海上结构物拆除技术及方案研究

介绍了国内外常见的平台弃置方式以及水下切割方式。针对胜利埕岛油田弃置平台的特点,对切割方式进行对比分析,提出相应的技术及方案,为海上结构物拆除提供有效的施工方案。     

异型结构物海上拆除吊装分析

服役到期的海洋平台或是受损的其他海洋工程设施,需要进行拆除回收。对于单点系泊系统中异型结构物的海上拆除吊装方法不同于常规平台的吊装。以曹妃甸11-1/11-2油田单点系泊系统YOKE拆除吊装分析为例,介绍拆除吊装计算中可能遇到的困难及解决方案,并对今后拆除设计工作提出一些建议。     

内含油水海底混输管道修复技术研究和实践

某海上油田D 610 mm/D 711 mm管中管混输管道运行一段时间后发生损坏,为修复此条管道需要对长度为43 m的膨胀弯进行水下拆除,并把与原膨胀弯连接的带法兰平管起吊至舷侧后进行更换。文章介绍了混输管道修复防溢油技术、内含油水混合物的海底管道膨胀弯水下拆除方法及大尺寸海底管道平管起吊更换法兰技术,论述了集油罩、封堵气囊以及起重载动气囊等在海底管道修复中的应用。     

水下生产系统的渔网拖挂防护技术

该文针对处于渔业作业区的水下生产系统的渔网防护需求,总结了水下结构物、海管、海缆及其他水下设施的防渔网拖挂技术,以及水下设施在受到渔网拖挂后,为避免影响扩大而进行的应急保护技术。     

基于模糊事故树的水下井口回收风险分析

水下井口系统回收过程中操作风险较高,易发生回收工具失效、操作失误等风险事件，进而导致水下井口回收失败。结合水下井口系统回收操作流程和专家现场经验，梳理导致水下井口系统回收失效的基本事件，基于基本事件和逻辑关系建立以水下井口系统回收失效为顶事件的事故树；通过引入专家评价机制，对基本事件的发生概率进行语言评价；利用模糊数学算法将专家对基本事件的语言评价转换为基本事件发生的概率；基于基本事件概率的敏感性分析识别水下井口系统回收过程中的高风险因素。结果表明，表层套管与导管回收刀片损坏失效概率最大，此外割刀卡死、刀片损坏、切割位置不准、人为操作失误对水下井口系统回收失效的影响也较大，需要针对上述因素提出相应的预防和改进措施，研究结果可以为水下井口系统的安全回收提供重要参考。     

交流电磁场检测技术装备及应用

交流电磁场检测技术(ACFM)是一种新型高效可靠的电磁无损检测技术,具有非接触、不需标定、检测速度快和适应性好等优点,在石油石化工业,特别是海洋平台结构物的检测中有良好的应用前景。介绍了ACFM检测装备主要组成,重点是各种探头和英国TSC公司开发的ACFM产品。阐述了ACFM技术在海洋平台水下部分检测及其它工程领域中如大型金属结构物检测、螺纹检测和体积缺陷检测中的应用。对我国目前引进和推广应用ACFM技术提出几点建议。     

大型结构物滑移装船运输时驳船强度分析

运用SACS软件对大型结构物进行建模,根据API规范,计算得到大型结构物物滑移装船运输时各个桩腿的支反力;采用ANSYS软件对滑移装船、运输过程进行了受力分析,获得了应力、应变和位移结果。确定了驳船容易损坏的部位,在此基础上,对大型结构物滑移装船运输时驳船强度的要求提出了较为科学的建议,对如何降低结构物装船运输过程的驳船应力提供了依据。     

一种考虑渔网拖挂防护的水下在线结构物设计

水下结构物的设计需考虑安装资源影响,S—Lay安装的水下在线结构物设计要满足船舶的安装通道尺寸要求和操作空间要求,因此结构物尺寸和部件需足够小;同时要考虑结构安装到海底后的防渔网拖挂保护要求,结构整体足够稳定和可靠。基于如上技术难点和实际项目条件,南海番禺35—1／2气田水下生产系统设计了一种特殊形式的水下在线结构物,既成功解决了S—Lay安装的尺寸限制难题,又有效降低了运行期渔网拖挂导致破坏的风险,对于南海深水油气田工程的开发设计具有重要的借鉴和指导意义。     

