柔性软管回接管安装工艺在某油气田开发中的应用

柔性软管回接管将海管平管段回接至平台立管,并替代刚性膨胀弯用于调节海底管道热膨胀,其拥有法兰连接点少、安装路由测量精度要求低、水下工作量少等特点。柔性软管回接管的安装受吊机起吊高度、作业水深、软管重量、软管轴向刚度、软管最小弯曲半径等因素影响。本文通过介绍柔性软管回接管安装工艺在某油气田开发中的应用,希望为此后类似安装作业提供借鉴。     

非粘结海洋复合软管铺设分析方法研究

软管相比钢管具有很多优势,其海上安装铺设过程中的安全性和便捷性要远远优于钢管,但是软管的铺设分析与钢管同样复杂。以某气田的输气软管为例,介绍了软管海上铺设分析的步骤,针对软管铺设过程中的几个关键点进行了研究。并且采用数据等效和软件模拟等方法得到了软管的抗挤压能力、铺设拉力、弯曲半径以及软管触泥点位置等关键数据,为海上施工提供了可靠的理论数据支持,对软管铺设分析的进一步研究提供了思路。     

海洋水下输油橡胶软管弯曲刚度研究

海洋水下输油软管广泛应用于油轮的单点系泊系统,在使用过程中处于弯曲状态,弯曲刚度是影响其弯曲性能的重要参数。利用有限元软件ABAQUS,基于Rebar方法定义软管的帘线增强层,建立水下输油软管的有限元模型。选择合理的长径比,计算得到软管的弯曲刚度,并通过弯曲试验进行验证。通过计算得出软管弯曲时帘线层的受力、橡胶应变和螺旋钢筋的应力。分析弯矩-曲率、弯曲刚度-径厚比的关系,发现软管的弯曲刚度主要由螺旋钢筋提供; 软管壁厚一定时,弯曲刚度也会随着径厚比的增大而增大。研究结果可以为软管的结构设计提供参考。     

静态柔性软管弯曲加强器的设计

随着柔性软管的国产化,国内越来越多的油田采用柔性软管输送油品介质。在软管管段之间的连接接头属于刚性结构,而管体属于柔性结构,在接头与管体之间存在刚度的突变,在受到较大弯矩作用时,柔性管体将被破坏,因此需要在管体和接头之间设置弯曲加强器,起到刚度过渡的作用,保护管体。在进行弯曲加强器的设计时,参考国外实例,选用聚氨酯弹性体作为结构主材,并配有连接钢件。结合项目实例,重点介绍了静态柔性软管弯曲加强器的结构形式。该结构可在软管过驳和安装时保护管体。     

南海涌浪环境下海底管道铺设实例分析

某工程项目铺设的长195 km、管径610 mm的输气管道位于东方13-2气田与东南方向的崖城13-1气田之间,海域水深约64~98 m,冬季海况恶劣。为定量分析涌浪对海底管道铺设的影响程度并指导实际施工,结合实际施工期间的天气及海况,计算了海底管道动态铺设时的受力情况及疲劳值,分析了长波涌浪环境下作业船舶的横摇及纵倾对海底管道铺设的影响,对涌浪环境下实际施工期间遇到的主要问题给出了应对措施。该海底管道的成功铺设填补了国内长距离海底管道自主铺设作业及南海冬季涌浪环境下连续施工的空白。     

水下软管系统运动响应试验

为了对海上粘接式输油软管设计进行适用性研究,从而掌握悬链锚腿式系泊（Catenary Anchor Leg Mooring,CALM）单点Lazy-wave（懒波型）和Steep-wave（陡波型）构型的水下软管系统适用的水深和环境条件,在海洋工程水池中分别对2种构型的软管进行运动响应试验。模拟静水与规则波环境条件,并对软管顶端进行强迫振荡,观察Lazy-wave和Steep-wave两种构型的水下软管系统的运动响应。试验结果表明：对于静水海况和规则波海况,2种构型的软管在顶端运动为周期运动时,各方向上的动态应变呈周期性变化且皆有高频成分;在规则波海况下二阶模态的振动幅值与静水相比均有所增加; Steep-wave构型比Lazy-wave构型更容易激发高阶模态。     

