深水钢桩起吊下放运动特征分析

桩基的安装精度对海洋平台安装及漂浮式平台在位性能的影响非常大.以南海深水大型导管架及其钢桩为研究对象,采用Orcaflex软件模拟分析了钢桩在不同水深的运动特征,研究了影响钢桩运动和就位精度的关键因素.结果表明,因钢桩质量达数百吨,运动计算分析结果表明钢桩起到一定的锚定作用,尤其是当钢桩下放至接近泥面时,桩尖及桩顶水平...     

TLP平台上部模块总体布置探索

TLP平台（Tension Leg Platform,即张力腿平台）作为浮式平台的一种,在国际上已广泛应用于深水油气田开发。在中国南海某油田开发前期研究中,首次涉及到TLP方案研究,并对其设计、建造和安装技术进行了探索。其中TLP上部模块总体布置技术对TLP平台的安全和总体性能有着重要影响,因此需要探索其总体布置原则和特点,分析其在总体布置上不同于导管架平台的特殊要求,并结合这些特点设计具体的布置方案。该文结合前期研究中的一个TLP开发方案实例,对TLP上部模块总体布置的特点进行了总结,供海洋石油工程设计人员参考。     

张力腿平台海上安装技术研究

张力腿平台(TLP)是一种垂直系泊的顺应式平台,其主要工作原理是通过平台自身的浮体结构,产生远大于平台自重的浮力,从而使张力腿产生预张紧力。张力腿平台的结构形式使其海上安装方式有别于传统的桩基式导管架平台,但其相关技术一直被国外公司掌握并垄断。结合500 m水深油田生产装备TLP自主研发课题,研究了张力腿平台海上安装的各个环节与关键技术,系统详细地阐述了张力腿平台的安装方案作业流程,有助于打破国际关键垄断,突破关键技术。同时,也为我国南海深水张力腿平台的进一步研发与施工奠定理论基础和技术储备。     

深水TLP浮式平台的张力腿海上安装方法研究

TLP浮式平台是国际上深水油气田开发应用最多的生产平台之一。其关键设备张力腿的海上安装是TLP平台施工的重要环节。以流花16-2 TLP平台为例,研究了张力腿海上安装方法及施工工序,进行了张力腿海上安装的运动过程数值分析,总结归纳不同海况条件对张力腿安装过程的影响,提出张力腿支撑临时浮筒的绑扎是保证张力腿自由站立工况安全的基本条件,为工程实践提供理论支撑及技术指导,对TLP平台的真正实施有很大的推动意义。     

南海深水表层导管水下打桩安装技术适应性分析

为了提高深水钻井表层导管施工的安全性和时效性,针对深水浅层钻井难题,基于锤击沉桩原理,通过理论分析和工艺研究,对深水钻井表层导管水下打桩安装技术进行了分析。深水钻井表层导管水下打桩安装技术采用水下液压打桩锤系统将表层导管锤入地层,可在工作船上实施作业,不占用钻机时间。针对我国南海深水浅层地质特点和油气开发需求,对该技术在南海深水钻井表层导管施工作业的适应性进行了研究。结果表明,与目前采用的表层导管钻孔/固井和喷射法安装技术相比,水下打桩技术可分别节省65%和43%的作业时间、79%和46%的作业费用。表层导管水下打桩安装技术可有效提高深水浅层钻井的安全性和经济性,对我国南海深水钻井表层导管施工具有很好的适应性。      

张力腿平台长距离湿拖研究

TLP平台的海上运输、安装均属高技术、高风险、高难度作业,其长距离湿拖则更具挑战性。以流花油田某TLP平台长距离湿拖为例,在给出了适应中国海域TLP平台长距离湿拖设计尝试方案的基础上,计算了TLP平台的拖航力,配置了湿拖资源(包括拖轮选型及配合方式),并对整个运动过程进行了数值分析。模拟计算结果表明,该尝试方案给出的关键设计参数均满足设计要求,可为我国TLP长距离湿拖工程实践提供指导。     

深水油气开发催生新装备

张力腿平台—应运而生的深水平台随着海洋开发越来越向深海推进,油气资源的开发也不断进军深海。由于深水作业的不断增加,各种传统的移动式平台如半潜式平台和钻井船等,其运动性能和定位难以满足深水作业的要求,而各类固定式平台如重力式平台和导管架平台等,因自重和工程造价随水深变化而大幅度增加,也已不能适应深海环境,所以发展新型的平台便成了当时最重要的问题。TLP是海洋石油工业从近海向深海发展过程中诞生的一种新型平台。经过多年的生产实践,这种平台被证明有着较好的运动特性和经济效益。TLP是一种垂直系泊的顺应式平台,一般由平台上体、立     

