半潜式平台水下设备培训教材

1、半潜式平台水下设备培训资料,半潜式平台水下设备的主要组成 水下防喷器组及控制系统 转喷器（分流器）及控制系统 张力系统 防喷器运送设备 阻流管汇及控制台 隔水管及专用工具,防喷器组的组成,从下至上的排列：CAMERONBOP STACK.tif 井口连接器 下双联闸板防喷器 上双联闸板防喷器 下万能防喷器 事故安全阀：安装在闸板防喷器的侧出口 防喷器组框架 注意：深水平台的闸板防喷器为三套双联闸板防喷器 以上组成，称为BOP STACK（防喷器组避台风时或应急情况时，留在海底）,防喷器组的组成,隔水管连接器 上万能防喷器 挠性接头 防喷器控制盒：安装在LMRP的框架上 LMRP（LOWER MARINE RISER PACKAGE)框架 水下储能瓶组（包括上万能防喷器的缓冲瓶） 以上组成，成为下部隔水管总成（避台风或应急情况下，可以起出部份）,防喷器组各部件的原理和特性,井口连接器connectorH4 CONNECTOR.tif connectorMODEL 70 CONNECTOR.tif connectorMODEL 70 CONNECTOR(1).tif 功能：连接防喷器组与井

2、口头（防喷器组坐在20“井口头上） 制造厂家：一般有CAMERON、DRILL QUIP和 VETCO GRAY（NH2、NH5平台有CAMERON和 VETCO GRAY，NH6平台仅有 VETCO GRAY,DRILL QUIP产品的钢圈槽为DX) 通用性：NH5平台和NH6平台可以互相通用 原理：通过液压控制，驱动锁块至锁紧和解锁功能 液压控制方式：第一解锁和锁紧（CAMERON公司的井口连接器只有一个锁紧功能）、第二解锁和锁紧（ VETCO GRAY公司的井口连接器有两个锁紧功能）和ROV解锁（一般与第二解锁功能连接） 解锁方式：一般情况下采用第一解锁。如第一解锁不能解锁成功，可以采用第一和第二同时解锁；如水下防喷器组控制系统失效，则可采用ROV带液压管线进行解锁,防喷器组各部件的原理和特性,井口连接器connectorHC CONNECTOR.tif 锁紧和解锁的标准：一般通过ROV和水下电视观察井口连接器指示杆的位置（井口连接器只有通过ROV观察），当然，也应考虑实施解锁和锁紧功能的液压流量是否达到厂家的推荐要求 最大工作角度：CAMERON公司的井口连接器为30度， VE

3、TCO GRAY公司的井口连接器为为6度左右 容易出现问题：CAMERON公司的HC（15000PSI）井口连接器容易存在解锁困难，也就是液压系统不工作；VETCO GRAY公司的井口连接器容易存在连接器与井口头难于分开的现象 注意： 深水平台只能通过ROV来观察井口连接器的工作位置（不能采用水下电视观察） 深水平台的井口连接器应采用HEAVY DUTY的型号，即与井口头的锁紧力比常规连接器大,防喷器组各部件的原理和特性,闸板防喷器HYDRIL闸板闸板.tif HYDRIL闸板闸板芯子体.tif CAMERONWEDGELOCK.tif 工作原理：通过液压驱动操作活塞的移动，来实施关闭和打开功能 操作压力：5“钻杆闸板和可变闸板的正常操作压力为1500PSI；剪切闸板的关闭压力应根据井内钻杆的尺寸和钻杆等级而调节，但不能高于防喷器控制系统的最大压力3000PSI 一般配置：两套5“钻杆闸板、一套可变闸板和一套剪切闸板 闸板的悬挂能力：5“钻杆闸板的能力一般为600KIPS，可变闸板的悬挂能力随着井内钻杆尺寸的变化而变化（尺寸越小的钻杆，悬挂能力越小） 楔锁：现半潜式平台有两种结构，一种

