浮式钻井专用水下设备 之海底井口系统 海底井口系的主要用途 形成海底 井口，提供与BOP组或采油联结器的联 结接口；承托海底各层套管和BOP组的 质量和承担海流力等造成对井口头的弯 曲应力；提供各层套管和防磨补芯的坐 落位置并保持密封。

国外生产厂家及其性能 海底井口 系目前的国外生产厂家主要有美国的维 高格雷公司（Vetco Gray）、卡姆伦公 司（Cameron）、Drilquip公司和FMC 公司。在用于勘探钻井方面，主要是前 三家公司。

维高格雷公司（Vetco Gray，以下 简称维高公司）。该公司MS-700水下 井口头主要技术参数见表1；维高公司 SG型井口头系统主要参数及适应套管 程序见表5-2。维高公司的SG型井口头 产品在普通水深和深水的井普遍使用， 在2006年统计共111艘超深水钻井平台 （船）中，配备Vetco H-4联结器及SG 型井口头的共64艘，占57.7%。

卡姆伦（Came r o n ） 公司井口 头产品也是世界著名产品之一， S 型井口头系统工作压力最高可达1 0 5MPa （ 1 5 , 0 0 0 p s i ） ； 工作温度 范围为– 29℃~+121℃；悬挂套管能 力可达套管本体屈服限的80%。在2006 年统计共111艘超深水钻井平台（船） 中，配备Cameron公司联结器及井口头 的共14艘，占111艘的12.6%。 锥科普（Drilquip）公司井口头系 统产品具有维高（Vetco）公司井口系 的设计优点并有所创新。公司成立约 15年左右，但以其质优价廉而受用户 欢迎。SS-15型海底井口头系统的主要 参数和优点是：导管尺寸476mm（18 3/4 in）；井口头系统工作压力最高可 达105MPa（15,000psi）；井口头能承 受高拉力、高弯曲应力、高载荷和高工 作压力；相应的全部套管挂和密封组件 可用钻杆一次下入坐封和完成试压；系 统有大的水泥回流孔，回流孔截面达 90.32cm2（14in2）；采用最少的送入工 具和最少起下钻次数。在2006年统计共 111艘超深水钻井平台（船）中，配备 DrillQuip联结器及井口头的共5艘，占 4.5%。

FMC公司生产井口系产品及服务 始于1927年，迄今已有80余年历史。 FMC公司井口头用于超深水钻井和采 油的典型井口头产品为UWD-15型， UWD是超深水钻井的英文缩写，15是 井口压力可达105MPa（15,000psi）的 表达。它采用金属对金属密封和重力坐 定压缩相结合的密封方式，使用可靠， 也是受用户欢迎的产品之一。

浮式钻井专用设备之 水下BOP系统

水下BOP组的组成与用途 水下 BOP组的具体组成从下至上依次为：井 口头联结器、闸板BOP、BOP的控制插 接器（黄、兰色各一组互为备用）、 环形（万能）BOP〔如有2组环形BOP 时，在闸板BOP顶部装一组，另一组 装在下立管组（LMRP）上〕、下立管 组（Lower Marine Riser Package，简称 LMRP）联结器上接头、压井/放喷阀门 与管线及BOP组防撞框架等组成。其具 体用途是：控制井涌或井喷；如预测海 况恶劣、船位超过规定漂移、升沉或摇 摆时可以脱开井口头联结器，待海况恢 复到允许值（或移动井位后）后再恢复 BOP组与井口的联结，进行正常钻井作 业；在遇紧急情况用剪切全封闸板BOP 将钻杆或套管剪断，必要时使船安全撤 离；满足钻井工艺需要的各项作业（包 括试压作业）。

水下BOP组国内外生产厂家及 其简要性能 目前世界上用于自升 式、坐底式和固定式平台钻井用环 形（ 万能）BOP和闸板BOP的工作 通径为346mm（13 5/8in），开孔时 用540mm（21 1/4in）；压力分别为 35MPa （5 kpsi）、70MPa （10kpsi） 和105MPa（5kpsi），最高达140MPa （ 2 0 k p s i ） 。世界上主要用于浮动 式平台（ 船） 勘探钻井用环形（ 万 能）BOP和闸板BOP的工作通径为 476mm（18 3/4in），少量用426mm （16 3/4in）；压力分别为35MPa、 70MPa 和105MPa，最高达140MPa。 世界上主要用于浮动式平台（ 船） 采油用环形（万能）BOP和闸板BOP 的工作通径为346mm（13 5/8in）； 压力分别为7 0MP a （ 1 0 k p s i ） 和 105MPa （15kpsi），最高达140MPa （20kpsi）。上述环形（万能）BOP有 单联式或双联式BOP两种；闸板BOP 有单联式、双联式或三联式三种；其 通径、上下联结和密封方式均按API标 准，联结方式分为双头螺栓联结、卡箍 联结或法兰联结，各厂家相对应BOP的 联结和密封均可以互换。生产上述BOP 的厂家主要有美国的谢弗尔（Shaffer） 公司、卡姆伦（Cameron）公司和海锥 尔（Hydril）公司；我国目前仅生产用 于自升式、坐底式和固定式平台钻井用 环形（万能）BOP和闸板BOP。

