ICS 75.180.10 E 92
GB
中华人民共和国国家标准
GB/T30217.2—2016/ISO/TR13624-2:2009
石油天然气工业 钻井和采油设备第2部分：深水钻井隔水管的分析方法、
操作和完整性
Petroleum and natural gas industries-Drilling and production equipment- Part 2 : Deepwater drilling riser analysis methodologies , operations and integrity
(ISO/TR 13624-2:2009,Petroleum and natural gas industries—Drilling and production equipmentPart 2 : Deepwater drilling riser methodologies,operations
and integrity technical report, IDT)
2016-04-25发布
2016-08-01实施
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局
中国国家标准化管理委员会 发布 中华人民共和 国
国家标准
石油天然气工业 钻井和采油设备第2部分：深水钻井隔水管的分析方法、
操作和完整性
GB/T30217.2—2016/ISO/TR13624-2:2009
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中国标准出版社出版发行北京市朝阳区和平里西街甲2号（100029）北京市西城区三里河北街16号（100045）
网址：www.spc.org.cn 服务热线：400-168-0010 2016年8月第一版
*
书号：155066：1-54796
版权专有 侵权必究 GB/T30217.2—2016/ISO/TR13624-2:2009
目 次
前言
V
范围规范性引用文件
2
3 ，术语和定义
缩略语耦合钻井隔水管和（或）导管分析方法和工作实例 5.1 耦合方法 5.2 解耦方法 5.3 分析考虑 5.4 建模 5.5 隔水管耦合分析 5.6 隔水管解耦分析。 5.7 工作示例· 5.8 基本分析条件 5.9 模型描述和分析流程 5.10 结果
++
K
18 19 19 26 27 27 27 32 46
.......
.
......
6漂离和驱离分析方法和示例
6.1 漂离分析方法 6.2示例
7反冲分析方法和工作示例
7.1 引言 7.2 基本情况 7.3需要的信息 7.4 性能准则 7.5 示例的实用性参考文献
46 46 52 58 61
7.9
图 1 钻井隔水管系统的配置和耦合分析模型图 2 钻井隔水管系统的配置和解耦分析模型· 图3 简化的张紧器模型1 图4 简化的张紧器模型2 图5 非线性梁张紧器模型图6非线性弹簧张紧器模型图7 解耦分析比耦合分析保守的百分比与水深的函数图8 LFI转角作为浮式钻井装置偏移函数的耦合和解耦分析对比
-：
-...+
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12
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1 GB/T30217.2—2016/ISO/TR13624-2:2009
图93048m（10000ft）水深隔水管配置示意图图10耦合模型的弯矩范围曲线：图11耦合模型的侧向挠度范围曲线图12耦合和解耦模型叠加的弯矩范围曲线图13耦合和解耦模型叠加的侧向挠度范围曲线· 图14漂离分析流程图图15 3048m（10000ft）水深工作示例隔水管排列示意图图16井口装置和导管和（或）套管布置示意图。 图17 浮式钻井装置偏移随时间变化的曲线图. 图18 应力应变曲线示意图图19 平均冲程长度和顶部张力与偏移的函数关系图20TJ冲程和挠性接头转角与偏移的函数关系图21 隔水管和套管的冯·米塞斯应力和井口装置弯矩与偏移的函数关系·· 图22 高压空气和（或）油蓄能器的钢丝绳式张紧器（改自Young等人（1992a））图23高压侧带空气的钢丝绳式张紧器（Retsco国际许可使用）图24 带高压和低压蓄能器的钢丝绳式张紧器［改自Puccio和Nuttall（1998），Stahl和
21
28 28 29 29 30
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48
Abbassian (2000)
49 50 65 67 69 70 70 71 71 72 72 73 74 75 75 76 ***76
图25直接作用的张紧系统图26不考虑隔水管反冲的作业张力范围图27 工作示例的张紧器结构· 图28 张力和时间的关系曲线图29 TJ冲程和时间关系图30 LMRP位移和时间关系，图31张紧器冲程和时间关系图32控制阀冲程和时间关系· 图338个相位角的隔水管张力与时间关系图348个相位角的TJ冲程与时间关系图35LMRP间距支配条件下的偏移* 图36在海水、没有偏移及10675kN（2400kips）最大作业条件下，TJ与时间的关系图37TJ接触力与时间的关系图3845°相位角的网格细化和刚度的参数研究图39没有偏移及8807.5kN（1980kips）最大连接条件下TJ的冲程图408807.5kN（1980kips）最大连接条件下TJ的反作用力（显示最严重的相位角）. 图41考虑隔水管反冲的作业图
.
