海上石油钻井和采油隔水导管.pdf
《海上石油钻井和采油隔水导管.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《海上石油钻井和采油隔水导管.pdf(29页珍藏版)》请在麦多课文档分享上搜索。
1、ICS 7518010E 92备案号:48207-2015 S Y中华人民共和国石油天然气行业标准SYT 6558-2014代替SYT 6558 2003Offshore oil drilling and production riser pipe201410-15发布 2015-03-01实施国家能源局 发布目 次前言1 范围-2规范性引用文件3术语和定义4系统组件5设计-6材料和焊接7隔水导管8接头9质量控制1(】标识、运输与贮存-附录A(规范性附录) 隔水导管喷锌喷铝防腐SVT 6558-2014,259竹圳SYT 6558-2014刖 置本标准按照GBT 1 1 29标准化一I:作导则
2、 第1部分:标准的结构和编写给H的规则起草。本标准代替sYT 6558 2003海上油气水井抗冰隔水管设计与制造规范,与SYF 65582003相比,除编辑性修改外,主要技术差异如下:标准名称修订为;补充完善了标准的适用范围(见第1章);更新和补充了规范性引用文件(见第2章);一增加了“术语和定义”(见第3章);增加了隔水导管“系统组件”(见第4章);修订了隔水导管“设计”(见第5章);修订了“材料和焊接”(见第6章);增加了“隔水导管”(见第7章);增加了“接头”(见第8章);增加了“质量控制”(见第9章)。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。本标准
3、由全国石油钻采设备和工具标准化技术委员会(SACTC 96)提出并归口。本标准主要起草单位:中石化胜利石油工程有限公司钻井T艺研究院、江苏省建湖县永维阀门钻件有限公司、宝鸡石油机械有限责任公司、中海油田服务股份有限公司钻井研究院、中海油能源发展股份有限公司管道丁程分公司。本标准主要起草人:徐常胜、樊敦秋、王文耀、任克忍、金国林、范亚民、颜波,米寿荣、李振坤。l范围海上石油钻井和采油隔水导管SYT 65s82014本标准规定了用于我国海上石油钻井和采油用的隔水导管系统组件、设计、材料和焊接、隔水导管、接头、质量控制、标识、运输与贮存等。本标准适用于我国海上(水深1 20m以内)石油钻井和采油作业
4、用的隔水导管(以下简称隔水导管)的设计、制造与检验。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB 985 1 气焊、焊条电弧焊、气体保护焊和高能束焊的推荐坡口GBT 8423 石油钻采设备及专用管材词汇GBT 9793热喷涂金属和其他无机覆盖层锌、铝及其合金GBT I 1373热喷涂金属件表面预处理通则GBT I 1374热喷涂涂层厚度的无损测量方法SYT 4084滩海环境条件与荷载技术规范SYT 4091 滩海石油工程防腐蚀技术规范sYT 494浅海钢质固定平台
5、结构设计与建造技术规范CCS海上固定平台人级与建造规范ANSIAWSD 1 1 钢结构焊接规范(Structural welding codesteel)3术语和定义GBT 8423界定的以及下列术语和定义适用于本文件。31隔水导管riser pipe在海上石油钻井(或采油)中,为隔绝海水建立钻井液循环和为初始开钻建立井El所下人的管子。32接头coupling单体隔水导管之间连接组成管串时所使用的连接装置。33隔水导管串 riser string南多个单体隔水导管相连接组成的管串。SYT 6558-20144系统组件41概述隔水导管是从海上钻井(或采油)平台下到海底浅层的套管。根据隔水导管的
6、施T方式、应用方式、抗载性质,通常可分为:a)按照施工方式分为:裸眼固井式(见图1)和锤击打入式(见图2)。b)按照应用方式分为:独桩式(见图3)、井组多桩式(见罔4)、导管架扶正式(见图5)。C)按照抗载性质分为:抗冰式和非抗冰式。吊装卡环图l裸眼固井式吊装卡环图3独桩式42系统功能海洋隔水导管系统的主要功能是:a)钻井平台钻井作业时:1) 隔离海水、形成钻井液循环通道2图2锤击打入式堪 隔水阜I一L,酉酉I, 水下涟、端j厂_L一1贼扩单鑫8图4井组多桩式SYT 6558-2014图5导管架扶正式2) 顶部安装防喷器组(水面以上);3)引导钻井工具人井。b)采油平台采油作业时:井口采油树安
