极地半潜式钻井平台系泊系统设计

针对1艘设计用于极地海域作业的半潜式钻井平台开展系泊系统设计工作。对平台的系泊定位能力进行分析与校核。系泊设计的水深范围为100~500 m,环境条件筛选一年一遇海况作为作业工况设计海况,百年一遇海况作为自存工况设计海况。为验证平台在夏季无冰海况和弱冰情季节有冰条件下的平台系泊定位性能,选取风、浪、流载荷作为非冰期的主要环境载荷,选取风、流、冰载荷作为初、末冰期的主要环境载荷。计算结果表明,如不考虑冰山等恶劣情况,选用常规锚链作为系泊系统可满足平台在极地海域的夏季和弱冰期的作业需求。     

张紧式系泊方式对深水半潜平台性能影响研究

张紧式系泊是一种适用于深水定位的系泊方式。针对作业水深为2 000 m的半潜式钻井平台,设计了不同的张紧式系泊布置方案,通过系泊系统耦合分析,对方案逐步优化,最终确定系泊系统参数。并在确定的系泊布置形式下,分析了平台作业状态下的运动性能,可为平台系泊系统设计提供参考。     

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。     

半潜式钻井平台的冰区结构加强

冰区船舶船体结构受到冰载荷作用而产生应力,因此对冰带区域内结构需要进行加强设计。以我国首座适合北极海域的深水半潜式钻井平台为背景,对冰区航行的半潜式钻井平台船体结构计算作简要说明,研究最新冰区加强标准,并对平台的主船体结构加强设计进行相关研究。     

半潜式钻井平台电气系统设计要点

半潜式钻井平台是深海油气资源开发的重要装备,电气系统对平台的钻井作业、位置保持、人员生活具有重要作用。该文阐述了半潜式钻井平台电气系统的基本构成,并结合设计案例讨论了设计依据、设计工况、负荷分析、主电源选取、配电系统设计、接地方式、谐波治理与抑制、电气设备布置等方面的问题,同时探讨了动力定位与锚泊定位两种半潜式钻井平台电气系统的主要区别与特点。     

深水半潜式钻井平台钻井能力及应用效果分析

研究了深水半潜式钻井平台钻井的作业能力,对比分析了国内第六代深水半潜式钻井平台与其他国内半潜式钻井平台以及国外典型第六代深水半潜式钻井平台的主要参数,并总结了该钻井平台实际钻完井的作业情况;比较了国内主要半潜式钻井平台及国外半潜式钻井平台在南海深水钻井作业的情况。比较结果表明国内第六代深水半潜式钻井平台建井周期、作业时效等参数均优于其他钻井平台,说明该钻井平台的钻井作业能力不仅优于国内其他钻井平台,而且也优于国外典型的第六代半潜式钻井平台。     

海冰与极地钻井立管相互作用数值模拟

明确典型极地半潜式平台钻井立管结构的基本力学特征,采用海冰离散元软件分析慢、中、快冰速下不同水平刚度立管所受的冰载荷及海冰破碎特性。结合已有的柔性窄结构冰载荷模型,发现所研究模型在慢冰速和快冰速下适用于极地钻井立管,但冰速条件不一致。基于ANSYS软件对立管的抗冰性能进行数值模拟,结果表明立管的抗冰性能较差,需要采取抗冰措施。     

浅析半潜式钻井平台的模型试验

半潜式钻井平台具有抗风浪能力强、甲板面积和可变载荷大、适应水深范围广、钻机能力强和具有多种作业功能等特点。但由于其所处的海洋作业环境和地质条件恶劣,浮式生产系统技术复杂、投资巨大、风险极高。因此,如何正确地获得其在严酷海洋环境下的运动、受力以及甲板是否上浪等技术性能十分重要,这些性能参数是决定和设计半潜式钻井平台结构、总体布置及其动力定位、系泊系统等相关系统的重要依据。本论文通过对水池模型试验数据进行分析分析,确定该船型在一定的环境条件下的水动力数据、运动响应、定位等数据是否满足设计要求。     

利用小型工程作业资源打捞和修复坠于320m水下半潜式平台系泊腿的技术创新与实践

在深入分析施工技术难点的基础上,通过技术创新,利用小型DP定位船和小功率ROV完成了坠于320m水下半潜式平台系泊腿的打捞和修复,该项海上施工作业比使用大型作业船节约工程费用约400万美元。     

