半潜式钻井平台运动性能分析的典型装载工况选择方法

半潜式钻井平台是深海油气资源开发的重要装备之一,其运动性能直接影响到平台钻井作业能力,因而是计算分析的重点。设计初期阶段需要对若干代表性工况进行运动性能分析和对比,然而平台作业时装载工况多达几十种,不同的装载工况可能导致平台吃水以及重心位置的显著变化,因此就需要研究此类平台的运动性能在不同装载工况下的变化规律,进而选取平台最不利状态作为计算分析中需要重点关注的装载工况。该文以某深水半潜式钻井平台为研究对象,采用水动力分析软件对其不同装载工况下的运动性能进行计算和对比分析,获得了平台吃水以及重心高度对其运动幅值与加速度值的影响趋势,并对运动性能分析工况的选择提出了建议。     

深水半潜式平台上甲板钻井设备布局研究

半潜式钻井平台广泛应用于海洋油气钻探和开采作业,平台上层甲板钻井设备布局对平台钻井作业性能有着重要影响。结合半潜式钻井平台的布局特点,利用包容盒法对上甲板钻井设备进行简化。将最短材料输送距离和最小质心横偏量作为上甲板钻井设备的布局目标,确定布局约束条件,建立上甲板钻井设备布局数学模型。并用遗传-模拟退火算法进行优化,求解得出布局方案,待布物质心横偏量最小能达到0.206 m,大大小于许用值0.700 m。优化结果表明模型与算法的有效性,适用于半潜式钻井平台上甲板的布局优化设计。     

超深水半潜式钻井平台设计技术创新与应用

中国南海环境条件恶劣,夏季强台风频发,冬季突发性风暴不断,内波时隐时现,对深远海作业的半潜式钻井平台的安全性、总体性能、作业效率等方面均提出了非常高的要求,南海超深水半潜式钻井平台的设计面临多项世界级的技术挑战。结合南海超深水半潜式钻井平台的研发过程,重点叙述在南海内波流载荷、甲板可变载荷、慢漂运动预测、简化疲劳分析等方面取得的创新性成果,并对南海超深水半潜式钻井平台的总体方案加以介绍。通过多项重大技术创新攻关,最终研发出世界首次针对南海特殊环境条件、具有自主知识产权的超深水半潜式钻井平台新船型。平台作业水深3 000m、钻井深度10 000m、可变载荷9 000t,稳性和结构强度满足南海200年一遇环境条件要求。与世界先进的同类平台相比,其运动性能和作业性能优良,平均钻井作业时效较国际同类平台提高10%,综合技术指标世界领先。     

3000米深水半潜式钻井平台运动性能研究

应用SESAM程序系统研究了4种深水半潜式钻井平台的运动性能。首先建立深水半潜式钻井平台的三维水动力模型,然后采用Morison公式和势流理论相结合的方法进行计算分析,获得了半潜式钻井平台运动响应的传递函数和固有周期。在此基础上,结合我国南海海况资料,应用频域分析法对深水半潜式钻井平台运动响应进行了短期预报。研究结果对深水半潜式钻井平台船型的选择有参考意义。     

台风作用下锚泊定位半潜式钻井平台动力特性研究

南海台风活动频繁,严重影响着锚泊定位半潜式钻井平台的作业安全。采用水动力学计算软件 ANSYS-AQWA,基于三维势流理论和莫里森方程,建立了平台-锚泊系统耦合动力分析模型,开展了台风作用下的平台漂移分析和锚泊系统安全性评估。分析结果表明:当锚泊系统完整时,平台的平均漂移量与最大漂移量均超出API规定的许用值,需停止钻井作业并准备解脱,但锚链不会发生断裂。如果锚泊系统中安全系数最小的锚链发生断裂,平台的漂移量明显增大,锚泊系统最小安全系数明显减小,局部情况下锚链易相继断裂并造成连锁反应。研究表明,提出的相关方法和得出的结论可为极端天气下锚泊定位浮式装置的安全评估提供参考。      

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。     

深水半潜式钻井平台总体强度分析

以某新型第六代深水半潜式钻井平台为分析对象,依据三维绕射理论计算波浪诱导载荷与运动,采用谱分析法确定设计波参数,进行了自存、作业等装载情况下21个波浪工况的波浪载荷预报,并建立三维有限元模型完成了平台结构总体强度分析。结合波浪载荷预报及结构分析结果,提出了计算工况选取原则及控制总体强度的关键因素,可为今后深水半潜式平台的结构设计、总体强度分析、选取疲劳强度典型节点及形式优化提供参考。     

辅助钻井作业系统及总体运动性能的基本要求

本文简要介绍了辅助钻井技术的基本概念、发展历史及优势,概况了辅助钻井操作过程的四种典型工况以及辅助钻井时的工作界面,给出了一型半潜式辅助钻井平台的主要参数。以TLP生产平台为例,提出了辅助钻井作业时总体运动性能设计的主要考察指标及时域分析的关键技术,最后对辅助钻井作业的水池模型试验给出了一些指导性建议。     

新型北极冰区半潜式钻井平台及其系泊定位能力分析

为降低北极海上油气勘探开发成本,迫切需要适合北极作业的海洋工程装备。针对这一问题提出一种可以用于北极海上钻井作业的新型半潜式钻井平台概念。该平台采用6立柱双浮筒形式,平台立柱上部设计为倾斜形式以降低作用在平台上的冰载荷。为保证破碎后的海冰不影响钻井作业,平台设计立管防护装置和锚链防冰装置。分别对平台设计条件、主尺度、系泊系统设计情况进行介绍,并采用商业分析软件对平台在夏季和有冰季节的系泊定位能力进行分析。分析结果表明：该半潜式钻井平台可在北极夏季开阔水域和冬季海面结冰情况下进行钻井作业;平台可在1.0 m厚的海冰作用下保持作业能力,在1.5 m厚的海冰作用下保持自存能力;平台系泊定位能力满足北极钻井作业的要求。     

