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。     

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。     

深水生产钻井中心水平跨接管结构应力分析研究

跨接管的设计是深水生产钻井中心设计的重要组成部分,而结构应力分析是跨接管设计的重点。阐述了水下生产钻井中心跨接管布置设计需要考虑的因素,建立了跨接管模型,研究了跨接管建模时的关键载荷。指出了加载顺序应与实际作业过程一致才能保证计算结果合理,应力分析结果应满足设计标准和项目连接器接口载荷限制的解决方法。水平跨接管布置设计和结构应力分析方法在西非某实际深水项目中成功应用,可为我国南海类似深水项目设计提供参考。     

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。     

乙二醇立管底部接头的倾斜问题与解决方法研究

乙二醇(MEG)在天然气田生产作业中一般被注入到井口及天然气管道初始端,用于防止和减少天然气水合物的产生。某深水气田平台导管架底部的乙二醇立管专用接头及其压帽在安装过程中发现严重倾斜,使得接头压帽如何拆卸成了大难题,影响到后续的跨接管安装及整个施工工期。经过计算机模拟研究和陆地试验,并采用潜水员作业和浮袋提升的方法,最终拆卸了严重倾斜的专用接头压帽,使后续跨接管的海上安装作业得以继续进行。     

浮式平台井口区跨接管缆干涉分析技术研究

浮式平台井口区的跨接管与脐带缆运动时可能与附近结构物发生碰撞干涉。同时,跨接管缆运动过程中构型会发生变化,管体可能在弯曲挤压过程中发生失效。本文依托实际工程项目,对浮式平台井口区跨接管缆干涉问题进行了分析研究,根据井口区布置和基本设计参数,选定跨接管脐带缆悬挂方案,根据浮式平台、TTR运动数据,采用Flexcom有限元分析软件,进行静态和动态分析,得到跨接管/脐带缆运动时间历程结果,通过后处理得到跨接管缆与附近结构物最小距离及跨接管缆最小弯曲半径,根据干涉分析准则,得到跨接管缆与周围结构物的干涉情况及强度校核。该研究成果可用于深水浮式平台开发项目的井口区跨接管缆的干涉分析。     

深水刚性跨接管设计的主要影响因素分析

水下跨接管通常用于连接管线与管汇、管线与采油树、管汇与采油树、管线与立管等,是水下生产系统重要的连接元件。从深水跨接管的优化设计的目的出发,提出了影响深水跨接管设计的主要因素,包括几何形状、功能要求、连接器、涡激振动、地质灾害、容许误差、安装要求、规范等。研究了上述因素对深水跨接管设计的影响规律,在此基础上阐明如何合理选择设计参数,旨在为深水跨接管的优化设计提供参考。     

深水M型跨接管热循环疲劳损伤评估

跨接管在运行中由于启动、关断、冷却、再启动、通球等操作产生温度、内压的变化,导致热循环疲劳。本文以深水立式M型跨接管为研究对象,通过ABAQUS软件分别进行跨接管一个循环周期内高温高压、低温低压运行状态下的强度分析,得到两种运行状态下管道截面各位置的轴向力和弯矩,结合跨接管材料的S-N曲线进行疲劳损伤评估,为深水M型跨接管热循环疲劳计算提供指导和参考。     

水下生产系统跨接管场地吊装难点分析

针对水下生产系统跨接管在陆地建造过程中的吊装作业难点,着重分析如何降低大跨度柔性细长杆件跨接管吊装作业过程中的变形,以及降低吊装过程中吊机起吊高度等,提出使用多挡绳柱吊装撑杆并采用4点起吊的措施。应用SACS软件对跨接管吊装进行模拟计算,确定跨接管和撑杆总成的质量、重心,并由此确定吊钩、撑杆与跨接管之间的钢丝绳布置。根据计算结果中的吊绳力确定钢丝绳的规格,最终得出吊装过程中跨接管和撑杆的应力和变形情况。分析结果对后续水下生产系统跨接管、膨胀弯等细长管系结构吊装有一定的借鉴意义。     

南海东部深水气田完井作业实践

南海东部海域某深水气田应用第六代半潜式深水钻井平台West Hercules和HYSY981平台顺利完成了9口井的完井作业,平均单井作业时间为41.03 d。在介绍该气田深水完井技术工艺特点、分析完井生产管柱设计原理的基础上,结合该气田的井况及环境特点,对深水完井作业难点及施工措施进行了系统的梳理,形成了一套完善的深水完井作业技术,包括材料防腐、水合物的防治、环空圈闭压力管理、生产管柱优化设计、压裂充填作业、井筒连续清洁、水下采油树安装和更换、复杂情况应急处理、精细施工等。清井放喷测试以及投产前的功能测试表明,各井产量及完井设备工作状态均达到投产要求。该套技术可以为今后其他深水油气田完井设计和施工提供借鉴。     