基于VOF法的水下管阀结构水动力系数特性研究

水下结构物结构行为及运动响应规律预测的基础是精确获取结构物水动力系数。鉴于此,以二维简化水下管阀为研究对象,通过VOF模型捕捉自由液面以及重叠网格技术模拟结构物在水面附近的强迫振荡运动,对管阀结构的附加质量系数与阻力系数特性进行系统研究。研究结果表明:附加质量系数及阻力系数受Kc数的影响较大,前者随着Kc的增大而增大,后者与之相反,振荡频率对附加质量系数影响较小,两者基本相互独立;附加质量系数随着管阀长度比的增大而逐渐增大,而管阀长度比对阻力系数的影响较小,两者基本相互独立;管阀高度比对附加质量系数与阻力系数的影响均较小,水动力系数仅受Kc数的影响。所得结论对水下结构物下放安装过程中结构行为及运动规律的精准预测具有指导作用。     

深水油气开发装备发展现状及展望

阐述了深水油气开发装备——浮式结构、水下航行器、深水立管系统和水下生产系统的发展历程及研究现状,分别介绍了这些装备的结构特点、主要功能及适用范围。针对我国南海特殊环境条件,指出我国未来海洋工程领域的发展需求和重点研究方向:应在仿生技术、水下定位及协同技术、控制与导航技术、系统安全可靠性等多个领域取得突破性进展;为保证南海油气资源开发的顺利进行,除在礁盘上填土石建基地外,还应利用超大型海洋浮式结构物,这就需要解决复合系泊系统动力学的耦合响应和动力学性能、超大结构物总体非线性瞬态载荷和运动响应等一系列技术难题。     

弃置拆除的海洋结构物运输固定方法分析

近年来弃置拆除的海上平台及单点日益增多,运输装船固定已成为弃置拆除项目中不可或缺的一环。根据弃置项目的特点,归纳总结了弃置拆除的海洋结构物装船固定需要的整套设计计算流程图。并以该流程图为基础,结合拆除结构物的特点、驳船的特点、施工条件的限制,详细介绍了驳船上装船固定的布局要点,以及常见装船固定方式,如垫墩、抬梁、临时支撑、边挡等。同时阐述了每种固定方式的计算方法、注意要点及规范选择。     

大型结构物自动称重过程的计算机控制技术

大型结构物的称重通过多个千斤顶同步顶升实现。大型结构物往往存在柔度大、重量分布不均、支点跨距大的特点。在称重过程中需要进行计算机同步控制,实现结构物的平稳顶升和下降。大型结构物自动称重以工控机为核心,基于现场总线技术,对压力传感器、位移传感器、状态设置开关、油泵换向阀和油管超高压电磁阀等设备进行网络监控,对多个支点同步协调控制和结构物的精确称重,该系统已在多个油气田工程的建造中得到实际应用。     

大型结构物同步位移控制系统

大型结构物的称重、顶升、平移、旋转是通过对多个液压千斤顶同步控制得以实现。大型结构物往往存在重量分布不均、支点跨距大、结构刚度不同等特点。在称重、顶升、平移过程中需要进行计算机同步控制,实现结构物的平稳顶升、下降、平移、旋转。大型结构物同步位移控制系统以工控机为核心,基于现场总线技术对压力传感器、位移传感器、液压比例控制系统等设备进行网络监控,与对多个支点同步协调控制和结构物精确称重的基础上,成功地完成了大型结构物的称重、顶升、平移、旋转多例工程。该系统已在工程中被广泛应用。     

基于DNV规范的结构物吊装入水简化算法及其适用性分析

在进行水下生产系统设备海上安装时,结构物吊装入水动态放大系数的确定对吊装索具选型和锁定船舶资源关系重大。阐述了基于DNV规范的结构物吊装入水简化算法的原理,以南海某项目的水下基盘安装为例,采用简化算法获得相应的动态放大系数,并与采用Orcaflex软件模拟获得的动态放大系数进行了对比分析,结果表明,对于常规水下生产系统结构物海上安装,可以采用DNV简化算法获得动态放大系数。     

大型结构物自动称重过程的计算机控制技术

大型结构物的称重通过多个千斤顶同步顶升实现.大型结构物往往存在柔度大、重量分布不均、支点跨距大的特点.在称重过程中需要进行计算机同步控制,实现结构物的平稳顶升和下降.大型结构物自动称重以工控机为核心,基于现场总线技术,对压力传感器、位移传感器、状态设置开关、油泵换向阀和油管超高压电磁阀等设备进行网络监控,对多个支点同步协调控制和结构物的精确称重,该系统已在多个油气田工程的建造中得到实际应用.     

