基于滑轮法的水下管汇安装静力学分析

水下滑轮安装法是深水超大型管汇的主要安装方法之一,主要是利用一艘半潜式平台和两艘辅助船只进行水下目标管汇的安装下放。为了研究滑轮法在深水水下丛式管汇中的下放过程,以滑轮安装法中的钢丝绳为分析对象,在不考虑环境载荷的影响下,将水下管汇的安装过程分为3个阶段,建立了3个阶段的静力学平衡方程,分析了钢丝绳的最大拉力以及曲线形状,并研究了水深和管汇质量对其的影响。分析结果表明:滑轮法下放管汇的所有阶段中,钢丝绳受到的拉力均与该点切线与水平轴夹角的余弦成反比;对于给定的水深,钢丝绳任意点拉力的水平分量为常数,该常数随水深的不同而变化;钢丝绳的形状由其单位长度重力和管汇重力决定,进入水中后,其形状曲线都由两段不同的曲线组成。所得结论有助于确保滑轮法安装中钢丝绳的安全使用,并可作为研究各种非线性及动力影响的初始出发点。     

水下连接器故障分析及预防

介绍了海洋石油钻井设备水下连接器,以H-4型水下连接器在现场使用中出现的故障现象为例,通过对H-4型水下连接器的结构原理的分析,分析在现场使用连接器发生脱不开故障的原因,并根据原因介绍了其预防的措施;旨在为海洋浮式钻井平台现场使用水下连接器作业提供借鉴和指导作用。     

1500m水深水平连接器压力帽结构及有限元分析

研制的压力帽与水平连接器安装在一起,用于水下管汇与生产设施的连接,适用于1 500m水深。介绍了该压力帽的总体结构、拆装过程、主要部件的结构和功能。设计了借助ROV在水下进行压力帽拆装的液压系统。采用有限元软件分析了压力帽的强度,满足规范要求。     

锁块式水下连接器技术研究及发展趋势

海洋水下连接器是保证水下操作安全、远程操控自动连接或脱离的关键技术设备。介绍了海洋水下连接器技术发展现状,重点针对GE Vetco Gray公司的H4连接器及Dril-Quip公司生产的DX系列连接器的功能原理、结构特点及性能参数进行对比分析,最后提出了锁块式连接器的发展趋势:采用应急解锁技术使结构更加可靠;采用水合物抑制技术使操作更加安全;安装方式、控制方式更加自动、快捷;工作水深不断增加,压力等级不断提高。     

基于弹性变形的滑轮法安装水下管汇的钢丝绳静力学分析

基于钢丝绳下放过程中因受力而产生的微小弹性伸长量,分析水下管汇在海面上、入水以及吊装等3个不同阶段的钢丝绳形态、有效张力和弹性伸长量随钢丝绳位置的变化,并通过Matlab编程对算例进行数值求解。结果表明:钢丝绳在吊装管汇前呈悬链线和近悬链线形态;在吊装管汇后呈近似直线形态,且钢丝绳有效张力和伸长量随着管汇质量增加而明显增大;在吊装管汇后,钢丝绳顶部的有效张力最大,是安装过程中的危险部位,需进行监测和预警。研究结果对实际下放安装过程中提高安装精度和安全性具有指导意义。     

筒型基础在水下管汇结构中的应用

在水下管汇结构中应用筒型基础,具有安装维修简便,安装过程中调平容易,承载能力高,抗海流冲刷、抗地震作用、抗意外碰撞和渔网拖曳、抗水平滑移能力强等优点.文章结合我国首座以筒型基础为支撑的水下管汇结构的海上安装施工,介绍了筒型基础的结构形式、基本工作原理、水下管汇结构形式,总结了筒型基础应用于水下管汇结构的优点,为后续水下管汇结构的设计和安装提供参考.     

快速安装的新型水下基础结构

本文主要介绍钢质和砼两种新型水下基础结构型式。该基础结构可以自浮到安装现场,用恒排量下沉法,准确下沉到水底就位,然后向其结构内部充气或充水,便可自动冲挖底部泥土外排,使之沉入泥面以下设计指定的深度。这一过程,大大简化了传统的水下基础施工程序,一般可提高安装速度20倍,节省工程费用30％以上。该型式的基础结构可用于江、河、湖、海等水域中的采矿、码头、围埝以及锚桩等工程之中,还可适应除岩石、大河卵石以外的所有土质,此外,此钢质基础结构还可搬迁、易地重复使用。     

海洋石油管汇安装方法及安装过程力学分析

介绍了海洋石油管汇的分类以及4种管汇的安装方法,指出滑轮安装法和垂悬安装法更适合深水安装过程。提出在综合考虑安全性和可靠性的前提下管汇安装方法的选择原则。分析了采用月池法安装管汇过程中,当管汇系统尚未完全浸入水中而处于吊装状态时其受力情况,得出安装时钻杆顶端最大轴向力的计算方法,并指出安装时应以此力为设计安全准则。     