大管径长距离深水海底管道除水惰化技术

南海某深水项目22吋海管从深水气田回接至浅水区的中心平台,每条海管回接距离约80km。1号海管除水惰化作业使用了临时清管球发射器,采用压缩空气和压缩氮气驱动6个清管球,进行海管除水、海管干燥、海管除盐以及海管惰化,并继续加压使高纯度氮气达到气田开井所需的背压;2号海管则使用深水跨接管携带两个清管球,通过高纯度氮气驱动,实现了海管的除水、干燥、除盐、惰化功能。该项目是国内首次深水天然气田开发,工程实践的特殊性不言而喻,对将来深水项目开发具有较好示范意义。     

崖城13-4气田水下管汇研究与应用

崖城13-4气田位于我国南海,属于边际油气田,其所在海域水深约89 m。针对崖城13-4气田开发需求,设计了一种新型的水下管汇。该水下管汇采用了吸力桩固定、机械复合管焊接技术、2种管卡固定方式、管道快速连接器与旋转法兰相结合连接、跨接管水下试压、水下清管、在线检测泄露等创新技术或措施,大大减少了投资费用。崖城13-4气田已于2012年初顺利投产。     

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。     

南海M深水气田完井关键技术分析

我国在深水钻完井方面处于起步阶段,中国海油围绕国家深水开发战略,积极参与南海油气风险勘探开发,在南中国海珠江口盆地M区块M深水气田完成水深1 350~1 500 m的深水气井9口,初步形成了高精度出砂预测、深水防砂设计、压裂充填工艺及流动安全保障措施等完井关键技术。结合南海M深水气田完井作业实践,对深水完井作业中的可能风险点和现场应对技术措施进行总结和梳理,为后续项目设计和作业提供参考、借鉴。     

基于贝叶斯网络的M型跨接管故障诊断方法研究

M型水下跨接管工作环境复杂,容易失效,且缺乏诊断数据,难以进行有效的故障诊断。提出了一种基于贝叶斯网络的M型跨接管故障诊断方法,并开发了一套M型水下跨接管故障诊断试验系统。该试验系统包含加载系统和数据采集系统,实现了对跨接管工作环境的模拟和故障数据的采集。利用ANSYS编写程序仿真,与试验情况进行对比。在此基础上,建立M型跨接管贝叶斯故障诊断网络,完成了对跨接管的诊断试验,效果良好。     

非黏结型软管在深水气田开发中的应用

国内某深水油气田使用非黏结型软管连接生产管汇与丛式井口。介绍在设计阶段由短距离软管替代刚性跨接管的考虑因素以及弯曲刚性所带来的短距离软管安装技术挑战和相应措施。将鹅颈接头与软管组合应用于深水环境条件下,考虑弯曲刚度的影响和液压锁定等内容,对今后方案设计、故障分析、维修计划等具有参考价值。     

南海深水陆坡区油气集输的重大挑战与技术创新——荔湾3-1深水气田及周边气田水下及水上集输工程关键技术

为解决南海陆坡区荔湾3-1深水气田及周边气田油气集输工程中面临的深水环境、恶劣海况、集输高差及复杂路由等重大挑战,创新性提出了"深-浅-陆"开发模式,其中多相流控制及集输安全保障、超大型海上油气集输处理系统设计建造和安装、高分辨率深拖和深水工程地质调查分析、高压小径厚比海管国产化技术及深水气田生产运维应急处理等多项关键创新技术为该项大型深水工程的成功实施提供了支撑。荔湾3-1深水气田的顺利投产验证了"深-浅-陆"开发模式在南海陆坡区深水气田的可行性,对南海油气田开发与国家能源安全战略具有重大意义。     

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。     

支持平台钻井包跨接式软管分析计算

根据支持平台辅助钻井技术的作业特点,研究支持平台与钻井包之间的跨接软管,运用悬链线方程并结合具体工程实际,计算其弧长、弧垂以及端部连接张力。为支持平台与钻井包之间跨接软管的设计选型以及端部连接结构的设计提供理论支撑,也可用于指导海上大跨度高空跨接软管设计、安装和施工。     

深水气田几项完井技术研究

随着海洋石油进军深水步伐的推进,在南中国海深水作业实践中遇到一系列作业难点和挑战。恶劣的作业自然环境对深水完井提出了更高的技术标准和要求,在完井工具和设备、施工工艺与完井技术策略上与浅水及陆地完井差异明显。我国在深水钻完井方面处于起步阶段,相比国外存在不小差距。针对深水作业特点,分析了作业中的一些难点与关键技术以及深水完井的策略,研究了M深水气田完井关键技术,对射孔技术、精细化完井防砂控制技术、压裂充填技术进行了分析和研究。结合我国南中国海深水完井作业实践,对深水完井作业中的可能风险点和现场应对技术措施进行了总结和梳理。研究结果可为后续设计和作业提供参考。