水下防喷器控制系统故障分析及其处理——以萨哈林某井为例

阐述了半潜式钻井平台水下防喷器控制系统的工作原理,以"勘探X号"半潜式钻井平台在俄罗斯萨哈林海域作业时防喷器控制系统出现的故障为例,分析其故障原因,介绍处理方法和应对措施;给半潜式钻井平台水下防喷器控制系统故障分析和处理提供借鉴和指导作用,特别是半潜式钻井平台在寒冷海域和深水区域作业时。     

半潜式钻井平台水下防喷器组侧门密封及失效机理分析

水下防喷器组是半潜式钻井平台海上钻探油气井过程中必备的井控设备,能有效解决引发的溢流、井涌、井喷等钻井安全问题。以"勘探三号"半潜式钻井平台水下防喷器组为例,阐述了水下防喷器组侧门总成及其密封形式,从分析侧门密封工作原理入手,通过大量的总结与分析,得出侧门密封失效的原因,通过采取合理增加门封O形密封圈的压缩率等措施,消除侧门密封失效隐患,提高工作的可靠性。可供国内半潜式钻井平台水下防喷器组侧门密封失效分析、解决提供指导和借鉴。     

深水半潜式钻井平台防喷器控制系统升级探讨

为了解决深水半潜式平台防喷器控制系统存在系统落后、操作时间长、应急能力不足、冗余度低等问题,此文从深水半潜式钻井平台防喷器地面控制和水下控制系统分析,对比超深水半潜式钻井平台防喷器控制系统特点,结合实际现场作业经验和需求,探讨将目前深水半潜式钻井平台防喷器地面与水下控制系统进行适当的改造与升级方法,以实现较小的投入,达到快速升级防喷器控制系统和稳定安全地操作水下防喷器的目的,提出了改进升级的方法,旨在为今后我国深水半潜式钻井平台防喷器控制系统升级工作提供参考。     

桶形基础隔水套管水下支架设计

为使隔水套管式平台应用于更深海域,提出桶形基础隔水套管水下支架方案。通过ANSYS软件对水下支架进行结构强度、稳定性以及基础承载力校核,结果表明方案可行,使隔水套管式平台应用的水深由10m扩大到20m。     

水下控制系统技术在采油树先导试验中的应用

为增加国产化水下采油树控制系统的可靠性和可操作性，对水下控制系统方式进行比较分析，选择电液复合控制方式作为先导试验的控制方法。目标油田流花11-1采用直接液压控制系统，需要在直接液压控制方式的基础上对其进行适应性改造。对目标油田直接液压控制系统进行调研，在充分利用原设备的基础上，在尽可能减少半潜式平台改造和施工的前提下，对国产水下采油树电液复合控制系统新增的电气系统、通信系统、液压系统、化学药剂系统等进行设计研究分析，通过4个专项计算分析，分析结果满足电液复合控制系统要求，从而论证了设计方案的可行性。     

深水半潜式平台上甲板钻井设备布局研究

半潜式钻井平台广泛应用于海洋油气钻探和开采作业,平台上层甲板钻井设备布局对平台钻井作业性能有着重要影响。结合半潜式钻井平台的布局特点,利用包容盒法对上甲板钻井设备进行简化。将最短材料输送距离和最小质心横偏量作为上甲板钻井设备的布局目标,确定布局约束条件,建立上甲板钻井设备布局数学模型。并用遗传-模拟退火算法进行优化,求解得出布局方案,待布物质心横偏量最小能达到0.206 m,大大小于许用值0.700 m。优化结果表明模型与算法的有效性,适用于半潜式钻井平台上甲板的布局优化设计。     

三立柱半潜式平台的上部组块人字形甲板设计

为适应三立柱式平台的船体结构,对三立柱半潜式平台的上部组块结构设计思路进行探讨,设计研究一种高效、经济的三立柱半潜式平台甲板结构设计方案,该设计基于三立柱半潜式平台的上部结构,也适用于三立柱张力腿平台及三立柱深吃水立柱式平台的上部结构。通过SACS软件对三立柱半潜式平台的甲板结构进行计算校核,验证人字形甲板设计的可行性,发现人字形甲板的双层桁架式结构可以在70m以上的跨度满足甲板强度要求。与箱型结构的甲板相比,桁架式结构具备更好的空间优势、结构强度优势和结构冗余度,使其应用于大跨度三柱半潜式平台时,有更好的结构强度和更轻的结构重量等优势。     

水下防喷器应急功能执行装置设计制作和功能测试

本文以某半潜式钻井平台井控设备升级改造后,首次对水下防喷器应急功能测试为例,阐述了水下防喷器应急功能相关知识和工作原理;平台技术人员分析研究了该平台南海作业海域的具体海况和ROV的自身情况,设计制作出满足平台防喷器应急功能测试的"面板导向式"ROV连接器携带装置,成功解决了在恶劣海况条件下ROV连接器与防喷器应急功能控制面板的对接问题;并提出了防喷器应急功能测试结果的有效验证方法,可为国内水下防喷器应急功能的使用提供指导和借鉴。     

半潜式生产平台整体合拢技术研究

半潜式生产平台是开发南海深水油气田重要的海洋工程装备之一.深水半潜式生产平台具有功能复杂、上部设施规模大等特点,平台的合拢技术给设计和建造提出了重大挑战.本文结合我国深水半潜式平台建设需求和国内现有施工资源情况,对各种类型的合拢技术进行了系统的阐述,重点分析了平台上部组块整体吊装合拢、整体顶升滑移合拢和浮托法合拢等方案的技术特点.最后,对半潜式平台主要合拢技术的适用性进行了探讨.该研究可为未来半潜式生产平台合拢方案的选择提供参考.     

