劉渙東(承德江鉆石油機(jī)械有限責(zé)任公司，河北 承德 067000)

海洋鉆機(jī)立式節(jié)流壓井管匯結(jié)構(gòu)分析

劉渙東(承德江鉆石油機(jī)械有限責(zé)任公司，河北 承德 067000)

立式節(jié)流壓井管匯作為海洋鉆機(jī)的重要井控設(shè)備，整機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，外形尺寸大，對平臺(tái)布局影響很大。本文對當(dāng)前管匯整機(jī)、閥門結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析，總結(jié)了各結(jié)構(gòu)適用條件和環(huán)境，方便用戶選型和應(yīng)用。

立式節(jié)流壓井管匯；閥門；控制系統(tǒng)；結(jié)構(gòu)分析

節(jié)流壓井管匯是海洋平臺(tái)鉆機(jī)的重要組成部分，是關(guān)鍵的井控安全設(shè)備。

1 海洋鉆機(jī)節(jié)流壓井管匯組成

節(jié)流壓井管匯由手動(dòng)節(jié)流閥、液動(dòng)節(jié)流閥、平行閘板閥、控制箱、單流閥、抗震壓力表、五通、四通、三通，緩沖管、短接、底撬等部件組成。

2 海洋鉆機(jī)節(jié)流壓井管匯結(jié)構(gòu)的影響因素

(1)必須按相關(guān)規(guī)范設(shè)計(jì)制造，主要包括：SY/T 5323-2004《節(jié)流和壓井系統(tǒng)》、API Spec 6A《井口裝置和采油樹設(shè)備規(guī)范》、NACE MR0175：2003《油田設(shè)備用抗硫化應(yīng)力腐蝕開裂的金屬材料》、SY/T 6962-2013《海洋鉆井裝置井控系統(tǒng)配置及安裝要求》等。(2)管匯配置要求，主要包括節(jié)流閥上游布閥型式、節(jié)流閥數(shù)量、節(jié)流閥下游閘閥工作壓力、使用功能齊全。(3)節(jié)流管匯底撬，底撬尺寸設(shè)定直接影響管匯整個(gè)外形尺寸大小。(4)閥門結(jié)構(gòu)型式選用。組成節(jié)流壓井管匯的平行閘板閥、節(jié)流閥和單流閥，不同類型尺寸不同，影響管匯整體結(jié)構(gòu)布置。

3 海洋鉆機(jī)節(jié)流壓井管匯結(jié)構(gòu)型式分析

3.1 整機(jī)結(jié)構(gòu)

整機(jī)結(jié)構(gòu)目前多為立式平面結(jié)構(gòu)和立式門字形結(jié)構(gòu)兩種。(1)立式平面結(jié)構(gòu)指管匯整機(jī)流程在一平面內(nèi)，其結(jié)構(gòu)見圖1。

立式平面結(jié)構(gòu)整機(jī)前后寬度較小，與閥門高度尺寸相當(dāng)，但高度比較大。其優(yōu)點(diǎn)是整機(jī)占用鉆臺(tái)面積小，流程比較直觀易懂，頂部出口較高，方便與液氣分離器連接，使用功能齊全。缺點(diǎn)主要包括:當(dāng)管匯壓力和通徑規(guī)格較大時(shí)，節(jié)流閥上游布閥型式采用雙閥串聯(lián)結(jié)構(gòu)，管匯整體高度比較高，最高閥門距地面5米多，需要加裝兩層操作平臺(tái)，人工上下操作及維修非常不便，且安全性較差。壓力表裝置一般加裝在頂部，操作閥門時(shí)不易觀察。整機(jī)縱向較高，穩(wěn)定性較差，與鉆臺(tái)面安裝時(shí)需特別加固。管匯整體平面尺寸較大，一般需要分體運(yùn)輸，現(xiàn)場再進(jìn)行對裝，安裝時(shí)比較繁瑣。當(dāng)管匯壓力和通徑規(guī)格較小時(shí)，節(jié)流閥上游布閥型式可采用單閥單聯(lián)結(jié)構(gòu)，這樣管匯整體高度及整體尺寸都會(huì)大大減小，適用立體平面結(jié)構(gòu)。

圖1 立式平面結(jié)構(gòu)

(2)立式門字形結(jié)構(gòu)指管匯結(jié)構(gòu)側(cè)向整體呈門字形，其結(jié)構(gòu)見圖2

立式門字形結(jié)構(gòu)與立體平面結(jié)構(gòu)相比整機(jī)高度較低，前后寬度尺寸較大。其優(yōu)點(diǎn)是流程布局合理，閥門數(shù)量少，使用功能齊全；整機(jī)高度大大降低，高度在2.5米以內(nèi)，不需加裝操作平臺(tái)，人工操作及維修比較方便，避免了高空作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)。管匯底撬為框架結(jié)構(gòu)，整體穩(wěn)定性好，安裝容易；管匯運(yùn)輸寬度小，可整體運(yùn)輸，方便快捷。缺點(diǎn)是整機(jī)前后寬度較大，占用鉆臺(tái)空間較大，流程直觀較為復(fù)雜。

3.2 閥門結(jié)構(gòu)類型

(1)平行閘板閥。平行閘板閥分明桿式和暗桿式。明桿閥高度尺寸較大，管匯寬度尺寸相應(yīng)增大，另外閥門維修困難。暗桿式閘板閥整體尺寸小，維修方便，還可實(shí)現(xiàn)在線維修。(2)節(jié)流閥。節(jié)流閥主要有筒式節(jié)流閥和孔板式節(jié)流閥?？装迨焦?jié)流閥進(jìn)出口端距大，管匯橫向和縱向尺寸相應(yīng)增大。但孔板式節(jié)流閥可實(shí)現(xiàn)截止功能，目前平臺(tái)多采用。

4 結(jié)語

(1)對于海洋鉆機(jī)鉆臺(tái)空間較大時(shí)，管匯結(jié)構(gòu)可采用立式門字形結(jié)構(gòu)，操作維修方便、安全性高。(2)對于海洋鉆機(jī)鉆臺(tái)空間較小時(shí)，管匯結(jié)構(gòu)可采用立式平面結(jié)構(gòu)，占用空間小。對于鉆臺(tái)空間要求嚴(yán)格控制時(shí)，可采用節(jié)流壓井管匯部分組塊替代立管管匯。(3)工作壓力小于35MPa的節(jié)流壓井管匯，節(jié)流閥上游閘板閥可采用單閥單連，管匯整體高度小，整機(jī)應(yīng)采用立式平面結(jié)構(gòu)。(4)平行閘板閥建議采用暗桿閘板閥，以適用海洋平臺(tái)的復(fù)雜環(huán)境。(5)對節(jié)流閥要求具備截止功能時(shí)，應(yīng)選用孔板式節(jié)流閥。無截止要求時(shí)，應(yīng)采用筒式節(jié)流閥。

[1]孫 娟，張永澤.海洋鉆機(jī)模塊井口壓力管匯系統(tǒng)設(shè)計(jì)的分析[J].石油機(jī)械，2004,32（增刊1）:29-31.

[2]馮利杰，薛蘇玲，陳鋼等.DSJ300-1A海洋鉆井平臺(tái)節(jié)流壓井管匯設(shè)計(jì)[J].石油機(jī)械，2013,41（7）:54-56.

圖2 立式門字形結(jié)構(gòu)