勘探三号平台钻井隔水管升级改造技术研究

为了进一步提高勘探三号钻井平台在海上的钻井作业能力,对勘探三号平台钻井隔水管进行了升级改造技术研究。对需要升级改造的钻井隔水管的技术特点、使用现状及其升级改造后所要达到的性能指标等进行了全面分析,重点介绍了需升级改造钻井隔水管单根和伸缩装置的性能检测方法、技术改造方案和试验研究内容,最后指出该项目性能检测方法合理,技术改造方案正确,试验结果达到了预期目的。研究内容为我国类似海洋装备国产化发展提供了理论依据,也为我国大力开发海洋水下装备奠定了基础。     

海上废弃平台钢桩水下切割方法

国内外环保法规要求,废弃的海上平台必须进行拆除,平台桩腿的切割是拆除过程中关键的一步。本文结合渤中25-1油田单点打捞项目的工程实例,对海上废弃平台钢桩水下切割法进行了介绍,可为今后选择水下切割设施提供参考。     

海上平台临时避难所独立式空气供给系统设计——以“深海一号”能源站为例北大核心CSCD

为解决海上平台临时避难所常规空气供给系统设计方案中存在的空气供给中断问题,在陵水17-2气田半潜式生产平台———“深海一号”能源站上设计了一套独立式的空气供给系统。对该系统的组成及工作原理,空气总量、空气储存瓶数量与喷头数量等系统设计参数以及系统控制方式、储存房间的设计、临时避难所超压保护和防冷保护等配套设计进行了详细介绍。本文设计成果通过了授权检验机构的校验,目前已应用于“深海一号”能源站临时避难所空气供给系统的设计,为类似海上平台临时避难所的设计提供了参考。     

“南海挑战”号半潜平台拖航运动与气候窗分析

针对"南海挑战"号半潜平台的海上拖航,基于三维势流理论及Morison方程,采用SESAM软件对其运动性能进行了分析。通过循环迭代给定海浪周期下的有义波高值,得到了该平台在拖航过程中横摇、纵摇运动幅值均不超过6°的限制海况要求。结合南海海浪条件并综合考虑平台生产计划及坞修周期,对适宜平台拖航的气候窗进行了分析。分析结论对于制定平台生产及坞修计划、指导海上拖航具有重要意义。理论分析及海上拖航的顺利实施为国内同型平台的海上拖航积累了宝贵的经验。     

自升式钻井平台防台风井口安装探讨

台风是海上钻井平台每年都需面对的具大考验，尤其是对于自升式钻井平台。由于其自身结构设计和钻井工艺的原因，导致平台在台风来时无法收回悬臂梁，其井口相关装置状态只能与正常作业时保持一致，这就要求自升式钻井平台在台风季节的井口安装需充分考虑台风可能对井口相关设备造成的影响。该文通过阐述“勘探七号”自升式钻井平台在东海某井历经三次台风后井口设施的实际状态，结合常用的钻井工艺流程和现场安装操作问题，分析总结出了自升式钻井平台井口安装时的经验和注意事项，且相关方法已在实际作业中取得了良好的效果，为今后类似平台的井口安装提供借鉴。     

半潜式钻井平台水下防喷器组侧门密封及失效机理分析

水下防喷器组是半潜式钻井平台海上钻探油气井过程中必备的井控设备,能有效解决引发的溢流、井涌、井喷等钻井安全问题。以"勘探三号"半潜式钻井平台水下防喷器组为例,阐述了水下防喷器组侧门总成及其密封形式,从分析侧门密封工作原理入手,通过大量的总结与分析,得出侧门密封失效的原因,通过采取合理增加门封O形密封圈的压缩率等措施,消除侧门密封失效隐患,提高工作的可靠性。可供国内半潜式钻井平台水下防喷器组侧门密封失效分析、解决提供指导和借鉴。     

水听器应答器一体化设计

水下定位技术可以快速准确地确定海底传感器的具体位置，广泛应用于海上高分辨率地震勘探和海上浮式生产平台的永久性定位。文章介绍了水下定位系统中水听器应答器一体化设计，阐述了应答器各部分声信号、磁信号、电信号的工作原理及其应用。     

