水下生产系统在我国南海深水油气田开发的应用与挑战

随着各大石油公司对深水油气资源勘探开发投入的不断增加,水下生产系统得到越来越多的应用。水下生产系统灵活性强,可以适应不同的油气田开发方案。在总结分析目前水下生产系统相关技术现状的基础上,指出了未来水下生产系统发展的方向,同时结合我国南海特有的海况和地质条件及深水油气田开发现状,给出了水下生产系统在应用中的困难与挑战及相应的应对措施,对于未来水下生产系统的应用有一定的参考意义。     

深水水下生产技术发展现状与展望

水下生产系统经历了由潜没式水下井口、半干半湿式水下井口到湿式水下井口的发展历程,形成水下井口、水下采油树、水下管汇、水下远程控制系统等在内的功能配套的水下生产系统。截至2014年年底,已有约6 400口井采用水下完井、320多个水下油气田运行在世界各大海域,水下生产技术已成为深水油气田开发的核心技术。自1996年我国南海流花11–1油田国内第一次应用水下生产技术进行油气田开发以来,相继建成了陆丰22–1、惠州32–5/26–1N、崖城13–4、荔湾3–1等10个水下油气田,并实现水下管端件等设施国产化。本文简要回顾了国内外水下生产技术的研究进展,提出了我国深水水下生产技术的发展思路。     

水下生产系统电液飞线安装工艺对比

电液飞线是深水油气田水下生产系统中的重要设备,电液飞线安装方法的研究对深水油气田开发具有重要意义。该文简要介绍了常见的电液飞线安装方案以及安装设备,简要分析了设备选型要点,并且对比了不同的安装方法特征和适用对象。为未来深水油气田开发项目的电液飞线的安装提供参考。     

水下多相流量计在深水油气田开发工程中的应用研究

科学技术的不断发展,加速了人们对海洋油气勘探向更深的领域迈进。为了实时监测油井井流的变化,以便更好地优化对油藏的开发,水下多相流量计得到了越来越多的应用。概述了目前常见的水下多相流量计的基本测量原理,研究了多相流量计在深水油气田开发应用的影响因素,包括量程、安装位置、通讯结构等,给出了各种不同方案的可能性,对多相流量计在深水油气田开发工程中的应用具有一定的指导意义。     

跨接管安装技术研究进展

随着我国海洋油气开发走向南海深水,深水跨接管作为水下采油树、管道终端管汇(PLEM)、管道终端(PLET)及输油管线间的连接管段,其安装技术尤为重要。通过对跨接管类型、跨接管连接方式、跨接管连接器类型的研究,分析总结了跨接管安装所需设备资源,对形成适合我国深水油气开发的深水跨接管安装技术,满足我国南海深水油气田开发的需要具有一定的指导意义。     

深水聚酯缆系泊铺设技术与应用

随着我国海洋油气资源开发逐步走向深水,浮式生产平台及系泊系统的应用已逐渐趋于成熟,聚酯缆由于具有强度高、质量轻以及疲劳好等特性,在浮式生产平台系泊系统中具有广阔的应用前景。陵水17-2气田为我国首次应用1 500 m水深聚酯缆锚腿系泊系统,该文将针对我国南海环境条件的特点,确定适用于半潜式平台聚酯缆系泊系统的海上施工方案,从而实现聚酯缆锚腿在陵水17-2项目的工程示范应用,掌握深水聚酯缆系泊系统的安装技术,实现深水系泊应用自主化,希望能为今后类似项目和深水工程提供参考。     

水下探测中继平台系统研究

水下升降中继控制系统能够依照控制策略实现天线仓的升降过程,通过水声通信机、卫星天线实现潜标与远程指挥机的周期性数据上传及指令下载。设计了系统的结构与通信方案,解决了水下小型排缆绞车、深水直流小功率电机、升降控制策略及通信协议等关键技术问题。介绍了锚系系统设计方案、工作流程、每个结构部分的功能需求及系统应用;通过预先设定的中继控制仓时间表,控制天线仓的升降,完善可靠的升降控制过程及通信协议,为系统功能的实现提供了条件。     

从有缆遥控水下机器人到自治水下机器人

文章给出了水下机器人的定义,依据定义进行了分类,简要回顾了败类 重要水下机器人的进展,指出了无人无缆自治水下机器人（AUVs)是当今水下机器人研究与开发的热点,介绍了最近20年沈阳自动化研究所与国内外有关单位合作,在水下机器人领域从无人有缆遥控水下机器人（ROVs)到AUVs的研究开发工作,它从一个侧面反映了我国在这一领域的进展情况。     

水下拖曳系统拖曳缆检验方法的探讨

拖曳缆是水下拖体与拖曳平台之间的连接体,为水下拖曳系统的重要组成部分。主要承担电力传输、信号通信以及水下拖体布放、拖曳和回收时拉力的任务。拖曳缆质量的优劣不仅关系到水下拖曳系统是否能正常工作,更关系到水下拖体能否顺利回收的问题。本文系统地介绍了拖曳缆的检验方法及注意事项,希冀对于控制拖曳缆的产品质量有所帮助。     

管道终端防沉板安装设计与实践

管道终端防沉板是管道终端在海底的支撑结构,首先在管道终端安装,其安装精度非常重要,将直接影响后续管道终端和海管铺设。该文以某深水油气田管道终端防沉板安装项目为背景,详细介绍了管道终端防沉板在安装前的水下定位设计和索具回收设计,概述了整个海上安装流程,包括定位系统校准、预调查、吊装下放、水下就位和后调查等过程,同时分析了防沉板在海上安装过程中的难点,并对其提出了相应的解决措施,最后对整个项目实施过程进行了经验总结。     

