隔水套管张紧系统配置方案分析

以91.44 m自升式钻井平台为目标,采用有限元软件对90 m水深的隔水套管在不同顶部张力的情况下进行力学分析,给出了隔水套管的优化配置及顶部的推荐张紧力和行程。将受到顶部张力的隔水套管简化为位于垂直平面内的梁模型,入泥端简化为固定铰支约束,选用Pipe31单元进行分析。分析结果表明,自升式平台用套管张紧器的配置应根据系统的具体工况进行分析,确定隔水套管的配置,然后按API 16Q规范的设计准则确定张紧器的额定张紧力和油缸行程;随着隔水套管顶部张紧力的增加,隔水套管的横向变形、泥线处弯矩都相应减小。     

较深水导管架隔水套管悬挂平台的研制及工程应用

由于受到导管架平台顶水平层强度、作业水深、吊高、隔水套管强度、自由站立等因素的限制,东方1-1WHPF导管架首节隔水套管不能直接入泥,需悬挂在导管架上进行首节和第二节隔水套管的组对焊接工作,而导管架顶水平层强度不足,使得海上工程进度受阻,因此需根据其结构特点设计隔水套管悬挂平台,以提高导管架顶水平层强度。通过对东方1-1项目WHPF导管架隔水套管的力学分析及根据导管架EL.+7.5 m水平层强度及结构特点,设计了安装在导管架平台上的隔水套管悬挂平台,并利用ANSYS软件对其进行三维建模,分别对预挂2、3、4根φ762 mm(4节)隔水套管的悬挂平台进行结构强度分析,确定了合理的设计、安装、使用方案。工程应用表明,导管架平台安装了隔水套管悬挂平台后,解决了平台水平层悬挂强度不足的问题,悬挂的隔水套管数量增加到了4根,明显地提高了隔水套管安装作业效率,节约了船天数。     

隔水套管张紧器的应用现状与技术分析

自升式钻井平台配置套管张紧器主要用来给隔水套管提供顶部张紧力及横向约束,以改善隔水套管的力学性能,减小隔水套管的弯矩和横向变形,解决隔水套管深水作业时的稳定和安全问题。介绍了国内外隔水套管张紧器的应用现状及类型,重点阐述了固定式隔水套管张紧器和可移动式隔水套管张紧器的工作原理、技术特点及主要技术参数,详细分析了隔水套管张紧器的配置技术、张紧力的确定和控制系统的设计等几项关键技术。最后提出3个发展建议,即加大研发可移动式隔水套管张紧器的力度、解决隔水套管张紧器的反冲问题和优化张紧器平台结构。     

四面体框架积木式简易平台的研究

本文提出了一种新型简易平台方案,即利用井口隔水套管作为主立柱,套戳若干个四面体框架,加两个辅桩腿,构成一个三桩腿式导管架平台;并在40m或27m水深、50年一遇的环境条件下确定了四面体框架的结构尺寸,提供了计算分析数据以及与TTP、MOSSⅡ的比较结果。     

后钻井式平台免套井口设计安装技术

后钻井式平台免套井口设计安装技术属于深层次的技术革新和工法创新,这项技术打破了传统的隔水套管设计、建造及安装技术,根据平台后钻井的特点,将隔水套管设计分为三个阶段进行海上安装。此方案在涠洲12-2油田二期开发工程项目中得到成功实施,该技术创新节省了项目执行成本,降低了海上吊装作业风险,实现了可观的经济效益。     

隔水套管波流联合作用下涡激振动计算

隔水套管是石油工程中的重要设备。将隔水套管简化为海底固定、下层平台简支的梁模型 ,考虑Morison非线性流体阻尼及流体涡激力 ,建立套管的振动控制方程 ,并采用多项伽辽金法 ,分别计算了流作用和波 -流共同作用于 170m深水套管的非线性涡激振动响应 ,为隔水套管的动强度分析提供了可行的方法     

