[发明专利]一种无导向绳下入和井间移动防喷器组的高效作业装备及方法

说明书

本发明涉及一种无导向绳下入和井间移动防喷器组的高效作业装备及方法，属于海洋深水油气钻井领域，包括平台系统和水下系统，平台系统包括深水半潜式钻井平台、推进器、司钻面板、队长面板、信息控制终端、平台吊机和平台动力定位系统等，水下系统包括隔水管系统、防喷器组、声波发射器、快速连接器、导管头、海底井口和水下机器人。本发明在安装了井口盘和永久导向基盘的情况下，实现无导向绳情况下防喷器组快速下入，精准对接永久导向基盘；下一开次钻井作业完成后，通过海域作业风险分析，确定井间移动防喷器组的最佳上提深度，然后结合声波发射器和声波应答器，优化防喷器组的移动路径，实现防喷器组的高效移动。

技术领域

本发明涉及一种无导向绳下入和井间移动防喷器组的高效作业装备及方法，属于海洋深水油气钻井技术领域。

背景技术

近十年来，全球新发现重大油气田主要来自海洋，而我国海洋油气资源极其丰富，据统计，南海海域油气地质储量超过1000亿吨油当量，大部分蕴藏于深水区。与陆地钻井相比，深水钻井需要花费更高的成本。在国际油价形势持续低迷的背景下，为实现海洋油气高效开发，国内外学者开始对钻井作业程序进行优化，以此来缩短钻井周期，节约钻井成本。

海洋深水钻井最明显的特征是水下井口装置，主要由海底井口系统、防喷器系统和隔水管系统组成。其中，防喷器组下入是钻井作业的重要环节之一，通常需依靠连接井口和平台的永久导向绳作为引导，使其坐落在海底导向基盘上。但随着钻井水深的增加，所需要的导向绳越长，而风、浪、流等海洋环境对导向绳的轴向拉伸强度要求更高。一旦平台上的张紧装置无法满足作业需求，很可能引起导向绳断裂、绞结，导致防喷器无法下入，延误后续钻井作业。同时，在海洋油气丛式井开发模式下，为提高放喷器的使用效率，钻完某口井后需将防喷器组转移到邻井进行再利用。但目前的深水钻井作业并没有解决上述问题，亟需一种可实现无导向绳下入和井间移动防喷器组的高效作业方法，从而为我国海洋深水油气勘探开发提供现场指导。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种无导向绳下入和井间移动防喷器组的高效作业装备及方法，在优先安装了井口盘和永久导向基盘的情况下，通过水下机器人(ROV)、平台动力定位系统、以及平台吊机的联动，实现无导向绳情况下基于超短基线声学定位的防喷器组快速下入，精准对接永久导向基盘；下一开次钻井作业完成后，通过海域作业风险分析，确定井间移动防喷器组的最佳上提深度，然后结合声波发射器和声波应答器，优化防喷器组的移动路径，实现防喷器组的高效移动。

本发明采用以下技术方案：

一种无导向绳下入和井间移动防喷器组的高效作业装备，包括平台系统和水下系统；

所述平台系统包括深水半潜式钻井平台、推进器、司钻面板、队长面板、信息控制终端、平台吊机和平台动力定位系统，所述司钻面板、队长面板、信息控制终端、平台吊机和平台动力定位系统均位于深水半潜式钻井平台上，所述深水半潜式钻井平台位于水下浮体上，水下浮体在水中产生的浮力用于悬浮深水半潜式钻井平台，所述推进器也位于水下浮体上，由信息控制终端发出指令到推进器，用于控制深水半潜式钻井平台的整体横向位移；

水下浮体为深水半潜式钻井平台位于水下的箱式浮体，是深水半潜式钻井平台整体结构的重要组成部分，水下浮体在水中产生的浮力用于悬浮深水半潜式钻井平台；

所述信息控制终端一端分别与司钻面板和队长面板连接，另一端分别与平台吊机和平台动力定位系统连接，信息控制终端用于控制接收水下系统和平台系统监测到的信息并发出相关作业指令；

所述司钻面板通过控制电缆与水下机器人连接，用于接收水下机器人的监测信息，监测信息包括防喷器组与海底井口盘之间的距离、偏移程度等；

所述深水半潜式钻井平台与海面之间悬空的作业区域为月池，月池包括月池监测系统，用于监测在下入时防喷器组、隔水管的状态，例如钻杆与钻杆之间的连接是否牢固，隔水管是否偏离中心位置等；