表1钻井隔水管分析模型的输人参数表2浮式钻井装置尺寸
O
1.9
II GB/T 30217.2—2016/ISO/TR13624-2:2009
表33048m（10000ft）水深的隔水管配置表4 TJ性能表5 张紧系统详细信息表6 设备的重量和尺寸表7导管和套管的性能表8 沿着隔水管的阻尼系数表9 海流部面表10 土壤数据表11 波浪数据表12 周期为11.47s的浮式钻井装置RAO 表13 隔水管的解耦模拟结果表14 浮式钻井装置尺寸表15 隔水管配置示例表16 伸缩接头属性表17 张紧器系统表18 设备的重量和尺寸表19 导管和套管表20沿着隔水管的阻尼系数· 表21 海流剖面表22 浮式钻井装置偏移随时间的变化表23 土壤数据表24 解脱条件评估准则表25 解脱准则表26 钻井船60°船向的升沉RAO 表27 假定的环境条件表28 典型的升沉和周期表29 3048m（10000ft）配置的隔水管表30阀门CV与冲程表31 TJ冲程变化源
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-+
36
36 36 38 39
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40
4.5
62 63 63 64 66 68
II GB/T30217.2—2016/ISO/TR13624-2:2009
前言
GB/T30217《石油天然气工业 钻井和采油设备》分为两个部分：
第1部分：海洋钻井隔水管设备的设计和操作；第2部分：深水钻井隔水管的分析方法，操作和完整性。
本部分为GB/T30217的第2部分本部分按照GB/T1.1一2009给出的规则起草本部分采用翻译法等同采用ISO/TR13624-2：2009《石油天然气工业钻井和采油设备 第2部
分：深水钻井隔水管的方法、操作和完整性技术报告》。
本部分还做了下列编辑性修改：
修改广标准名称，将原文名称*深水钻井隔水管的方法，操作和完整性技术报告改成本部分名称“深水钻井隔水管的分析方法、操作和完整性”。
本部分由全国石油钻采设备和工具标准化技术委员会（SAC/TC96）提出并归口。 本部分起草单位：国家油气钻井装备工程技术研究中心、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、江苏省盐城市建湖县永维阀门钻件有限公司、中海油能源发展股份有限公司管道工程分公司、中国石油集团钻井工程技术研究院钻井机械研究所、四川宏华石油设备有限公司。
本部分主要起草人：王定亚、杨玉刚、王耀锋、孙娟、颜波、金国林，张洪波、刘洋、高杭。 GB/T30217.2—2016/IS0/TR13624-2.2009
石油天然气工业钻井和采油设备第2部分：深水钻井隔水管的分析方法、
操作和完整性
1范围
GB/T30217的本部分适用于配置了水下BOP组的移动式海洋钻井装置。GB/T30217的本部分讨论的钻井隔水管的分析方法适用于GB/T30217.1，这些分析方法的解释参见GB/T30217.1。
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/T30217.1一2013石油天然气工业钻井和采油设备第1部分：海洋钻井隔水管设备的设计和操作（ISO13624-1：2009.IDT)
APIRP16Q：1993海洋钻井隔水管系统的设计、选择、操作和维护（Design，Selection，Operation and Maintenance of MarineDrilling Riser Systems)
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
蓄能器（用于防喷器）： accumulator 液面上部充人气体（例如氮气）的压力容器，在压力下用来储存液压液以操作BOP。
3.2
蓄能器（用于隔水管张紧器）accumulator 液面上部充人气体（例如氮气）的压力容器，来自张紧器供气瓶的高压气体在压力容器气体一侧加
压，供应高压液压液以激励隔水管张紧器液缸。 3.3
气罐浮力air-canbuoyancy 顶部密闭、底部散开的气缸产生的气室净浮力给隔水管柱施加的张力，该汽缸在隔水管外面周围形
成一个充气环空。 3.4
环空 annulus 当一根管子在另一根管子内部时，两根管子之间的空间。
3.5
表观重量 apparent weight 有效重量 effective weight 水下重量 submerged weight 隔水管在空气中的重量减浮力。
1 GB/T30217.2—2016/ISO/TR13624-2:2009
注：表观重量通常称为水中重量、湿重、水下重量或有效重量。
3.6
辅助管线 auxiliary line 隔水管主管外面连接的导管（不包括节流和压井管线）。 示例：液压供给管线、浮力控制管线、钻井液增压管线。
3.7
球接头 ball joint 球窝式总成，其中心通道内径等于或大于隔水管内径，并可安装在隔水管柱上以减少局部弯曲
应力。 3.8
井喷blowout 井液无控制地从井筒流出。
3.9
防喷器blowoutpreventer;BOP 安装在水下井口头上，用于封井的装置
3.10
环形防喷器 annular blowout preventer 能在井筒或井筒内任一构件周围的环形空间内形成密封的远程控制装置。 注：增强弹性密封胶心元件在液压压力作用下实现密封
3.11
防喷器组BOPstack 连接到水下井口装置的井控设备总成，包括BOP、四通、阀液压连接器和短节。 注：通常使用这个术语时，还可包括LMRP
3.12
母接头box 隔水管接头、节流压井（C&K）管线插接总成或辅助管线插接总成的内连接件。
3.13
浮力控制管线 buoyancy-control line 专用于控制、充气或放气气罐浮力箱的辅助管线
3.14
浮力块 buoyancy modules 隔水管单根安装的减少其表观重量、从而减少隔水管顶部张力要求的装置。
3.15
节流和压井管线 choke-and-kill lines C&K管线C&K line 压井管线kill line 平行于隔水管排列的用来循环流体进出井简以控制井压的外部导管。
3.16
控制盒 control pod 水下阀和调节装置总成，当从平台上驱动时，引导液压液通过专用端口来操作BOP设备。
3.17
接头coupling 两节隔水管首尾连接的机械装置。
2