环形BOP以其可根据被封孔内物件 外形尺寸变更其内径尺寸形成环状， 从而达到封闭井孔内的套管、钻杆、方 钻杆、电缆、钢丝绳乃至全封。是钻井 采油工艺过程中遇井涌、井喷时必须首 先使用的关键装备。环形BOP目前有球 形、豆梭形和锥形等几种。 我国生产的环形BOP以上海神开石 油化工装备股份有限公司（以下简称上 海神开公司）的环形BOP产品为代表。 上海神开公司环形BOP系列产品见表 5-3。

上海神开公司环形BOP是球形，它的主要优点是：胶芯用胶量大，补 偿过节头胶量大， 因而使用寿命较 长；采用零件数量少，成本低；比其 他环形或锥形BOP轴向尺寸小，可降 低整体组装高度。

我国目前仅生产用于自升式、坐 底式和固定式平台钻井用环形（万能） BOP和闸板BOP。

美国谢弗尔（Shaffer）公司的球 形万能BOP。Shaffer公司生产球形万能 BOP已有80多年的历史。该球形万能 BOP的主要优点是：胶芯用胶量大，补 偿过节头胶量大，因而使用寿命较长且 使用可靠；采用零件数量少，成本相 对较低；比其他环形或锥形BOP轴向尺 寸小，可降低整体组装高度。在2006 年统计共111艘超深水钻井平台（船） 中， 配备美国Sh a f f e r 4 7 6mm（ 1 8 3/4in), 35MPa (5kpsi)、70MPa (10kpsi) 和105MPa (15kpsi）的球形BOP的共48 艘，占43.2%。

美国卡姆伦（Cameron）公司的 环形BOP。Cameron公司于20世纪70年 代设计生产的D型环形（万能）BOP， 有单联式和双联式两种；环形BOP胶 芯骨架类似照像机快门的豆梭形钢骨 架；另外，还有DL型环形BOP；它们 的径向和轴向尺寸相对较小；但使用 零件较多，胶芯用胶量较少，使用寿 命相对不及Shaffer公司生产球形万能 BOP、且造价相对较高。DL万能防喷 器通孔尺寸和工作压力：180mm（7 1/16 in）~540mm（21 1/4 in），14MPa （2,000psi）~140MPa（20,000 psi）； 本体型式有单、双联型。在2006年统计 共111艘超深水钻井平台（船）中，配 备美国Cameron476mm（18 3/4in）， 35MPa（5 kpsi）、70MPa（10kpsi）和 105MPa（15kpsi）的环形BOP的共40 艘，占36%。

美国海锥尔（Hydril）公司的锥 形万能BOP。Hydril公司的锥形万能 BOP设计生产的历史也逾70年，使用 可靠，加工制造较容易，使用零件也 相对较少，因而成本较低；但轴向尺 寸较大是其缺点。在2006年统计共111 艘超深水钻井平台（船）中，配备美 国Hydril 476mm（18 3/4in）， 70MPa （10kpsi）环形BOP的共16艘，占111 艘的14.4%。

闸板BOP主要用于钻井工艺过程中 遇井涌、井喷时封闭各型尺寸的钻杆， 将井孔环形空间封闭，达到控制井喷； 并操作相应闸板BOP实现节流、放喷和 压井；必要时将井孔中的钻杆或套管剪 断，使平台（船）紧急撤离。

我国生产的闸板BOP以上海神开公 司产品为代表。上海神开公司的闸板 BOP及其控制系统部分用于海上和出口 国外。适于海上自升式、座底式或固 定平台。其BOP组使用的主要参数是： 通径346mm（13 5/8in）×70MPa（或 105MPa），其闸板BOP系列产品规格 见表5-4。

美国谢弗尔（Sh a f f e r ） 公司的 闸板BOP。Shaf fer公司的闸板BOP 具有碟形弹簧的尾端锁紧装置，进一 步升级为超锁紧Ⅱ型（UtralockⅡ） 锁紧系统，可在关闭或打开的各一次 液压执行过程中完成闸板关闭和锁 紧、或开启锁紧和开启闸板的动作， 操作简便；由于省去了如Cameron公 司的闸板锁紧液缸机构，不但明显降 低制造成本，还明显减小了纵向尺寸 和总体重量；与其他闸板BOP一样， 通径为476mm（18 3/4in）时压力亦 达105MPa（15kps i），操作可靠， 使用寿命较长。SL/SLX闸板BOP换 闸板时具有较少的开门螺栓、其门由 滚子轴承支承悬挂， 可独自一人方 便地打开，其螺栓力矩仅为1,356Nm （1,000 lb-ft）而勿须靠液压开门。 用于海上的SL闸板BOP的技术规格如 表5-5。【未完待续】