Bohrlochkopf: Die Lebensader, die die Oberfläche mit dem Untergrund verbindet

Das Herzstück der lasttragenden und druckumwandelnden Nabe für das gesamte SystemBohrlochkopfausrüstung—der Gehäusekopf. Heute konzentrieren wir uns auf diese entscheidende Komponente, um zu ergründen, wie diese „Lebensader, die die Oberfläche mit dem Untergrund verbindet“, absolute Sicherheit von der Oberfläche bis zur Gesteinsformation gewährleistet.

I. Definition und Funktion: Das Fundament des Bohrlochkopfes

Technisch gesehen ist ein Bohrlochkopf ein wichtiges Bauteil, das das Unterwasser-Bohrlochrohr mit der Bohrlochkopfausrüstung verbindet. Sein unteres Ende ist über Gewinde, umgekehrte Keile oder Schweißverbindungen fest mit dem Oberflächen-Bohrlochrohr verbunden; sein oberes Ende ist über Flansche oder Klemmen mit dem Bohrgestänge (Single Ram BOP Stack) verbunden.

Die Hauptfunktion besteht darin, das Gewicht aller nachfolgenden technischen und Produktionsrohre zu tragen und abzustützen und so eine Montagebasis für die gesamte Bohrlochkopfausrüstung zu schaffen. Als Bohrlochbarriere während des gesamten Bohr-, Fertigstellungs- und Produktionszyklus bildet der Rohrkopf die Grundlage für die Ringraumabdichtung zwischen den einzelnen Rohrschichten und gewährleistet die Druckisolierung und -regulierung.

Beispielmodell: TF 20*13 3/8-35MPa

Interpretation: Ein einstufiger Flanschgehäusekopf, der einen Gehäuseaußendurchmesser von 508 mm (20 Zoll) mit einem Gehäuseaußendurchmesser von 339,7 mm (13 3/8 Zoll) verbindet und einen Nennbetriebsdruck von 35 MPa aufweist.

II. Arten und Kernkomponenten: Die Struktur des Lebenselixiers

Die vor Ort verwendeten Bohrrohrköpfe werden hauptsächlich anhand der Anzahl der Schwebstoffschichten in ein-, zwei- und mehrstufige Ausführungen unterteilt. Darüber hinaus gibt es einfache Bohrrohrköpfe, die häufig in Schweröl-Thermalförderanlagen im Ölfeld Xinjiang eingesetzt werden. Diese verfügen über Flansche am oberen und Gewinde am unteren Ende und verwenden meist Dornhalterungen.

Standardmäßige Gehäuseköpfe bestehen typischerweise aus dem Gehäusekörper, der Gehäusehalterung, dem Absperrventil, dem Manometer und den Stellschrauben. Die Gehäusehalterung (auch als „Gehäuseschelle“ bekannt) ist dabei die Schlüsselkomponente für die zentrale Funktion des Gehäusekopfes und dient der Aufhängung von technischen oder Produktionsgehäusen.

Die Kernversiegelung ist in zwei Stufen unterteilt:

1. Hauptdichtung: Die Fähigkeit, den Ringspalt zwischen dem hängenden Gehäuse und dem oberen Gehäuse zu verschließen und so als primäre Barriere gegen Ringraumdruck zu dienen.
2. Sekundärdichtung: Statische Abdichtung durch BT-, P- oder Metalldichtungen zwischen dem oberen Ende (Hals) des Aufhängers bzw. zwischen dem aufgehängten Futterrohr und dem Futterrohrkopf (bzw. dem integrierten Bohrlochkopf, dem speziellen Bohrlochkopf), der mit dem oberen Flansch verbunden ist. Diese Abdichtung isoliert den Druck oberhalb des Aufhängers vom darunter liegenden Ringraum und dient als wichtige und prüfbare zusätzliche Barriere.

III. Wichtigste technische Details: Zwei Hauptmethoden der Aufhängung und Abdichtung

1. Dorn- (Gewinde-) Aufhänger

Im Bohrlochkopf allgemein als „Karottenkopf“ bekannt. Seine Hauptabdichtung basiert auf der präzisen Berechnung des Gewichts beim Absenken des Bohrgestänges. Dieses Gewicht sitzt auf einer präzise gefertigten, metallischen Kegeldichtung, die durch einen rechteckigen elastischen Dichtungsring zusätzlich abgedichtet wird. Wird der Steigrohrkopf darüber montiert, bildet der BT-Dichtungsring in der unteren Kammer des Steigrohrkopfes in Verbindung mit dem Aufhängungshals eine effektive Sekundärabdichtung.

