海洋钻机立式节流压井管汇结构分析

刘涣东(承德江钻石油机械有限责任公司，河北 承德 067000)

海洋钻机立式节流压井管汇结构分析

刘涣东(承德江钻石油机械有限责任公司，河北 承德 067000)

立式节流压井管汇作为海洋钻机的重要井控设备，整机结构复杂，外形尺寸大，对平台布局影响很大。本文对当前管汇整机、阀门结构特点分析，总结了各结构适用条件和环境，方便用户选型和应用。

立式节流压井管汇；阀门；控制系统；结构分析

节流压井管汇是海洋平台钻机的重要组成部分，是关键的井控安全设备。

1 海洋钻机节流压井管汇组成

节流压井管汇由手动节流阀、液动节流阀、平行闸板阀、控制箱、单流阀、抗震压力表、五通、四通、三通，缓冲管、短接、底撬等部件组成。

2 海洋钻机节流压井管汇结构的影响因素

(1)必须按相关规范设计制造，主要包括：SY/T 5323-2004《节流和压井系统》、API Spec 6A《井口装置和采油树设备规范》、NACE MR0175：2003《油田设备用抗硫化应力腐蚀开裂的金属材料》、SY/T 6962-2013《海洋钻井装置井控系统配置及安装要求》等。(2)管汇配置要求，主要包括节流阀上游布阀型式、节流阀数量、节流阀下游闸阀工作压力、使用功能齐全。(3)节流管汇底撬，底撬尺寸设定直接影响管汇整个外形尺寸大小。(4)阀门结构型式选用。组成节流压井管汇的平行闸板阀、节流阀和单流阀，不同类型尺寸不同，影响管汇整体结构布置。

3 海洋钻机节流压井管汇结构型式分析

3.1 整机结构

整机结构目前多为立式平面结构和立式门字形结构两种。(1)立式平面结构指管汇整机流程在一平面内，其结构见图1。

立式平面结构整机前后宽度较小，与阀门高度尺寸相当，但高度比较大。其优点是整机占用钻台面积小，流程比较直观易懂，顶部出口较高，方便与液气分离器连接，使用功能齐全。缺点主要包括:当管汇压力和通径规格较大时，节流阀上游布阀型式采用双阀串联结构，管汇整体高度比较高，最高阀门距地面5米多，需要加装两层操作平台，人工上下操作及维修非常不便，且安全性较差。压力表装置一般加装在顶部，操作阀门时不易观察。整机纵向较高，稳定性较差，与钻台面安装时需特别加固。管汇整体平面尺寸较大，一般需要分体运输，现场再进行对装，安装时比较繁琐。当管汇压力和通径规格较小时，节流阀上游布阀型式可采用单阀单联结构，这样管汇整体高度及整体尺寸都会大大减小，适用立体平面结构。

图1 立式平面结构

(2)立式门字形结构指管汇结构侧向整体呈门字形，其结构见图2

立式门字形结构与立体平面结构相比整机高度较低，前后宽度尺寸较大。其优点是流程布局合理，阀门数量少，使用功能齐全；整机高度大大降低，高度在2.5米以内，不需加装操作平台，人工操作及维修比较方便，避免了高空作业的风险。管汇底撬为框架结构，整体稳定性好，安装容易；管汇运输宽度小，可整体运输，方便快捷。缺点是整机前后宽度较大，占用钻台空间较大，流程直观较为复杂。

3.2 阀门结构类型

(1)平行闸板阀。平行闸板阀分明杆式和暗杆式。明杆阀高度尺寸较大，管汇宽度尺寸相应增大，另外阀门维修困难。暗杆式闸板阀整体尺寸小，维修方便，还可实现在线维修。(2)节流阀。节流阀主要有筒式节流阀和孔板式节流阀。孔板式节流阀进出口端距大，管汇横向和纵向尺寸相应增大。但孔板式节流阀可实现截止功能，目前平台多采用。

4 结语

(1)对于海洋钻机钻台空间较大时，管汇结构可采用立式门字形结构，操作维修方便、安全性高。(2)对于海洋钻机钻台空间较小时，管汇结构可采用立式平面结构，占用空间小。对于钻台空间要求严格控制时，可采用节流压井管汇部分组块替代立管管汇。(3)工作压力小于35MPa的节流压井管汇，节流阀上游闸板阀可采用单阀单连，管汇整体高度小，整机应采用立式平面结构。(4)平行闸板阀建议采用暗杆闸板阀，以适用海洋平台的复杂环境。(5)对节流阀要求具备截止功能时，应选用孔板式节流阀。无截止要求时，应采用筒式节流阀。

[1]孙 娟，张永泽.海洋钻机模块井口压力管汇系统设计的分析[J].石油机械，2004,32（增刊1）:29-31.

[2]冯利杰，薛苏玲，陈钢等.DSJ300-1A海洋钻井平台节流压井管汇设计[J].石油机械，2013,41（7）:54-56.

图2 立式门字形结构