海洋隔水管灌注阀技术分析研究.pdf

2 0 1 4年第4 2卷第 l l期 石 油机械 CHI NA P ET R0L EUM MACHI NERY ●海洋石油装备 海洋隔水管灌注阀技术分析研究 李爱利 肖 锐 王定亚 左其川 李 峰 王耀锋 郭燕霄 宝鸡石油机械有限责任公司；国家油气钻井装备工程技术研究中心 摘要 隔水管灌注 阀是海洋隔水管系统配套的关键设备之一，是隔水管系统 的安全保 障设备。 首先介绍 了隔水管灌注 阀的功能，并在此基础上重点介绍 了 C a me r o n公司的灌注阀以及 H y d r i l l 公 司的外置式灌注阀和弹性元件式灌注 阀的结构特 点，同时给 出了灌注阀配置的计算方法。最后分 析 了隔水管灌注阀国产化研究面临的技术难点，并提 出了隔水管灌注 阀国产化建议 充分调研 国 内外现状 ，采用多种设计手段联合攻 关；大力扶持基础行业 ，降低海洋产 品国产化研发 的难度 ； 设立 目标平台，为隔水管灌注阀工业性试验提供技术支撑。 关键词 钻井隔水管 ；灌注 阀；配置分析；技术难点；国产化；建议 中图分 类 号 T E 9 5 1 文献 标识 码 A d o i 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 1 4 5 7 8 ． 2 0 1 4 ． 1 1 ． 0 2 6 An a l y s i s o n t he M a r i ne Ri s e r Fi l l - up Va l v e L i A i l i X i a o R u i Wa n g D i n g y a Z u o Q i c h u a n L i F e n g Wa n g Y a o f e n g G u o Y a n x i a o C N P C B a o j i O i lfi e l d Ma c h i n e r y C o ． ，L t d ． ；N a t i o n a l O i l G a s D r i l l i n g E q u ip m e n t R e s e a r c h C e n t e r Abs t r a c t Th e r i s e r 61 l u p v a l v e． a s t h e s a f e t y e q ui pme n t ． i s o n e o f t he k e y d e v i c e s o f t h e ma r i n e r i s e r s y s - t e rn．T he f u n c t i o n o f t h e r i s e r f i U u p v a l v e i s i n t r o d u c e d a n d e mp ha s e s h a v e b e e n p u t o n t h e s t r u c t ur a l f e a t u r e s o f t h e Ca me r o n’ S f i U u p v a l v e。 Hy d r i l l ’S e x t e r na l f i U- u p v a l v e a n d e l a s t i c e l e me n t t y p e f j U up v a l v e ． Me a n whi l e． t h e c a l c ul a t i n g me t h o d s f o r fil l up v a l v e c o n fig u r a t i o n a r e g i v e n ．