水下防喷器 深水钻井卫士

2025-07-10 21:37:00

与陆地钻井使用的防喷器功能一样,水下防喷器是海洋深水钻井的重要设备之一,它是安装在海底水下井口和隔水管之间,就像卫士一样矗立在井口上,用来控制和防止井喷。

人们通常见到的水下防喷器,其外观与陆地或浅水用的防喷器外观完全不同。通常说的水下防喷器其实是水下防喷器组的简称。水下防喷器组一般由水下隔水管总成(LowerMarineRiserPackage,简称LMRP)和下防喷器组组成,其中水下隔水管总成在上,下防喷器组在下。水下隔水管总成、下防喷器组与其相应的辅助系统,分别被组装在两个不同的框架里面,然后连接在一起,就形成了水下防喷器组。所以人们通常见到的是水下防喷器组的框架,自然与陆地或者浅水用防喷器外观不一样,但其实里面所组装的防喷器与陆地或者浅水防喷器是一样的。水下防喷器组可是一个庞然大物,高超过20米,质量在400吨以上,一般能够承受100兆帕的压力,大多数陆地或者浅水防喷器还是无法与之相比的。

下防喷器组通常由7套闸板防喷器组成:2套钻具剪切闸板、1套套管剪切闸板、3套半封/变径闸板和1套测试闸板。闸板防喷器可以安装不同的闸板芯子,比如半封或者变径闸板、全封剪切闸板或套管剪切闸板。半封闸板和变径闸板分别密封特定直径的或者一定范围内直径的管柱,还可以使钻具接头高出闸板面,然后坐落在已经关闭在钻具本体并实现密封的闸板上。一旦将钻具悬挂在闸板上,钻具就不会因为平台的上下浮动而磨损闸板密封或出现更加严重的情况。剪切闸板可以剪切不同尺寸或质量的管柱,全封剪切一个动作就可以实现闸板剪切管柱并封住井口。只有套管剪切闸板不装有任何密封条,因此无法实现密封,但却具有更加强大的剪切能力,可以剪切套管与钻具的接头、加厚部分甚至壁厚更厚的钻铤。测试闸板是典型的倒桩闸板,一般都安装在腔体的最底部,以便防喷器在试压的时候不用专门下一个防喷器试压塞。

下部隔水管总成的组成包括上下环形防喷器、隔水管接头、挠性接头、蓝盒及黄盒控制模块、连接器、蓄能器瓶、节流压井管线、钻井液增速管线及液压管线等。其中,挠性接头或称球形短节,可以使连接在防喷器组上的隔水管伴随着浮式平台移动,以削减隔水管偏移角度造成的应力变化;蓝盒和黄盒控制模块能够完全独立控制水下防喷器组的各项操作,互为备用。在遭遇恶劣海况、定位系统故障或井喷失控等应急情况下,隔水管总成可以快速与下防喷器组进行分离。

水下防喷器组体型庞大,安装起来可不太容易。首先要把防喷器组移送到钻井平台井架下的月池里面,然后移动到正对井口的位置,连接隔水管串,用隔水管串送入至海底,安装在水下井口上。水下防喷器组安装时,浮式平台悬挂长达千米以上的隔水管串来回摆动,增加了防喷器组与井口对中难度,所以防喷器安装可是一个经验活,一般需由经验丰富的钻井监督指挥才行。

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