2.2.8 钻井隔水管

钻井隔水管技术起源于20世纪40年代末期，当时设计者的想法仅仅是为海上钻井提供一个钻杆导管和钻井液、钻屑的回路。到了20世纪50年代末期，在加利福尼亚的近海，Offshore公司在D-1号钻井船上首次成功使用了一个真正意义上的钻井隔水管，其配备有顶部伸缩接头。到20世纪60年代，随着技术的进一步发展，钻井隔水管增加了节流管线和压井管线，功能更加齐备，从此，钻井隔水管技术才开始真正进入一个比较系统的发展过程。近年来，随着海洋勘探技术的不断进步，海洋钻井隔水管适应海水深度已经超过3000m，其系统配置更加完备，为深水钻井技术的发展提供了良好的装备。

目前，具有较强海洋钻井隔水管开发能力的国家为数不多，只有美国、挪威、法国、俄罗斯等国家。美国GE-Vetco Gray公司和Cameron公司是当前世界上最大的海洋钻井隔水管生产制造厂家，且以生产制造深水钻井隔水管见长；法国石油研究院（FP）和Framatome公司于20世纪80年代联合开发了夹式钻井隔水管；俄罗斯ZAO公司于1996年开始研究用铝合金隔水管来满足深水和超深水钻井。除此之外，挪威Aker Kvaerner MH公司、美国NOV公司也生产不同形式和规格的钻井隔水管。

当前已开发的钻井隔水管主要有法兰式、筒夹式、炮栓式和卡箍式四种连接形式。不同连接形式的钻井隔水管各有特点：法兰式是一种比较传统的螺栓连接结构型式，具有安全可靠等特点，不足之处是安装拆卸速度相对较慢。其余几种连接形式安装拆卸需要的时间较少，也称之为快速连接式，用于不同的平台及作业环境中各有自己独特的优势。Cameron公司生产的LoadingKing和RF螺栓法兰式钻井隔水管，其适应最大载荷和适应水深可以达到1.56×104kN和2286～3048m；GE-Vetco Gray公司生产的MR-6E、MR-6H SE等不同结构形式的钻井隔水管，其适应最大载荷分别为0.98×104kN、1.56×104kN，适应水深一般在3048m以内。Cameron公司和GE-Vetco Gray公司生产的钻井隔水管如图2-3所示。

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

钻井隔水管常用的直径有533mm、406mm和375mm等几种规格，且有向小型化发展的趋势。钻井隔水管通常采用的材料有钢、铝合金、钛合金、复合材料等几种，钢质材料是当前制造隔水管的主流材料，主要采用X65～X80等系列钢种，其特点是刚性好，抗海流、海浪等外载能力强；铝合金、钛合金材料最大的优点是重量轻，缺点是造价昂贵；复合材料具有良好的抗韧性，其不足是制造工艺比较复杂。

目前，国内关于钻井隔水管的研究项目有：国家“863计划”海洋技术领域重大项目课题“深水钻完井关键技术”的子课题“深水钻井隔水管及井口技术”；国家“863计划”海洋技术领域南海重大项目“深水钻井隔水管系统技术研究”；中国海油、中国石油等公司的多项生产课题，如“深水钻井隔水管工程方法研究及双梯度钻井跟踪应用研究”；国家科技重大专项和国家自然科学基金项目等。

宝石石油机械有限责任公司至今已完成了DR-H75F和DR-E50F型钻井隔水管单根样机图样设计及各项试验图样设计工作。在接头技术上攻克了接头结构设计、高强度联接螺栓的结构设计、主密封和辅助管线密封结构设计、涂装要求设计等多道技术难题，并取得多项技术专利。