南海西部海域海洋鉆修機升級改造及應用

孫培申

（中海石油（中國）有限公司湛江分公司，廣東湛江 524057）

南海西部海域海洋鉆修機升級改造及應用

孫培申

（中海石油（中國）有限公司湛江分公司，廣東湛江 524057）

南海西部文昌海域由于作業水深較深，平臺布局的特殊性，鉆井平臺無法實施鉆完井作業。針對該海域鉆完井作業特點，通過對原有鉆修機進行升級改造，達到鉆完井作業能力，經過多口井嘗試，鉆修機升級改造已成為南海西部文昌海域調整井主要作業模式。

海上平臺；鉆修井機；升級改造；應用

1 修井機現狀

文昌二期油田群海洋鉆修井機是我國南海第一個標準化海洋鉆修井機項目（1），油田群位于南海北部灣海域，共有五座標準化簡易井口平臺，每座平臺設有一臺修井機，修井機主要由井架、上下可移動底座、泥漿泵、凈化撬塊、鉆桿堆場、游車提升系統組成。

在無額外增加固定設備的前提下，可完成的作業有：批量井口回接；完井作業、常規修井作業、常規增產作業、試油作業、棄井作業等。

2 升級改造內容

在對修井機改造升級前，需對修井機進行現場調研，調研內容主要包括井架承載能力，動力驅動能力，循環處理能力、控制系統等，并對導管架場地做好規劃，在不影響修井機原有功能的前提下，對場地重新規劃，使之滿足調整井作業需求。

對比原修井機功能，須升級改造內容包括：提升及旋轉系統、固控系統、泥漿泵組、動力驅動系統、井控系統等。升級主要依據為安監總局25號令《海洋石油安全管理細則》。

2.1 提升及旋轉系統升級

提升系統：

修井機鉆井絞車采用單獨柴油機動力驅動，傳動檔數通常為3～5檔，結構與陸地傳統絞車類似，隨著鉆井深度不同，絞車常配備到500～1 000kW。

1）鉆機起升設備的起升能力

鉆機起升設備的起升能力應滿足的條件為：

2.2 最大管柱重力≤鉆機最大鉤載

其中：

（1）最大管柱重力為最大鉆柱重力與最大套管柱重力中的較大值。

（2）最大管柱重力的計算公式如下：

式中：F管柱為最大管柱重力，kN；

L1為定向井中管柱垂直投影長度，m；

L2為定向井中管柱水平投影長度，m；

G空為管柱在空氣中的單位長度的重量，kN/m；

f為摩擦系數，套管內取0.25，裸眼取0.3；

ρ為鉆井液密度，g/cm3；

ρ鐵為鋼鐵密度，g/cm3（取7.8 g/cm3）。

旋轉系統：

修井機轉盤的開口直徑通常為（37 1/2″），主要通過加裝頂部驅動滿足作業需求：

頂部驅動升級依據：

（1）頂部驅動的額定載荷應與絞車提升能力相匹配；

（2）頂部驅動的最大連續扭矩≥19kN·m，間歇最大輸出扭矩≥24kN·m，最大連續輸出功率≥450kW。

2.2 固控系統升級

受導管架場地限制，修井機通常采用三級固控設備，即振動篩、除氣器、離心機。根據鉆遇井段不同，通常的配備為：二到三臺振動篩、除氣器、離心機。

2.3 泥漿泵組升級

（2）最大泵壓：

式中 p泵為正常循環的泵壓，kPa；

L2，L3，…，L5為不同段的長度，100m；

pd為液體密度為1g/cm3時的噴嘴壓降，kPa；

ρ為密度，g/cm3；

B為系數；

N1為地面設備的壓耗系數，kPa；

N2為鉆桿壓耗系數，kPa/100m；

N3為鉆鋌壓耗系數，kPa/100m；

N4為井眼與鉆鋌間環空壓耗系數，kPa/100m；

N5為井眼與鉆桿間環空壓耗系數，kPa/100m。

鉆井泵的最大泵壓pmax應大于上式計算中各井段所需鉆井泵的最大值。

根據上式計算出結果，并結合調整井現場對于場地、吊裝噸位、安裝便利等方面因素影響，修井機常用選型有BH800、FS-800、FS-1000型泥漿泵。

2.4 動力驅動系統

從安全性、可靠性、及可操作角度出發，修井機動力驅動分為兩大塊——電力驅動、柴油機驅動。

鉆井主要大功率設備如泥漿泵組、鉆井絞車采用獨立柴油機驅動，輔助設備如振動篩、柴油機潤滑油泵、離心機電機等用電采用并入油田群電網驅動。

選配的柴油機組，應與對用的泥漿泵、絞車功率相匹配。

另外，為避免油田群電網意外失電，調整井現場另備用一套應急發電機。應急發電機功率應大于鉆井過程中循環保障用電。

2.5 井控系統

修井機的井控系統由防噴器組和防噴器控制系統兩部分組成。防噴器的壓力等級主要依據所鉆探地層的壓力大小和鉆機設計等級來確定，通常可選擇35MPa、70MPa。修井機井控設備各類技術要求皆參用鉆井船用井控設備要求執行。

3 鉆修機升級改造應用

近期，經過對南海某鉆修機升級改造后，完成了一口井7″尾管開窗作業。

本井在2 255m處7″尾管開窗，開窗后連續5°狗腿造斜至2 437m，穩斜鉆進至2 996m，二測造斜至3 156m，穩斜鉆井至完鉆井深3 238m。鉆進最大連續扭矩11 000lbs*ft，泵壓2 830psi，最大懸重135klbs，整體作業順利，鉆修機運行穩定，各方面性能均達到作業要求，無因修井機質量問題引起的非生產時間。

4 結論

2007年，在文昌某油田調整井作業中，首次通過修井機升級改造配合拖輪支持完成兩口井鉆完井作業。十年來，利用海洋鉆修機改造升級累計完成近50口井鉆完井作業，鉆探井型包括，定向井、水平井、大位移水平井。

經過大量實鉆表明，在不影響修井原有功能前提下，采用海洋修井機升級改造成鉆修機進行鉆完井作業切實可行。

[1] 趙志麗，張天福，王正武.海洋鉆修機采用頂驅裝置的可行性研究[J].石油機械，2002，30（9）：34-36.

Upgrading and Application of Marine Drilling and Repairing Machine in Western China Sea

Sun Pei-shen

The drilling platform can not carry out drilling and completion operations because of the deep working depth and the particularity of platform layout in Wenchang waters of western China.In view of the characteristics of drilling and completion of the sea area，through the upgrading of the original drilling machine to achieve the completion of drilling and drilling operations，after several wells to try，drilling and upgrading machine transformation has become the southern South China Sea Wenchang waters the main operating mode adjustment wells.

offshore platform；drilling workover rig；upgrading；application

TE592

：B

：1003–6490（2017）04–0181–02

2017–04–02

孫培申（1983—），男，廣東湛江人，工程師，主要從事技術管理工作。