悬链系泊系统中的粘接软管

悬链系泊(CALM)系统中的粘接软管是主要的装卸油设施。此类软管主要材质为橡胶材料,通过铺放涂胶织物、缠绕钢丝等加强层,增加其拉伸和弯曲强度。目前,国内海洋工程中对粘接软管的研究和应用较少。通过对CALM系统中两种粘接软管即漂浮软管和水下软管的结构选型、长度和布置形态的研究,提出了软管的结构选型和布置形态的设计方法。最后以水下软管为例进行了静态和动态分析。     

庄海5井等8口井弃井作业工程

为消除海域安全隐患、节约海域资源,大港油田对庄海5井等8口井进行了弃井作业。施工中用普通工程船和浮吊配合的创新方法代替了以往的钻井平台施工。该方法在封井中用连续油管和软管释放机构进行深层注灰作业;用锚式工作舱和水下切割锯配合完成井口套管外切割。对于钻井船弃井作业来说,既降低了成本,又充分利用了资源,在弃井领域是一个新突破。     

HYSY702船柔性管铺设能力开发分析

HYSY702是一艘新型工程服务船舶,定位于满足国内外增长迅速的水下工程市场需求。为进一步拓展HYSY702船的服务能力,总结了柔性管铺设方法,对比了国内外先进柔性管铺设船舶及其对应参数,讨论了HYSY702搭载柔性管道铺设系统的可行性。研究结果可为HYSY702船搭载经过专门设计的柔性管铺设系统实施铺管作业提供借鉴。     

海底柔性软管敷设方案可行性研究

以渤海某油田8英寸（1英寸=0.025 4 m）柔性软管敷设项目为例，对不同敷设方式、常用船舶资源的软管敷设能力和柔性软管敷设参数进行分析和计算，研究敷设方案的可行性。给出在软管敷设过程中使软管所受拉力较小且满足软管最小弯曲半径要求的入水角度范围，并分别给出在软质海床和硬质海床上弃管时的注意事项。研究内容可为以后类似软管敷设项目提供有效的借鉴。     

强潮流海域长输气管道带压修复方案设计及应用

东海某海底输气管道永久修复工程存在管道输送距离长、损伤点位于地质沉陷海床和施工区域受强潮流影响等不利因素,常规修复产生的废液量大、工程工期长,对产量影响大。设计了带压封堵的修复方案:通过使用辅助支架,实现了恶劣海况下开孔封堵设备在水下的精确安装,保证了整个施工作业过程安全有序进行;开孔封堵设备的整体安装和回收,大幅减少了水下工作量,提升了施工效率;球形封堵头的选取,确保了长达40余天的带压封堵的有效性,为损坏管道更换提供了坚实的保障;柔性软管替代原受损管道,增强了管道对海床的适应能力,提高了管道更换的作业效率。本文设计的带压封堵修复方案在最终的工程实践中取得了良好的实施效果,可为以后类似管道修复项目提供借鉴。     

悬链式单点系泊系统水下软管数值模拟

现有文献未从理论分析和仿真的角度研究水下软管在波浪流作用下的静动态响应问题。鉴于此,以悬链式单点系泊系统水下软管为研究对象,分析了水下软管所受的环境载荷特性,建立了考虑内部流体和管外海洋环境载荷共同作用的水下软管受力分析模型,应用有限元仿真软件模拟了水下软管在不同水流大小、方向情况下的变形情况,以及上部浮筒运动对水下软管的动态响应,给出了水下软管位移曲线和轴向拉力曲线,指出顶部铰接的水下软管在海流及海浪作用下容易发生破坏的危险点,即顶部连接点、触地点以及距离管道原点60m附近。研究结果对今后设计和正确使用悬链式单点系泊系统的水下软管具有重要的工程参考价值。     

