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【本周专题:海洋油气开发】业内首个多功能立管系统(上)

【本周专题:海洋油气开发】业内首个多功能立管系统

威德福推出具有复合功能的立管SCC TTR以及相应的配套工具,无论是标准的立管系统或是定制化的立管系统,其都能快速、高效、安全的完成立管安装作业。

来自 | Offshore
编译 | 张德凯

深水油气开发通常伴随着高风险、高成本、高技术难度等问题,因此,开发商更倾向于选择定制化技术和设备以确保作业安全性和整体经济效益。在油气井作业过程中,钻机设计、立管安装、钻杆连接操作以及完整性的保持,都必须保证高精度、高水准,这样才能确保油井能连续、安全生产30年以上。

在东南亚的某深水油田开发中,开发商采用了定制化的张力推平台,共有24个预留井位供后期批量钻井使用。TLP平台被垂直固定,随着环境、海况的变化会在水平方向发生一定偏移,正适合水深500m区域的作业。在TLP应用中,连接海床和平台都使用顶张力立管(TTR),通过外部连接器与井口相连,TTR服役时间覆盖井筒全生命周期。

常规的立管系统包括两套独立的模块,分别进行钻井和完井操作。而在该油田中,开发商选用的新型单套管复合(SCC)TTR既可以用于钻井,也能满足后期生产要求。单套管复合TTR使用外层立管,同时满足钻井、完井、生产以及修井作业要求;单套管复合TTR足以替代之前使用的两种套管系统,避免了相应的作业时间和成本,同时还简化了后期作业。

单套管复合TTR是业内首个多功能立管系统,威德福还专门结合了专业的管串操作技术和工具,推出了定制化的管串操作、连接服务,对于API标准以外的管串同样适用。该服务最初用于11个平台的套管安装工作,后逐渐推广。总体来看,该服务功能主要包括:在甲板上转移12m长的TTR;实时监测每口井的连接、拆解过程中扭矩变化,确保操作安全有效;配合转台转盘操作、安装管件,对平台设备造成影响极小。

常规的管串连接工具扭矩强度都低于100000ft-lbs,无法满足高扭矩作业要求,所以在高扭矩管串的连接、拆解过程中,耐用、高机械强度的立管安装大钳是非常关键的工具。为了解决该问题,威德福的工程师团队与开发商紧密合作,经过一年多时间的研发,推出的扭矩大钳工作性能远远超出行业标准,完全满足高扭矩立管的安装要求。单套管复合TTR的首次平台安装于2016年10月进行,为了确保作业顺利,威德福在2015年10月对扭矩大钳进行了性能测试,证明该工具完全能够满足作业要求,性能非常可靠。

高扭矩连接

立管连接作业的关键技术是威德福的21-300型立管大钳,该工具专为高扭矩作业设计,在连接过程中可连续旋转操作。在立管连接的最初,连接扭矩峰值高达110000ft-lbs,卸扣扭矩高达235000ft-lbs,在大多数作业中无需如此高水平的扭矩,这些足以证明21-300大钳可以满足高扭矩作业要求,尤其是在作业条件更为苛刻的东半球。

21-300的重量接近7吨,在连接和拆解过程中能够产生连续的旋转扭矩,峰值高达300000ft-lbs,远远高于常规工具。21-300型立管大钳可以用于所有的立管连接作业,立管尺寸覆盖9~21in的范围。在一些特殊应用中,如外径为18.149-in的非API标准管件的连接,21-300还能进行特殊配置,满足作业要求。

21-300的组装无需按常规方法即可完成,无需对钻台进行特殊改造,同时21-300还可以通过远程机械操控或是半机械控制。21-300配备有三个马达,使齿轮手里均匀,提高咬合效率,降低管件受损风险。

21-300采用液压、三爪式咬合系统,在提供高扭矩的同时将作用力平均分布在关键上,降低了管件受损风险。为了长期保持井筒完整性,21-300与现有的扭矩监测、控制、分析系统都兼容,可以自动进行扭矩的记录。

为了精确的布置21-300,威德福还推出了另外一款工具—PowerFrameII大钳定位系统,通过使用PowerFrameII,工作人员即可远程机械操作21-300,消除了现场作业的必要性,提高作业安全性,降低作业风险。PowerFrameII的水平移动由其配备的轮组完成,垂直运动由两个液压升降机控制,最大垂直方向移动范围为77in,完全满足作业要求,可提高定位准确性和作业效率。

PowerFrameII采用即插即用型设计,能够快速安装、拆解,大幅降低作业时间和成本,该系统通过轨道固定,通过软件进行控制,即可将其从代用区域移动至作业区域,覆盖范围极大。

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