较深水导管架隔水套管安装方案优化及提效技术

与浅水相比,较深水导管架隔水套管的安装具有翻身强度限制、分节数量多、悬挂于导管架井口区、井口区强度要求较高、海上施工效率低及建设成本高等特点。以东方气田某导管架平台为例,阐述较深水导管架隔水套管分节方案优化方法,创造性地提出超长隔水套管的分节方案,开发超长隔水套管双起重机合抬起桩设计,采用数值分析和三维模拟对结构强度和干涉状态进行分析,给出超长隔水套管的安装方案设计。技术成果在工程项目中得到实际应用,效果良好,对浅水及较深水类似项目具有一定的借鉴意义。     

隔水套管波流联合作用下涡激振动计算

隔水套管是石油工程中的重要设备.将隔水套管简化为海底固定、下层平台简支的梁模型,考虑Morison非线性流体阻尼及流体涡激力,建立套管的振动控制方程,并采用多项伽辽金法,分别计算了流作用和波-流共同作用于170 m深水套管的非线性涡激振动响应,为隔水套管的动强度分析提供了可行的方法.     

局部双表层套管抗冰技术在渤海油田某平台的应用

本文阐述了一般情况下海冰对海上结构物的破坏模式,并根据平台井槽多,冰区跨度大(24米)等结构特点提出了几种平台隔水套管的防冰、抗冰施工方案。结果表明该项技术在保证作业成本得到有效控制的同时使该油田平台隔水导管的抗冰能力得到大大增强。     

考虑温度影响的水下井口疲劳损伤计算方法

水下井口系统与隔水管系统共同构成连接平台与地下油藏的通道。钻井、完井、修井作业过程中泥浆循环导致井筒温度发生变化，并且平台运动、波浪等产生的循环动载荷通过隔水管作用于水下井口，造成水下井口疲劳损伤。首先建立深水井筒温度场计算模型，将温度场计算得到的井筒温度分布施加于水下井口精细有限元模型，采用局部等效方法得到水下井口的等效梁模型，把等效梁模型作为子模型代入隔水管-井口耦合模型中进行水下井口动态响应和疲劳损伤计算，研究泥浆循环作业过程中井筒温度对水下井口疲劳热点处疲劳损伤的影响，并研究不同水泥环返高对水下井口疲劳损伤的影响。结果表明，对于水泥环返高无缺陷的水下井口，50 h内不考虑温度影响时最大疲劳损伤发生在导管接头处，其值为1.00×10^-2；考虑温度影响时最大疲劳损伤发生在套管接头处，其值为3.59×10^-2。当水泥环返高缺陷分别为-2 m和-5 m时，与水泥环返高无缺陷相比，套管（接头和焊缝）的疲劳损伤减小，而导管（接头和焊缝）的疲劳损伤增加，最大损伤均发生在套管接头处，其值分别为3.55×10^-2和3.48×10^-2。     

利用有限元法模拟较大桩靴拔出对筒型基础平台地基的影响

自升式钻井船和筒型基础平台都属于浅基础结构物。在完成钻井作业后 ,桩靴较大的自升式钻井船在拔桩中会对筒型基础平台的地基产生一定的影响。利用通用的有限元程序ANSYS软件 ,以渤海 8号自升式钻井船和歧口 17 2筒型基础平台为对象 ,在相同荷载和约束下分 3步模拟了自升式钻井船桩靴的拔出过程 ,就桩靴在拔出过程中对筒型基础平台地基强度的影响进行了三维有限元分析。分析结果表明 ,在设计中将地基承载力提高 10 % ,自升式钻井船就可以在桩靴距筒型基础筒体 12 5m以外作业     