F i n a l l y， t h e t e c h n i c a l d i ffi c u l t i e s o f d o me s t i c a t i o n o f t h e ris e r fil l - u p v a l v e a r e a na l y z e d a n d r e c o mme nd a t i o n s a r e p r o p o s e ds u ffi c i e nt l y i n v e s t i g a t e t h e d o me s t i c a n d a - b r o a d s t a t u s a n d t a c k l e t h e k e y i s s u e s b y u s i n g v a r i o u s d e s i g n me t h o d s； v i g o r o us l y s u p po r t t he b a s i c i n d us t rie s t o r e d u c e d i ffi c u l t i e s o f d o me s t i c ma r i n e p r o d u c t s d e v e l o p me n t ； s e t t a r g e t p l a t f o r ms t o p r o v i de t e c hn i c a l s u p p o r t for t h e i n d us t r i a l t e s t o f t h e r i s e r fil l u p v a l v e ． Ke y wo r d s dril l i ng ris e r ； fil l up v a l v e； c o n fig u r a t i o n a n a l y s i s ； t e c hn i c a l d i f fic u l t i e s； d o me s t i c a t i o n； r e c o mme n d a t i o n 0 引 言 深水钻井隔水管系统是海洋深水油气勘探开发 中的重要单元设备 ，目前其研究工作 已引起了世界 多个 国家的普遍关注 ，尤其在欧 、美等发达国家发 展速度很快。为了提升我国深海石油勘探开发的能 力 ，有必要结合我 国目前深水开发的现状 ，借鉴 国 外深水钻井隔水管系统的研究和应用经验 ，研究深 水钻井隔水管系统及其关键配套设备技术 ，为深水 石油开发 的隔水管系统设计提供技术支撑 。隔 水管灌注阀是海洋隔水管 系统配套 的关键设备 之 一 ，是隔水管系统的安全保 障设备 ，它进一步提高 了隔水管系统 的可靠性 ，因此开展隔水管灌注阀研 究具有非常重要的意义。 1 隔水管灌注阀功能介绍 根据国外文献检索可知，在海洋中进行深水钻 井的过程中，钻井工程师必须考虑隔水管系统在深 基金项 目国家 8 6 3计划项 目 “ 深水钻井 隔水管系统工程化研 制” 2 0 1 3 A A 0 9 A 2 2 2 ；国家工 信部海洋 工程装备 科研项 目 “ 海 洋钻 井平 台用深海 隔水管 系统研究及关键部件研制 ” 。 石 油机械 2 0 1 4年第 4 2卷第 1 1期 海钻井抵抗坍塌的能力 。比如钻井 中遇到真空区的 情况 ，钻井液从隔水管系统中流出进到井漏层 ，当 内部钻井液压力降到低于海水压力一定值时隔水管 管体可能被静水压溃。同时当隔水管系统紧急分离 时 ，钻井液可能会快速流失 ，导致隔水管系统 内部 压力下降 ，如果不能及时补充液体保持压力 ，隔水 管在外压海水的作用下就会被挤毁。在深水钻井过 程中为 了防止此种情况发生，一般在钻井隔水管系 统 中部位置配置灌注阀安全防护装置 ，其主要作用 是迅速补充损失的压力 ，平衡 内、外压差 ，从而保 护整个隔水管系统不会被海水静水压溃。该灌注阀 装置通过 自动检测传感装置来接收隔水管系统内、 外部任何微小的压力增 ，当压力增达到预先设定值 时 ，驱动控制 阀驱使灌注阀滑移装置开启 ，使海水 进入隔水管系统平衡压力并防止挤毁。当隔水管系 统内、外压差平衡后 ，滑移装置 自动复位将 内部与 海水再次隔离 。灌注阀除了自动操作外 ，操作技术 人员还可 以通过海上控制面板远程操作 ，它是一种 能够有效防止隔水管挤毁的安全型部件。 