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。     

中国南海某气田海管投产的虚拟调试分析及应用

深水油气田的海管系统投用是气田投产调试中的关键环节,需要对操作方案的合理性和流动保障风险进行评估。某气田水下系统启动前,使用了一体化生产管理系统的虚拟调试功能,模拟计算了水下系统启动过程中的置换、吹扫等开井操作准备流程。通过机理模型的动态模拟,分析评估了操作过程中水下系统的动态变化特性。模拟分析了在施工过程进水的工况下,水下系统各管段的水合物生成风险。施工过程进水的工况下,启井过程中跨接管段有水合物生成风险。结果显示,软管铺设过程中进入约12 m3含水管段后,水合物生成位置集中在井口软管内。通过预先注入2～3倍体积抑制剂后,可以抑制天然气窜进从而生成水合物。     

北极圈内喀拉海优快建井技术研究

北极海域极寒环境下,海上钻井面临时间窗口窄、浅层危害大,地层情况不明,温度低、海况差、补给困难等诸多挑战。但是,这些"困难和挑战"完全可以通过高效的钻井组织效率、浅层危害物识别与控制、井身结构的优化设计、提高钻进过程中的机械钻速、寒带水下井控保障等手段来缩短建井周期,提高建井效率,使得我国在北极进行钻井成为可能。本文以列宁格勒(Leningradskoye GCF)3#井(简称L3井)为例,研究了北极极寒海域建井的困难和解决措施,为北极资源的开发提供借鉴。     

较深水柔性软管垂直铺设安装模拟

依托国内近年某较深水气田开发项目,介绍该项目中软管垂直铺设有关的设备资源、软管参数、环境参数和主要施工内容,给出软管垂直铺设计算分析有关的接受准则和软件模型基础。详细论述基于该软管垂直铺设的安装模拟计算分析工作,包括对软管铺设的各个过程有针对性地进行安装模拟计算及结果分析,确定软管铺设过程中软管及主要安装设备的受力,确定海上施工适合作业天气窗口。研究工作可为后续类似项目提供借鉴。     

柔性管道甩弯铺设分析

甩弯铺设是海上柔性管道安装的重要一环,分析影响柔性管道甩弯铺设的主要参数和设计作业船舶的移船方案是甩弯铺设的关键。基于DNV GL-RP-F109规范和悬链线方程,得出水平控制距离是柔性管道甩弯铺设的主要影响参数。结合工程实例,利用数值分析方法模拟柔性管道在不同水平控制距离取值工况下的甩弯铺设过程,并设计移船方案。研究结果表明,水平控制距离的取值上下限分别取决于柔性管道触泥点水平张力和管道安装最小弯曲半径,甩弯铺设时作业船舶的运动轨迹取决于柔性管道甩弯路由半径和水平控制距离的大小。本文的研究方法和结果可为柔性管道甩弯铺设作业设计提供参考。     

涠洲海域FPSO单点系泊型式研究

单点系泊系统是将FPSO固定在预定海域的关键设施,在不同的海域选择合适的单点系泊系统,才能保证FPSO安全稳定的在海上长期连续工作。由于环境条件对系泊系统设计影响非常大,不同的单点类型对同一海况的适应性是不同的。本文针对涠洲油田海域的特点,对单点系泊系统的选型进行分析,提出涠洲油田海域单点系泊系统选型的建议。     

柔性软管敷设过程及安装计算分析

柔性软管有水平敷设方式和垂直敷设方式,2种敷设方式均可划分为4个敷设过程。介绍软管具体敷设过程及特点,论述软管安装计算分析理论。针对工程项目实例,依据软管敷设过程,进行柔性软管安装计算分析,确定软管敷设工作所需关键参数。研究工作可对柔性软管在海洋石油工程上的应用提供参考。     

基于复杂条件下的脐带缆安装分析研究

水下生产系统已在油气开发中广泛应用,并逐步应用到深水和边际油气开发中,脐带缆作为水下生产系统的关键设备,兼具液压、电力、通讯和药剂输送等多种功能,具有功能复杂性和柔性多管路的产品特点,且应用日趋广泛。脐带缆安装分析仿真能够反映脐带缆铺设和拖拉安装情况,本文对脐带缆安装分析进行了研究,使用Orcaflex软件进行模拟仿真,同时结合渤海某水下油田实际工程项目极浅水深、利旧小管径护管等复杂条件下,进行了脐带缆安装分析。本文为脐带缆铺设和拖拉安装提供了一种有效的分析方法,并应用于实际工程项目,为脐带缆设计优化和施工资源的优化选取提供参考。