亚洲海上油气田最大平台导管架成功下水

4月28日，由中国海洋石油工程股份有限公司总承包的亚洲海上油气田最大平台导管架——番禺气田深水导管架在3800吨大型起重船“蓝疆”号和亚洲最大、世界第二、载重能力达6万吨的导管架下水驳船——海洋石油229及全体施工人员的共同努力下，成功下水并扶正，经水下机器人检测，各项指标满足技术规范要求，达到了国际水平，这标志着海油工程在深水领域进行超大型海上导管架下水作业和安装方面又创造了新纪录。图为平台导管架安装作业现场，     

导管架套水下井口基盘安装技术应用

东海某区块油气田开发方案里,安装导管架需要对接水下井口基盘,增加了安装导管架的难度。导管架与水下井口基盘在设计、安装等方面符合规范的前提下,结合现场气候,流速等情况,实施导管架套水下井口基盘作业,降低安装风险,保证安装成功。论文介绍了导管架套水下井口基盘安装技术在东海某区块的成功应用实例,分析和总结了其成功经验,为今后类似的项目提供借鉴。     

番禺30-1平台导管架阴极保护系统修复方案设计与安装实践

在营运1年后的年度水下检查中,发现番禺30-1气田平台导管架阴极保护系统存在保护不足的问题。为此,开展了该气田平台导管架阴极保护系统修复方案研究,最终采用了Retrobuoy远程阴极保护系统的修复方案,并进行了方案设计,主要包括水下阳极橇块设计、预保护面积计算、保护电流计算、水下阳极与导管架距离计算、水下阳极之间距离计算、水下电缆的规格及长度设计、电缆弃头设计等。通过一系列优化措施与风险应对策略的实施,实现了该气田平台导管架阴极保护系统的成功安装,取得了很好的保护效果,可为其他类似导管架提供经验。     

陆丰7-2导管架水下常压干式舱焊接维修技术北大核心CSCD

陆丰7-2导管架因平台组块浮托安装未成功导致在导管架主腿水下10m处产生了严重裂纹。为使导管架结构强度恢复至原有设计水平,通过对水下常压干式舱结构、密封、安全设计及强度校核等关键技术的研究,设计了一种可提供干式施工环境的水下常压干式舱,并进行了导管架在常压干式舱中的裂纹焊接工艺设计与修复结构可靠性评估。现场实施表明,对于导管架水深10 m以内的大裂纹维修,采用水下常压干式舱进行焊接维修技术是可行的,而且相比于高压干式舱技术具有易实施、无需饱和潜水资源、施工工期短等显著特点,对今后类似工程具有一定的借鉴意义。     

应用水下常压干式舱修复导管架裂纹

要彻底修复导管架裂纹,采用水下常压干式舱进行焊接修复是最好的办法。结合成功地采用水下常压干式舱,对在中国南海LF7-2导管架主桩腿上检测发现的多条贯穿性裂纹进行焊接修复的案例,介绍了导管架模拟节点的建造、采用逆向工艺建造整体舱体、法兰螺栓的安装和拆卸、安全岛的建造等关于水下常压干式舱建造的内容;论述了临时平台和绞车的作用、临时管卡的安装、干式舱和导管架之间间隙的调整、楔形密封件的安装、水下干式舱的查漏封堵、干式舱内部构件的安装等涉及水下常压干式舱海上安装的内容,以及干式舱的应用经验。     

陆丰7-2导管架水下常压干式舱焊接维修技术

陆丰7-2导管架因平台组块浮托安装未成功导致在导管架主腿水下10m处产生了严重裂纹。为使导管架结构强度恢复至原有设计水平,通过对水下常压干式舱结构、密封、安全设计及强度校核等关键技术的研究,设计了一种可提供干式施工环境的水下常压干式舱,并进行了导管架在常压干式舱中的裂纹焊接工艺设计与修复结构可靠性评估。现场实施表明,对于导管架水深10 m以内的大裂纹维修,采用水下常压干式舱进行焊接维修技术是可行的,而且相比于高压干式舱技术具有易实施、无需饱和潜水资源、施工工期短等显著特点,对今后类似工程具有一定的借鉴意义。     

海洋平台潮差段防腐涂装技术研究与应用

海上固定平台导管架潮差段水下钢结构防腐在国内海洋石油行业属于技术难题,多年来一直没有得到有效解决。文章基于对海洋平台导管架潮差段涂装工艺技术的研究,着重介绍了涂装关键技术的研究状况,包括涂装人员保护装置的研制、平台潮差段除锈技术的选择、水下特种涂料的选取和水下涂装工艺设备的研制,还介绍了上述涂装关键技术在东海平湖D PP固定平台应用实施的效果。     

