深水水合物井海床完井裝置是針對(duì)采用無(wú)隔水管鉆井技術(shù)開采深水天然氣水合物的井口進(jìn)行完井作業(yè)的關(guān)鍵設(shè)備。該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)完井套管的存儲(chǔ)運(yùn)輸、上卸絲扣、下放井口等動(dòng)作,建立井內(nèi)完井套管通道,還可以輔助進(jìn)行泥漿及水泥漿循環(huán)固井作業(yè)。本文依托中國(guó)南海天然氣水合物礦藏開采工況條件,設(shè)計(jì)深水水合物井海床完井裝置。其主要研究?jī)?nèi)容如下:首先,從深水水合物井完井作業(yè)嚴(yán)苛的工況條件出發(fā),確定了對(duì)作業(yè)裝置功能、性能方面的要求,制定了裝置的整體設(shè)計(jì)方案并建立了三維模型圖,詳細(xì)設(shè)計(jì)了裝置用于完井套管下放安裝作業(yè)的部分。其次,通過(guò)對(duì)深水海床完井作業(yè)裝置的動(dòng)作過(guò)程及受力情況分析計(jì)算,進(jìn)行液壓部件的選型并建立了液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。通過(guò)液壓仿真軟件對(duì)液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行建模分析,并將仿真結(jié)果與計(jì)算結(jié)果相對(duì)比,保證所設(shè)計(jì)的液壓系統(tǒng)可靠運(yùn)行,滿足實(shí)際工程作業(yè)需求。最后,運(yùn)用有限元分析軟件對(duì)作業(yè)裝置關(guān)鍵受力部位進(jìn)行了極限載荷工況下的強(qiáng)度校核分析,并依據(jù)模擬結(jié)果提出其結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)建議。在裝置滿足可靠工作的前提下以輕量化、便捷化為主要優(yōu)化目標(biāo)。針對(duì)深水水合物井海床完井裝置的設(shè)計(jì)方法及性能研究為我國(guó)深水海床完井作業(yè)設(shè)備的研發(fā)提供借鑒和思路。 

【文章來(lái)源】：中國(guó)石油大學(xué)(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：83 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

我國(guó)南海天然氣水合物礦藏Fig.1.1NaturalgashydratedepositsintheSouthChinaSea

圖 1.2 天然氣水合物穩(wěn)定相圖Fig. 1.2 Stable phase diagram of gas hydrate氣水合物礦藏的海域范圍內(nèi)，天然氣水合物礦藏廣泛存在。根勘探數(shù)據(jù)可知，在海洋中天然氣水合物礦藏主洋海底以下 0~1500m 的松散沉積巖中。而在我國(guó)然氣水合物礦藏儲(chǔ)量最為豐富海域，其礦藏主要等區(qū)域并且多以塊狀、透鏡狀或浸染狀分布于砂巖中，其含量變化為百分之幾到 95%[6]。2013 年合在我國(guó)南海東北部陸坡水深 664~1420m 范圍芯中得到了大量、多種類型的天然氣水合物實(shí)物氣體含量超過(guò)了 99%，分析該區(qū)域天然氣水合物物位于海床下埋深 220m 內(nèi)的粉砂質(zhì)黏土及生物

圖 1.3 研究區(qū)位置圖Fig. 1.3 Location map of research area.2 南海天然氣水合物開發(fā)環(huán)境根據(jù)我國(guó)地質(zhì)調(diào)查局對(duì)南海海區(qū)天然氣水合物礦藏的調(diào)查分析結(jié)果可知南海廣闊的海域分布有大量的天然氣水合物，可開采面積較大，天然氣集地區(qū)儲(chǔ)層深度大多位于海床以下 300m 以內(nèi)，富集地區(qū)水深大多在 1，天然氣水合物的開采利用面臨“水深井淺”的情況[10,11]。然而，我國(guó)海況復(fù)雜，洋面環(huán)境條件惡劣，常年具有熱帶季風(fēng)，甚至常出現(xiàn)狂風(fēng)巨等惡劣天氣，而洋底環(huán)境條件相對(duì)穩(wěn)定。這對(duì)目前技術(shù)較成熟半潛式平響很大。綜上所述，我國(guó)南海海域的天然氣水合物開發(fā)面臨著嚴(yán)峻的環(huán)2]。 深水無(wú)隔水管鉆井技術(shù)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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