7、装支撑结构;2) 多桩连接后,作为井口平台;3) 抵御所在海域的环境载荷(50年一遇或1Jo年一遇)。43系统尺寸主要尺寸和互换性是隔水导管的基础。基本特衙包括:a) 隔水导管串的入泥深度应满足所在海域浅层地质条件和业主给f的井身结构设计。b) 隔水导管串中的组件最大外径应小于钻井平台的转盘的最大开7L直径。c) 隔水导管的最小内径应能通过钻井选定的钻具组合。d) 隔水导管结构应能满足所在海域环境条件的需要。e) 隔水导管单体长度与特定钻井平台上的隔水导管存储架长度、井架人字形大门的尺寸、隔水导管吊运设备相匹配。设备制造商应提供隔水导管系统的基准尺寸以及业主要求的其他基准尺寸。需考虑的基准尺寸
8、包括:隔水导管串的人泥深度、工作水深、抗载类型、最大外径、最小内径、单体长度等。SYT 6558-2014引鞋为隔水导管串的下端专用装置。裸眼固井式隔水导管下端的浮箍浮鞋为隔水导管串提供导向和同井支持,其内部的单向阀为隔水导管串与地层同结时提供水泥浆单向通道,材质通常为铝质或尼龙。锤击打人式隔水导管下端的穿刺引鞋为隔水导管串贯入地层提供导向和刺穿力,其首部的锯齿加强结构为隔水导管串贯人地层时提供破岩能力,内外囤周的竖向结构为隔水导管串贯入地层时提供导向。45接头接头为单体隔水导管连接成隔水导管串时所使用的连接装置。接头的内、外接头分别与单体隔水导管本体焊接成一体。裸眼固井式隔水导管接头宜采用卡
9、簧式快速接头,通常1_作水深30m以内可采用单卡簧单密封结构(见图6),工作水深3I)m120m时宜采用双卡簧双密封结构(见图7)。锤击打人式隔水导管接头宜采用多头特殊螺纹式结构。46单体定位销图6 单卡簧单密封快速接头定位销一图7双卡簧双密封快速接头隔水导管单体为组成隔水导管串的基本单元,隔水导管单体组件的基本参数应与施工方式、要求相匹配。47独桩式隔水导管通常其两端分别焊有内、外接头(见图H)。应用方式、抗载性质、环境条件、设备运行、1。艺本体 内接头图8隔水导管单体独桩式隔水导管通常多用于海上探井钻井。通常工作水深30m以内时不需要钻井平台的张力设备,根据业主要求可保留井口或钻井后切除;
10、工作水深30m 1 20m时需要钻井平台对隔水导管顶部SYT 6558-2014或附近提供张力,防止隔水导管弯fI,使隔水导管保持近似垂直状态,钻井后需要切除。48井组多桩式隔水导管井组多桩式隔水导管通常用于已经探明地质储量的油田开发。钻井后需要保留井口并形成井口平台。钻井平台开钻前先在预定海域将水下海底基盘安装固定,再按水下海底基盘的井间距对准其导向L钻开海底浅层,下人各根隔水导管并与地层固结。待井组所有隔水导管全部施工后,在水面高于设计高潮位以上进行各个隔水导管的加固连接,形成稳定的空间结构。根据要求在隔水导管的顶部安装井口平台甲板并进行必要的加固,形成完整的井口平台。通常该形式的井口平台
11、工作水深为30m以内,并应进行详尽的校核计算。49导管架扶正式隔水导管导管架扶正式隔水导管通常用于已经探明地质储量的整装油田开发。整装油田海上开发的综合固定平台通常布置有几十口或上百口生产井。固定平台的导管架上,根据井口需要每隔一定距离设计有隔水导管扶正结构,扶正结构上设置有每口井的导向孔。平台施工前,先根据业主给出的平台所在海域的环境条件(50年一遇或100年一遇)、地质条件(浅层地质)、导管架扶正支撑条件及施工方式等进行计算后选定隔水导管基本参数。平台钻井时需要对准导管架扶正结构上的导向L钻开海底浅层,下人各根隔水导管并与地层固结。每根隔水导管施工后,应将水面以上的导管架扶正结构与隔水导管
12、进行固定连接。通常该形式的综合固定平台(中心平台或卫星平台)工作水深为121)m以内或更深。5设计51概述本章适用于隔水导管系统组件(包括但不限于隔水导管接头、隔水导管本体、隔水导管串)的设计和计算分析。52工作等级521设计信息隔水导管制造商应提供下列隔水导管的设计信息,这些数据应以设计载荷和试验验证为基础:a) 隔水导管直径、壁厚和钢级。b) 单体隔水导管长度。c)接头信息(制造商、型号、接头额定载荷)。d) 隔水导管串的额定载荷。e)隔水导管串的最低温度、T作温度和最高温度。f) 隔水导管的抗载性质(抗冰或非抗冰)。522尺寸和接头型式隔水导管系统按隔水导管本体尺寸、接头型式和抗载性质分