水下基盘回收技术在渤海平台弃置中的首次应用

渤海油田部分生产平台安装有水下基盘,在平台弃置作业中面临着水下基盘的回收难题。通过对常用水下基盘的特点和回收难点进行研究,提出了拖轮回收和将基盘及多层套管固定在平台导管架回收两套方案。经过操作性、安全性等方面对比,优选确定水下基盘和导管架一起回收的方案。在渤海油田某平台的1井水下基盘回收中,通过钻完井专业和海洋工程专业的相互配合,得到了成功应用,形成了一种水下基盘回收作业模式,可为水下基盘回收作业提供经验和借鉴。     

磁致伸缩导波检测技术在海洋平台导管架检测中的应用

导管架作为承载结构是海洋平台的重要组成部分,在海洋恶劣环境下极易产生腐蚀和损伤,直接危及平台的安全运行。文章介绍了一种无需水下作业,即可对海洋平台导管架实施100%全面腐蚀和缺陷检测的磁致伸缩(MsS)导波技术,并举例说明了该技术在中国石化股份胜利油田分公司海洋采油厂埕岛CB22A平台的应用情况,结果表明:导波水下最大单向的传播距离在20～25 m,可以覆盖导管架的全长,且最小缺陷检出能力达到2%横截面积。     

动力定位起重船舷侧辅助深水导管架安装关键技术

全回转铺管起重作业船按照工作性质可划分成两种作业模式,即铺管模式和起重模式.在两种模式相互转换过程中,耗时最长、工作量最大的就是艉托管架的拆装工作.以陆丰14-4 DPP深水导管架安装为例,对海洋石油201船舷侧辅助深水导管架扶正的靠泊方式、导管架注水扶正步骤、导管架坐底就位方式、钢桩插桩、钢桩打桩等关键技术进行分析,...     

爬壁机器人磁轮特性研究及其运动仿真

为降低石油储罐检测的人力成本并提高石油储罐检测的自动化程度,设计了永磁吸附轮式爬壁机器人,并使用Maxwell软件对普通径向充磁磁轮(磁轮1)和两种基于Halbach阵列的磁轮(磁轮2和磁轮3)在不同转角下吸附力的变化情况进行仿真计算。计算结果表明:磁轮3吸附力随转角变化最为稳定;磁轮3的吸附力在磁隙0.2 mm时达到最大,随后吸附力随磁隙的增加而下降,但下降速度逐渐减小,当磁隙为1.0 mm时,磁轮吸附力为171 N。由Adams仿真结果可知:增加万向磁轮前机器人在爬越半径为4 mm的焊缝时机身发生微小偏移,在爬越8 mm焊缝时发生明显偏移;在1.5 s的仿真时间内,增加万向磁轮前机器人质心沿X轴方向最大偏移量为8.13 mm,增加万向磁轮后降为0.07 mm。研究结果为后续物理样机的研制奠定了理论基础。     

激振室焊接打压机器人工作站的设计研发

为了优化现有激振室生产工艺,实现焊接及打压工序合并,自主设计研发了机器人倒挂旋转式行走装置,以及具有自动夹紧及密封功能的C型激振室焊接变位机两种机器人外围设备。该工作站基于FANUC 机器人控制系统,有机集成机器人本体、焊接电源、双工位焊接变位机、机器人行走装置、焊接水冷系统、焊接清枪系统和PLC 控制系统,实现机器人及外部轴多轴联动、焊接寻位、电弧跟踪及多重多道焊接等厚板焊接的关键功能,进一步实现激振室焊接打压的自动化、高效化和高质化生产。应用证明,机器人工作站大幅减少了生产辅助时间,降低了工作人员的劳动强度,提高了产品生产效率、合格率和交付及时率,同时降低了激振室的生产成本。     

液力—磁耦合传动岩屑清洁装置的磁扭矩数值优化

钻井过程中水平井段岩屑携带困难、易形成岩屑床,因而研发了一种新型液力—磁耦合传动岩屑清洁工具,但对其磁扭矩传动影响机制、最佳磁路结构及磁铁配置等尚不清楚。为此,应用有限元数值模拟方法分析了磁路结构和永磁铁几何尺寸对磁扭矩的影响规律,数值模拟和室内实验的结果表明:(1)通过提高气隙磁通密度,降低磁路磁阻,增加静磁能的储积等方式可以提高磁扭矩的传递效率;(2)磁扭矩随磁偶对数的增加呈先增大后减小的趋势,12对磁偶的磁扭矩达到最大值;(3)对工具有效断面磁铁覆盖面积和磁体厚度这两种因素制约下的磁铁用量的耦合,得到永磁铁厚度为8.4 mm、工具有效断面上磁铁覆盖面积为71%时,单位体积磁铁产生的磁扭矩为最高;(4)室内实验结果与数值模拟计算结果绝对误差小于17%,能够满足工程计算对精度的要求。结论认为,所建立的数值模拟模型较为合理,可作为该工具结构优化分析的技术手段。     

