零基礎學鑽井丨(三)隔水管系統

文章轉載自某小女師兄所做——Offshore的那些事（訂閱號ID：offshoretech），超級棒的鑽井船/平臺相關內容介紹。繼上一期的鑽井系統工作流程之後，繼續鑽井系統的圖文並茂講解。

往期回顧
零基礎學鑽井丨I 鑽井系統工作流程

零基礎學鑽井丨Ⅱ 鑽井系統

詞條 | 鑽井設備介紹

漫話丨鑽井平臺的起源與發展

今天說的隔水管（Riser）系統只談Drilling Riser。

鑽井隔水管分為兩種，一種是高壓隔水管，用於Surface BOP；另外一種是低壓隔水管，用於Subsea BOP。

這個很好理解，比如Jack-up使用Surface BOP，那麼BOP之前是需要高壓防護的，所以使用高壓隔水管。

隨著水深的增加，如果使用高壓隔水管會增加HOOK的要求，同時成本增加很多，那麼使用Subsea BOP+低壓隔水管就比較經濟。

今天只談深水鑽井用的低壓隔水管，其實隔水管應該與泥漿系統一起寫的，但是不可能在兩個小時內寫完，所以今天只寫隔水管系統。

隔水管簡單來說是泥漿回流通道，泥漿從鑽杆進入，從隔水管與鑽杆之間的環空返回，達到一個循環過程。

隔水管的製作過程大概是這樣的

一個普通的隔水管

規格75ft或者90ft，90ft意味著更少的連接工作，當然也意味著更高能力的隔水管吊的規格，輸送小車的載重等。

關於隔水管的受力和計算這裡就不介紹了，專業介紹書籍有很多，有興趣了解的請購買此書。

當水深增加，隔水管的壁厚增加，同時所有隔水管的總重量增加，會超過HOOK的承載能力，所以就有了帶浮體的隔水管。

浮體會提供大概90-95%的浮力，大大減小對HOOK的拉力。浮體的顏色代表用於不同的水深（不同顏色的隔水管壁厚也不一樣）。

隔水管外面有幾根小管子，有不同的作用

有Chock/Kill兩條mud line，vent line，液壓管線，同時具備卡槽能夠安裝電纜（連接到BOP系統控制POD）。

隔水管的布置方式有臥式和立式兩種，鑽井船多採用臥式。

深水半潛鑽井平臺多採用立式。

使用的隔水管吊也是不同的

操作流程是隔水管吊把隔水管放到運輸裝置上，運輸到Rotary Table，然後進行連接工作（見後面視頻）。

此時Rotary Table上放有一套Gimbal（下）& Spider （上），來抓住（鬆開）隔水管，進行隔水管的連接（拆開）工作。

因為隔水管連接需要耗時不少，所以各廠商都設計出了快接模式的隔水管，Gimbal和Spider也有改進。

下面是GE的設計

下面是現場工作視頻（回收隔水管）：

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隔水管其他重要部件

Riser fill-up valve

如果隔水管內泥漿忽然流失會導致隔水管外海水壓力遠大於管內壓力，深水就會毀壞隔水管，這個閥門是可以自動開啟的。

假如誤操作關死或者閥門不能工作，或者假如沒有這個閥門，會發生什麼呢？

Mud Booster

提供壓力促使泥漿循環（泥漿系統詳細講）

Telescopic Joint(TJ)

TJ非常重要，是一個伸縮接頭，隨著船體升沉做伸縮運動（內管不承重），同時也是各管線和電纜的接口所在，在緊急斷開BOP連接的時候，TJ也發揮關鍵的作用。

Flexible Joint（撓性接頭）

因為隔水管連接是剛性的，最大允許角度是2度左右（也是工作允許角度），而鑽井船/平臺經常會遇到各種危險情況，比如大浪，颱風等，為了避免隔水管斷裂，會在上下兩端（LMRP上，Diverter下）都安裝一個撓性接頭（允許偏轉10度）。

Diverter（分流器）--中文不知道準不準，請關注微信公眾號：ShipEnglish自己學習吧...

深水鑽井

Jack-up

Diverter的在安全方面的功能非常非常非常重要，是泥漿回流的控制器，由它決定是正常流至Shaker，還是MGS，或者直接排到舷外，同時還有一條Mud Line連接trip tank觀察泥漿循環是否正常（以後泥漿系統詳述）。

Tension Ring

根據升沉補償系統（MRT或者是DAT）的不同，Tension Ring的形式也不同。

MRT式

需要提供高壓空氣系統。

高壓空氣使MRT工作，跟著船的升沉做補償運動（今天無法添加視頻了，請自行搜索觀看），防止隔水管受力不平衡，或對BOP和Wellhead壓力過大。

DAT型

需要液壓系統配合工作，同時需要足夠大的Moonpool，液壓活塞來進行升沉補償。

MRT和DAT在設計時，都允許一對tension失靈或者損毀來保證安全。

Pup Joint

一些短接頭，因為鑽井時候水深不一定是75ft（或90ft）的整數倍加TJ等雜件的長度之和，為了調節，都會準備一些5ft，10ft，15ft等的短接頭備用。

下面這個設備不詳細講了，有興趣自己查閱相關資料。

Riser Gas Handling System（增加井控安全）

下面的視頻強烈推薦，隔水管操作過程非常非常詳細，不過這個也不是常規的，是雙梯度鑽井的隔水管及BOP系統安裝過程（雙梯度鑽井以後詳細講），安裝過程與常規略有區別。

MLP：Mud Lifting Pump

Special connection：SPU（Solids processing Unit），SRD（Subsea Rotating Device）

Riser剖面圖：

隔水管系統操作視頻：

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