半潜式平台整体结构设计的波浪载荷研究

在深入研究设计波方法的基础上,提出了适合于半潜式平台整体结构设计的确定性设计波法、随机性设计波法和长期预报设计波法,并结合DNV规范提出的6个特征载荷工况给出了半潜式平台整体结构设计的波浪载荷具体计算方法及流程。以实际半潜式平台为例,根据其作业海域,将3种设计波方法应用于波浪载荷计算,并进行了对比分析。结果表明,本文提出的方法可为半潜式平台的波浪载荷计算提供参考,对半潜式平台的整体结构设计具有一定的指导意义。     

水下应急封井装置深海测试稳定性分析

介绍了国产水下应急封井装置主要部件组成,分析了应用半潜式钻井平台进行水下应急封井装置部署影响因素。对水下应急封井装置在甲板组装的稳定性,使用采油树叉车运移的稳定性及钻杆下入过程进行了分析和作业窗口模拟。结果表明:该套水下应急封井装置可以通过A平台在深水环境下进行布放,在A平台甲板组装及使用A平台采油树叉车运移过程中不会发生倾覆; 在浪高不高于3 m,流速不高于0.58 m/s的海况下,使用钻杆下放水下应急封井装置具有最优作业窗口。分析结果对水下应急封井装置在井喷应急情况下进行现场应用具有重要意义。     

海底管道悬空检测技术的发展趋势

围绕管道悬空检测技术,在总结其技术发展现状的基础上分析其发展趋势。人工潜水员检测、水下机器人检测和声呐检测方法的检测精度较差,且效率低下。水下激光检测和分布式光纤主动加热法检测较大地提高检测结果的准确度,但所需成本较高,不符合目前的行业需要。相较而言,管道智能检测机器人具有直接接触的工作方式,检测结果能精确地反映管道悬空的真实状态,且检测成本较低,将是未来海底管道悬空检测的主要技术手段,具有发展优势及潜力。     

半潜式支持平台模块化建造模拟搭载系统方法

针对半潜式支持平台模块化建造过程的尺寸精度分析、控制和无裕量制造的需求,重点研究精度测量、模拟搭载、精度控制等技术,分析半潜式支持平台模块化建造模拟搭载方法,开发模拟搭载软件系统。介绍功能区域模块模拟搭载软件系统设计方案,包括总体思路、设计原理、系统架构及技术指标。通过该系统的应用为半潜式支持平台模块的修正和搭载定位提供精度数据支撑,提高半潜式支持平台建造精度。     

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。     

基于可燃冰开发的深吃水半潜式平台水动力性能分析

以应用于1 500 m作业水深的深吃水半潜式平台为研究对象,通过水池模型试验对水动力性能进行深入研究,并且与某典型浅吃水半潜式平台进行对比。结果表明,深吃水半潜式平台纵摇、横摇和垂荡固有周期显著短于传统浅吃水平台,在波频范围内前者运动响应大幅减小,在作业海况下最大摇摆运动为1.54°、最大水平运动为13.12 m,具有良好的运动性能,能够满足深海可燃冰开发的工程需求。     

冰载荷作用下半潜式平台动力定位能力分析

为分析半潜式平台在冰和风浪流共同作用下的动力定位能力,使用有限元软件LS-DYNA建立冰载荷数值模型,以半潜式平台为对象,得到不同迎冰角下的冰力时程曲线。基于自主开发的动力定位能力分析程序,将冰载荷纳入环境载荷进行计算并绘制平台在碎冰区的动力定位能力曲线。观察平台在工作海况下的作业窗口,发现碎冰场的冰载荷对平台的动力定位能力有较大影响,尤其当艏向在[30°,60°]时影响最明显。结合推进器失效工况对平台动力定位能力进行评估,提出平台遭遇碎冰场时的动力定位方案和对推进系统设计的建议。     

3000米深水半潜式钻井平台运动性能研究

应用SESAM程序系统研究了4种深水半潜式钻井平台的运动性能。首先建立深水半潜式钻井平台的三维水动力模型,然后采用Morison公式和势流理论相结合的方法进行计算分析,获得了半潜式钻井平台运动响应的传递函数和固有周期。在此基础上,结合我国南海海况资料,应用频域分析法对深水半潜式钻井平台运动响应进行了短期预报。研究结果对深水半潜式钻井平台船型的选择有参考意义。     

三自由度水下摄像照明系统设计

基于闭路成像技术研制了一套三自由度水下摄像照明系统,可在海洋环境1 500 m深度实现对水下生产系统进行全视角、远距离的视频监测,通过光纤路由器将实时图像上传至陆上的综合显示平台,并自动储存在硬盘录像机内。介绍了三自由度水下摄像照明系统的基本组成,对广角和长焦模式下摄像机对于目标物的全覆盖观察进行计算。照明舱与摄像舱使用旋转轴连接,解决了传统四自由度的摄像照明装置由于长时间运转带来的水平旋转误差问题; 针对应用区域海面与水下1 500 m的温度变化,选择金属膜片式补偿器对电机舱进行正压力补偿。提出使用紫外线杀菌灯从舱外照射镜头,进行海洋生物防护,解决了玻璃罩材质选择受限和紫外线穿过玻璃罩产生的能量损失问题。     

“深海一号”能源站跨海区湿拖技术

针对10.5万t半潜式储卸油生产平台“深海一号”能源站的长距离湿拖作业，在航线选择、拖航阻力评估、拖船选配和拖航系统设计等方面展开深入研究，提出多拖船并拖的拖航方案，成功完成“深海一号”能源站跨海区长距离湿拖拖航任务。