深水油气田水下生产系统双管输送流动安全研究——以流花21-2油田为例北大核心CSCD

深水油气田水下生产系统采用双管输送,海管路由和立管构型的不同、管汇生产井布置、各井产量的差异、流体物性及流型等因素都可能导致两侧管道输量分配不均,给管道安全流动带来风险。以流花21-2油田水下生产系统双管输送为例,采用OLGA软件建立了从水下井口到FPSO分离器的双管输送模型,分析了双管输送偏流和段塞流形成的原因,并对提高管道运行背压、压力与液位高选控制以及管道出口温差控制等3项措施对偏流和段塞流的控制效果进行了对比分析。结果表明:对气油比较低的油气田,提高管道运行背压可消除段塞流,但偏流仍严重;采用压力和液位高选控制,可有效减弱偏流和消除段塞流,气、液偏流率分别降至6.3%、9.6%,且管道输送系统和分离器运行稳定;而采用出口温差控制,对偏流和段塞流控制效果不佳。因此,流花21-2油田最终采用了压力和液位高选控制措施对该油田双管输送进行控制。本文研究为类似油气田双管输送工程设计和生产操作提供了借鉴。     

基于PID控制的深水双管系统运行效果分析北大核心CSCD

在深水多相流双管输送中,水下环境条件复杂、输送产量波动等因素造成管道流动不稳定,出现段塞甚至偏流工况,增大了管道的运行风险,难以保障双管系统的高可靠性。本文以南海流花油田群A油田开发工程项目为目标,通过OLGA 2017.2.0多相流瞬态模拟软件建立了深水双管系统输送模型,对管道实际运行工况进行了数值模拟;针对模拟结果发现的双管运行中出现的段塞和偏流问题,提出了采用PID(比例-积分-微分)阀门控制的方式实现对管道运行压力监控和远程操作控制,并验证了PID对双管系统运行的控制效果。本文研究成果可为深水双管系统段塞及偏流工况的控制提供一定的现场技术指导。     

基于PID控制的深水双管系统运行效果分析

在深水多相流双管输送中,水下环境条件复杂、输送产量波动等因素造成管道流动不稳定,出现段塞甚至偏流工况,增大了管道的运行风险,难以保障双管系统的高可靠性。本文以南海流花油田群A油田开发工程项目为目标,通过OLGA 2017.2.0多相流瞬态模拟软件建立了深水双管系统输送模型,对管道实际运行工况进行了数值模拟;针对模拟结果发现的双管运行中出现的段塞和偏流问题,提出了采用PID(比例-积分-微分)阀门控制的方式实现对管道运行压力监控和远程操作控制,并验证了PID对双管系统运行的控制效果。本文研究成果可为深水双管系统段塞及偏流工况的控制提供一定的现场技术指导。     

西部原油成品油管道工程设计技术特点

西部原油成品油管道工程属于输送多品种介质、变输量、多支线分输和注入的复杂长距离管输工程,是我国第一条双油品、双工况、双管同沟敷设的管道输送工程。文章从干线双管同沟敷设,双管联合阴极保护,工艺系统设计,成品油、原油顺序输送工艺,采用的新技术、新设备、新材料,站场优化设计,独创的建设思路等方面论述了该工程的设计特点。     

水下海洋工程管汇管道应力分析研究

随着全球经济的快速发展,各项能源的需求量剧增。目前全球范围内运用最广泛的能源是化石能源,包括石油和天然气。随着石油化工技术的发展,各国家各大石油公司都将目光投向了海洋。海底蕴含着丰富的石油、天然气资源。我国近年来海洋石油开采技术不断发展完善,但与国外先进技术相比还存在较大差距,特别是在水下控制系统和生产系统设计、管道设施的安装等方面,都还存在不少问题。水下设备大多数都要用到水下管道。水下管道承担着水下连通、油气输送等任务。针对水下管道的应力研究分析,可以有效地提升水下设备的研发工作,保证海洋工程水下控制系统和生产系统的正常运转。     