可移动式自安装平台运动响应分析及应用研究

为满足我国海上边际油田开发需要,研发了一种可移动式自安装平台。该平台采用筒形基础,易于实现基础贯入和拔出,克服了常规桩靴式基础压桩和拔桩难的问题。筒基的存在使得平台拖航吃水深,对航道水深要求较高,且安装时筒基与海底碰撞可能导致桩基破坏。对拖航和举升状态下的平台进行运动响应分析,给出了平台出港条件、筒基内部充气高度和航道水深要求,并确定筒基触底作业允许的最大海况条件,可为船坞选择、平台拖航和安装作业提供参考。     

大港滩海地区桶形基础平台地震响应分析

按照平台设计尺寸,建立以平台板、导管架和桶体为一整体的三维有限元计算模型,考虑桶-土-结构相互作用,用弹簧-阻尼体系模拟软基的动力特性。不考虑外力的作用,确定桶形基础平台的自振特性。进而,输入天津波的动加速度时程曲线,对平台板、导管架和桶体的位移时程响应进行分析。结果表明,桶形基础平台中不同构件沿X方向的位移时程响应是不同的,以平台板响应最为明显,平台板角点沿X方向最大位移量为10cm;而平台板、导管架和桶体沿Y方向的位移时程响应很一致,桶形基础平台中不同构件沿Y方向最大位移量均小于1cm。     

滩海桶形基础平台三维有限元静力分析

利用美国MSC公司的Marc有限元计算程序，采用平台整体模型分析方法对我国第一座桶形基础平台进行三维有限元弹性分析。在计算中，利用薄层摩擦单元模拟土与结构间的相互作用，取得了比较好的效果。     

浅海混凝土箱筒型基础结构采油平台研究

基于SAP2000有限元软件,对软土地基上混凝土箱筒型基础采油平台结构的合理尺寸、内力、沉降以及承栽力进行了分析,结果显示采油平台的沉降以及承载力等均满足要求。在渤海地区淤泥质软土地基上,混凝土箱筒型基础结构采油平台具有可行性,可在未来浅海采油平台设计中进行考虑。     

滩海可移动钢制桶型负压基础平台

结合可移动钢制桶型负压基础先导试验平台的研制与试验,论述了该型平台在滩海浅水域的拖航、就位、坐底及起浮移位的工作原理,说明了钢制桶型负压基础在加入内囊后具有的可移动优势以及该型平台在我国滩海油田开发中广阔的应用前景。     

筒形基础结构浮态运动特性的试验研究

通过模型试验研究探讨了筒形基础结构的浮态运动特性。分析了筒的入水深度、拖航速度、波浪因素和倾斜角度等四个因素对筒形基础浮态运动特性的影响。试验的成果对于筒形基础结构的计算理论和设计方法具有直接的参考意义。     

我国海上边际油田采油平台选型浅谈

文章简要介绍了可用于开发海上边际油田的桩基沉箱抗冰平台、多井槽四腿平台、两腿三桩轻型平台、筒型基础移动平台、无人驻守井口平台等5种平台的结构型式及其技术创新和选择。     

地震荷载作用下筒型基础对砂土抗液化性能的影响分析

为给近海风电筒型基础的抗震设计提供参考,通过数值模拟软件FLAC 3D,分析地震荷载作用下筒型基础对土体抗液化性能的影响。重点研究筒型基础内部及周围土体的孔隙水压力、竖向沉降和总应力的变化规律。结果表明:筒型基础顶面竖向荷载的施加以及筒壁侧向环箍效应有利于提高土体抗液化性能;土体沉降与地震作用时间及地震波波动峰值相关,地震作用后筒内顶部土体沉降量最大。     

受水流冲刷影响后的吸力桶基础水平极限承载力

以某海域海上风机吸力桶基础为研究对象,采用Abaqus有限元数值模拟软件,考虑基础在不同土层中由水流冲刷导致其周围土体缺失时吸力桶基础的水平承载力。结果表明,桶内土体的缺失对吸力桶水平承载力的影响不大,随着吸力桶基础外周围土体缺失的扩大,其水平承载力逐渐降低,并影响海上风机的正常使用。