系泊锚在海上浮式风机中的应用

综合调研现有海上浮式风机的种类、特征和系泊锚的基本情况,对于现有浮式风机常用的吸力锚、拖曳锚、重力锚在实际工程中的应用、设计施工考虑要点、优势与局限性进行分析。结果表明,深吃水立柱式(Spar)结构配吸力锚、半潜式结构配拖曳锚、张力腿平台(Tension Leg Platform, TLP)结构配重力锚是目前常用的配套形式,其中半潜式结构配拖曳锚认可度最高。上述结果可为我国海上浮式风机系泊锚型的选取与设计提供相应的参考依据。     

考虑内波流影响的南海八号钻井平台锚泊能力分析评估

南海八号钻井平台在我国南海某油田钻井作业时,遭遇了内波流的作用,对平台的锚泊系统和钻井作业产生了一定的影响。结合南海特有的内波流环境条件,分析评估了南海八号钻井平台的锚泊能力。首先对平台的锚泊系统配置、海洋环境进行了介绍,然后就平台原设计环境条件进行了锚泊能力评估,平台水动力计算依据三维势流理论,采用挪威船级社DNV的Hydro D和Deep C软件,对南海八号半潜式钻井平台进行了水动力分析,并建立了平台系统耦合运动空间离散有限元模型的动平衡方程。重点评估了内波流作用下平台的定位能力,分析了平台遭遇不同内波流流速下平台的偏移、锚缆张力、锚的水平载荷,提出了可供平台作业方参考的工程建议。     

基于水深截断的深水系泊系统计算

以工作水深为1 500 m的半潜式钻井平台为目标平台,依据600 m等效水深截断的试验结果,通过数值重构计算模型的对比分析,得到可用于全水深计算的水动力参数,并对1 500 m全水深的运动响应和系泊缆受力进行评估。评估结果表明,水深截断可用于深水系泊系统的初步设计。     

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。     

海洋石油钻井平台工程地质条件评价技术研究

海洋石油钻井平台是海洋油气勘探开发的重要手段,其安全就位和稳定施工,与井场区海底的工程地质条件密切相关。就事关平台安全的工程地质条件预测评价技术作了研究,评价预测了与自升式钻井平台稳定作业有关的软弱下卧地层的穿插和持力、海底斜坡条件下工程地质层稳定性、半潜式钻井平台的锚固力以及不同底质条件下海底底流的冲蚀。推荐了实践有效的半经验计算公式,为海洋石油钻井平台井场工程地质条件的稳定评价提供参考。     

倒置型长基线技术在自升式钻井平台精确就位中的应用

在海上油气生产开发钻完井作业中,通常需要将钻井平台精确引导至已有水下井口目标的位置,这要求水下相对定位能够达到厘米级的高精度。然而,常规的水面、水下定位技术无法满足高精度作业要求,为实现钻井平台精确就位目标,采用创新式倒置型长基线阵列倒置技术应用于自升式钻井平台精确就位中。重点研究该技术在水下定位中的工作原理、在自升式钻井平台精确就位中的具体应用,分析倒置型长基线技术与常规长基线技术在钻井平台精确就位方面的应用优势,制订海上实施步骤,并完成技术验证试验。     

深水半潜式钻井平台锚泊定位系统简述

通过对锚索布置、布锚及锚泊系统主要设备的介绍,阐述深水半潜式钻井平台的锚泊定位系统.     

海洋钻井装备技术现状与发展思路研究

为了助推海洋钻井装备的持续发展,重点对发达国家钻井平台建造能力及建造水平、平台建造数量和钻探深度、高端钻井装备最新成果及我国在钻井平台自主设计、半潜式平台建造技术、钻井装备自主开发、水下关键装备研究等现状进行了详细分析。分析结果表明,我国在海洋装备研发设计能力、大型钻井平台配套开发能力、产品设计实践经验、水下关键装备开发研究、海工试验基础条件和平台整体集成控制研究等方面与国外仍存在着较大差距。在此研究基础上,提出了未来海洋钻井装备将逐渐向多类型和多领域、适应超深水高风险和复杂地层、向环境保护和绿色产品及智能化和水下钻井技术发展4点发展思路,并结合实际提出我国应认真做好海洋钻井装备发展规划、努力做好海洋装备基础研究工作、由浅入深做好钻井系统配套开发、集中攻克一批关键卡脖子技术等4点发展建议。