超高强钢对导管架平台替换设计研究

随着南海陆坡区域的更多油气发现,200～350m深水导管架在南海应用将更加广泛,最小屈服强度为355～460MPa级别钢材在深水导管架平台上的应用势在必行.本文以我国南海某已建导管架平台为实例,采用420 MPa的超高强钢对导管架和上部组块钢材开展替换设计,与原设计方案关键技术指标进行比对,提出了一套可行的超高强钢导管架平台结构设计方案,并针对后续超高强钢在导管架平台上的应用给出了建议.     

南海内波对TLP平台运动和受力影响

张力腿平台(TLP)因其运动性能优良、技术成熟,在深海油气田被广泛应用。南海海域环境条件较为恶劣,尤其是台风和内波对深水浮式平台设计带来了新的挑战。采用Sesam软件,通过时域耦合分析方法对南海海域某TLP平台的运动性能进行分析,对比了不同海况下内波对TLP平台运动、张力腿张力的影响。结果表明,内波对平台运动和受力有较大影响。该研究结果可为南海海域TLP平台的设计分析提供参考。     

动力定位起重船舷侧辅助深水导管架安装关键技术

全回转铺管起重作业船按照工作性质可划分成两种作业模式,即铺管模式和起重模式.在两种模式相互转换过程中,耗时最长、工作量最大的就是艉托管架的拆装工作.以陆丰14-4 DPP深水导管架安装为例,对海洋石油201船舷侧辅助深水导管架扶正的靠泊方式、导管架注水扶正步骤、导管架坐底就位方式、钢桩插桩、钢桩打桩等关键技术进行分析,...     

浅水固定式平台大直径钢桩基础应用研究

海上固定平台一般采用导管架+桩基的结构形式来适应300 m以内水深的环境,导管架的桁架结构的刚度在顺应此水深范围内的环境荷载、节省材料等方面具有很大的优势,但是导管架的建造工艺、安装工序较复杂,成本较高。对于水深较浅的情况,海洋环境荷载要求较低,结构基础绝对高度也较低,不需要考虑利用结构柔性传递释放荷载,因此对于浅水固定式平台提出取消导管架、采用大直径钢桩基础的方案,大直径钢桩直接伸出水面作为上部组块的基础。以乌石项目海域工程为背景,对采用超大直径钢桩基础替代传统的导管架基础进行了计算分析,证明了超大直径钢桩基础在技术上可以满足浅水固定平台的需要,在安全性、经济性方面优于传统导管架形式的浅水固定平台。取消导管架可减少导管架建造和海上安装环节,简化建造和安装工艺,降低工程风险,大幅度降低建造和安装成本。     

大直径超长桩海上吊装技术与应用

海上钢桩是海洋工程中常见的一种结构,常用于海洋平台导管架、海上风电装置桩基及单点系泊系统锚端等。海上钢桩的安装对整个海上工程的进程及费用都具有重大影响,其中钢桩的海上吊装作业是最重要的一环,对船舶的吊机能力有很大的要求。当钢桩超过一定长度时,倘若吊机无法将钢桩垂直起吊,则需要水平吊装至水下进行扶正。阐述了大直径超长桩的海上吊装水下扶正方案,研究了其中的关键技术难点,并以南海某海域单点系泊系统桩基打桩为工程实例,详细介绍并验证了水下扶正方案的可靠性。该方案可为大直径超长桩的海上安装提供新的思路和途径。     

南堡35-2CEP组块Floatover安装方式探索

介绍一种大型组块的安装方式Floatover法。此种安装方式将安装的组块固定在驳船上,运输组块的驳船进入导管架,系泊稳定就位后通过驳船的升降设施将组块荷载转移到钢桩即可。探讨了Floatover安装和组块、导管架设计及驳船选择的关系。     

张力腿平台就位安装压载方案研究及稳性分析

建立了张力腿平台(TLP)安装过程中确定压载方案的流程,然后应用该流程制定了某在研TLP的安装压载方案,并应用MOSES软件研究了该压载方案下TLP安装各阶段的正浮浮态和临时倾斜浮态时的稳性。研究表明,TLP倾斜会导致稳性降低,但该TLP在这些浮态时的稳性均满足规范要求,初步说明了制定的压载方案是可行的,同时也验证了此TLP的设计满足安装稳性的要求。     

长桩自由站立波浪影响优化研究

针对深水裙桩式导管架长桩安装时的自由站立工况进行分析,提出一种优化的校核方法.该方法从波浪动力响应影响方面对深水长桩设计进行优化,使得桩自由站立稳定性计算结果更加接近真实的受力情况.与传统方法相比,优化后的设计方法不仅可以减轻桩体和导管架的质量,减少投资成本,而且降低了深水导管架长桩结构设计的难度.     