水下ROV可拆卸式海缆抱卡的设计与应用

海缆作为海上油气田开发的重要组成部分之一,主要应用于从水面生产设施到电潜泵等用电设备的连接,为水下用电设备提供生产所需的动力。该文以施工案例为背景,介绍了1种在深水海缆安装过程中水下ROV可拆卸式海缆抱卡的设计与应用。水下ROV可拆卸式海缆抱以及配套ROV操作工具的设计以及应用,将会在深水项目海缆的安装过程中发挥作用,保证了水下油气设备的安全生产,为海洋油气持续高速地发展做出了积极的贡献,并产生了良好的效益。     

水下真空预压加固软土地基施工方法研究

随着沿海滩涂的开发和港口建设向深水发展,水下真空预压加固软土地基技术在水下开挖工程、高桩码头的岸坡处理工程和防波堤工程等领域有着广阔的应用前景和适用性。本文对水下真空预压加固软土地基施工方法进行了探讨。     

脐带缆安装长度计算与分析

作为水下生产系统的重要组成部分,水下生产控制系统包括数据采集、远程控制和异常情况监测处理等功能,脐带缆是整个水下生产控制系统的"神经",在深海油气开发中起到了关键作用,因此脐带缆的安装铺设对整个系统的影响巨大。而海底环境复杂多变,海上工况难以预计,铺设船舶也会在自然或者人为因素下出现偏移,这些都将最终影响到脐带缆的水下连接与铺设路径的准确性。该文就脐带缆的实际需要的安装长度进行了讨论,详细说明了各因素对其实际安装长度的影响,并给出了项目A和项目B的计算实例。     

海洋石油工程水下焊接技术研究与应用

当前,国内海洋石油工业的发展方向与世界海洋石油发展的趋势相同,即都是走向深水。随着海洋石油工程的开发,对水下焊接技术提出了更高的要求。而这种技术的研究、开发和应用也势在必行。本文提出了水下焊接方法的特点及问题,结合国内外水下焊接技术的发展及应用现状,并根据当前海洋石油工程开发中平台的建造、安装和维修的需求,对今后水下焊接技术的研究方向以及应用进行了探讨。     

深水套筒式连接器合格性测试

深水套筒式连接器,作为主要水下生产设施的连接,是水下生产系统的重要组成部分。为检测连接器的性能,参照相关标准,在分析连接器所处的环境和所受各种复杂载荷的基础上,提出深水套筒式连接器进行合格性测试的步骤,包括连接器外压测试、内压测试、弯曲测试和扭转测试等。合格性测试对进一步研究连接器的测试具有一定的参考价值。     

浅谈深水天然气陆上处理终端工程进度管理

南海深水天然气开发项目是中海石油在南海海域的区域性天然气开发项目。随着近年来围绕南海海上油气资源争端的加剧,深海油气田的开发与利用已成为国家能源战略的一项重要举措。笔者作为建设者之一全程参与了荔湾3—1配套陆上终端——珠海高栏终端生产区的建设,并负责了整个进度的控制管理工作。本文就珠海高栏终端生产区建设过程中的经验、做法,探讨陆上终端的进度管理工作。     

无缆自治水下机器人运动控制技术研究

针对无缆自治水下机器人满足不同任务要求下的运动控制进行了研究。引入极大似然参数估计算法获取水下机器人水动力系数,并在此基础上搭建起6自由度运动仿真系统。通过改进传统水下机器人体系结构中的推力器布置方式、推力分配策略、运动控制方法和船位推算算法,使得无缆自治水下机器人的运动控制系统在保持原有精确定位功能的同时也能完成远距离高速航行等任务,从而解决了高速航行给无缆自治水下机器人带来的一系列问题。海上进行的速度控制、位置控制和长航程导航试验,验证了无缆自治水下机器人在所提出的运动控制系统控制下可以满足任务需求,具有一定的工程应用价值。     

“深海一号”能源站建设实践与创新

“深海一号”大气田是我国首个自主发现和勘探开发的超深水大气田,探明天然气储量超千亿立方米。为经济高效地开发该气田,我国首次采取“半潜式生产储卸油平台+水下生产系统+海底管道”的全海式开发模式,通过自主设计、优化组织与管理、强化技术攻关与创新,成功建造了全球首座10万吨级深水半潜式生产储卸油平台——“深海一号”能源站。本文在简要阐述“深海一号”大气田开发的建设背景和面临的挑战基础上,介绍了深水气田开发模式的优选与突破,深入总结了“深海一号”能源站在设计与建设过程中的半潜式平台立柱储油、超大吨位开口结构物预斜回正荷载横向转移、超大结构物半漂浮精准合拢等重大技术创新突破与价值经验,以期为今后我国深水、超深水油气田高效开发及半潜式平台高水平建设提供有益参考。     

深水爆炸载荷数值仿真研究

为了更好地研究水下爆炸载荷的特点,应用AUTODYN有限元程序,通过数值仿真得出深水水下爆炸冲击波载荷、气泡脉动载荷以及冲量,并与经验公式计算结果比较,同时分析了近场水下爆炸条件下圆形壳体结构的损伤。数值模拟得到的二次脉动压力、气泡大小、脉动周期等均与经验值接近,水下冲击波和气泡脉动的冲量大小相当,表明应用AUTODYN是研究水下爆炸现象的有效手段之一。     

水下激光测速系统

本文简要地介绍了水下激光测速系统概况,研制背景和国内外相关技术,重点论述了水下激光测速系统的三大组成部分:水下区截装置、信号采集系统、水下试验模拟装置的技术方案,它们的设计要点、关键技术等,分析了它们的误差,通过实际应用阐明了水下激光测速系统的新颖性、先进性及它在水下轻武器研究中的作用和价值.