图 1为某 国外厂商进行的 3 0 0 0 m水深钻井配 套模型。钻杆 内部 的钻井液通过隔水管与钻杆 的环 空到达浮式平 台的甲板实施钻井循环活动 ，从 图中 可以看出隔水管部件的基本配置方案以及灌注阀在 隔水管系统中的大概位置。 1 一 上部柔 性接 头系统 ；2 ～伸缩接头 ；3 、6 一裸 隔水 管 ； 4 一 灌 注 阀 ； 5一 带 浮 箱 隔 水 管 ； 7 一 安 全 阀； 8 一 底部柔性接头 ； 9 一下部隔水管 总成 。 图 1 隔水管 系统 配套模型 F i g ． 1 T h e mo d e l o f r i s e r s y s t e m wi t h s u p p o s i n g e q u i p me n t 2 发展现状 隔水管技术从 2 0世纪六七 十年代 日趋稳定成 熟 ，特别是近十几年来 ，随着世界海洋勘探技术的 不断进步 ，海洋钻井隔水管适应海水深度的能力不 断增强 ，系统配套能力逐步完善 ，尤其是灌注阀技 术研究使得隔水管系统的配套能力及安全防护性有 了新的突破 ，为深水钻井技术的发展提供 了有力的 技术支撑 。 我国至今在海洋钻井隔水管配套件的研制方面 处于空 白状态 ，仅对隔水管灌注阀做 了一些前期研 究 ，远远落后于发达国家的技术水平 。其产品技术 和市场一直被 C a m e r o n 、H y d r i l l 等 国外少数几家大 的石油设备公司所垄断。从世界范 围的主要结构形 式来看 ，隔水管灌注阀主要有 3种形式 整体滑套 式灌注阀 、外置式灌注阀及弹性元件式灌注 阀，其 主要性 能特 点 如下 。 2 ． 1 C a me r o n公 司 灌注 阀 图 2是 C a me r o n公司灌注阀的结构示意图 。 该 阀安装在隔水管短节上 ，处于隔水管系统中部位 海水 l 一蓄能器 ；2 一 控制器 ；3 一灌 注 阀本体 ； 4 一液压缸 ； 5 一滑移装置。 图 2 C a m e r o n公 司灌注阀 Fi g ． 2 Ca me r o n’ S f i l l up v a l v e 置，通过压差传感器检测内、外压差 ，当隔水管内 部压力降到低于周 围海洋环境压力 1 ． 5 5 M P a的时 候 ，压差传感器被激发 ，主控液控阀换 向，迫使滑 移装置向上运动 ，这时候灌注阀外壳体上设置 的流 通 口与内部钻井液保持贯通 。由于外部压力更高 ， 海水进入隔水管内部平衡压力 ，当内、外压力平衡 时 ，滑移装置向上运动 ，断开内、外贯通并保持密 封工作状态。该灌注 阀装置属于整体滑套式结构 ， 即只有一个整体式滑移装置 ，主体结构采用中间法 兰式结构。为了提高水下液压系统响应速度 ，在灌 注阀中间位 置布置有压 差平衡装置 、液缸 、蓄能 器 、控制阀及控制管线等 ，尽可能缩短了控制路线 的长度。水下蓄能器主要用于灌注阀紧急打开和当 水面液压补充丧失时的紧急情况打开。为了提高操 作的安全性 ，同样配备了水 面远程操作控制系统， 2 0 1 4年 第4 2卷第 1 1 期 李爱利等海洋隔水管灌注阀技术分析研究 当 自动打开功能失效时 ，便可启用水上远程操作控 制系统 。远程操作控制系统可以实现远程手动操作 控制灌注阀的开启与关闭，进一步保证 了系统使用 的安全可靠性。 综上所述 ，C a m e r o n公司的隔水管灌注阀产 品 主要具有 自动打开功能 、远程控制功能、蓄能器应 急补充等功能特点 ，结构可靠 ，性能优异 ，目前应 用较为广泛 。 2 ． 2 Hy d r i l l 公 司 灌注 阀 2 ． 2 ． 1 外置式灌注阀 图 3是 H y d r i l l 公 司设计 的隔水 管灌 注 阀 。 该灌注阀也设计 为 自动 打开 ，同时为 了增加可靠 性 ，也配备人工打开功能 ，其 自动打开功能通过外 置差分式液压平衡结构实现 。所谓外置式就是指该 平衡结构置于灌注 阀管体外 。 目前 H y d r i l l 公 司的 灌注阀采用 4个独立的外置滑阀，当隔水管内、外 压差发生变化时 ，外置式滑阀均可以打开 ，海水进 入平衡内、外压力 。