张力腿平台丛式立管安装作业窗口分析

在对立管安装模型进行理论研究的基础上,考虑丛式立管之间的干涉作用,提出导向架-导向绳作用模拟方法,建立了TLP丛式立管-导向架-导向绳耦合分析模型,形成了一种以平台偏移值、表面海流流速组合参数形式确定TLP立管安装作业窗口的分析方法及流程,并以我国南海某深水油井为例开展了TLP立管安装作业窗口研究及参数敏感性分析,结果表明,TLP立管安装至海底井口但尚未对接成功工况下安装作业窗口最小,此时作业窗口在低流速区主要受立管回接连接器与竖直方向夹角限制,在高流速区主要受立管之间干涉的限制;随着波浪的增加,立管安装作业窗口逐渐变小;适当增加导向架数量并合理布置有助于增大TLP立管安装作业窗口;立管间距的减小会加剧丛式立管之间的干涉,从而使得TLP立管安装作业窗口变小。本文相关方法和研究成果可为TLP丛式立管安装作业提供理论依据。     

深水半潜式平台内悬挂钢悬链线立管提升过程模拟

对悬挂于半潜式生产平台内侧的钢悬链线立管(Steel Catenary Riser, SCR)的安装过程进行研究，给出对应的SCR张力转移、提升和横向牵引就位方案。采用数值方法对上述过程进行模拟分析，分空管和注水两种工况给出SCR顶部张力、平台缆绳与旁通最小净距和立管顶部倾角结果，以进一步验证所提出安装方案的可行性，同时给出对应的立管提升系统的最大张力需求基准。基于研究成果完成的立管提升方案应用于超深水油气田项目“深海一号”,进一步验证所提出方案的可行性。     

深水导管架平台技术研究

导管架平台是一种适用于300m~500m水深海域油气田的干式井口开发模式的平台。该文对可用于此水深范围的几种干树平台及对最终选择何种平台的原因进行了初步的分析,总结了国内外深水导管架的现状。以墨西哥湾海域的五座深水导管架平台为例,介绍了深水导管架平台的结构特点、建造、安装、投资和应用情况。讨论了深水导管架平台的重量控制、建造和安装关键技术,特别举例说明了分段安装技术。最后论述了导管架平台在南海的应用受特定水深的限制,主要是由于缺乏建造、运输和安装的经验,且由于自重过大使其失去了经济性。     

张力腿平台表层导管安装方法适应性评价及优选

张力腿平台是深海油气勘探开发的重要装备,而表层导管负责承载后续管串及水下防喷器,因此研究张力腿平台表层导管的安装方法对维持井口稳定性具有重要意义。针对南海某油田深水张力腿平台开发模式和水下井口布置方式,从水下井口间距、海底土特性等影响因素出发,分析了钻入法、喷射法和水下打桩法等3种表层导管安装方法的特点及适应性,并综合考虑张力腿平台安装时间、油田投产时间等因素,开展了张力腿平台表层导管安装方法优选。研究结果表明,水下打桩法在批量施工中作业效率较高、经济性较好,是张力腿平台表层导管安装方法的首选,可为南海深水油田张力腿表层导管安装提供借鉴。     

海洋石油944自升式钻井平台大桩靴管路布置方案

由于陆地油气资源有限,海洋储量丰富而且已探明和开采数量只占总储蓄量的极少部分,又有各国加紧争夺海洋资源为背景,包括海洋石油钻井平台在内的各种海洋工程船舶及设备的建造需求日益增长。海洋勘探开发日益向深水推进,自升式钻井平台发展尤为迅速。在目前国际上比较主流和成熟的自升式钻井平台的设计中,海洋平台944为了适应更为疏散的地质条件,首次采用大桩靴方案,同时为优化桩靴冲桩和拔桩效率,改进了冲桩喷嘴的安装、维护及更换方案,优化冲桩管路布置,减少削弱桩靴结构强度、增加操作人员进入桩靴的通道及空间,在节省管路材料减轻重量的同时,又便于操作及维护。