【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及海洋石油天然气钻井
,尤其涉及一种深水钻井隔水管动力学参数测量系统及方法。
技术介绍
当前,深水钻井隔水管一般用于海洋油气勘探开发作业时作为连接钻井平台与海底井口的通道,在隔离海水、引导钻具、循环钻井液、安装水下防喷器、支撑各种控制管线等方面发挥着重要作用。在强风、波浪、海流和内波流等海洋环境随机载荷、钻井平台运动以及钻柱-钻井液-隔水管耦合接触的联合作用下,深水钻井隔水管通常会产生偏移(例如,最大偏移距离可以超过100米)、振动、摇摆等不同形式的复杂运动,受力状态十分复杂和恶劣。深水钻井隔水管因不能承受如此复杂的应力状态,而使用寿命降低甚至损坏断裂,给深水油气勘探开发造成重大损失。为了提高深水钻井作业的科学性和安全性,掌握隔水管的受力状态和运动规律,需要实时采集隔水管的动力学参数——张拉应力、三轴位移与加速度以及隔水管内液柱压力与温度等参数,为隔水管的受力分析和安全操作提供必要的信息。目前,深水钻井隔水管动力学参数测量方式有多种。按测量位置划分,可以分为水面采集和水下采集。其中水下采集方式可以将传感器沿隔水管直接布置在关键部位进行测量,具有直接高效的特点,但由于水下环境较为复杂,实施较为困难,且费用昂贵;而在水面采集方式具有操作简便、费用低廉的特点,但需要开发配套的隔水管动力学分析软件,难以真实有效的反应水钻井隔水管动力学参数。另外,根据数据传输和供电方式不同,又可以将隔水管测量系统 ...
【技术保护点】
一种深水钻井隔水管动力学参数测量系统,其特征在于,包括:深水钻井平台,以及设置于所述深水钻井平台上部的井架和设置于所述深水钻井平台下部的深水钻井隔水管;所述深水钻井隔水管的上端与一隔水管动力参数测量短节的下端连接;所述隔水管动力参数测量短节的上端连接一张力接头;所述隔水管动力参数测量短节用于测量深水钻井隔水管的张拉应力、三轴位移、加速度、隔水管内压力与温度;在所述深水钻井平台上还设置有卫星导航移动站设备和隔水管实时监测与分析工作站设备;在所述井架上设置有与所述隔水管动力参数测量短节、卫星导航移动站设备和隔水管实时监测与分析工作站设备分别通信连接的Wi‑Fi路由器。
【技术特征摘要】
1.一种深水钻井隔水管动力学参数测量系统,其特征在于,包括:深水钻井平
台,以及设置于所述深水钻井平台上部的井架和设置于所述深水钻井平台下部的深水
钻井隔水管;所述深水钻井隔水管的上端与一隔水管动力参数测量短节的下端连接;
所述隔水管动力参数测量短节的上端连接一张力接头;所述隔水管动力参数测量短节
用于测量深水钻井隔水管的张拉应力、三轴位移、加速度、隔水管内压力与温度;在
所述深水钻井平台上还设置有卫星导航移动站设备和隔水管实时监测与分析工作站
设备;在所述井架上设置有与所述隔水管动力参数测量短节、卫星导航移动站设备和
隔水管实时监测与分析工作站设备分别通信连接的Wi-Fi路由器。
2.根据权利要求1所述的深水钻井隔水管动力学参数测量系统,其特征在于,
所述隔水管动力参数测量短节包括:测量装置主轴、测量装置外壳以及各隔水管动力
参数测量传感器;所述测量装置主轴通过锯齿形销块与测量装置外壳配合形成密闭空
间,使得所述各隔水管动力参数测量传感器封闭于所述密闭空间内。
3.根据权利要求2所述的深水钻井隔水管动力学参数测量系统,其特征在于,
所述测量装置主轴和测量装置外壳分别设置有多个螺孔,测量装置主轴上的螺孔与测
量装置外壳上的螺孔通过螺栓连接。
4.根据权利要求3所述的深水钻井隔水管动力学参数测量系统,其特征在于,
在所述测量装置外壳的下部装有密封胶圈,以通过所述密封胶圈与所述测量装置主轴
过盈装配。
5.根据权利要求4所述的深水钻井隔水管动力学参数测量系统,其特征在于,
在所述测量装置外壳侧面设置有防水密封门,所述防水密封门与一盖板配合密封,形
成所述密闭空间。
6.根据权利要求5所述的深水钻井隔水管动力学参数测量系统,其特征在于,
在所述密闭空间内设置有测量信息集成处理板卡;所述测量信息集成处理板卡分别与
设置于所述密闭空间内的连续调频波雷达物位传感器、三轴加速度传感器、应力传感
器电路、应变片、压力传感器、温度传感器、Wi-Fi模块电路、存储器电路和电缆接
头连接。
7.根据权利要求6所述的深水钻井隔水管动力学参数测量系统,其特征在于,
\t所述Wi-Fi模块电路通过一Wi-Fi天线与所述Wi-Fi路由器通信连接。
8.根据权利要求6所述的深水钻井隔水管动力学参数测量系统,其特征在于,
所述连续调频波雷达物位传感器安装在所述测量装置外壳的上部;所述连续调频波雷
达物位传感器的雷达波沿连续调频波雷达物位传感器的喇叭正前方向辐射深水钻井
平台的甲板底部。
9.根据权利要求6所述的深水钻井隔水管动力学参数测量系统,其特征在于,
所述三轴加速度传感器与所述温度传感器安装于测量装置主轴侧面上。
10.根据权利要求6所述的深水钻井隔水管动力学参数测量系统,其特征在于,
所述应变片为8组直接沿所述测量装置主轴表面均匀展开的应变片;8组应变片与所
述应力传感器电路连接。
11.根据权利要求6所述...
【专利技术属性】
技术研发人员:连志龙,周英操,蒋宏伟,霍宗强,杨尧焜,李牧,
申请(专利权)人:中国石油天然气集团公司,中国石油集团钻井工程技术研究院,
类型:发明
国别省市:北京;11
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