其优点在于即使 1 个滑阀失 效 ，灌注阀仍可以完成规定动作 ，这就可以大大减 少个别滑阀失效 导致整个装置无 法工作 的情 况发 生 ，提高了操作的可靠性 。外置式结构还有另外一 个优点 ，由于其滑阀采用外置结构 ，与 C a m e r o n公 司的滑套相 比，轴向尺寸减小 了很多 ，从而克服了 轴向尺寸过大带来的密封设计问题 。同时由于可以 选用标准系列 的密封形式 ，大大降低 了生产成本。 其缺点是因为阀的数量增加 ，外置式隔水管灌注阀 结构比较复杂 ，同时还增加了焊接的数量。 图 3 Hy d fil l 公 司 灌 注 阀 F i g ． 3 Hy d fi l l ’ S f i I I u p v a l v e 对控制系统来说 ，4个并行的滑移装置导致相 应元器件的增加并趋于复杂化 ，这样导致的综合后 果是生产成本增加 ，市场竞争力减弱 。同时由于灌 注阀控制节点的增加 ，控制难度大大增加 ，难 以保 证控制精度 ，其安全可靠性也有待进一步观察 。此 外 ，通过图 3可以看出，与 C a me r o n公司灌注阀的 控制系统相比，该装置没有布置水下蓄能器 ，也就 是说缺少紧急补液功能，压力源 的传递只能从水面 以上传输 ，因此单纯从 响应速度来 看 ，可能并不 太快 。 2 ． 2 ． 2弹性元件式灌注阀 H y d fi l l 公司弹性元件式灌注阀不同于前 2种差 分式平衡结构 ，该装置的 自动检测装置采用弹性材 料的形式 ，通过弹性材料对压力的敏感性来进行激 发。弹性元件式灌注阀结构如图 4所示 ，主要 由灌 注阀本体、弹性元件及挡板组成。当钻井隔水管 内 部钻井 液泄漏 ，引起 的内、外压 差达到某一定值 时，弹性元件被压缩 ，其下面连接 的挡板就会沿着 轴 向向上运动 ，通道孔 C打开 ，海水通过通道孔 C 进入灌注阀本体 内部平衡压力 ，当内、外压力平衡 时，弹性元件变形恢 复，带动挡板轴 向向下运动 ， 通道孔 C关 闭，内、外流体 断开。该装 置的惯性 会阻止 由于瞬态压差使得灌注阀无意中打开 ，比如 在隔水管中的抽 吸作用 当钻头通过灌 注阀 内部 时 。 钻 } 液 - 、 I 、 a ． 关 闭状态 b ． 打 开状态 1 一 灌注阀本体 ；2 一 弹性元件 ；3 一挡板。 图4弹性元件式灌注 阀 Fi g ． 4 The e l a s t i c e l e me n t t y p e fil l up v a l v e 该结构的灌注阀装置具有质量轻的优点 ，同时 石 油机械 2 0 1 4年第 4 2卷第 1 1期 因为 自动检测装置是一种弹性材料 ，一旦 因为某种 缘故使得灌注阀无法打开 ，则该弹性元件就在隔水 管挤毁之前被破坏 ，海水就可 以进入灌注阀内部 ， 从而有效保护隔水管不会被挤毁。该弹性元件要求 具有一定的硬度 ，只有在一定的压差条件下 ，达到 某个设定值 ，该弹性元件才能被压缩变形 ，灌注 阀 才能被打开 。当然该弹性元件需要特别设计 ，包括 在轴向方向嵌入一些纤维或钢丝 ，使得一旦受到压 力会径向伸缩而尽量避免轴向拉伸 。但 目前这种结 构 尚未见其工业应用实例 。 目前 隔水管灌注阀虽然存在几种不同的结构 ， 但都能划归为 2种结构类型 ，图 5是这 2种典型灌 注阀相对应的简化控制系统原理 图。由图可知 ，都 是装置上 的控制阀件通过液压压力控制滑移装置动 作。在正常工作状态 ，控制 阀件控制滑移装置实现 灌注阀内、外流体通道处于关闭状态 。而当自动检 测装置检测到液压回路 的压力 P 增加到 P 这个设 定值时，以下动作依次实现 控制阀件动作一滑移 装置打开一 内、外流体通道贯通一海水进入平衡压 力 。这 2种控制系统的不同之处在于 自动检测装置 与滑移装置是否被设置为一个整体结构 ，图 5 a控 制原理 图对应的是 C a m e r o n公司灌注 阀，自动检测 装置是独立于滑移装置外 的结构 。图 5 b控制原理 图对应的是 H y d r i l l 公 司的灌注 阀结 构 ，自动检测 装置与滑移装置被整合在一起 。 