深水水下生产系统及工艺设备技术现状与发展趋势

概括了水下生产系统的水下井口及采油树系统、管汇及连接系统、水下控制及脐带缆系统以及水下增压设备、水下分离设备、水下电力设备等水下生产工艺设备的技术现状,并对水下长距离流动保障技术、水下电力输送和全电控制技术、水下安装技术、水下生产系统可靠性及完整性管理技术、极地水下生产系统技术等水下生产系统的前沿技术发展趋势进行了展望,并指出了我国水下生产系统研发和应用的思路和发展方向。     

阿布扎比原油管道项目PLEM安装工艺及其基础稳定性分析

海底管道管汇基盘(PLEM)是水下生产系统的重要组成部分。阿布扎比原油管道项目终端海上部分应用海底管道和单点系泊系统将陆上原油输送至海上油轮,PLEM用于连接管道和单点系泊装置。该工程采用底拖法取代铺管船法安装PLEM,并将PLEM设计成拖管头来铺设管道。针对该工程的独特设计,介绍了PLEM的结构特点及安装方法,并校核了PLEM下部基础结构在安装和作业期间的沉降、承载力及边坡稳定性,期望为今后类似项目提供参考。     

水下清管发射技术及其装置

为了提高海底管道输送效率,加快海洋油气田开发步伐,实现水下清管系统的国产化,详细介绍了水下清管发射技术及国外具有代表性的水下相关产品的特点,对水下清管发射装置的设计要素进行了分析。水下清管发射技术经历了从传统的平台清管发射、回路清管发射到水下清管发射的过程。水下清管发射装置设计时要考虑安装方式、驱动流体、生产流体、连接到管汇的方式与操作方法、发射机构和机械结构设计等要素。     

应用遥控潜水器作业工具切割海底混凝土加固管道

铺设在深水海底的油气输送管道在经过了一段时间的运营之后 ,必然会发生腐蚀或其他类型的伤害。采用常规工艺方法将受损管道起出到地面 ,进行受损管段的切除与更换处理通常耗资巨大。为此美国Sonsub公司研制推出了采用遥控潜水器操纵的水下金刚石切割绳切割技术。本文介绍了金刚石切割绳水下切割技术、被切割管道的尺寸范围、切割工艺技术、切割管端的去毛刺处理技术和水下更换管段技术。     

S-lay型和J-Lay型铺管船的功能扩展研究

铺管船除了具备管道铺设功能以外,还应该具备管道弃置回收作业以及安装水下生产设施(如PLET)的功能。介绍了使用J型铺管船来进行管道铺设、弃置回收及水下生产设施安装的过程。基于J型铺管方法设计了一套多功能水下生产设施安装系统,以解决S型铺管船不具备安装水下生产设施能力的问题,并扩展了J型铺管船的相关功能。结合设计的多功能水下生产设施,提出了铺管船使用此套装置来安装水下生产设施的步骤,对南海的管道铺设和水下生产设施安装具有指导意义。     

水下油气开发项目中管汇管道布置研究

水下生产系统广泛应用于深水油气田开发中。相比传统开发方式,水下生产系统具有较大的经济优势。而水下管汇是水下生产系统中最常见的水下设备。水下管汇将各水下井口采出的油气汇集到其中,再通过海底管道输送到海洋平台或陆地处理设施。管汇管道布置在水下管汇的设计中占有重要地位。结合某项目的水下管汇管道布置实例,经过设备选型、方案比选及应力分析校核等步骤,研究总结出通用方法,可为水下管汇管道布置提供参考。     

海洋油气开发中的水下生产系统(一)

海洋油气开发中的水下生产系统因具有能够提高采收率、解决油井产出物处理和输送问题,以及适用于深水或极深水油气开发等优点,正倍受关注并蓬勃发展。在阐述水下生产系统发展历程的基础上,介绍了世界范围内水下生产系统的工程现状,分析了实施水下生产系统工程存在的部分共性问题,提出研发我国水下生产系统的建议。     

深水海底管道终端设施(PLET)管道应力分析

海底管道终端设施(PLET)是海洋深水开发中最基本的重要的水下生产设施,其可靠性对水下生产系统及整个油气田的正常运行和安全保障具有十分重要的意义。本文对PLET承压管道的应力分析技术进行了研究,梳理了管道应力的基本知识,讨论了水下PLET管道应力分析的特点和校核规范的选取,通过实例介绍了深水水下PLET管道应力分析的方法和流程,可供水下生产设施设计研究中借鉴。     

