海洋平台三井架联动作业的方法.pdf

本发明为一种海洋平台三井架联动作业的方法，该方法利用三井架钻探系统进行钻探作业。所述三井架钻探系统是在钻探船或半潜式钻探平台上安装一套井架系统，该井架系统下具有三套提升系统装置，其中，所述三井架钻探系统中的三个井架(1，2，3)沿平台横轴线横向排列。在所述作业方法中，主井架(1)用于水下防喷器和隔水管的下入安装及三开以后的钻井作业；第一辅井架(2)用于一开、二开钻进作业；第二辅井架(3)用于下一开导管和二开表层套管并进行固井、接钻杆立柱和套管立柱。本发明的方法作业效率高、作业成本较低、作业安全。

1、  一种海洋平台三井架联动作业的方法，其特征在于：该方法利用三井架钻探系统进行钻探作业，所述三井架钻探系统是在钻探船或半潜式钻探平台上安装一套井架系统，该井架系统下具有三套提升系统装置，其中，所述三井架钻探系统中的三个井架(1，2，3)沿平台横轴线横向排列；
在所述作业方法中，主井架(1)用于水下防喷器和隔水管的下入安装及三开以后的钻井作业；第一辅井架(2)用于一开、二开钻进作业；第二辅井架(3)用于下一开导管和二开表层套管并进行固井、接钻杆立柱和套管立柱。

2、  如权利要求1所述的方法，其特征在于所述方法具体包括如下步骤：
1)主井架(1)进行甲板测试防喷器，第一辅井架(2)下一开钻具组合，第二辅井架(3)下一开导管；
2)主井架(1)下防喷器和隔水管，第一辅井架(2)进行一开钻进，海水循环，岩屑返至海底，第二辅井架3下一开导管至海底；
3)平台移位，使得第二辅井架(3)对应在已钻井眼之上，主井架(1)继续下防喷器和隔水管，第一辅井架(2)钻完一开井段后起钻，第二辅井架(3)下一开导管至已钻井眼并进行固井作业；
4)平台移位，使得第一辅井架(2)对应在已钻井眼之上，主井架(1)继续下防喷器和隔水管，第一辅井架(2)下二开钻具组合，第二辅井架(3)下二开表层套管；
5)主井架(1)继续下防喷器和隔水管，第一辅井架(2)进行二开钻进，海水循环，岩屑返至海底，第二辅井架(3)下二开表层套管至海底；
6)平台移位，使得第二辅井架(3)对应在已钻井眼之上，主井架(1)继续下防喷器和隔水管至海底；第一辅井架(2)钻完二开井段后起钻，第二辅井架(3)下二开表层套管至已钻井眼并进行固井作业；
7)平台移位，使得主井架(1)在已钻井眼之上，在水下机器人(ROV)的监视下，将防喷器组下端的液压连接器对正井口，下放连接，整个水下井口装备安装结束后，利用主井架(1)在隔水管内进行三开及四开井段作业。