基于ABAQUS和SACS软件的“勘探三号”平台结构强度分析

应用SACS海洋工程设计软件建立"勘探三号"半潜式钻井平台的SACS模型,根据各主要目标作业海区1 500ft(457m)水深的海洋环境资料,选取"勘探三号"平台在1 500 ft(457 m)作业水深的设计环境条件;应用SACS软件计算出"勘探三号"平台在此设计环境条件下所承受的风、海流和波浪力;应用ABAQUS有限元分析软件建立"勘探三号"平台的有限元分析模型,并对"勘探三号"平台在1 500ft(457m)作业水深环境载荷作用条件下进行结构强度分析,得出结论:在不做较大结构改动的前提下,通过局部的结构改造和加强,"勘探三号"平台能满足作业水深提高到1 500 ft(457 m)时海洋环境条件对其总体强度的要求,为该平台今后提高作业水深能力改造提供了结构强度方面的技术依据。可为今后类似半潜式钻井平台提高作业水深改造提供借鉴和参考。     

基于Usfos的非线性分析程序研究海洋平台的极限承载力

海洋平台极限承载力研究一直是平台结构安全评估的最重要部分,越来越受到人们的关注。以"勘探二号"自升式钻井平台为研究对象,利用非线性分析USFOS软件分析计算了该平台的极限强度,评估了现役平台的安全性能。研究结果表明,"勘探二号"平台在45°环境极限条件时平台结构最危险。该研究为现役自升式钻井平台安全风险评估提供了一种比较先进而精确的方法,对今后类似海洋平台安全风险评估具有一定的指导意义。     

小型孤立油田的经济开发

如果不研制出新的方法和技术以代替不经济的传统的油田开发方法,那么在十年内英国海上油品供应将枯竭。现在,正在研制开发这种新技术,多数技术的目的是在与主平台递增的距离内增加海底边际油田的压力以提高产量和采收率。本文描述的是孤立的小型油田,对这种油田来说,任何平台设施都是不经济的,也没有主平台。孤立油田的生产系统包括一台靠近水下油井的两级水下分离器,由可弯曲的出油管线连接油井进行生产。当油、水、气的压力降到接近大气压力时完成分离,因此允许“脱气”原油安全地装入油轮。天然气在水面浮简装置（正上方）处烧掉了,浮筒装置上也包括发电和化学剂注入设备。液体被泵送到海上油轮装油浮筒（CALM）,之后送到相连的输油油轮。根据水下控制模块上的可编程逻辑控制器独立地进行控制,油轮上的生产中心负责指令和监控。     

深水水下管汇设计研究

水下管汇作为一种典型的水下生产设备,设计时需要考虑环境、安装、检查、维护和生产等工况要求,确保在寿命期内能安全、可靠和稳定地运行。因此,对水下管汇的总体布置、结构、管线和控制系统等4个方面进行研究,确定了相应的设计原则及方法。根据设计原则和方法,设计了一种深水水下管汇,并试制了原理样机。该设计原则和方法可以为水下管汇和其他水下设备的工程设计提供参考。     

关于深海工程技术研究几个问题的探讨

随着科学技术的进步和我国对油气资源需求的提高,深水油气开发已成为我国面临的紧迫任务。水下生产系统是深水油气开发模式中的关键环节,中石油应把与水下生产相关的前期概念设计、水下生产设施、水下流动保障技术以及建立海洋石油专业设备检验机构等方面作为深海油田技术研究的切入点,开展超前研究,逐步掌握海洋油气田开发建设的核心技术,摆脱对国外的技术依赖。     

水下阀门的材料要求及选择

深海开采油气是未来资源开发的发展趋势,水下阀门是水下采油树及水下管汇设备的关键部件,材料选择是水下阀门设计的重要方面。介绍了相关设计规范对水下阀门材料选择的基本要求和各类材料特性,根据相关设计规范的规定,总结出了水下阀门材料选择时需要考虑的因素,同时对水下阀门的材料选择提出了建议。得到的结论可为水下阀门的设计提供依据,并对国内水下油气开采设备的自主研发具有一定的指导作用。     

水下气田虚拟计量装置原理及应用研究

鉴于水下流量计的维护不便和高昂价格,水下虚拟计量装置得到了发展,尤其是在天然气凝析气田。总结了水下虚拟计量装置的特点。介绍了主要的虚拟计量产品及在中国南海水下气田的应用效果。针对典型的水下气田虚拟计量装置,介绍了其系统构架、输入和输出的数据、计算原理及模型。水下虚拟计量装置具备高度的灵活性和可靠性,可作为水下流量计的补充或者替代水下流量计; 通过校准可以实现较好的计量精度; 以虚拟计量计算结果为基础实现管道的流动监测功能,可用于实现生产的动态管理。对水下虚拟计量装置的研究和应用,可以实现海上流动管理系统国产化,为建设数字油田提供支持。     