单点原油接卸系统超大管径海底管道通球研究

受港口水深等因素的限制不能靠泊的油轮,多数需要在远离港口的位置设置单点系泊系统,将原油通过单点系泊系统、水下管汇及海底管道等设施从水下输送至陆上(亦可反向外输)。受海况、费用等因素限制,油轮装卸油时间都有严格要求。30万吨级油轮所配套的海底管道外径往往超大。海底管道在投用前以及使用过程中需要多次基于不同的目的进行通球作业,超大管径海底管道的通球作业,难度大、成本高、风险高。单点原油接卸系统海底管道的一端在水下,故需要进行水下通球,难度、成本和风险更大。本文根据某项目的实际情况,对该项目的44英寸海底管道通球进行了研究。     

海底管道回接技术

在特定海况和复杂海底地貌、地质情况下，如何将新开发的管道并入已建的海底输油气管道，以保证油气高效、安全地输送，是海底管道回接技术需要解决的问题。对短管尺寸水下测量方法、深水管道对准方法进行了介绍，重点介绍了水下焊接、水下机械联接、水下带压开孔3种海底管道回接方法；分析了我国深水管道回接技术研发的重要性，提出了我国海底管道回接技术研发的关键技术。     

用于水下油气田生产的挠性管道简介及设计要点

随着水下油气田开发规模的不断扩大,挠性管越来越多地用于海底输送管道和浮式生产系统的动态立管。挠性管机械性能良好,安装程序比金属管道简单许多且可以重复利用。在某些情况下,应用挠性管比金属管更为经济。本文从材料选择、输送介质、静态/动态、防腐与保温等方面详细总结了挠性管的设计要点,可为挠性管的设计提供参考。     

以水下生产设施为中心的渔船安全作业范围

由于水下生产设施位于水下,如果附近有渔业活动,渔具系统可能会与水下生产设施发生碰撞,导致水下生产设施保护架被船拖坏并引起管道、脐带缆等损伤。主要针对东海海域采用理论和数值分析方法建立了在一定航速、缆索长度、网具类型等控制参数下的渔具系统运动轨迹的数值模型,并与相关文献的数值结果进行了对比,验证了本文数值模型和计算方法的正确性,最终根据我国东海海域实际水深及渔业情况,界定出该海域以水下生产设施为中心的渔船安全作业半径不得小于350 m。     

城域网技术在石油专网中的应用

目前油气输送管道工程都会在油气管道建设的同时自建通信系统以满足油气管道工艺的SCADA系统、生产调度系统、生产管理和管道巡线、维护抢修通信需求。杭州—湖州天然气输气管道工程通信系统是基于光纤的IP三层交换技术为核心的组网技术,采用华为Quidway6500系列作为核心交换设     

含蜡原油的多相流输送：溶解气体对析蜡温度的影响

在寒冷地带,特别是在海洋上开采原油和凝析油的过程中。石蜡沉积问题已成为人们越来越关注的主要生产问题。油井在水下完井和与原有的处理装置相连需要使用多相流管道。对海底输送管道可采用的运行管理措施有限且这些措施费用都很高,因此有必要深入研究采出液在多相混输过程中的性质,以降低管道的运行费用。     

水合物堵塞治理工具和方法研究

针对深水油气混输管道中极易生成固体水合物而造成输送管道堵塞的问题,研制了水合物堵塞治理工具样机,并对样机的性能进行了试验验证。该样机主要包括橇块主体、脐带缆系统和测量监控系统。根据水合物堵塞治理工具的设计原理提出了相应的操作流程,并开发了控制软件。试验结果表明,水合物堵塞治理工具和控制系统在水下运行正常,能够完成管线降压和抑制剂注入等规定动作,说明利用该工具可以采用降压、注剂/注热或注剂/注热+降压联合的方法解决油气输送管道中固体水合物堵塞的问题。研究内容对于海底混输管线的安全运行具有指导作用。