深水刚性跨接管安装操控作业及风险研究

在深水油气田开发模式中,跨接管作为重要的连接元件用于连接管线与采油树、管线与管汇、管汇与采油树、管汇与立管等水下生产设施,其安装技术是构建水下生产系统的重要内容。以某深水气田M型跨接管安装过程为例,介绍了跨接管下放安装作业方法及要求,利用事故树分析方法对其进行风险研究,找出安装过程中的关键环节,并提出控制措施,旨在为我国深水跨接管下放安装提供参考。     

水下生产系统选型影响因素研究

设备选型是水下生产系统设计的关键技术。水下采油树分为立式和卧式2种,影响选型的因素有油藏条件、水下维护要求、水下压力等级、井口的数目、与之配合的装备类型、经济成本以及操作方的习惯。海床土壤特征及安装设备是确定水下管汇底部支撑结构的依据,水深、风浪流条件、离岸距离、地质地貌条件、油田规模和开发寿命、油藏分布与储量、油藏品质、地层压力等将影响到水下管汇井槽数、阀门的选择,以及未来管汇的详细设计。跨接管和连接器的选择是相辅相成的,根据安装难易、环境条件等确定跨接管的连接方式、材料、形状以及连接器的类型。     

水下油气生产系统

介绍了水下生产系统的几个重要组成部分——采油树、管汇、跨接管和脐带缆的性能,以及在设计、分析时采用的公式和应注意的问题。通过对水下生产系统的介绍,为今后水下生产系统进一步研究分析提供参考。     

水下采油树应用技术发展现状

研发水下采油树的关键在于能否通过相关标准规范所要求的压力循环测试、高低温循环测试、载荷循环测试及外部高压测试等。在介绍水下采油树相关标准规范的基础上,分析了水下采油树的结构类型及结构演变,简述了水下采油树各控制系统类型的特点,分析了采油树、油管挂、内树帽的安装管柱及安装方法。指出超深水和超高温高压的水下采油树是水下采油树未来的发展方向。卧式采油树可用浮式钻井装置的钻柱或用工程船的大吨位吊机的钢丝进行安装。水下采油树的模块化设计可缩短采油树的供货周期,跨接管式电泵增压系统、跨接管式流量计和高完整性压力保护系统等新工艺技术的出现,将有利于降低水下采油树和水下开发项目的综合成本。所得结论可为水下采油树的设计和应用提供参考。     

荔湾3-1气田深水水下管汇总体设计技术研究

水下管汇是最常用和重要的水下设施之一,本文具体针对南海深水气田荔湾3-1西区管汇的工程实例,从管汇基础、框架结构、管汇连接系统、内部管道系统和总体布置方面对深水水下管汇的总体设计技术研究进行了总结,并结合项目条件对西区管汇的设计方案,操作策略进行了研究和三维模拟,验证了荔湾气田西区管汇总体布局的ROV可操作性和设计合理性。该文的成果对于开展深水水下系统设施共性技术的研究具有重要的指导意义。     

深水超长超重跨接管的设计与安装技术

针对我国南海某深水气田长达91 m、质量达107 t的超长超重水平式跨接管的运输和海上安装面临的挑战,提出了加装临时或永久性浮子及平衡重用于跨接管的安装就位,采用重达222 t的均力架进行跨接管的吊装,利用A/R绞车和双滑轮组解决跨接管的深水下放,使用专用连接工具进行水平式连接器的水下连接等技术,并成功地完成该气田工程跨接管的安装作业。深水超长超重跨接管的设计与安装在国内尚属首次,其技术研究及应用成果可为我国其他深水油气田的跨接管设计安装作业提供参考。     

深水超长超重跨接管的设计与安装技术

针对我国南海某深水气田长达91m、质量达107t的超长超重水平式跨接管的运输和海上安装面临的挑战,提出了加装临时或永久性浮子及平衡重用于跨接管的安装就位,采用重达222t的均力架进行跨接管的吊装,利用A/R绞车和双滑轮组解决跨接管的深水下放,使用专用连接工具进行水平式连接器的水下连接等技术,并成功地完成该气田工程跨接管的安装作业。深水超长超重跨接管的设计与安装在国内尚属首次,其技术研究及应用成果可为我国其他深水油气田的跨接管设计安装作业提供参考。     

水下采油树跨接管接头的传热计算与保温分析

水下采油树和跨接管之间需要专用接头进行连接,其中以套筒式接头最为常见。在水下进行接头安装时,持续的热量交换会导致接头在停机条件下持续降温,因此必须预先评估相关的温度分布和热量传递问题,提高水下采油树系统的流动安全水平。根据水下油气开发的要求,结合已有经验,在水下采油树套筒式跨接管接头结构设计的基础上,采用耦合传热的数值模拟方法,对未进行保温的套筒式接头进行了模拟分析,并完成了包含保温腔的套筒式接头的传热计算;最后基于变物性的分析方法,对含有保温腔的套筒式接头进行了内流场分析。计算表明:没有保温措施的套筒式接头会产生局部过冷问题,所设计的保温腔能大幅度改善接头的整体保温效果,满足水下采油树8 h保温的基本要求。用耦合传热数值模拟方法分析水下采油树系统的传热与保温理论可行,结果可靠。      

深水水下管汇的结构设计概述

以南海某油气田的深水水下管汇为例,结合管汇的功能需求、结构组成、结构计算等,对深水水下管汇的结构设计进行了概述。     

深水水下采油树界面系统模拟测试技术分析

针对深水水下采油树处于高压、低温等严苛的海底工作环境且采油树内部流动着高温高压高腐蚀性流体的特性，形成验证井口和采油树匹配性的水下采油树-水下井口界面系统模拟测试技术。该技术通过自主化测试工桩及设计步骤，采用虚拟装配和集成测试实现水下采油树与水下井口密封性能、连接界面物理匹配、倾斜测试等的检验，保障采油树海上安装时的可靠性。技术成果成功运用于国内多个气田项目采油树SRT接收测试，具有广阔的发展空间和应用前景。     