简易导管架平台结构设计及选型研究

简易导管架平台指结构型式简单、重量轻、上部设施较少的海洋油气生产平台。为了更好地进行平台结构设计选型,此文设计了一种单腿三立柱结构型式的简易导管架平台,方案一采用独立桩腿型式,方案二采用将主立柱兼作桩腿的型式,分别从静力、疲劳和倒塌三方面进行了结构设计、分析比较和选型研究。分析结果表明,方案一独立桩腿结构型式的导管架力学性能更优,为今后设计类似简易导管架平台提供参考依据。     

海洋石油平台导管架阴极保护的实施和改进

介绍了海洋石油平台导管架阴极保护的情况和检测结果。某平台导管架牺牲阳极阴极保护按照DNV-RP-401设计,并安装了一套阴极保护检测系统用来检测导管架的保护状况。导管架下水后阴极保护检测结果表明:管架下水时的电位约为-510~-530 m V(相对于Ag/Ag Cl参比电极,下同);EL-40 m处导管架在下水52 d后,电位为-789 m V,即将达到抑制腐蚀所需要的保护电位;EL-14 m处导管架在下水后36 d开始,极化速度增大,在下水52 d后,电位达到-736 m V,很快也能达到保护电位;而导管架EL-70.5 m和EL-84.1 m处在下水52 d后电位分别为-637 m V和-628 m V,极化缓慢,且没有明显使导管架快速极化至保护电位的趋势。导管架下水达21个月后,超过70.5 m水深的区域一直无法极化至保护电位,且水下较深处的牺牲阳极的发出电流也远大于浅水区阳极的发出电流。经分析其主要原因是由于设计时所选取的电流密度偏小,无法在导管架表面形成致密的钙质沉积层。为使导管架能达到保护电位,提出了牺牲阳极阴极保护的改造方案。     

直缝埋弧焊管内焊清渣机的研制

针对传统的直缝埋弧焊管生产中的内焊清渣方式存在的缺点和不足,研制了一种新型的内焊渣清除装置。介绍了该装置的结构、工作原理及工艺布置。实际应用表明,这种装置自动化程度高,清除内焊渣效果良好,为后续扩径工序的正常进行提供了保障。     

海洋磁性源瞬变电磁探测系统姿态变化影响研究

近年来,随着海洋油气资源开发和利用的逐步深入,海洋磁性源瞬变电磁法得到广泛应用。在实际数据采集中,由于海底环境、洋流、航速不均等因素的影响,发射与接收回线装置在海水中的姿态难以保持稳定。探测系统姿态变化会导致收、发回线装置与海底电性异常体的耦合关系发生变化,观测数据出现较大误差,影响解释结果的可靠性。为此,首先基于电磁场基本理论推导了有限水深条件下海底各向同性水平层状介质模型中任意磁偶极源频率域三分量电磁场表达式,基于电磁场叠加原理分析了海洋磁性回线源电磁响应特征;其次,针对姿态变化前、后分别定义两类坐标系及相关的发射、接收双旋转矩阵,建立了水下拖曳式磁性源姿态变化的数学模型;最后,以浅海拖曳式中心回线瞬变电磁探测系统为例,通过模型算例分析收、发系统姿态变化引起的观测数据误差分布特征,及瞬变电磁响应结果与姿态变化角度、衰减时间、海水深度、海底沉积层电性等参数之间的关系。研究成果有助于量化海洋磁性源瞬变电磁探测系统的参数设计,为该方法的推广及数据的处理、解释提供理论基础。     

尿素料仓粉尘结晶治理技术应用

在尿素包装生产过程中,尿素颗粒在3个料仓中短暂贮存,尿素颗粒中夹带的粉尘会沉积在料仓壁上,由于尿素具有吸湿潮解的特性,经过一段时间后尿素粉尘会在料仓壁粘附结块,影响料仓正常工作,对安全生产就会造成一定的影响,同时在清理过程也存着很大的不安全因素。利用超声波具有极大的加速度,以及纳米不粘涂层稳定的化学性质、在常温下几乎不与其它化合物作用这一特点,采用超声波及纳米不粘涂层相结合的装置,来抑制料仓尿素粉尘的结晶。代替人工清理尿素贮料仓,可降低人工清理料仓劳动强度,同时为企业增加经济效益。     

埋地管道磁记忆检测机器人机械结构设计与运动学仿真

针对目前国内管道机器人在行进过程中极易卡堵、变径范围小且检测效率低下的问题,提出一种用于埋地管道的分体式可变径磁记忆检测机器人。设计了管道机器人的机械结构,通过SolidWorks建立三维模型,利用ADAMS对机器人在弯管与变径管道内的通过性进行了仿真分析。在此基础上,制造物理实体模型,进行管道内通过情况与磁记忆检测试验。试验结果表明,机器人结构设计合理,可以顺利通过曲率半径不小于1.5倍管径的弯管以及280～340 mm的变径管道,且磁记忆检测结果与X射线复验结果一致,为可变径、自适应、全寿命埋地管道检测机器人的设计提供了新的思路。