深水水下分离器的试验研究

为了解深水水下分离器的工艺性能和分离效果,对其进行了室内试验研究。根据相似理论,制作了分离器试验样机。在给出试验流程和试验条件后,确定了3个试验目标,即气相逃逸量、液相流动和油水分离效率。试验结果表明,入口预分离构件内部形成较为稳定的气相流场,气相的分离效率在90%以上;布液管起到了布液和改变流向的作用;整流构件对液相流速进行了规整,分离器的油水分离效果和稳定性较佳,在重复性试验中,水中含油质量浓度和油中含水体积分数均稳定在较低的范围内。     

圆筒容器接管处应力集中系数的研究

具有接管圆筒形压力容器的接管与筒体垂直相交处,承受载荷后联接处产生应力集中,造成这个部位发生失效,对这种结构的应力集中系数迄今尚缺少满意的计算方法,目前可按Lind“面积法”的公式计算,也可按Money式或Decock式计算。 从工程实用观点出发,本文根据Lind“面积法”,经理论分析提出“改进面积法”的计算公式,按此公式计算与实验数据比较,结果颇为符合。     

深水水下分离器ROV检测技术研究

以深水分离器的水下检测技术为研究对象,介绍了水下机器人(ROV)深水检测技术情况,对深水分离器在海底作业时可能发生的一些事故做了详细的评估。以此为背景,分析得出深水分离器水下检测的主要工作内容,同时对ROV在进行深水分离器水下检测工作时的应用做了详细的说明。     

2000m超深水水下分离器承压结构强度分析

以2 000 m超深水卧式重力分离器承压结构为研究对象,依据分离器危险工况建立了参数化精细模型,探讨了分离器强度校核方法。在静力分析确定分离器局部危险位置的基础上,在危险位置对总体应力进行分析并参照压力容器相关标准的相应限制对各当量应力进行校核,计算了分离器的结构强度;分析了手孔壁厚、接管壁厚及支座形式等结构因素对分离器整体强度的影响。分析结果表明,增大手孔及接管厚度将会减小手孔及接管处应力,但对分离器其余部分应力基本无影响;当支座采用倾斜支撑形式时会产生巨大应力导致支座破坏,但塑性流动基本不会影响筒体应力场,支座形式对筒体强度基本无影响,设计分离器支座时应优先选用竖直支撑形式。     

厚壁圆筒用椭圆接管使应力集中系数降低

本文简要地分析了,用椭圆接管代替圆形接管能使应力集中系数降低的理论依据,综述了在厚壁圆筒中,用椭圆接管降低应力集中系数的典型研究结果。     

嵌入式接管对接焊缝加速器射线检测工艺

通过对嵌入式接管对接焊缝射线检测难点的分析,系统阐述了使用直线加速器对其进行射线检测时工艺参数的选择。     

基于极限承载能力分析的超深水水下分离器承压结构壁厚设计方法

基于结构极限承载能力分析法,以3000m超深水重力式水下分离器为研究对象,根据ASMEVⅢ-Ⅰ基本公式计算结构初始壁厚,借助有限元软件建立了超深水水下分离器整体模型,开展了基于5%最大主应变准则的极限承载能力校核和双非线性稳定性极限承载能力校核,并在此基础上提出递归循环算法优化壁厚,最终构建了超深水水下分离器承压结构壁厚设计方法。根据最优壁厚制造了超深水水下分离器试验样机,开展了高压舱压溃试验,结果表明:本文所建立的超深水水下分离器整体模型具有较高精度,塑性极限分析和稳定性分析结果与试验结果的相对误差分别为13.11%、8.80%;本文所构建的超深水水下分离器承压结构壁厚设计方法充分利用了材料的极限承载能力,在保证结构高耐压和高可靠性的基础上,相比弹性应力分类法提高承载能力44.4%,并有效减小设计壁厚达20%。     

基于极限承载能力分析的超深水水下分离器承压结构壁厚设计方法

基于结构极限承载能力分析法,以3 000 m超深水重力式水下分离器为研究对象,根据ASMEVIII-I基本公式计算结构初始壁厚,借助有限元软件建立了超深水水下分离器整体模型,开展了基于5%最大主应变准则的极限承载能力校核和双非线性稳定性极限承载能力校核,并在此基础上提出递归循环算法优化壁厚,最终构建了超深水水下分离器承压结构壁厚设计方法。根据最优壁厚制造了超深水水下分离器试验样机,开展了高压舱压溃试验,结果表明:本文所建立的超深水水下分离器整体模型具有较高精度,塑性极限分析和稳定性分析结果与试验结果的相对误差分别为13.11%、8.80%;本文所构建的超深水水下分离器承压结构壁厚设计方法充分利用了材料的极限承载能力,在保证结构高耐压和高可靠性的基础上,相比弹性应力分类法提高承载能力44.4%,并有效减小设计壁厚达20%。     

水下分离器设计标准的研究

通过对水下分离器相关设计标准/规范的研究,为水下分离器的国产化设计提供技术支持。考虑水下分离器使用环境的特殊性,对DNV RP F301、GB 150、ASMEⅧ三个标准/规范从适用范围、许用应力规定、壁厚计算等方面进行比较分析,研究结果表明水下分离器的设计需以DNV-RP-F301水下分离器标准为总的指导原则和设计基础,以ASMEⅧ压力容器规范为水下分离器的强度设计标准。     

