[發(fā)明專利]一種用于鎖緊狀態(tài)下水下井口連接器的測試系統(tǒng)和方法

在審

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• 申請日: 2022-05-31
• 公開（公告）號: CN114991698A
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發(fā)明（設計）人: 李中;楊進;李舒展;尹豐;王紅紅;朱國倞;朱春麗;胡忠前
• 申請（專利權(quán)）人: 中海油研究總院有限責任公司;中國石油大學（北京）
• 主分類號: E21B33/038
• 分類號: E21B33/038;G01N3/12
• 代理公司: 北京紀凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 朱燕鷗

本發(fā)明涉及一種用于鎖緊狀態(tài)下水下井口連接器的測試系統(tǒng)及方法，包括：上部測試樁，所述上部測試樁用于密封所述水下井口連接器的上接口；高壓井口頭測試樁，所述高壓井口頭測試樁用于密封所述水下井口連接器的下接口，所述高壓井口頭測試樁的上設有注油口；液壓動力加載系統(tǒng)，所述液壓動力加載系統(tǒng)與所述上部測試樁連接，用于對所述上部測試樁施加載荷；數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)和液壓泵，所述數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)與所述液壓泵電連接。所述測試系統(tǒng)及方法結(jié)構(gòu)簡單，可重復性強，能夠充分測試水下井口連接器鎖緊狀態(tài)下受到荷載失效特性，保障深水石油開采安全。

技術領域

本發(fā)明涉及海洋油氣鉆采技術領域，尤其涉及一種鎖緊狀態(tài)下水下井口連接器的測試系統(tǒng)和方法。

背景技術

由于陸地和淺水石油勘探程度較高，油氣產(chǎn)量已接近峰值，在油氣勘探的主攻方向上，現(xiàn)在已開始實現(xiàn)由陸地、淺水到深水海域找油的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)移。全球海洋油氣資源豐富，據(jù)估計，海洋石油資源量約占全球石油資源總量的34％，累計獲探明儲量約400×108t，探明率30％左右，尚處于勘探早期階段。

近年全球深水油氣勘探開發(fā)快速增長，深水產(chǎn)量已從1990年每天不足30萬桶油當量增長到2019年每天1030萬桶油當量，增長率達13％。全球深水行業(yè)在2019年達到了一個里程碑首次突破1000萬桶/天的大關。預計未來全球深水行業(yè)將繼續(xù)增長，到2025年，深水產(chǎn)量預計將達到1450萬桶/天。近年來，全球油氣勘探領域大多數(shù)重大油氣發(fā)現(xiàn)都位于海上，其中超過一半的重大油氣發(fā)現(xiàn)是深水發(fā)現(xiàn)。對于我國南海深水油氣開發(fā)來說，同樣如此。我國南海油氣資源總量占全國油氣總資源量的三分之一，且70％蘊藏在深水領域。然而我國在南海的勘探開發(fā)主要集中在中淺層。因此，解鎖南海深水和超深水的油氣資源，還有待繼續(xù)攻克海洋石油技術難題。與陸地油氣田和海上淺水區(qū)油氣田鉆完井相比，深水油氣田鉆井的技術難度、投資及風險很大，南海深水勘探開發(fā)相關技術和裝備仍屬于世界級難題，深水鉆采裝備在深水油氣開發(fā)方面扮演著重要角色。

國內(nèi)制造商在深水裝備研制方面取得一定突破，攻克了部分裝備研發(fā)的關鍵技術，但由于對使用目的、運行指標及操作環(huán)境的認識不夠，普遍缺乏測試認證與技術保障；工程應用風險大，形成樣機的技術成熟度較低，整體處于研制階段，系統(tǒng)性不足，無法滿足工程化應用需求。水下井口連接器是水下井口與水下采油樹或防噴器(BOP)等鉆采設備的關鍵設備，具有構(gòu)建鉆井及采油通道、防止井內(nèi)高壓流體泄漏的、支撐金屬密封圈、承載各種復雜載荷的作用。與其它水下連接器相比，水下井口連接器面臨的實際工況更復雜，主要包括安裝、生產(chǎn)、鉆完井和修井工況等，同時也面臨著更加惡劣的環(huán)境載荷，如波浪、海流、鉆井船漂移、循環(huán)內(nèi)壓、隔水管的張力和彎矩等，這些因素嚴重威脅著連接器的操作安全，嚴重時會引起連接器功能漏、支撐金屬密封圈、承載各種復雜載荷的作用。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種用于鎖緊狀態(tài)下水下井口連接器的測試系統(tǒng)和方法，能夠檢測鎖緊狀態(tài)下，模擬實際工作載荷下，測試水下井口連接器失效時的極限載荷，驗證水下井口連接器的安全與可靠性，防止水下井口連接器失效帶來的經(jīng)濟損失。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術方案：

本發(fā)明一方面提供了一種用于鎖緊狀態(tài)下水下井口連接器的測試系統(tǒng)，上部測試樁，所述上部測試樁用于密封所述水下井口連接器的上接口；

高壓井口頭測試樁，所述高壓井口頭測試樁用于密封所述水下井口連接器的下接口，所述高壓井口頭測試樁的底部設有注油口；

液壓動力加載系統(tǒng)，所述液壓動力加載系統(tǒng)與所述上部測試樁連接，用于對所述上部測試樁施加載荷；

液壓泵，所述液壓泵的與所述液壓動力加載系統(tǒng)和所述注油口連接；

數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)，所述數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)與所述液壓泵電連接，所述數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)用于控制液壓動力加載系統(tǒng)輸出載荷的大小及方向，并記錄載荷數(shù)值；數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)用于控制所述液壓泵向所述水下井口連接器中注入液壓油并進行保壓作業(yè)，同時記錄液壓數(shù)值大小。