Merkmale und Anforderungen

Vorteile: Gewindeverbindung, kein Durchtrennen des Gehäuses erforderlich.

Wichtigste Anforderungen: Hohe Betriebsgenauigkeit – die Gehäuseeinstelltiefe muss genau kalibriert und ein ausreichendes Einstellgewicht sichergestellt sein; andernfalls kann keine effektive Abdichtung erreicht werden.

2. Aufhänger mit Gleitmechanismus

Basierend auf der Gleitform werden sie hauptsächlich in W-Typ, WE-Typ und WD-Typ unterteilt, die alle über mehrere Gleitstücke mit dem Gehäuse verbunden sind.

WD-Typ (Umkehrmuffen): Ausschließlich für Gehäuseköpfe der ersten Stufe (Oberflächenmontage). Die Installation erfordert keine Berechnung der Leitungsrohrlänge; es muss lediglich sichergestellt werden, dass Ovalität und Wandstärke der Gehäusemontageposition (außerhalb der Kupplung) den Normen entsprechen. Das Gehäuse wird plan zugeschnitten und poliert (horizontaler Winkel ≤ 0,5°, Außenseite mit einer 10°-Fase poliert) und anschließend direkt eingesetzt. Das untere Ende des Gehäusekopfkörpers ist mit zwei BT-Dichtungen versehen, um eine Abdichtung zur Gehäuseaußenwand zu gewährleisten.

W-Typ und WE-Typ: Beide nutzen Gleitkegel und Gewicht zur Aktivierung der Gummidichtungen. Der W-Typ nutzt das Eigengewicht des Bohrstrangs zur Aktivierung der unteren Dichtung für die Primärabdichtung und zeichnet sich durch hohe Tragkraft und zuverlässige Abdichtung aus. Der WE-Typ aktiviert den Dichtring durch manuelles Anziehen der oberen Schrauben und eignet sich für Anwendungen mit geringen Dichtungsdruckanforderungen.

IV. Wartungshinweise vor Ort: Verwendung und Verwaltung von Überziehärmeln

Um zu verhindern, dass die Bohrwerkzeuge während der Bohrarbeiten die Dichtfläche im Bohrlochkopf abnutzen und die endgültige Dichtqualität beeinträchtigen, muss eine Verschleißhülse (in verlängerter Ausführung, wie sie im Tarim-Ölfeld und anderswo verwendet wird) während des Bohrvorgangs eingesetzt werden. Die Verschleißhülse wird mit Spezialwerkzeugen eingesetzt und mittels Stellschrauben fixiert.

Wichtige Prüfpunkte

Nach jedem Bohrvorgang ist die Verschleißhülse auf exzentrischen Verschleiß zu prüfen und sicherzustellen, dass die Markierungen der Stellschraube innerhalb der vorgegebenen Nut liegen. Bei Feststellung von exzentrischem Verschleiß muss der Bohrlochkopf umgehend neu kalibriert werden. Andernfalls kann langfristiger exzentrischer Verschleiß die Verschleißhülse oder sogar das Bohrlochgehäuse durchscheuern und erhebliche Sicherheitsrisiken für die Bohrlochkontrolle verursachen.

Zusammenfassend haben wir das gesamte Bild des Verrohrungskopfes – dem „Lebensader“ des Bohrlochkopfes – systematisch untersucht. Mit seinem präzisen Aufhängungssystem und den mehrstufigen Dichtungsbarrieren trägt er das Gewicht der gesamten Bohrlochkontroll- und Produktionsanlagen und teilt den Ringraumdruck in geordnete Stufen auf. Als absolute statische Grundlage für alle dynamischen Steuerungen ist der Verrohrungskopf das Kernstück für die Sicherheit des Bohrlochkopfes, die Isolierung des Formationsdrucks und die Gewährleistung der Bohrlochintegrität über den gesamten Lebenszyklus. Die Stärkung dieser Grundlage verankert die grundlegendste Garantie für die Sicherheit des gesamten Bohrlochs über seinen gesamten Lebenszyklus.

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