水下跨接管与管道终端测试技术研究

水下生产系统的安全可靠性与可操作性是深水油气田开发工程的关键。基于水下生产设备测试的工程实例,重点研究了水下跨接管、管道终端等主要水下设备的工厂验收测试、系统集成测试的内容和标准要求,总结了相关的测试步骤,探讨了我国建设水下装备测试基地的必要性与可行性。为"十二五"珠海水下装备测试基地的建设提出了建议,对我国水下装备测试技术的深入研究具有参考价值。     

海底管道侧向屈曲激发设计应用及验证

介绍国内首次进行海底管道侧向屈曲激发的工程设计应用和基于投产后调查的验证及再分析。进行基于蒙特卡罗分析方法的侧向屈曲模式计算,并结合有限元分析,实现对可接受虚拟锚固间距的筛选,形成海底管道侧向屈曲控制基础。根据铺设后调查,对管道铺设后不直度、沉降值等数据进行分析,发现南海海底管道由孤立波造成的海床沉积物不均匀沉积的直接证据。投产后调查验证了侧向屈曲激发装置的有效性,并根据膨胀、侧向屈曲量进行再分析,验证管-土作用参数。结论对深水高温高压海底管道设计与建设以及管-土作用参数的计算有一定的指导意义。     

深水原油生产跨接管回收维修技术及应用

流花11-1油田是国内海域第一个深水采油树生产油田。运行中检查发现B-1跨接管(D 305 mm)阀门内漏和BT-1跨接管(D 102 mm)阀门卡死,为此开展了对这两个跨接管的回收和维修方法研究。文章介绍了研制并首次使用跨接管拆除回收专用工具、跨接管专用维修夹具进行跨接管的回收维修作业,内容包括深水跨接管及连接器工作原理、跨接管拆除回收设备工作原理、跨接管拆除回收及其在平台上维修等。     

浅析天然气计量调压站的简便设计

提出了天然气计量调压站应该简单、轻便的观点,在建设设计中应首先考虑安全、准确、经济和可靠。论述了天然气计量调压站设计参数的选取原则及管线、汇管、控制阀、阀门、超压保护和计量仪表的设计原则和方法。     

南海深水气田测试设计与实践

南海深水气田测试面临海床温度低致使测试管柱中易产生天然气水合物和深水作业费用昂贵等困难和挑战,使得深水气田测试设计不同于常规气田,测试设计时须考虑天然气水合物的形成条件预测及防治。提出了一开一关的测试流程,并对流程中4个阶段的测试时间进行了优化。以南海深水气田某气井为例进行了应用,结果表明测试非常成功,与设计基本一致。本文的测试流程目前已在南海珠江口盆地多口深水气井测试中成功应用,具有较好的推广价值。     

特征参数对延伸式张力腿平台运动性能影响

在深水平台的设计与分析中,调整平台某种参数以提高某一性能时,经常受到其他功能或性能的约束。应用SESAM软件建立延伸式张力腿平台的三维水动力模型,采用势流理论进行计算分析,获得延伸式张力腿平台运动响应的传递函数。在此基础上研究各特征参数对平台水动力性能的影响。研究结果对延伸式张力腿平台初期设计时各特征参数的确定具有指导意义。     

深水压裂充填完井管柱设计及应用

为了提高中国深水油气田的开采效率、降低深水完井的作业风险,研究并推广应用了深水压裂充填完井技术。在介绍深水压裂充填完井技术工艺特点、分析完井管柱设计原理的基础上,结合深水井的井况和特点,对深水完井作业准备及施工措施进行了优化,形成了一套完善的深水下部完井作业技术,包括优化平台布局、完井液管理、井筒一趟式清洗、射孔及压裂充填联作、精细施工等措施。利用该技术在南海某深水区块施工8口井,单井平均作业时间12.53 d,防砂成功率100%,后期地面测试表明,各井含砂量及产量均达到投产要求。现场应用表明,该技术防砂及增产效果明显,可以有效提高作业效率,特别适用于钻井作业结束后快速、批量完井作业。      

深水半潜平台波浪载荷计算的设计波方法研究

采用确定性设计波法、随机性设计波法和长期预报三种不同方法对深水半潜平台波浪栽荷计算进行研究。综合考虑了波陡、海域、回复期、波浪谱形式等因素对设计波结果的影响,对不同方法的计算结果进行了对比分析。针对南海海域工作的深水半潜平台波浪载荷计算方法提出合理建议,分析结果可为同类半潜平台波浪裁荷计算提供参考。     

凝析气田单井集输管道内腐蚀特征及防腐技术

新疆维吾尔自治区的雅克拉、大涝坝凝析气田单井集输系统管输介质具有"两高一强一低"(高CO2、高Cl-、强冲刷、低pH值)的特征,腐蚀环境非常恶劣,系统投产2a就出现了严重的腐蚀现象。为此,对雅克拉、大涝坝凝析气田腐蚀现状、腐蚀特征进行了总结,对酸性气体、高矿化度水、流体流态、焊缝等腐蚀因素进行了分析,有针对性地提出了以下防腐对策:①工艺设计优化;②运行参数优化;③材料优选;④金属内表面防腐处理;⑤添加缓蚀剂;⑥应用管道外修复技术。该研究结果对类似气田管道防腐具有较好的指导意义。