Engineering Application of Cutting and Retrieving for Riserless Deepwater Subsea Wellhead System

Abstract

Abstract:

Cutting and retrieving of deepwater subsea wellhead system are an operation with no riser in deepwater drilling engineering. We introduce the researches, test, and improvement process of all the key equipments of our self-developed outside stretch latch rotary (OSLR) tool. According to the operational statistics of 10 wells and by comparison with foreign technology, it is proved that both of the self-developed deepwater mechanical cutting equipments and the dynamic cutting equipments have reached the level of engineering application. The importance of a rational selection of pump rate and the nozzle of the cutter is also discussed by analysis of force on the blade and the hydraulic design of engineering systems.

Key words: subsea wellhead system, cutting and retrieving, outside stretch latch rotary tool, screw motor

CLC Number:

TE952

Wu-nian ZHANG, Yin-ge JIA, Jing ZHANG, Jian LIU, Bo LUAN. Engineering Application of Cutting and Retrieving for Riserless Deepwater Subsea Wellhead System[J]. Ocean Engineering Equipment and Technology, 2014, 1(2): 119-128.

Figures/Tables 15

Fig.1

Fig.2

Fig.3

Fig.4

Fig.5

Fig.6

Fig.7

Table 1

Fig.8

Fig.9

Table 2

Fig.10

Fig.11

Table 3

Operation statistics by OSLR tool

编号	切割系统	时间	井号	平台	切割套管直径/英寸	切割方式	切割深度/m	结果
1	机械式	2011-03-30	LH16-2-2	NH5	20*30	提拉	423.00	本次切割共用时约5.5 h,若去除中途试提等时间,实际切割时间不到5 h.这在水深超过400 m,海况又不太好的情况下,应属正常
2	机械式	2011-04-18	LH16-1-1	NH5	20*30	井口头受压切割,过压26689 N,将割断时改用提拉切割	399.60	本次弃井用时7.75 h,若去除中途提拉时间,切割时间约7 h.弃井完成后提出井口由于导向麻绳或绑割刀片的麻绳进入了组合工具循环孔,形成一定的铁屑聚集,导致锁块退不到位,不能正常解锁
3	机械式	2012-04-23	LH29-2-1	海洋 981深水	20*36	塔式组合压着井口头切割	778.56	第一次深水作业没有经验,压着切割,经过20多小时后,泥线处返出大量泥浆,说明36英寸套管已割破,但过提150 t无果,30 h后外悬挂组合工具轴承故障,无备用工具,放弃切割,原因主要是切割参数过于保守,对下部状况判断缺经验,顶驱又多次电器故障停机等,时间长,效果差
4	机械式	2012-08-06	BY13-2-1	海洋 981深水	20*36	提拉和加压	721.80	进行了两次切割作业,切割20*36英寸套管.第一次采用提拉方式有效切割110 min,由于伸缩节意外断裂仅完成了20英寸套管切割作业,没有完成高低压井口的完整切割回收.换成威德福公司作业,同样发生断伸缩节事故.又换成我们的工具,第二次将已提出的高压井口头重新装回到低压井口头内,采用对井口头加压方式对36英寸套管有效切割了4.5 h,切断36英寸套管后将井口全部顺利回收上来,完成了整个弃井作业
5	机械式	2013-04-16	LH26-2-1	NH8	20*30	提拉	572.00	2030英寸套管一刀割断,开创了国内自行研发的深水弃井工具成功完成深水作业的先例.面对2030英寸套管X56的高性能材质及30英寸套管1.5英寸的壁厚,实际切割仅用了6 h完成切割任务.回收解脱顺利
6	机械式	2013-05-29	LH29-2-2	NH8	20*30	提拉	772.00	切割分两次进行.第一次切割耗时4 h顶驱憋停,泵压释放也无法转动钻具,解锁外悬挂组合工具,起钻;第二次切割耗时4.5 h,完成20*30英寸套管切割回收任务

Table 3

对比项目	远东工具	威德福工具
外悬挂器主轴负荷/t	250	181
旋转水龙头与心轴配合	在外悬挂器内配为一体,紧凑合理	旋转水龙头在外悬挂器上部
切割方式	径向离合器设计,可对井口实施拉/压状态切割	只能提拉切割,但结构简单
排屑方式	侧面加滤网防杂物进入离合器,过流面积较小	从顶部返出,过流面积大,清洗效果好
作业标记	有标记套,地面可视操作方便	无,操作不可视
割断后的显示	割刀无限位装置,显示效果稍差	割刀的限位装置使泵压变化快,显示效果好
动力螺杆	体积大,功率,水力学效果一般,长9~10 m	螺杆短至6 m,功率,水力学效果好

喷嘴直径/mm	活塞受力面积/cm²
25	318.75
26	318.35
27	317.93
28	317.50

编号	切割系统	时间	井号	平台	切割套管直径/英寸	切割方式	切割深度 /m	结果
7	螺杆马达式	2013-07-20	LH33-1-1	NH8	20*30	提拉	631.51	首次采用螺杆马达作动力,顺利将20*30英寸套管一刀割断,实际切割耗时7.25 h ,开创了国内自行研发的螺杆深水弃井工具成功完成深水作业的先例
8	螺杆马达式	2013-09-19	LH23-1-1D	NH8	20*30	提拉	484.00	仅用3 h就将20*30英寸套管及水泥环割断,将井口提起,创造了深水弃井新记录
9	螺杆马达式	2013-12-04	LH28-4-1	NH8	20*36	提拉	560.00	由于旧螺杆马达失效,在割完20英寸表面套管后,未能圆满切割完36英寸导管.在换下新切割工具的过程中,发生工具滑扣掉海事故.弃井作业存在的问题主要是人为问题,不是新研发工具的问题
10	螺杆马达式	2014-02-21	LH27-1-1	NH8	20*30	提拉 /下压	488.00	6 h完成切割回收.0.621~9.172 MPa中间发生卡爪解锁情况;压入再割,顺利完成

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