海洋鉆機立式節流壓井管匯結構分析

劉渙東(承德江鉆石油機械有限責任公司，河北 承德 067000)

海洋鉆機立式節流壓井管匯結構分析

劉渙東(承德江鉆石油機械有限責任公司，河北 承德 067000)

立式節流壓井管匯作為海洋鉆機的重要井控設備，整機結構復雜，外形尺寸大，對平臺布局影響很大。本文對當前管匯整機、閥門結構特點分析，總結了各結構適用條件和環境，方便用戶選型和應用。

立式節流壓井管匯；閥門；控制系統；結構分析

節流壓井管匯是海洋平臺鉆機的重要組成部分，是關鍵的井控安全設備。

1 海洋鉆機節流壓井管匯組成

節流壓井管匯由手動節流閥、液動節流閥、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 海洋鉆機節流壓井管匯結構的影響因素

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

3 海洋鉆機節流壓井管匯結構型式分析

3.1 整機結構

整機結構目前多為立式平面結構和立式門字形結構兩種。(1)立式平面結構指管匯整機流程在一平面內，其結構見圖1。

立式平面結構整機前后寬度較小，與閥門高度尺寸相當，但高度比較大。其優點是整機占用鉆臺面積小，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。缺點主要包括:當管匯壓力和通徑規格較大時，節流閥上游布閥型式采用雙閥串聯結構，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，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，操作閥門時不易觀察。整機縱向較高，穩定性較差，與鉆臺面安裝時需特別加固。管匯整體平面尺寸較大，一般需要分體運輸，現場再進行對裝，安裝時比較繁瑣。當管匯壓力和通徑規格較小時，節流閥上游布閥型式可采用單閥單聯結構，這樣管匯整體高度及整體尺寸都會大大減小，適用立體平面結構。

圖1 立式平面結構

(2)立式門字形結構指管匯結構側向整體呈門字形，其結構見圖2

立式門字形結構與立體平面結構相比整機高度較低，前后寬度尺寸較大。其優點是流程布局合理，閥門數量少，使用功能齊全；整機高度大大降低，高度在2.5米以內，不需加裝操作平臺，人工操作及維修比較方便，避免了高空作業的風險。管匯底撬為框架結構，整體穩定性好，安裝容易；管匯運輸寬度小，可整體運輸，方便快捷。缺點是整機前后寬度較大，占用鉆臺空間較大，流程直觀較為復雜。

3.2 閥門結構類型

(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，還可實現在線維修。(2)節流閥。節流閥主要有筒式節流閥和孔板式節流閥。孔板式節流閥進出口端距大，管匯橫向和縱向尺寸相應增大。但孔板式節流閥可實現截止功能，目前平臺多采用。

4 結語

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

[1]孫 娟，張永澤.海洋鉆機模塊井口壓力管匯系統設計的分析[J].石油機械，2004,32（增刊1）:29-31.

[2]馮利杰，薛蘇玲，陳鋼等.DSJ300-1A海洋鉆井平臺節流壓井管匯設計[J].石油機械，2013,41（7）:54-56.

圖2 立式門字形結構