塔里木井控装备配套技术研究

论文摘要

在塔里木油田恶劣工况条件下(超深井、高压、高产),现有井控装备存在诸多问题。要大幅度提高塔里木油田井控装备的针对性、可靠性,规避恶劣工况条件下的井控风险,确保井控安全,需要对井控装备进行配套完善,增加井控装备的适应性。由于井控装备的配套完善工作地域性很强,国内外还没有完全可以直接利用的装备、技术、经验,严重地阻碍了破解塔里木油田井控装备配套难题的进程。有针对性的进行攻关研究,有利于立足现有装备实现升级换代,形成具有鲜明特色的实用化技术,为保障塔里木油田井控安全提供可靠的技术装备,消除出现重特大事故的隐患,有着明显的经济效益和积极的社会效应。本文通过对塔里木油田井控装备特点进行应用分析,总结带有普适性的井控装备出现的问题,进行了相关的针对性研究,取得了如下一些主要成果：1)通过开展溢流监测装置可靠性评价,提出了实用化的早期微量溢流的实时监测方案,并完成了相关装备的结构设计；2)通过开展方钻杆下旋塞阀失效分析,提出了测压式方钻杆下旋塞阀结构方案,并完成了相关实验研究；3)通过实验研究,对在用的剪切闸板进行了适应性评价,提出了相关的改进意见,确保特殊工况条件下实施钻具剪切效果；4)通过开展钻井液气体分离器问题分析,提出了实用化的新型分离器改进方案,并完成了相关装备的结构设计；5)通过开展放喷管线放喷能力的理论研究,对比现有放喷管线配置方案,提出了相关改进措施。上述研究成果,有助于提高塔里木油田井控装备抗御井控风险的能力,在安全、环保层面上有较好的意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 井控装备现状
• 1.1.1 井控系统简介
• 1.1.2 井口防喷器装置
• 1.1.3 节流压井装置
• 1.1.4 钻柱内防喷工具
• 1.1.5 溢流监测
• 1.2 塔里木油田井控装备存在的问题分析
• 1.3 研究目的及技术思路
• 1.4 研究内容
• 第2章 深井早期微量溢流监测技术
• 2.1 深井早期微量溢流监测的重要性和存在的问题
• 2.1.1 深井早期微量溢流监测的重要性
• 2.1.2 现有溢流监测存在的问题
• 2.2 深井早期微量溢流监测技术
• 2.2.1 钻井过程中各节点对溢流敏感程度分析
• 2.2.2 监测方案
• 2.3 监测装置
• 2.3.1 井口导管液面监测装置
• 2.3.2 分离器液面监测装置
• 2.3.3 环空液面监测装置
• 2.4 本章小结
• 第3章 新型方钻杆旋塞阀
• 3.1 方钻杆旋塞阀的失效原因分析
• 3.1.1 结构及工作原理
• 3.1.2 方钻杆旋阀失效分析
• 3.2 方钻杆旋塞阀的改进方案
• 3.2.1 技术思路
• 3.2.2 技术方案
• 3.3 新型方钻杆旋塞阀设计
• 3.3.1 新型方钻杆旋塞阀结构设计
• 3.3.2 旋塞阀传感器
• 3.4 新型方钻杆旋塞阀实验测试
• 3.4.1 实验测试方案
• 3.4.3 实验测试结果
• 3.5 本章小结
• 第4章 剪切闸板防喷器
• 4.1 剪切闸板的适用性研究
• 4.1.1 剪切闸板国内外调研及评估
• 4.1.2 剪切闸板对不同钻柱所需剪切力研究
• 4.2 剪切闸板测试实验
• 4.2.1 剪切闸板的测试实验方案
• 4.2.2 剪切闸板的测试实验结果
• 4.3 剪切闸板改进建议
• 4.4 本章小结
• 第5章 新型气液分离器
• 5.1 泥浆气液分离器
• 5.1.1 塔里木常用气液分离器
• 5.1.2 气液分离器尺寸及性能研究
• 5.2 气液分离器改进方案
• 5.2.1 气液分离器设计方案
• 5.2.2 改进设计的气液分离器的结构和性能
• 5.2.3 改进设计的气液分离器现场使用情况和效果
• 5.3 本章小结
• 第6章 放喷管线优化配置
• 6.1 放喷管线配置情况
• 6.1.1 塔里木常用放喷管线配置
• 6.1.2 川渝地区常用放喷管线配置
• 6.2 放喷管线放喷能力计算
• 6.3 放喷通路配置方案
• 6.4 本章小结
• 结论与建议
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及参与科研工作
• 附录A 测压式方钻杆旋塞阀设计图
• 附录B 旋塞阀传感器结构图