4、为自动锁紧（HYDRIL和SHAFFER产品），另一种为楔锁（CAMERON公司产品），现CAMERON公司也有自动锁紧结构。特点：自动锁紧可以将闸板锁紧在任何位置（当操作压力失去后），楔锁只能锁紧的一个位置，也就是闸板完全关闭的位置 注意：深水平台可以配置试压闸板，目的为节省成本,防喷器组各部件的原理和特性,闸板防喷器 楔锁的使用：避台风，关闭剪切闸板；悬挂钻杆后，而又没有关闭压力的情况下；闸板防喷器大修后，对闸板防喷器进行工作压力试压时 特性：只能承受来自井内的压力，但按照闸板防喷器的结构，也可承受反方向的压力，其压力值不能超过闸板的悬挂能力；井内压力对闸板有助封作用；操作压力不能太高，影响密封的使用寿命；闸板只能使用与相适应的钻具，不能关闭在钻具接头上 橡胶件：一般有三种：天然橡胶(适用于水基泥浆，温度范围350C1070C)、丁腈橡胶（适用于油基泥浆，温度范围180C1210C)、氟橡胶（适用于油基泥浆，范围180C1770C ，高温高压井使用该种橡胶）。储存寿命：天然橡胶(24年)、丁腈橡胶（46年)、氟橡胶（810年）,防喷器组各部件的原理和特性,万能防喷器HYDRIL万能

5、HYDRIL ANNULAR.tif 工作原理：关闭压力驱动活塞上移，迫使芯子处于关闭在钻杆上，达到密封的目的。开位压力驱动活塞下移，芯子依靠本身的弹性而打开 万能芯子的结构：加强筋外面浇注橡胶 万能芯子的种类：从结构上分有：球形芯子（SHAFFER公司产品）、锥形芯子（HYDRIL公司产品）、星形芯子（CAMERON公司产品）；从材质上分有：天然橡胶(NR-适用于水基泥浆，温度范围350C1070C)、丁腈橡胶（NBR-适用于油基泥浆，温度范围70C880C)、氯丁橡胶（CR-适用于油基泥浆，范围350C770C ）HYDRIL万能胶芯.tif 特性：可以封闭空井；关闭后，可以允许钻具旋转和允许钻具接头通过；井内压力对万能防喷器有助封作用，但助封作用的大小与防喷器的结构有关；球形芯子（SHAFFER公司产品）、锥形芯子（HYDRIL公司产品）可以在井内有钻具时更换芯子,防喷器组各部件的原理和特性,万能防喷器 关闭压力：由于万能防喷器的助封作用，为延长芯子的使用寿命，所以，其关闭压力应随着井内压力的变化而变化（厂家提供关闭压力与井内压力的对照表）HYDRILclose pressure

6、.tif 封空井：由于封空井对芯子的影响很大，所以，一般不作封空井检验 强行起下钻：为保证钻具接头和钻杆通过芯子，而又保持密封和延长芯子的使用寿命，因此，在万能防喷器的关闭口（靠近防喷器附近）安装一个缓冲瓶和允许一点泥浆泄漏HYDRIL万能缓冲瓶.tif 井内有钻具时更换芯子：球形和锥形芯子可以在井内有钻具时更换，而星形芯子不能HYDRIL万能应急更换胶芯.tif 试验压力：安装新芯子后，第一次可以试100的工作压力，第二次起，一般不低于70,防喷器组各部件的原理和特性,万能防喷器 通径检验：由于万能防喷器芯子的打开是依靠芯子的弹性而实施，因此，在地面试压后，应检查芯子是否缩径通过通径规或测量来实施（API16A规定通径规的外径和高度），以防防喷器下水后，各种大直径的工具无法通过，检验标准为打开万能防喷器15分钟后实施,防喷器组各部件的原理和特性,隔水管连接器connectorMODEL 70 CONNECTOR.tif 功能：连接防喷器组，以便防台后或应急情况或修理后的回接 特性：如果采用 VETCO GRAY的连接器作为隔水管连接器，其最大工作角度比井口连接器大（采用HIGH AN

7、GLE的型号） 相似性：其他功能与井口连接器相似 应急脱开：在紧急情况下，解锁隔水管连接器，利用隔水管张力器，提离下部隔水管总成，以便平台避开危险,防喷器组各部件的原理和特性,挠性接头riserflex joint.tif 功能：安装在整套防喷器组的最顶部，可以偏向360度的任何一个方向，当平台与井口发生偏移时，减少隔水管和井口的弯曲应力 最大偏移角度：10度 容易出现问题：平台与井口出现偏移时，容易磨损挠性接头的抗磨环或本体。由于挠性接头的主要部件为橡胶挠性体，因此，修理非常困难，有时也采用抗磨补心来解决偏磨的问题，但抗磨补心容易在下钻的过程中损坏，以致无法取出，无法下各种尺寸的密封总成等,防喷器组各部件的原理和特性,事故安全阀fail safe valve.tif 结构：与阻流管汇高压一致 特性：采用液压控制，并且为常闭阀 平衡腔：配置平衡腔，利用海水的压力，帮助事故安全阀处于关闭位置 指示杆：可以通过ROV观察事故安全阀的开关位置 功能：井喷后，通过事故安全阀来实施压井或放喷 注意：深水平台的压井/放喷管线的比常规防喷器组要多,防喷器组各部件的原理和特性,防喷器组框架 功能：当下