海洋平台三井架联动作业的方法
技术领域
本发明涉及一种海上钻井作业的系统和方法，特别涉及一种利用三个井架同时联动进行作业的方法。
背景技术
深水及超深水海域油气井钻探过程中，为了进行地层压力控制和钻井液的循环，必须安装水下防喷器和隔水管，井口头在海底，防喷器安装联接在井口头上，防喷器之上联接隔水管(图1)。单井架作业系统的作业程序主要为：平台定位→一开钻具组合配置→一开钻具下钻→一开钻进(海水循环)→起钻→下导管，固井→起出固井送入工具→二开钻具组合配置、下钻→二开钻进(海水循环)→起钻→下表层套管及井口头，固井→起出固井送入工具→水下防喷器(BOP)地面测试→BOP安装及隔水管的下入→BOP水下测试→三开钻具组合配备及下钻→三开钻进(钻井液循环)→起钻→下技术套管固井→四开钻具组合及下钻→四开钻进(钻井液循环)→起钻→油层套管下入，固井，完井作业→拆卸BOP及隔水管→平台移走。由于单井架钻探平台只有一套提升系统，因此上述作业程序无法进行分工，将其中一部分作业程序由其它提升设备来完成。在水深2000米水域，安装水下防喷器和隔水管约需要200小时。在传统单井架钻探作业中，这一作业步骤是关键路径，作业时间占整口井作业时间的比例达到15％左右，随着水深的增加，这一比例将继续增加，而且也很难将作业效率提高，现在深水及超深水海洋钻井作业成本很高，每天的平台作业费高达100万美金，综合成本达250-300万美金/日，这将给深水及超深水海域油气资源的开发在成本上带来巨大挑战。
发明内容
基于上述原因，本发明旨在提供一种作业效率高、作业成本较低、作业安全的钻井作的方法，具体为：
一种海洋平台三井架联动作业的方法，该方法利用三井架钻探系统进行钻探作业，所述三井架钻探系统是在钻探船或半潜式钻探平台上安装一套井架系统，该井架系统下具有三套提升系统装置，其中，所述三井架钻探系统中的三个井架沿平台横轴线横向排列；
在所述作业方法中，主井架用于水下防喷器和隔水管的下入安装及三开以后的钻井作业；第一辅井架用于一开、二开钻进作业；第二辅井架用于下一开导管和二开表层套管并进行固井、接钻杆立柱和套管立柱。
本发明提出的作业方法，将钻探作业程序进行分配，分别有不同的井架同时进行不同的作业步骤，然后通过平台的移动来实现整口井不同作业程序间的联接，实现单井钻探作业关键路径的缩短，从而降低了钻探作业总成本。
附图说明
图1为传统单井架钻探系统钻探装置示意图；
图2为三井架钻探系统正视示意图；
图3为三井架钻探系统侧视示意图；
图4为三井架钻探系统俯视示意图；
图5为本发明的三个井架排列示意图；
图6-图12为钻探过程示意图。
其中，1为主井架，2为第一辅井架，3为第二辅井架，11为井架，12为钻台，13为钻探平台，14为隔水管，15为水下防喷器组，16为井口头，17为导管，18为表层套管，19为技术套管，20为油层套管。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的方法进行详尽地描述。
如图2-5所示，本发明的三井架钻探系统是在钻探船或半潜式钻探平台上安装一套井架系统，该井架系统下有三套提升系统装置(绞车、天车、游车、顶驱)，可以同时完成三套管具串的起升和下放作业。
本发明的三井架钻探系统中的三个井架1，2，3沿平台横轴线横向排列，其中所述三个井架的腿距可以一样，也可有差别。三井架的中心点座落于平台主甲板中心点上。主井架1、第二辅井架3和第一辅井架2依次并排设置(如图3-4所示)。
所述三个井架的作业分工为：
主井架1：用于水下防喷器和隔水管的下入安装及三开以后的钻井作业。第一辅井架2：用于一开、二开钻进作业。第二辅井架3：用于下一开导管和二开表层套管并固井，接钻杆立柱，套管立柱等。两个辅井架2，3的作业分工视情况可互换使用。
三井架钻井作业方法描述：
在平台定位后，主井架即进行水下防喷器地面测试和隔水管及水下防喷器的安装下入作业，与此同时第一辅井架2进行一开钻进和二开钻进作业，第二辅井架3进行一开导管和二开表层套管的下入和固井作业。在二开表层套管固井结束时，移动平台将主井架下入的水下防喷器和隔水管联接在表层套管头上，完成井口头与BOP的联接。后序的钻探作业及套管下入、固井作业皆由主井架系统完成，第一辅井架2和第二辅井架3完成套管立柱和钻杆立柱的配置等辅助作业。
下面结合附图6-12对上述作业方法作进一步地描述：
1)主井架1进行甲板测试防喷器，第一辅井架2下一开钻具组合，第二辅井架3下一开导管。(图6)
2)主井架1下防喷器和隔水管；第一辅井架2进行一开钻进，海水循环，岩屑返至海底；第二辅井架3下一开导管至海底。(图7)
3)平台移位，使得第二辅井架3对应在已钻井眼之上，主井架1继续下防喷器和隔水管；第一辅井架2钻完一开井段后起钻；第二辅井架3下一开导管至已钻井眼并进行固井作业。(图8)
4)平台移位，使得第一辅井架2对应在已钻井眼之上，主井架继续下防喷器和隔水管；第一辅井架2下二开钻具组合；第二辅井架3下二开表层套管。(图9)
5)主井架1继续下防喷器和隔水管；第一辅井架2进行二开钻进，海水循环，岩屑返至海底；第二辅井架3下二开表层套管至海底。(图10)
6)平台移位，使得第二辅井架3对应在已钻井眼之上，主井架继续下防喷器和隔水管至海底；第一辅井架2钻完二开井段后起钻；第二辅井架3下二开表层套管至已钻井眼并进行固井作业。(图11)
7)平台移位，使得主井架1在已钻井眼之上，在水下机器人(ROV)的监视下，将防喷器组下端的液压连接器对正井口，下放连接，整个水下井口装备安装结束后，利用主井架1进行随后的作业。三开及四开井段钻井用泥浆循环，钻进作业和钻杆柱、套管柱等管具串的起下作业都在隔水管内进行，钻探作业与常规单钻机钻探作业相同。(图12)
尽管已经清楚详细地描述了本发明的作业方法，并且本发明的优选实施例详细描述并解释了本发明，但是本领域普通的技术人员可以理解，在不背离所附权利要求定义的本发明的精神和范围的情况下，可以在形式和细节中做出多种修改。