南海西部海域海洋钻修机升级改造及应用

孙培申

（中海石油（中国）有限公司湛江分公司，广东湛江 524057）

南海西部海域海洋钻修机升级改造及应用

孙培申

（中海石油（中国）有限公司湛江分公司，广东湛江 524057）

南海西部文昌海域由于作业水深较深，平台布局的特殊性，钻井平台无法实施钻完井作业。针对该海域钻完井作业特点，通过对原有钻修机进行升级改造，达到钻完井作业能力，经过多口井尝试，钻修机升级改造已成为南海西部文昌海域调整井主要作业模式。

海上平台；钻修井机；升级改造；应用

1 修井机现状

文昌二期油田群海洋钻修井机是我国南海第一个标准化海洋钻修井机项目（1），油田群位于南海北部湾海域，共有五座标准化简易井口平台，每座平台设有一台修井机，修井机主要由井架、上下可移动底座、泥浆泵、净化撬块、钻杆堆场、游车提升系统组成。

在无额外增加固定设备的前提下，可完成的作业有：批量井口回接；完井作业、常规修井作业、常规增产作业、试油作业、弃井作业等。

2 升级改造内容

在对修井机改造升级前，需对修井机进行现场调研，调研内容主要包括井架承载能力，动力驱动能力，循环处理能力、控制系统等，并对导管架场地做好规划，在不影响修井机原有功能的前提下，对场地重新规划，使之满足调整井作业需求。

对比原修井机功能，须升级改造内容包括：提升及旋转系统、固控系统、泥浆泵组、动力驱动系统、井控系统等。升级主要依据为安监总局25号令《海洋石油安全管理细则》。

2.1 提升及旋转系统升级

提升系统：

修井机钻井绞车采用单独柴油机动力驱动，传动档数通常为3～5档，结构与陆地传统绞车类似，随着钻井深度不同，绞车常配备到500～1 000kW。

1）钻机起升设备的起升能力

钻机起升设备的起升能力应满足的条件为：

2.2 最大管柱重力≤钻机最大钩载

其中：

（1）最大管柱重力为最大钻柱重力与最大套管柱重力中的较大值。

（2）最大管柱重力的计算公式如下：

式中：F管柱为最大管柱重力，kN；

L1为定向井中管柱垂直投影长度，m；

L2为定向井中管柱水平投影长度，m；

G空为管柱在空气中的单位长度的重量，kN/m；

f为摩擦系数，套管内取0.25，裸眼取0.3；

ρ为钻井液密度，g/cm3；

ρ铁为钢铁密度，g/cm3（取7.8 g/cm3）。

旋转系统：

修井机转盘的开口直径通常为（37 1/2″），主要通过加装顶部驱动满足作业需求：

顶部驱动升级依据：

（1）顶部驱动的额定载荷应与绞车提升能力相匹配；

（2）顶部驱动的最大连续扭矩≥19kN·m，间歇最大输出扭矩≥24kN·m，最大连续输出功率≥450kW。

2.2 固控系统升级

受导管架场地限制，修井机通常采用三级固控设备，即振动筛、除气器、离心机。根据钻遇井段不同，通常的配备为：二到三台振动筛、除气器、离心机。

2.3 泥浆泵组升级

（2）最大泵压：

式中 p泵为正常循环的泵压，kPa；

L2，L3，…，L5为不同段的长度，100m；

pd为液体密度为1g/cm3时的喷嘴压降，kPa；

ρ为密度，g/cm3；

B为系数；

N1为地面设备的压耗系数，kPa；

N2为钻杆压耗系数，kPa/100m；

N3为钻铤压耗系数，kPa/100m；

N4为井眼与钻铤间环空压耗系数，kPa/100m；

N5为井眼与钻杆间环空压耗系数，kPa/100m。

钻井泵的最大泵压pmax应大于上式计算中各井段所需钻井泵的最大值。

根据上式计算出结果，并结合调整井现场对于场地、吊装吨位、安装便利等方面因素影响，修井机常用选型有BH800、FS-800、FS-1000型泥浆泵。

2.4 动力驱动系统

从安全性、可靠性、及可操作角度出发，修井机动力驱动分为两大块——电力驱动、柴油机驱动。

钻井主要大功率设备如泥浆泵组、钻井绞车采用独立柴油机驱动，辅助设备如振动筛、柴油机润滑油泵、离心机电机等用电采用并入油田群电网驱动。

选配的柴油机组，应与对用的泥浆泵、绞车功率相匹配。

另外，为避免油田群电网意外失电，调整井现场另备用一套应急发电机。应急发电机功率应大于钻井过程中循环保障用电。

2.5 井控系统

修井机的井控系统由防喷器组和防喷器控制系统两部分组成。防喷器的压力等级主要依据所钻探地层的压力大小和钻机设计等级来确定，通常可选择35MPa、70MPa。修井机井控设备各类技术要求皆参用钻井船用井控设备要求执行。

3 钻修机升级改造应用

近期，经过对南海某钻修机升级改造后，完成了一口井7″尾管开窗作业。

本井在2 255m处7″尾管开窗，开窗后连续5°狗腿造斜至2 437m，稳斜钻进至2 996m，二测造斜至3 156m，稳斜钻井至完钻井深3 238m。钻进最大连续扭矩11 000lbs*ft，泵压2 830psi，最大悬重135klbs，整体作业顺利，钻修机运行稳定，各方面性能均达到作业要求，无因修井机质量问题引起的非生产时间。

4 结论

2007年，在文昌某油田调整井作业中，首次通过修井机升级改造配合拖轮支持完成两口井钻完井作业。十年来，利用海洋钻修机改造升级累计完成近50口井钻完井作业，钻探井型包括，定向井、水平井、大位移水平井。

经过大量实钻表明，在不影响修井原有功能前提下，采用海洋修井机升级改造成钻修机进行钻完井作业切实可行。

[1] 赵志丽，张天福，王正武.海洋钻修机采用顶驱装置的可行性研究[J].石油机械，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

孙培申（1983—），男，广东湛江人，工程师，主要从事技术管理工作。