深水指状分离器分离效果研究

为确定一种在深水能实现高效分离的指状分离器结构,建立了一套包含液塞发生器和电导探针数采程序的气液两相流试验系统,并以分离效率和气相出口含水率为评价标准,探究了不同分离器结构在不同表观气速下对不同液塞的分离效果。结果表明:入口不连通气管结构分离效果优于入口连通结构,立管加高、大存储段容积结构能改善液塞分离效果;加高立管或增大存储段容积可以显著改善入口连通气管结构的分离效果,而对入口不连通结构分离效果影响不明显;入口连通气管、立管加高、大存储段容积结构在小表观气速下能达到极好的分离效果。入口连通气管、立管加高、大存储段容积结构可视为一种深水高效指状分离器。     

KK型管节点应力集中系数问题研究

采用有限元方法研究了在轴向力作用下KK型管节点应力集中系数与相同尺寸K型管节点的区别,指出在某些情况下用K型管节点应力集中公式分析KK型管节点会造成结构的不安全,必须引起工程界的注意。     

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。     

琼东南盆地深水区储层分布规律

琼东南盆地深水区经历了断陷、断拗和拗陷3大构造演化和沉积充填阶段,主要发育4种沉积体系,相应地形成了4类主要储层:1)陵三段扇三角洲或滨海相砂岩储层;2)三亚、梅山组滨浅海相砂岩储层;3)三亚—莺黄组低位体储层;4)梅山组台地边缘礁滩灰岩储层。平面上,储层发育具有明显的分带性,可划分为:北部浅水陆架滨岸砂岩、三角洲砂岩储层发育带;中央坳陷低位体储层发育带;南部永乐隆起区碳酸盐岩储层发育带。深水区主要位于后2个带,每个带储层发育的控制因素不同,可以进一步划分为多个储层发育区。每个储层发育区存在多套储盖组合,每套储盖组合在多个储层区中发育。其中台地灰岩储层可能成为南部隆起区具有重要意义的勘探层系。     

基于ABAQUS的管节点应力集中系数研究

该文基于Abaqus/Standard程序,计算得出了有限元热点应力修正系数。在此基础之上分析了K型管节点热点应力沿相贯线区域变化趋势,讨论了单元类型对于热点应力计算结果的影响以及有限元方法与SACS程序EFT经典理论的区别,分析了空间管节点不同平面杆件之间对于应力集中系数计算结果的影响。     

深水水下采油树下放作业窗口研究

深水水下采油树的下放安装作业环境载荷非常复杂,确保采油树的下放作业安全是亟待解决的问题。为此,分析了水下采油树下放作业过程,建立了下放管串力学模型,确定了采油树下放作业准则,建立了采油树下放作业窗口分析方法及流程,并研究了采油树质量、波浪周期、浪向角和水深对采油树下放作业窗口的影响。研究结果表明,在表面流速小于0.85 m/s、波高小于7.2 m的情况下,采油树可实现安全下放;采油树质量增大导致下放作业窗口变小,主要影响作业窗口的最大有效波高;波浪周期在9~11和15~29 s时下放作业窗口较大,不同浪向角下推荐平台艏向与波浪成45°;随着水深的增加采油树下放作业窗口逐渐变小,水深对窗口的最大有效波高影响较大,对最大表面流速影响很小。     

深水水下井口研究现状及发展建议

深水水下井口在水下生产系统中是不可或缺的关键设备，起到承受和隔离井下压力以及连接和支撑防喷器组与套管串的作用。深水水下井口长期被国外公司垄断，“卡脖子”严重，长期依赖进口；近年，为缩小与国外装备的技术差距，我国不断在深水水下井口方面取得显著进步。通过对国外及国内水下井口的研究现状进行介绍，对比国内外深水水下井口技术差距，提出适应于我国的水下井口发展建议。     

深水钻井水下防喷器组配置选型研究

深水防喷器组是保障深水钻井作业安全的重要装置,与陆地相比其配置有所不同,因此有必要开展该方面的研究,以便为我国开展深水钻井作业设计提供有价值的指导。参阅了国外深水钻井作业实践和相关资料,并统计了全球最大的深水钻井承包商Transocean公司典型深水钻井船的防喷器组配置情况。在此基础上给出了不同水深时深水防喷器组的推荐配置,包括压力级别、配置方式、质量和高度等,可以作为深水钻井防喷器组配置的参考。     

世界深水油气田水下技术应用研究

水下技术是深水油气开发的重要发展方向。随着技术的进步,越来越多的水下技术和装备成功应用于海上油气田开发。深入分析了水下技术应用的8个典型油气田,包括Tordis、Snohvit、BC-10(Parque das Conchas)、Cascade-Chinook、Perdido、King、Ormen Lange和Tyrihans,重点总结了这些油气田采用的水下技术的特点及应用效果。这些成功开发的油气田在水下技术方面的开创性技术与应用效果,对我国海工技术方面的科研和生产具有重要的启示意义。