水下电连接器密封和环境补偿结构设计与分析

水下电连接器工作水深为1 500 m时,公头和母头插拔面临巨大的内外压力差和动密封难度大的难题。设计的插拔动密封结构,将残余海水剐蹭并隔离在前密封外,使插座充油腔始终保持密封状态;设计的环境补偿结构降低了内外压力差,从而降低插拔难度。采用厚壁圆筒结构Lame公式和畸变能理论,对水下电连接器进行危险截面计算与校核。基于ANSYS软件中的Workbench平台建立重点零件的三维网格模型。对该模型施加压力并进行仿真分析,得到形变云图和应力云图,证明该水下电连接器满足水深1 500 m工作的技术要求。     

含腐蚀缺陷的水下连接器密封圈性能分析

密封性能是水下连接器的设计难点,实现密封的核心部件是金属密封圈.为了分析腐蚀对金属密封圈密封性能的影响,利用SolidWorks建立含有腐蚀缺陷密封圈的水下连接器三维仿真模型,导入ABAQUS进行有限元分析,得到连接器在不同工况下的密封圈应力云图,进而可以得到连接器临界密封功能失效状态.只有当预紧力足够大,使得密圈接触...     

深水水下连接器的对比与选择

水下连接器的选择是水下生产系统设计的关键技术.把国外深水水下连接器产品分为3类,对比分析得到每一类连接器的特点和适用性.指出在水下连接器的选择中需要考虑的要点.介绍了Gemini气田水下生产系统中连接器的选择过程.     

海底管道工程中立管的安装方法

叙述了导管架上立管的安装方法,并概要介绍了栈桥或独桩上立管的安装以及用软管、水下法兰过渡的立管安装的基本步骤。     

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。     

水下分离器的设计选型

水下分离器作为水下生产系统的重要组成部分,在海洋石油开发特别是深海油气田开发中起到不可替代的作用,针对海上油气田的特点开发出合适的水下分离器很有必要。通过分析水下分离器的技术特点,给出水下管式分离器的发展建议。     

水下阀门类型及设计方案分析

水下管道阀门国内外现行标准主要有ISO14723:2009、API 6DSS:2009及SY/T2011—33:2015。在对这些标准及水下阀门结构做简要介绍之后,通过对国际标准英文词条定义及相关章节分析,对单向阀门、双向阀门、DBB阀和DIB阀等关键术语进行了详细解读,对其功能和特性进行了图解及详细说明,并提出了设计方案。同时对DBB阀门和双列式阀门进行了区分,指出应避免将双列式阀门直接称为DBB阀门,在提到这种类型阀门时可附加结构简图或简要注释。最后结合不同类型阀门特点及深水油气田开发工程项目的一般要求,推荐适用阀门类型。分析结果为水下阀门产品开发及选型提供了依据。     

海底管道微小泄漏球形内检测器结构设计

针对海底管道微小泄漏检测,提出球形内检测器结构设计方案:法兰式密封球壳内装载水听器、惯导模块和磁传感器、电路板、电源模块等。智能球随管内液体一起流动,沿途采集管内泄漏声音信息、自身运动信息和管内磁场信息。不同的智能球,其内部核心部分不变,变化的是球的壁厚和外径。通过仿真计算确定了不同工况下智能球的机械结构。     

深水管汇设计方法及其在荔湾3-1气田中的应用

水下管汇是海上油气开发的重要设备,深水中的管汇设计面临许多技术挑战。管汇处于深水中,环境条件比较复杂;内部承压很大;需要实现的功能多;整体布局形式复杂。针对管汇的结构进行了优化,设计了一个应用于南海荔湾3-1深水气田开发的6井槽水下管汇。完成了单井产气的汇集,化学药剂的分配及清管功能,还实现了相关的化学药剂注入控制功能,满足了荔湾3-1深水气田开发的需要。     

深水吊装绞车滑轮组升沉补偿装置设计

设计了一种用于深水安装作业的滑轮组升沉补偿装置,采用滑轮组与复合液压缸相结合的机械结构来实现对吊装载荷的升沉补偿,并对其主要结构进行了详细的参数计算。采用有限元分析方法进行了不同工况下的强度校核;采用动力学仿真方法进行了动态响应的分析,验证了该滑轮组升沉补偿装置的合理性。     

分离式水下基盘的研制及应用

文章介绍了在海底混输管道中增加分离式水下基盘的设计方案,将水下基盘分为防沉板和WYE橇体两部分,分别对防沉板和WYE橇体进行了设计计算,并对防沉板和WYE橇体的制造、测试和安装等过程中的重点环节进行了阐述。     

海上油田用Y445-210型丢手悬挂封隔器研制

常规的Y445型丢手悬挂封隔器应用于海上油田大尺寸井筒时,存在中途坐封、丢手单一和强制解封等问题。研制了Y445-210型丢手悬挂封隔器。该封隔器设计有防中途坐封结构,采用液压和机械双重丢手方式,可独立打捞、解封,具有坐封容易、密封可靠和打捞方便等优点。室内试验和现场应用表明:该封隔器施工可靠性高,各项性能满足现场使用要求,可应用于海上油田244.5mm(9英寸)井筒内油水井的防砂、卡封、堵水和压裂等作业工艺。