管道隧道Ⅵ级围岩试验段支护结构的稳定性分析——以“西气东输”二线东江水下隧道为例

由于缺乏相关技术标准,目前油气管道工程隧道Ⅵ级围岩的支护参数通常需要通过工程类比法来确定,存在一定的盲目性。为了检验及评价隧道Ⅵ级围岩支护结构的支护效果,选取“西气东输”二线东江水下隧道Ⅵ级围岩中的K0～K0＋68.00 m段作为试验段,通过现场巡检、观测、有限元计算、结构力学分析等方法,对试验段支护结构的稳定性进行了分析评价。计算结果表明,试验段选取的初期支护结构安全系数满足相关隧道设计规范的稳定性要求;现场检测结果表明,试验段喷射混凝土层无开裂、空鼓现象,钢格栅也无明显变形,隧道的拱顶下沉量和周边收敛值均为毫米量级;巡检结果表明,试验段隧道初期支护结构的施工质量满足规范要求,围岩整体稳定性良好。结论认为：该试验段Ⅵ级围岩初期支护参数的选取可以指导其他石油天然气长输管道工程同级别围岩隧道的设计与施工,可为修订GB 50423-2007《油气输送管道穿越工程设计规范》提供依据。     

水下探测声呐在半潜式平台水下安防系统中的应用

将水下探测声呐应用于半潜式采油平台对非法入侵的水下蛙人、潜行器和水下外来人员等目标进行实时探测预警,必要时采用防卫机制人工将目标驱离限定水域。从声呐图像预处理、运动目标检测和轨迹跟踪等3个方面详细设计水下声呐探测方案,并对探测方案进行应用试验。结果表明该方案可有效检测目标并进行轨迹跟踪,验证了水下探测声呐应用于半潜式平台水下安防系统中的有效性。     

水下湿法焊接远程遥控装置设计及使用方法

为保护水下焊接人员的人身安全,提高焊接电源通断相应时间,设计开发了一种水下湿法焊接远程遥控装置,该装置由水下开关组件、水密通讯电缆、陆上控制组件与信号输出插头等构成,可以实现由潜水员在水下自主操作焊接电源的通断,最大限度地缩短响应时间。实际应用结果表明,与传统的大功率闸刀相比,水下湿法焊接远程遥控装置的指令响应速度由2～4 s缩短到0.2 s以内,焊接过程中没有出现麻电现象和拉弧现象,为水下作业提供安全保障和便利。     

南海深水表层导管水下打桩安装技术适应性分析

为了提高深水钻井表层导管施工的安全性和时效性,针对深水浅层钻井难题,基于锤击沉桩原理,通过理论分析和工艺研究,对深水钻井表层导管水下打桩安装技术进行了分析。深水钻井表层导管水下打桩安装技术采用水下液压打桩锤系统将表层导管锤入地层,可在工作船上实施作业,不占用钻机时间。针对我国南海深水浅层地质特点和油气开发需求,对该技术在南海深水钻井表层导管施工作业的适应性进行了研究。结果表明,与目前采用的表层导管钻孔/固井和喷射法安装技术相比,水下打桩技术可分别节省65%和43%的作业时间、79%和46%的作业费用。表层导管水下打桩安装技术可有效提高深水浅层钻井的安全性和经济性,对我国南海深水钻井表层导管施工具有很好的适应性。      

基于关键水平的水下采油树预防性维修决策方法

为解决电液复合水下采油树在运行过程中工作环境恶劣且复杂、系统要求可靠性高、维修难度大且费用高的问题,建立基于伽马退化过程的水下采油树组件可靠度退化模型和考虑维修花费、停产损失在内的维修成本模型,建立水下采油树系统预防性维修优化目标体系,基于多目标粒子群优化算法对维修策略进行优化。建立的模型可有效描述水下采油树系统的工作特性,最优解能够满足在低维修成本的前提下系统高可靠性的工作要求。     

水下应急封井装置深海测试稳定性分析

介绍了国产水下应急封井装置主要部件组成,分析了应用半潜式钻井平台进行水下应急封井装置部署影响因素。对水下应急封井装置在甲板组装的稳定性,使用采油树叉车运移的稳定性及钻杆下入过程进行了分析和作业窗口模拟。结果表明:该套水下应急封井装置可以通过A平台在深水环境下进行布放,在A平台甲板组装及使用A平台采油树叉车运移过程中不会发生倾覆; 在浪高不高于3 m,流速不高于0.58 m/s的海况下,使用钻杆下放水下应急封井装置具有最优作业窗口。分析结果对水下应急封井装置在井喷应急情况下进行现场应用具有重要意义。