8、BOP组时，起导向作用；当下LMRP时，起导向作用；可以用来打捞防喷器组；固定压井/阻流管线，避免试压时，造成管线弯曲；提供安装防喷器控制系统配件的空间；方便维修设备 LMRP框架 功能：提供安装防喷器控制盒的空间；提供单独起下防喷器控制盒的导向作用；提供安装水下储能瓶的空间 水下储能瓶及隔离阀 功能：储存来自地面的高压控制液，以便快速关闭BOP组各功能 数量：应该根据API 16D或API16E或油公司标准进行计算（SHELL的标准较高） 水下储能瓶隔离阀：用来隔离水下储能瓶和主供液管路。其作用：一个是，水下储能瓶出现问题时，防喷器组控制系统仍能使用；另一个是，用来判断水下设备的事故 注意：深水平台防喷器组的连接方式需要进一步论证，采用卡箍、法兰，还是法兰与栽丝,防喷器组控制系统,防喷器组控制系统的组成BOP CONTROL SYSTEMBOP CONTROL SYSTEM.tif 液压动力设备 防喷器控制液的混液设备 防喷器控制液的储存设备BOP CONTROL SYSTEMaccumulator.tif diverteraccumulator(blader).tif 防喷器控制系

9、统主控制面板 司钻控制面板 队长控制面板 软管绞盘BOP CONTROL SYSTEMNH5 HOSE REEL.tif 控制盒BOP CONTROL SYSTEMPOD.tif 声纳控制系统（ACOUSTIC SYSTEM） ROV控制面板 HOT LINE控制绞盘,防喷器组控制系统的设计要求,液压泵的种类：电动和气动泵 泵的能力：在关闭储能瓶隔离阀的情况下,能在两分钟内关闭一个万能防喷器和打开液压操作阀,并将压力升至设备要求的最小操作压力；在15分钟内,打开所有的泵将储能瓶从预充压力升至控制系统的额定工作压力； 每种泵至少有两种超压力保护装置(一种是压力开关,另一种是采用安全阀装置)； 泵应该自动控制,其启动和停止压力为:一台:启动:降至90%的额定工作压力,停止:额定工作压力,另一台:启动: 降至85%的额定工作压力.停止: 95%的额定工作压力. 储能瓶:在井内压力为零的情况下,打开和关闭所有的闸板防喷器和一个万能防喷器,仍有50%的余量；打开和关闭所有的闸板防喷器和一个万能防喷器后,在井内压力为设备的额定工作压力情况下,系统内的维持压力仍能关闭任何防喷器(剪切闸板除外)和打开事故安全阀； 水下储能瓶应该安装,并且在地面能控制是否对其充压.其容积的要求: 关闭三套闸板防喷器和一个万能防喷器后,仍有50%的余量,其系统的维持压力要求与表面储能瓶相同,防喷器组控制系统的设计要求,操作时间:在任一控制面板,从按下功能键至完成的时间。 闸板防喷器关闭时间:少于45秒； 万能防喷器关闭时间:少于60秒；压井和阻流阀的开关时间:与闸板防喷器相同；LMRP的解锁时间:少于45秒 混液和储存设备 混液箱的容积:至少与储能瓶的储液量相同 防冻液箱的容积:一倍或1.5倍于储能瓶的储液量 混液系统应该自动控制 液压管汇(主控板)的要求 包含液压调压阀以便控制水下调压器,防喷器组控制系统的设计要求,具有流量表 显示各种压力 各种报警功能 远离钻台 控制防喷器组(包括LMRP)的所有功能 主要功能的手柄或按钮应该具有保护盖板(隔水管和井口连接器、剪切闸板防喷器) 主液压供应和信号压力供应应该安装过滤器,防喷器组控制系统的设计要求,司钻控制板:最少满足如下要求: 控制防喷器组和LM

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