2.2.8 鉆井隔水管

鉆井隔水管技術起源于20世紀40年代末期，當時設計者的想法僅僅是為海上鉆井提供一個鉆桿導管和鉆井液、鉆屑的回路。到了20世紀50年代末期，在加利福尼亞的近海，Offshore公司在D-1號鉆井船上首次成功使用了一個真正意義上的鉆井隔水管，其配備有頂部伸縮接頭。到20世紀60年代，隨著技術的進一步發展，鉆井隔水管增加了節流管線和壓井管線，功能更加齊備，從此，鉆井隔水管技術才開始真正進入一個比較系統的發展過程。近年來，隨著海洋勘探技術的不斷進步，海洋鉆井隔水管適應海水深度已經超過3000m，其系統配置更加完備，為深水鉆井技術的發展提供了良好的裝備。

目前，具有較強海洋鉆井隔水管開發能力的國家為數不多，只有美國、挪威、法國、俄羅斯等國家。美國GE-Vetco Gray公司和Cameron公司是當前世界上最大的海洋鉆井隔水管生產制造廠家，且以生產制造深水鉆井隔水管見長；法國石油研究院（FP）和Framatome公司于20世紀80年代聯合開發了夾式鉆井隔水管；俄羅斯ZAO公司于1996年開始研究用鋁合金隔水管來滿足深水和超深水鉆井。除此之外，挪威Aker Kvaerner MH公司、美國NOV公司也生產不同形式和規格的鉆井隔水管。

當前已開發的鉆井隔水管主要有法蘭式、筒夾式、炮栓式和卡箍式四種連接形式。不同連接形式的鉆井隔水管各有特點：法蘭式是一種比較傳統的螺栓連接結構型式，具有安全可靠等特點，不足之處是安裝拆卸速度相對較慢。其余幾種連接形式安裝拆卸需要的時間較少，也稱之為快速連接式，用于不同的平臺及作業環境中各有自己獨特的優勢。Cameron公司生產的LoadingKing和RF螺栓法蘭式鉆井隔水管，其適應最大載荷和適應水深可以達到1.56×104kN和2286～3048m；GE-Vetco Gray公司生產的MR-6E、MR-6H SE等不同結構形式的鉆井隔水管，其適應最大載荷分別為0.98×104kN、1.56×104kN，適應水深一般在3048m以內。Cameron公司和GE-Vetco Gray公司生產的鉆井隔水管如圖2-3所示。

圖2-3 Cameron公司LoadingKing和GE-Vetco Gray公司MR-6E、MR-6H SE隔水管

鉆井隔水管常用的直徑有533mm、406mm和375mm等幾種規格，且有向小型化發展的趨勢。鉆井隔水管通常采用的材料有鋼、鋁合金、鈦合金、復合材料等幾種，鋼質材料是當前制造隔水管的主流材料，主要采用X65～X80等系列鋼種，其特點是剛性好，抗海流、海浪等外載能力強；鋁合金、鈦合金材料最大的優點是重量輕，缺點是造價昂貴；復合材料具有良好的抗韌性，其不足是制造工藝比較復雜。

目前，國內關于鉆井隔水管的研究項目有：國家“863計劃”海洋技術領域重大項目課題“深水鉆完井關鍵技術”的子課題“深水鉆井隔水管及井口技術”；國家“863計劃”海洋技術領域南海重大項目“深水鉆井隔水管系統技術研究”；中國海油、中國石油等公司的多項生產課題，如“深水鉆井隔水管工程方法研究及雙梯度鉆井跟蹤應用研究”；國家科技重大專項和國家自然科學基金項目等。

寶石石油機械有限責任公司至今已完成了DR-H75F和DR-E50F型鉆井隔水管單根樣機圖樣設計及各項試驗圖樣設計工作。在接頭技術上攻克了接頭結構設計、高強度聯接螺栓的結構設計、主密封和輔助管線密封結構設計、涂裝要求設計等多道技術難題，并取得多項技術專利。