a ． 独 立式 b． 整合 式 l 一灌注 阀本体 ；2 一滑移装置 ；3 - -自动检测装置 。 图5 灌注阀控制 系统原理示意图 F i g ． 5 T h e p rin c i p l e d i a g r a m o f f i U u p v a l v e c o n t r o l s y s t e m 深 ，则考虑配置灌注阀；如果临界挤毁水深大于作 业水深 ，则不需要配置灌注阀。隔水管挤毁 由外部 静水压力 引起 ，由于隔水管具有小的壁厚一 半径 比 和大 的长度一 直径 比，A P I B u l l e t i n s 5 C 3和 A P I R P 2 A均表 明隔水管挤毁被 隔水管 弹性 屈 曲所控 制。 1 9 3 9年 ，在芝加哥 A P 1 年会上 提出的理论弹性挤 毁压力公式就是最小弹性挤毁压力公式 的来源 ，公 式 为 2 E 1 p ‘ 又因为对于隔水管来说壁厚远小于直径 ， 该式可以简化为 1 所 以 P 2 了。 I J 目前采用的挤毁应力 。 是在式 2 的基础 上得来的 ，公式为 3 式中 ， P 。 为隔水管最小挤毁应力 ，C 为载荷与材 料不确定 系数 ，取 为 0 ． 8 5 ，c 为几 何 缺陷 系数 ， 取为 0 ． 8 8 ，E为弹性模量 ， 为材料泊松比，取为 0 ． 3 ，t 为隔水管壁厚 ，D为隔水管外径 。 一 般情况下 ，制造商提供的隔水管壁厚尺寸为 l 2 ． 7、1 5 ． 9 、1 7 ． 5 、1 9 ． 1 、2 5 ． 4和 3 1 ． 8 mm，随着 水深增加 ，隔水管管壁越来越厚 。通过该方程可以 看出，隔水管最小挤毁应力对于壁厚非常敏感 。以 宝鸡石油机械有限责任公司为牵头单位的海洋工程 装备项 目 “ 海洋钻井平 台用深海 隔水管系统研 究 及关键部件研制” 以我 国南海 2 0 0 0 m水深作业要 求为研究 目标 ，其工作水深 2 0 0 0 m大于按照该项 目设定的壁厚 、管 径尺寸等参数 算 出来 的临界水 深 ，因此需要考虑配置隔水管灌 注阀。 此外 ，在海洋隔水管钻井过程 中，随着水深增 加 ，即隔水管内、外压差的增大 ，隔水管的设计壁 厚必须增加。这样会导致隔水管系统质量增加 ，不 仅对张紧系统的张紧能力提出了更高的要求 ，而且 经济性也不好。因此越来越多的隔水管系统为了满 足性能要求并兼顾经济性 ，采用变壁厚 的方式来减 轻质量 。这种情况下在隔水管系统中安装隔水管灌 注阀对于提高整套系统的可靠性就显得非常必要。 3 隔水管系统配置灌注阀的必要性 分 析 4 技术难 点分析 灌注阀配置与否取决于隔水管的临界挤毁水深 与作业水深的关系 ，如果临界挤毁水深小于作业水 4 ． 1 自动检测装置设计难度大 自动检测装置是隔水管灌注阀的关键部件 ，隔 2 0 1 4年第 4 2卷第 1 1 期 李爱利等 海洋 隔水管灌 注阀技术分析研 究 水管灌注阀主要靠 自动检测装置检测隔水管内、外 压差而及时灌注海水 以平衡压力 ，因此 自动检测装 置的重要性不言而喻。同时要求敏感度必须很高 ， 但是海洋水下环境有很多不可测因素存在 ，随时会 受到干扰 ，很容易引起误操作而使灌注阀打开 。早 期的灌注 阀结构采 用薄膜传感 器来感应 ，过于敏 感 ，稍微有点压力波动就有可能被激发 ，例如钻井 过程中钻柱的提升运动产生的抽吸可能会使其无意 中激发 。此外 ，由于 自动检测装置一般都会与 内部 钻井液和外部海水接触 ，容易使钻井液或者海洋浮 游生物堵塞检测装置 ，从而使其失效而难 以反馈检 测情况 ，因此 自动检测装置能准确 、有效 、及时地 检测信号是整个灌注阀结构设计的关键所在。 4 ． 2 控制系统响应速度要求高 隔水 管灌注 阀是 隔水管 系统的安全 防护性设 备 ，不仅要求具有高的反应灵敏性 ，还要求响应速 度要快 。影响响应速度的因素 ，一是控制信号的传 递速度 ，二是 动力液的传 递速度 。