13、类。隔水导管系统的设计和计算分析应按照实际使用的隔水导管单体长度、隔水导管外径、壁厚和钢级以及接头型式、材料等进行。523额定载荷确定额定载荷时,计算的或测量的额定载荷均不应超过组件材料的允许应力限值。隔水导管的额5svr 6558-2014定载荷应小于接头的额定载荷。524温度等级隔水导管的温度等级需根据业主给出的海域环境条件(50年或1JI)年遇)和是否利用隔水导管作为井口平台的结构支撑而定。在不同海域使用的隔水导管最低温度不同,通常在冬季结冰寒冷海域最低设计温度(日平均大气温度的最低值)为211(业主有特殊要求的,应适合特定环境温度)其他冬季非结冰海域(除非用户指定更低的温度)最低设计温
14、度应为。温度等级是隔水导管适用范围和钢材选择的基本条件。53载荷计算531环境条件5311环境条件系指所有影响隔水导管强度、稳性、制造、安装和使用的环境条件,包括但不限于:a)风、雾、降水、气温。b)水深、潮汐、波浪、海流。c)海冰、地震、海生物、海水温度、海水水质。d)海底地貌、工程钻孔地质条件资料等。5312使用的环境条件应由业主提供。5313环境条件的原始资料应可靠、连续和有代表性。推算设计环境条件的方法应是公认的。5314环境条件的重现期(50年一遇或100年一遇)应由业主综合考虑各方面凶素进行技术经济评价后确定。5315 环境条件参数的选取应符合sYT 4(184的规定。5316 由
15、业主提供所使用海域的控制载荷类型(抗冰或非抗冰)532载荷5321环境载荷作用于隔水导管的环境载荷主要有:a)风载荷。b)波浪载荷。c)海流载荷。d) 冰载荷。e)地震载荷。5322环境载荷计算环境载荷计算所采用的参数应是可靠的。计算方法应是公认的模型试验。环境载荷的计算应符合SYT 4084的规定。5323使用载荷以及设计使用寿命要求必要时应作数学模拟汁算或物理使用载荷是指隔水导管在使用期间受到的除环境载荷以外的其他载荷。作用在隔水导管上的使用载荷主要包括但不限于以下种类:a) 隔水导管在空气中的质量及上部设备、结构质量。b) 作用于隔水导管水下部分的静水力。6SYT 6558-2014C)
16、 井组多桩式隔水导管上部甲板结构、设备及所有载荷。5324施工载荷施工载荷是指在制造、运输、旷存和海上施工等阶段的暂时性载荷。作用在隔水导管上的施工载荷主要包括但不限于以下种类:a) 隔水导管在制造过程中承受的吊运载荷。b) 运输过程中作用于隔水导管的挤压载荷和振动冲击载荷。c) 贮存过程中作用于隔水导管的挤压载荷。d)施工过程中作用于隔水导管的吊运、存放、对接以及平台张紧器对隔水导管的作用载荷。e) 锤击贯入施丁中的冲击锤对隔水导管的冲击载荷等。533载荷计算5331载荷组合的基本原则应是隔水导管在使用期间同时可能出现的最不利的载荷条件进行组合,并且取各载荷的相应最大值。5332隔水导管静力
17、分析时,隔水导管结构本身的浮力应予考虑;动力分析时,除考虑隔水导管结构本身质量外,还应考虑附加质量。5333载荷计算应按照CCS海上固定平台人级与建造规范的规定执行。54结构设计541设计要求5411 隔水导管的结构设计应根据所在海域的环境条件、水深条件、浅层地质条件以及井口形式、使用年限、施工方式等要求进行。5412隔水导管结构设计应满足强度和稳定性的要求,必要时还应满足疲劳要求,同时避免产生过大的变形和振动。隔水导管的结构设计应安全、可靠,防止在施工和使用的各阶段由于结构破坏而造成生命、财产损失和环境污染。5413结构设计应南具备资质的单位设计并经过发证检验机构审查认可。5414结构设计应
18、满足但不限于以下要求:a)业主所选定海域的极端(50年一遇或100年一遇)海洋环境要求。包括水深、海冰、风、波浪、海流、潮汐、地震、海生物、海水温度、海水水质以及雾、降水、气温等。b) 所处海域的海底地貌、海底浅层地质条件和控制载荷。c) 施工装备或机具的能力。d) 探井钻井后井口预留或切除。e)施丁作业中的临时载荷。542结构分析5421 隔水导管的结构总体分析应建立一个与实际结构等效的计算模型,应考虑结构与周同介质之间的相巨作用。所用的计算机程序应是公认的或发证检验机构认可的。5422计算隔水导管的内力时通常采用专维计算模型。5423隔水导管的总体分析包括静力分析和动力分析,一般应以静力分