基于VOF模型的平底结构等速入水砰击载荷研究

水下生产装备等大型结构物在下放安装过程中,在穿越飞溅区阶段结构物底部将受到巨大的波浪砰击载荷。为了准确预测结构所能承受的临界波浪砰击载荷,以判断水下装备穿越飞溅区时是否存在潜在危险,通过重叠网格技术模拟二维平底结构等速冲击入水运动,基于有限体积法与VOF模型求解气液两相流动的雷诺时均方程,研究平底结构入水过程中砰击载荷特性,并对结构物入水过程中气液两相流动变化情况进行分析。分析结果表明:平板垂直等速入水时,结构受到的砰击压力随下放速度的增大而增大,所产生的峰值压力也逐渐增大;当平板具有横向移动速度时,不同横纵速度比对砰击压力的影响较小,砰击压力随时间的变化曲线基本相同,仅峰值压力略有差异;入水角度对平板落水时所受的砰击压力影响较大,当入水角度小于4°时,砰击压力随入水角度的增大而减小,当入水角度大于4°时,砰击压力随着入水角度的增大而增大,入水临界角度为4°;平底结构入水全过程中气液两相流动变化情况较为复杂,主要分为形成空气泡、产生气液射流及水面恢复稳定3个阶段。所得结论可为判断水下结构物能否安全穿越飞溅区提供指导。     

固定塔缆绳式单点系泊系统拆除方法

以固定塔缆绳式单点系泊系统为研究对象,分析该类系泊系统的海上拆除、吊装及装船回收相关技术,阐述该类单点系泊结构在拆除时的清理方案、无损检测方案、切割分段设计、工机具配合应用方案,以保证拆除过程的安全可靠性。     

海洋石油201水下管汇在线安装极限能力评估

水下管汇在线安装是指将水下管汇、海底管道终端、三通等结构物在铺管船作业线上与管道连接,并随管道通过托管架安装到海底的过程。结合海洋石油201船特性,根据其几何限制、能力极限条件及管道强度要求等,针对水深、管径、结构物湿重及长度对海洋石油201船的水下管汇在线安装的极限能力进行评估,并形成极限能力包络线。采用OrcaFlex通用有限元软件,分析过程分为裸管分析、关键位置筛选分析、详细静态分析以及结果后处理。已知设计基础数据包括水深、管道外径和壁厚、水下管汇长度和湿重,通过查阅海洋石油201船的水下管汇在线安装能力包络线,对水下管汇的安装方案做出预判,为工程实践提供参考。     

南海深水油田智能井修井挑战及对策

随着深水油田的不断开发,深水边际油田修井作业也将越来越普遍。中海油首次动用半潜式钻井平台对L油田实施批量修井作业,并完成了一口智能井修井,作业难度高、费用高、风险高。作业过程中创新地采用了柔性连接管柱组合回收水下采油树帽,优选了采油树阀门远程控制模式,细化了油管挂回收程序,避免水下湿接头损坏,有效识别了单罐双泵智能完井管柱下入风险并采取应对措施,形成了一套完善的深水边际油田修井作业技术,对以后深水边际油田修井作业具有一定的借鉴意义。     

一种大型结构物连续顶升与重量转移工艺

介绍了一种大型结构物原位连续顶升与重量转移的工艺,并研制了一套试验样机,全程模拟连续顶升下降与重量转移的工艺。对大位移连续顶升系统的组成(控制系统、液压系统、传感器及支撑结构)进行了详细的分析介绍,对顶升系统内的闭环控制多点同步技术、安全控制技术及误差控制技术进行了研究。填补了国内大型结构物连续顶升与重量转移工艺的空白,使大型海洋平台采用低位建造方案成为可能,有重要的理论、应用价值和普遍的工程推广意义。