查 阅文献 可 知 ，隔水管灌注阀一般安装在水下超过 3 0 0 m的地 方 ，如果采用直接液压式控制 ，即控制管缆从水面 上传输下来 ，如果水深过深 ，响应速度可能就达不 到要求 ，但是如果采用 电液复合控制 ，单纯对于灌 注阀来说 ，就显得过于麻烦 ，因此还是首选全液压 控制方式 ，如何有效地提升响应速度 ，就显得尤为 重要 。目前可采用蓄能器安装在水下灌注阀上 ，利 用蓄能器 中的压力能 ，通过水面的控制信号驱动控 制阀实现各种功能。 4 ． 3 密封可靠性要求高 隔水管灌 注阀长期工 作在水下 ，工作 压力较 高 ，并 同时承受 内、外压力 ，即内为高腐蚀性流体 介质 ，外为海水介质 ，密封条件非常苛刻 ，因此主 密封材料的选用必须考虑具有较高的防腐性能和较 长的使用寿命 。对灌注 阀主密封来说 作用非常重 要 ，工作时隔绝内、外流体 ，是保证灌注 阀正常工 作 的重要保障。但是对 C a me r o n公司产品代表 的整 体滑套式灌注阀结构 ，滑移装置与灌注阀本体上的 密封布置 比较 困难 ，轴 向尺寸的限制使得密封结构 很难使用复杂形态 的密封元件 ，而单纯 的 0形密 封圈又存在可靠性不高的缺点 。此外 ，国内密封件 等橡胶类产品的质量参差不齐 ，很难满足实 际设计 性能要求 ，同时国外橡胶密封 件还有采 购周期过 长 、成本高的特点。以上 的种种困难直接导致了深 水密封技术成为制约我国海洋产品国产化的瓶颈。 4 ． 4 防护体 系防护性能要求高 海水是具有很强腐蚀性的天然电解质，长期处 于海洋环境中的钢制结构物所遭受的腐蚀要比在其 他环境所受到 的腐蚀更为严 重 。海洋隔水管系 统与腐蚀性极强的海水接触 ，同时还承受各种载荷 的作用 ，主要失效形式是腐蚀及腐蚀疲劳 ，是整个 钻采系统的薄弱环节_ 】 ，隔水 管灌注 阀主管体通 常采用高强度管线钢加工而成 ，目前普遍采用的是 油漆涂层防腐 ，因此如何采用高效、低成本的原 则并选择适合大面积防腐处理的长效防护体系显得 尤为重要。国外 电弧喷涂铝技术在海洋结构物腐蚀 防护领域 已经有了许多工程应用实例 ，隔水管系统 及其关键配套件 的防腐保护体系国内目前虽然也进 行了一系列研究 ，但是还只限于单件喷涂技术 ，缺 少批量化的 自动化喷涂研究 ，更关键 的是 国内还缺 少大量的海洋试验验证以及工业性应用等技术支撑。 4 ． 5 焊接性能验收准则要求高 隔水管灌注阀装置的焊接主要包括主管体焊接 和主管与接头焊接 ，由于其使用工况复杂，服役条 件恶劣 ，它的焊接质量至关重要 。主管体与接头为 薄壁异种钢焊接 ，受主管体形状 误差及长度 的影 响，为了保证主管体两端 接头与中间管 的同轴度 、 主管两端接头对应孔 同轴度及其辅助管线安装孔对 应孔同轴度 ，使得焊接的精度要求非常高 ，所对应 标准明确了主载荷路径中的所有焊缝应进行 1 0 0 ％ 表面磁粉检验和 1 0 0 ％射线或超声检验 ，验收标准 极严。焊接是钻井隔水管灌注阀制造过程中的核心 技术 ，其技术一直被国外保密和封锁。 5 隔水管灌注阀国产化建议 隔水管系统的国产化研发已经引起我 国的高度 重视 ，从 国家 8 6 3计划到国家工信部海洋工程装备 均有科研项 目作为研发支撑 ，我 国要想尽快实现海 洋隔水管系统 的国产化 ，就必须加大力度开发和研 究包括隔水管灌注阀在内的所有关键设备 。鉴于当 前我国与西方发达国家之间的技术差距 ，建议一方 面采取积极引进 的方式来实现我国海洋关键装备的 国产化 ；另一方面 ，集中国内有条件的企业 、高等 院校、研究机构及 国内油 田用户等一起攻关研究 。 重点把握以下几点。 5 ． 1 充分调研国内外现状，采用多种设计手段联 合攻关 汲取 国外的成熟思路和方法 ，跟踪国际最新研 究成果 ，关注深水隔水管系统技术 的发展 ，结合 国 内技术现状 ，以国家项 目为载体 ，联合已经积累海 洋产品丰富研发经验的科研院所针对关键技术开展 石 油机械 2 0 1 4年第 4 2卷第 1 1 期 深人 的技术攻关 ，采用理论分析 、计算机模拟和试 验研究等多种手段 ，进行隔水管灌注阀的设计和研 究工作。 