器进行连接

辅钻机继续提出回收20”下井管柱

开始安装和测试防喷器作业

辅钻机继续提出回收20”下井管柱

防喷器测试结束后，主钻机开始钻井作业

辅钻机准备立根及小尺寸套管

表2.1主辅钻机并行作业