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國(guó)內(nèi)外水下防噴器的技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)

2024-02-22 16:05     來(lái)源:海洋石油裝備與材料     水下防噴器 海上油氣
國(guó)外從20世紀(jì)50年代開(kāi)始研制和生產(chǎn)水下防噴器組,80年代中后期達(dá)到高峰。隨著全球海上油氣勘探不斷向深水和超深水轉(zhuǎn)移,油氣裝備行業(yè)掀起了新一輪浮式鉆井裝備的建造熱潮,水下防噴器技術(shù)的發(fā)展進(jìn)一步加快。目前水下防噴器最大設(shè)計(jì)水深已超過(guò)了12000ft,其結(jié)構(gòu)緊漆,重量輕,耐溫,抗拉、抗彎能力強(qiáng),信號(hào)傳輸和閘板更換速度快。

國(guó)外生產(chǎn)水下防噴器的廠家主要是美國(guó)的Shaffer公司、Cameron公司和Hydril 公司,其生產(chǎn)歷史悠久,研發(fā)能力強(qiáng),制造工藝先進(jìn),在技術(shù)和市場(chǎng)上均處于壟斷地位。

Shaffer公司生產(chǎn)球形萬(wàn)能防噴器已有80多年的歷史。隨著鉆井技術(shù)的不斷發(fā)展,球形萬(wàn)能防噴器的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)也在不斷地完善和發(fā)展。為便于拆裝,較大通徑時(shí)防噴器頂蓋結(jié)構(gòu)多設(shè)計(jì)為楔形,較小通徑時(shí)多設(shè)計(jì)為球形。該防噴器的主要優(yōu)點(diǎn)是膠芯用膠量大,使用壽命長(zhǎng),零件數(shù)量少,成本較低,軸向尺寸小,整體組裝高度降低。Cameron公司于20世紀(jì)70年代設(shè)計(jì)生產(chǎn)的D型和DL.型環(huán)形(萬(wàn)能)防噴器,其徑向和軸向尺寸較小,零件較多,膠芯用膠量較少,造價(jià)相對(duì)較高,使用壽命不如Shaffer公司的產(chǎn)品。Hydril公司設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的錐形萬(wàn)能防噴器也有70多年的歷史,其零件相對(duì)較少,制造容易,成本較低,使用可靠,不足是軸向尺寸較大。近年來(lái),該公司又推出了適應(yīng)深水作業(yè)的GX型環(huán)形防噴器,其最大工作水深可達(dá)6000ft。

Shaffer公司生產(chǎn)的閘板防噴器具有蝶形彈簧的尾端鎖緊裝置,進(jìn)一步升級(jí)為超鎖緊Ⅱ型鎖緊系疏,可在關(guān)閉或打開(kāi)的各一次液壓執(zhí)行過(guò)程中完成閘板關(guān)閉和鎖緊,或開(kāi)啟鎖緊和開(kāi)啟閘板的動(dòng)作,操作簡(jiǎn)便,成本低,重量輕,縱向尺寸小,使用壽命長(zhǎng)。該公司生產(chǎn)的V形剪切閘板可在操作壓力不超18.6MPa下剪斷S-135鋼級(jí)的168.3mm鉆桿;在通徑為476mm時(shí)還可剪斷最大直徑達(dá)340mm的套管。Cameron公司生產(chǎn)的深水鉆井閘板防噴器用楔塊鎖緊或者用液缸鎖緊,殼體采用鍛鋼制造,結(jié)構(gòu)緊湊,重量輕,強(qiáng)度較高,可承受較高的工作壓力,操作過(guò)程可靠,使用壽命較長(zhǎng),最大工作水深可達(dá)10000ft。Hydril公司近年來(lái)推出了Quik-Lop型閘板防噴器,可快速更換閘板,也深得用戶(hù)青睞。

我國(guó)水下防噴器組及其控制系統(tǒng)的研制水平落后于國(guó)外。20世紀(jì)70年代,原地礦部上海海洋地質(zhì)調(diào)查局、上海大隆機(jī)器廠等單位曾聯(lián)合研制過(guò)浮式鉆井用的部分水下設(shè)備,并在“勘探一號(hào)”鉆井船上應(yīng)用,工作水深為30~100m。防噴器組通徑為346mm,液壓系統(tǒng)工作壓力為15MPa。此后,由于水下防噴器組及其控制系統(tǒng)的研制投入多、難度和風(fēng)險(xiǎn)大,這方面的研究長(zhǎng)期停滯不前。直到2000年,原華北石油第二機(jī)械廠(2002年改制為華北石油榮盛機(jī)械制造有限公司)承擔(dān)了原國(guó)家經(jīng)貿(mào)委下達(dá)的國(guó)家重大技術(shù)裝備國(guó)產(chǎn)化創(chuàng)新研制項(xiàng)目“海上石油鉆井成套井控設(shè)備”,研制成功剪切閘板、大范圍變徑閘板、F35-105超高壓防噴器組、閘板液壓鎖緊裝置等關(guān)鍵單元產(chǎn)品,這些產(chǎn)品和技術(shù)主要用于自升式鉆井平臺(tái),也可部分應(yīng)用于水下防噴器組。

近年來(lái),我國(guó)上海神開(kāi)石油化工裝備股份有限公司也開(kāi)展了水下防噴器的研制和生產(chǎn),產(chǎn)品有環(huán)形防噴器和閘板防噴器,適于海上自升式、坐底式或固定式平臺(tái),部分產(chǎn)品已經(jīng)出口國(guó)外。該公司生產(chǎn)的防噴器膠芯是球形,其主要優(yōu)點(diǎn)是膠芯用膠量大,使用壽命較長(zhǎng),零件數(shù)量少,成本低,比其他環(huán)形或錐形防噴器軸向尺寸小,整體組裝高度降低。

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