5 ． 2 大力扶持基础行业 。降低海洋产 品国产化研 发的难度 国内基础工业落后 ，隔水管灌注阀某些原材料 采购 困难 。比如 主管材料 为 X 8 0直缝双面埋 弧焊 管，由于尺寸大、尺寸和形状公差要求高 、壁厚直 径比达 到 1 ／ 2 1 ，国 内 目前 还没 有公 司可 以生 产。 此外 ，国内密封件等橡胶类产品不能满足实际设计 性能要求 ，只能依赖进 口，采购周期长 ，供货难以 保障。基于此种情况 ，国内应该大力扶持鼓励海洋 配套基础工业 的研发 ，为早 日实现海洋装备的国产 化应用奠定坚实基础。 5 ． 3 设立 目标 平台。为隔水管灌注 阀工业性试验 提供技术支撑 由于研究项 目没有依托工程 ，只能与油公司和 钻井承包商协商钻井隔水管的海试 问题 ，目前油公 司和钻井承包商海上钻井都有严格 的合同约定 ，以 确定风险和责任 ，所以对未经海试 隔水管的使用有 很大的顾虑 ，导致 隔水 管缺少工业性试验 的 “ 临 门一脚” 作为支撑 ，大大制约 了该 产品 的国产化 进程 。事实上 ，海洋钻采装备都面临这样 的问题 ， 因此应该从国家层面上设立试验 目标平 台，或者大 力鼓励并倡导油公司为我国 自主研发的海洋产品提 供工业性应用机会 ，才能从根本上解决海洋钻采装 备 国产化应用难的问题。 6 结束语 隔水管灌注 阀是 隔水 管系统的安全防护性设 备 ，因此着力开展灌注阀的研究具有非常重要的意 义。但是据了解 ，目前 国际市场上使用的隔水管灌 注阀普遍可靠程度不够理想 ，主要还是 自动检测装 置的设计存在一定 的难度 ，也就是响应灵敏与误触 发之间的矛盾 尚无令人满意的解决方案。而国内在 此技术上尚属空 白阶段 ，目前宝鸡石油机械有 限责 任公司已经率先 开始这方面的研究工作并取得 了一 定的技术进展 ，但是距离隔水管灌注阀的工业性应 用 ，进而打破国外的技术垄断尚需要做更多的努力。 参考文献 [ 1 ] 任克忍，王定亚 ，周天明，等 ．海洋石油水下装备 现状及发展趋势 [ J ]．石油机械，2 0 0 8 ，3 6 9 l 511 5 3． [ 2 ] 王定亚，李爱利 ．海洋钻井隔水管系统配套技术研 究 [ J ]．石油矿场机械，2 0 1 0 ，3 9 7 1 21 5 ． [ 3 ] 肖锐，王定亚，李鹏 ，等 ．海洋钻井隔水管系统用 卡盘装 置技 术研 究 [ J ]．石 油机 械，2 0 1 4，4 2 63 43 7 ． [ 4 ] 刘洋 ，段梦兰，庹鑫，等 ．钻井隔水管动力响应及 疲劳损伤分析 [ J ]．石油机械，2 0 1 4，4 2 4 2 5 29 ． [ 5 ] 房军，王宴滨，高德利 ．深水隔水管受力变形模拟 试验方法研究 [ J ]．石油机械 ，2 0 1 3 ，4 1 1 2 5 357． [ 6 ] 齐美胜 ，温纪宏 ，陈国民，等 ．隔水管挠性接头弹 性体 刚度特 性分 析 [ J ]．石 油机 械，2 0 1 4 ，4 2 87 17 4 ． [ 7 ] A n o n ． D r i l l i n g s y s t e mr i s e r f i U u p v a l v e[ O L]． [ 2 0 1 40 42 0]． h t t p ∥w w w ． c a m ． c o rn ／ f o r m s ／ p r o d u c t ． a s p x p r o d I D d o c a 7 e l - 9 8 c 9 - 4 b f c 一 9 8 4 d c 5 a 2 f 78 e 6 46 0． [ 8 ] A n o n ． H y d r i l r i s e r f i l 1 一 u p v a l v e[ O L]．[ 2 0 1 40 1 1 5] ． h t t p ∥ w w w ． h y d fi l ． c o m ／ p r e s s u 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