19、析结果为设计依据,下列情况之一时应进行动力分析,作为静力分析的补充和校核:a) 隔水导管的固有频率接近于设计海域内所形成的波浪中具有主要能量的波分量频率。b) 凡冲击性载荷频率接近于隔水导管的同有频率,且使结构产生重大动力响应。SYT 6558-2014c) 地面运动加速度大于或等于I】19。d) 当受到冰载荷作用时,应考虑冰载荷的动力影响。5424 当隔水导管与其他海上设施(如固定平台)相连接时,应考虑隔水导管与相连接的海上设施的相互作用。在带有隔水导管的平台设计中,应将各个隔水导管在水面以上至少设置2层连接结构,且连接结构避开挡冰区。连接结构应将隔水导管至少在3个以上方向上与平台的主要结构
20、连接成一体。543静力分析5431静力分析的目的是求得在静力作用下隔水导管结构各节点的位移和内力,用以校核隔水导管的强度和刚度。5432隔水导管可被模拟为具有梁单元的空间结构。5433对隔水导管的边界条件应注意以下几点:a) 分析隔水导管与土之间相互作用时,宜考虑土壤的非线性影响。b) 当隔水导管的横向位移较小时,可近似按线性分析。c) 初步设计时,为简化计算,可将隔水导管的下部模拟为一刚性固定端。刚性固定端位于设计泥面垂直向下T(m)处。设计泥面的位置在自然泥面下的距离应按地质条件决定。建议按下列经验公式确定丁值:对淤泥:丁=(7 c)8 5)D (1)对硬黏土:T=(3 54 5)D缺乏土
21、壤资料时:T=6 I)D式中:丁刚性固定端在设计泥面下的位置,单位为米(m)D一一隔水导管外径,单位为米(m)。544地震分析(2)(3)地震载荷作用于隔水导管,对隔水导管结构最不利的主轴方向取载荷的川l,对与此轴相垂直的水平方向取载荷的100,对与水平面垂直的方向取载荷的5I】,用这i个方向的地震引起的惯性力与静载荷同时作用于隔水导管上,作为静力问题对隔水导管进行结构分析。545动力分析5451隔水导管需要进行动力分析或疲劳强度分析时,计算采用的方法应是公认的或满足所采用规范、标准的要求。5452可采用线性基础或非线性基础进行隔水导管基础模拟。在使用线性基础时应保证线性基础等效于实际的桩一土
22、系统;在使用非线性基础时,应能够模拟桩土系统的侧向载荷变位特性(PY曲线),还应满足Qz曲线、丁z曲线。546应力分析5461钢结构可采用许用应力计算的方法进行计算分析。在T作环境和施T条件下,构件材料的8许用应力应符合表1的规定。表1材料许用应力SYT 6558-2014许用应力值应力种类 许用应力符号Nmm 2抗拉、抗压、抗弯 ()6d。抗剪 r I)4a。承压面(磨平) 印 f)9a。注:d。为钢材屈服强度。单位为牛每平方毫米(Nmm2)。5462在工作环境下,对接焊缝的许用应力应等于母材的许用应力。填角焊缝的抗拉、抗剪的许用应力均应取0 4a。5463在极端环境条件下各种载荷组合后的构
23、件许用应力可提高13;但计算所得的截面,不得小于按照工作环境条件所得的截面。5464 隔水导管在设计载荷作用下其强度要求和计算公式如下:一=jNi 2()9华一】-(4)r=祟D【r】 (5)t 、LJ、式中:一一轴向应力,单位为牛每平方毫米(Nram3)5r一剪应力,单位为牛每平方毫米(Nmm2);N 计算截面的轴向力,单位为牛(N);A一计算截面的面积,单位为平方毫米(mm2);M,、M,计算截面分别绕。轴和y轴的弯距,单位为牛毫米(Nmm);w 计算截面的剖面模数,单位为立方毫米(mm3);Q 计算截面的剪力,单位为牛(N);D 隔水导管的平均直径,单位为毫米(ram);r隔水导管壁厚,
- 1.请仔细阅读文档,确保文档完整性,对于不预览、不比对内容而直接下载带来的问题本站不予受理。
- 2.下载的文档,不会出现我们的网址水印。
- 3、该文档所得收入(下载+内容+预览)归上传者、原创作者;如果您是本文档原作者,请点此认领!既往收益都归您。
本资源只提供5页预览,全部文档请下载后查看!喜欢就下载吧,查找使用更方便
5000 积分 0人已下载
下载 | 加入VIP,交流精品资源 |
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 海上 石油 钻井 采油 导管
