气举法控制深水混合立管严重段塞流实验研究

利用深水混合立管系统模拟流动实验装置进行了严重段塞流的注气控制模拟实验,结果表明,在立管底部进行气举法控制可以减小流型图中不稳定流区域,并能明显减小管内压力大小和波动幅度,但过大的注气量会增大柔性管段的摩阻损失,使整个立管系统的压力增大,对流动反而不利。根据实验中管内压力随注气量增大的变化趋势的不同,将混合立管系统的气举控制过程分为4个阶段,不同控制阶段垂直立管内流型有所不同;注气控制不能完全消除深水混合立管系统中的不稳定流,但将垂直立管流型控制在段塞流与过渡流分界处时可达到较好的控制效果。     

深水立管严重段塞流控制方法及其模拟分析

深水立管中常会出现严重段塞流,如果不加以控制,会带来严重的流动安全问题。为此,对国内外深水立管严重段塞流控制方法进行了全面调研和分析,总结了每种控制方法的优缺点、现场应用情况和适用范围。在此基础上利用某深水油气田的海管和立管资料,采用多相流瞬态模拟软件OLGA模拟了典型年份的流动状况,对段塞流最严重年份分别采用节流法、气举法、节流和气举结合法等方法进行了模拟,并探讨了管径与段塞流的关系。结论认为：该油气田生产后期会出现严重段塞流;在管径优化和设计阶段要充分考虑严重段塞流的影响;不同的段塞流控制方法适用于不同的工况,针对具体深水工程项目,应在开展软件模拟分析时综合考虑各种因素,最终选取经济、有效的段塞流控制方法。     

深水立管安装技术进展

深水油气开发的蓬勃发展促使深水立管安装技术成为世界石油工业科技创新的前沿.通过对深水立管系统、深水立管安装方法及深水立管安装关键设备的研究,分析总结了处于世界先进水平的深水立管铺设安装技术及装备.对形成适合我国深水油气开发的深水立管安装技术,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.     

深水立管干涉分析研究

随着立管长度的增加,海洋立管间的干涉风险也在增大,在深水油气田开发的早期就应关注立管干涉问题。立管干涉包含了复杂的物理现象,其中水动力相互作用对于众多立管系统的干涉分析来说不可忽略。该文主要根据DNV—RP—F203规范介绍了基于水动力相互作用的深水立管干涉分析方法,给出了深水立管干涉分析的设计流程,探讨了立管干涉的可接受标准,为深水立管设计分析提供借鉴。     

深水开发中的几种新型混合生产立管系统

立管是深水油气田开发中的重要组成部分,水深越深、海洋环境条件越恶劣,对深水立管技术的要求也更高,新型立管技术随之不断涌现。对当前世界上几种先进的混合立管技术与应用特点进行了阐述和分析,对比分析了各自的优缺点,并对它们在深水油气田开发中的应用前景进行了分析,以适应我国深水油气田开发的需要。     

深水钢悬链线立管三维动力分析

基于钢悬链线立管系统动力学方程,建立了深水钢悬链线立管三维有限元分析模型,对深水钢悬链线立管系统在波浪、海流和浮体运动等载荷单独作用和共同作用下的响应特征进行了分析。在多项载荷作用下,钢悬链线立管表现出明显的平面外响应,并且响应具有非线性特征,立管上部悬挂点和底部着地点附近M ises应力较高,是立管的危险段。     

深水油气田开发中的混合立管

混合立管是深水油气田开发中常见的主要立管类型之一,在降低浮式生产装置和立管系统的运动耦合度以及减小疲劳损伤等方面具有独特的优势。本文介绍了混合立管系统的总体组成、特点和未来发展趋势,并主要就其部分关键部件的设计和选型技术进行了论述。混合立管的特点及其在世界范围内尤其是西非海域的成功案例,可为我国开发南海深水油气田提供重要参考。     

深水混合立管基础跨接管设计中的关键问题

总结了立管基础跨接管设计需要考虑的关键问题,包括几何形状、静态极限强度和疲劳寿命等。研究了静态极限强度的载荷种类、边界条件和校核标准。探讨了立管涡激振动、海底底流涡激振动、段塞流、循环热载荷等对跨接管疲劳寿命的影响。在此基础上,提出了立管基础跨接管优化设计的数学模型。     

深水立管的若干结构力学研究进展

针对海洋深水立管的碰撞、疲劳、断裂失效和安全可靠性问题,评述了近5年来国内的研究成果,给出了一些用于深水立管碰撞和安全可靠性评估的实用理论和计算方法,特别是求解两根立管相互碰撞的动力响应时,介绍了新的概念——碰撞参与质量(collision partici-pating masses),通过评估参与质量,从而求解出各种响应。     

深水立管柔性接头疲劳特性研究

为了分析不同温度条件下深水立管柔性接头的疲劳特性,在建立深水钢悬链线立管有限元模型的基础上,计算了柔性接头工作时承受的应力,将立管截面处的轴力和弯矩时间-历程曲线带入柔性接头有限元模型的参考点处,通过预定义不同的温度场得到柔性接头橡胶元件的应变规律;同时将橡胶元件的应变带入等效应变法建立的疲劳损伤模型中,得到柔性接头橡胶元件的疲劳寿命。分析结果表明,柔性接头橡胶元件的最大应变发生在最上层橡胶的一端,在设计时应增强第1层橡胶的强度以延长柔性接头的使用寿命;当温度场在80℃时橡胶元件疲劳寿命最短,在设计和使用柔性接头时应避免橡胶元件处在这一温度场范围内。所得结论对柔性接头的设计和使用具有指导意义。     