具有不同浮箱端部形状的半潜式钻井平台运动性能对比

半潜式钻井平台是深海油气资源开发的重要装备,通常有两个浮箱作为提供主要浮力的组件,不同的船型设计会采用不同的浮箱端部形状,可因此会影响平台的总排水量并改变平台的运动性能。该文以某半潜式钻井平台为研究对象,分别对尖形、半圆形、倒角方形三种代表性浮箱端部形状的船型方案进行了运动性能计算,并对计算结果进行了横向对比。结果表明,在主尺度不变的前提下,相对于尖形端部浮箱而言,半圆形、倒角方形端部浮箱有利于提高的整体装载能力,同时平台的运动性能没有显著改变。     

半潜式钻井平台改造升级技术分析

半潜式钻井平台是深海油气资源开发的重要装备。我国目前有13座半潜式钻井平台在役,世界上有243座半潜式钻井平台在役,平台数量的增多需要有更多的维护升级技术做支持。为了提高平台的作业性能,提高平台的投资产出比,半潜式钻井平台在全生命周期中通常会经历多次升级改造。研究分析了半潜式钻井平台的常见改造升级目的,举例论述了几种主流平台改造方案,分析了不同改造方案对船体结构的影响。针对我国现役半潜式钻井平台,提出了几点改造升级建议,为平台的升级改造及退役再利用提供参考。     

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。     

半潜式平台表层卡套管处理与认识

下套管过程中发生卡套管复杂情况是半潜式钻井平台钻井作业的重大难题之一,半潜式钻井平台作业时,套管若无法下到位,则下一步作业将无法开展,其处理难度及风险远高于固定式钻井平台。此文以南海东部海域恩平区块一起半潜式钻井平台表层?339.7 mm套管从发生卡套管到快速解卡的案例为例,从地层特性、钻井液性能、井身结构方面开展具体分析,并提出了半潜式钻井平台表层压差黏附卡套管的快速处理方法和预防措施,对于后续预防和处理表层压差卡套管具有可靠的借鉴与指导性意义。     

水下防喷器控制系统故障分析及其处理——以萨哈林某井为例

阐述了半潜式钻井平台水下防喷器控制系统的工作原理,以"勘探X号"半潜式钻井平台在俄罗斯萨哈林海域作业时防喷器控制系统出现的故障为例,分析其故障原因,介绍处理方法和应对措施;给半潜式钻井平台水下防喷器控制系统故障分析和处理提供借鉴和指导作用,特别是半潜式钻井平台在寒冷海域和深水区域作业时。     

“南海2号”半潜式钻井平台深水改造方案运动响应和波浪荷载分析

对“南海 2号”半潜式钻井平台的一种改装方案的运动响应和波浪荷载进行计算与分析 ,结果表明按该方案改造后 ,“南海 2号”半潜式钻井平台的运动响应性能优良 ,适于在我国南海深水域工作。     

南海深水钻井平台锚泊系统预张力优选研究

根据不同工况对锚泊系统的不同要求,确定锚泊系统性能优化的设计变量、优化目标和约束条件等。以南海某深水半潜式钻井平台为例,采用ANSYS-AQWA软件建立平台-锚泊系统动力耦合分析模型,根据现场环境载荷划分工况,并采用AQWA-DRIFT模块进行时域分析,得到各个方向上平台的最大漂移量、平均漂移量及系泊线最小安全系数等结果。基于作业工况安全作业窗口最大的优化要求,以及现场对平台漂移量和系泊线安全性能要求的优先级顺序,确定作业工况下的最优预张力范围;选取某极限工况,基于极限工况系泊线安全系数最大的优化要求,确定极限工况最优预张力范围。     

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。     

“南海2号”半潜式钻井平台深水改造方案运动响应和波浪荷载分析

对"南海2号"半潜式钻井平台的一种改装方案的运动响应和波浪荷载进行计算与分析,结果表明按该方案改造后,"南海2号"半潜式钻井平台的运动响应性能优良,适于在我国南海深水域工作.     

层次分析法在半潜式平台吊装事故成因分析中的应用研究

半潜式钻井平台因其作业性质及工作环境特殊,其吊装作业事故发生率高、事故后果严重。运用层次分析法对半潜式钻井平台吊装事故成因进行定性与定量的综合分析,把平台的人员因素、设备设施因素、环境因素和安全管理因素等有机结合起来建立分析模型,科学客观的得出影响作业安全各因素的相对权重比值,为有效控制减少半潜式钻井平台吊装事故提供科学的决策依据。     

深远海半潜式风电安装平台及锚泊系统设计

随着中国海上风电场开发建设逐步向深远海推进,基于近海风电场装运分离的安装模式已难以满足深远海风电场建设需求。针对深远海海上风电场施工难题,研发了一种装运一体化的半潜式风电安装平台及锚泊系统。围绕稳性和水动力性能确定了半潜式平台主尺度,确保其稳性满足规范要求,同时又保证其在迁移、作业和自存工况具有良好的运动性能;基于时域耦合分析法对平台作业工况和自存工况的锚泊性能进行了分析,验证了锚泊系统的安全性。研究结果表明,所设计的半潜式风电安装平台及锚泊系统可满足10MW+机组在深远海的装运要求,为深远海海上风电开发和海工装备建造提供了参考方案。