深水钻井隔水管时域非线性动态响应分析技术研究

通过深水钻井隔水管时域非线性动态性能的研究,建立了相应的深水钻井隔水管时域非线性动态响应分析模型;基于ABAQUS软件,考虑钻井平台有一定的平均偏移、钻井平台位于不同平均偏移位置且在一阶波浪力作用下随机振动以及长期慢漂运动时钻井平台位于不同平均偏移位置且在一阶和二阶波浪力作用下随机振动等3种主要边界条件,通过实际算例对深水钻井隔水管的随机振动特性进行了仿真分析与对比。研究结论可以为今后深水钻井隔水管的设计与使用提供参考。     

细调层气举找水装置的研制

针对吉林油田以往找水分层开关换向不易控制致使找水可靠性低,工艺复杂和占井时间长等缺点,研制出一种灵活可靠的细调层气举找水装置。这种装置是通过开关启动器开启井下分层开关,实现气举诱喷,一次工艺管柱实现多层位反复调层找水,不受层位限制,调层操作方便,找水工艺有效率高。地面试验表明,这种装置的开关启动器支撑臂动作灵活,收缩自如,启动器活塞固定时气压在15MPa下20min不泄漏;分层开关密封试验时液压力达到20MPa下20min不泄漏;开关启动器启动分层开关可靠,换向灵活。     

深水钻井隔水管系统工程设计与分析软件系统开发

针对深水钻井隔水管系统专用分析软件缺乏的现状,开发出了一套具备深水钻井隔水管系统力学分析和工程设计功能的软件系统,可实现隔水管系统的静态分析、模态分析、动态分析和疲劳分析,以及隔水管系统的顶张力优化设计和浮力块配置优化设计.该软件系统采用模块化的编程方法,主体部分采用VC++实现,核心求解器采用MATLAB设计,其成功开发为深水钻井隔水管系统的设计和分析提供了一个有效的工具.实例分析表明,该软件系统的计算精度满足工程应用需要.     

深水钻井隔水管悬挂窗口确定方法

隔水管悬挂窗口为允许隔水管进行悬挂作业的环境载荷极值条件,钻前形成悬挂窗口对于指导隔水管现场作业至关重要。提出隔水管软、硬悬挂模式作业窗口分析方法,建立隔水管轴向动力分析有限元模型,基于隔水管悬挂作业限制准则,进行不同海况条件下的隔水管悬挂窗口研究。波高周期作业窗口分析表明,隔水管硬悬挂窗口受平台升沉运动与波浪周期共同影响,波浪周期在10~16 s、20~24 s 之间的作业窗口较窄,硬悬挂自存时推荐平台艏向取45°浪向角;隔水管软悬挂窗口主要受伸缩节冲程限制,不同浪向角下的作业窗口基本相同。波浪海流作业窗口分析表明,海流流速越大隔水管悬挂允许的最大波高越小。对比两种悬挂模式下的作业窗口,软悬挂模式较大地扩展了隔水管的悬挂作业窗口。     

深水钢悬链线式输油立管波致疲劳损伤频域分析

波致疲劳损伤是深水钢悬链线式输油立管(SCR)设计主要考虑的因素之一.采用频域谱分析方法进行立管波致疲劳损伤分析.对某海域发生概率最大的东北方向波浪引起的SCR疲劳损伤进行了分析,并对立管壁厚、内部流体和海底刚度等参数进行了疲劳敏感性分析,结果表明:在立管柔性接头处和触地点处的疲劳损伤较大;在触地点以上区域立管壁厚越小...     

独立气举管柱力学分析及优化设计

常用的气举采油管柱存在的问题是气举阀易失效,不能投捞进行更换,严重影响管柱的效率和使用周期。为此,进行了独立气举管柱力学分析及优化设计。优化设计的关键在于确定气举方式、管柱组合方式、气举阀位置和个数、封隔器和单流阀作用、扶正器修复管柱变形以及保证投芯作业成功等因素。管柱经过力学分析和强度校核,可从理论上明确A型和B型独立气举管柱结构的可行性,为现场应用提供了科学依据。     

ZBF型分流式气举阀的研制与应用

针对文东油田气举井结盐、结蜡严重 ,以及使用常规气举阀阀座易刺坏 ,造成多点注气、检阀周期短和举升效率低等问题 ,研制了ZBF型分流式气举阀。该型气举阀可使环空液流在流经阀座前先流过分流套的挡圈和分流孔 ,减缓液流速度 ,减小液流对阀座的冲击 ,保护阀座不受伤害 ,从而延长气举阀的使用寿命。采用ZBF型分流式气举阀的气举井中 ,平均检阀周期延长了 6 2d ,对工作 6个月后的回收阀对比检查发现 ,气举阀完好率从 4 1%提高到 6 3%,有效地解决了文东油田气举井洗盐频繁、检阀周期短的问题     

气举排水采气工艺技术研究及应用

靖边气田位于鄂尔多斯盆地中部,主要开发层下古奥陶系马家沟组碳酸盐岩储层的天然气,其气藏属低渗、低丰度的干气气藏,无边、底水,在气田局部存在相对富水区。目前已发现7个富水区和61个产水单井点,随着地层压力的降低,气井的携液能力变差,甚至因井筒积液而停产,严重影响了产水气井的高效开发。本文针对靖边气田产水气井开发面临的实际问题和富水区开发技术对策,结合靖边气田开发工艺技术特点,开展了产水气井气举排水采气工艺技术研究,初步形成了适合靖边气田产水气井气举排水采气的6项配套工艺技术。通过近几年的现场应用表明,这6项排水采气工艺技术经济、可靠、高效,是靖边气田产水气井开发的主要技术手段,也是同类气藏产水气井开发借鉴的典范。