立管卡子安装方法探讨

近年来,中国海洋石油工业发展迅猛。为了控制油田总体开发成本,新建的海上采油平台往往依托于原有平台的工艺处理和油气集输系统。这就需要铺设相应的海底管道和电缆,将新旧平台连接起来。海管和平台之间需要通过安装在导管架上的立管来连接,而用来固定立管的结构物一立管卡子的安装步骤是比较复杂的,通常需要动用大型浮吊船舶,成本高昂。本文系统地介绍了利用气动绞车安装立管卡子装方法。该方法可以不借助浮吊,有效地节约了工程成本。     

深水半潜式平台钢悬链立管提升过程模拟分析

针对国内首个半潜式生产平台的钢悬链立管（steel catenary riser,SCR）的安装过程进行研究，给出了适用于半潜式平台的SCR张力转移、提升和就位方案。结合浮式平台和立管布置特点，给出立管提升系统锚链下放点初步位置，并用数值方法对SCR张力转移、提升和就位过程进行模拟。在空管和注水两种工况下给出了SCR顶部张力、立管与旁通最小净距以及立管顶部的倾角，进一步验证了论文提出的安装方案的可行性，同时给出了立管提升系统需要的最大张力，为保障海上施工现场安全提供技术支持。     

塔式单根立管安装方案研究

阐述塔式单根立管的结构组成,分析研究不同类型的塔式单根立管,包括分离式单根立管以及分散布置整体式单根立管和组合布置整体式单根立管的海上安装方案.     

深水FPSO立管导管及基座结构设计分析

以一艘深水超大型FPSO柔性动态跨接软管的导管及基座结构为例,介绍立管导管及基座的总体布置和详细设计对基本设计的优化.立管导管及基座结构设计考虑了FPSO在位操作、极端环境、跨接软管海上安装、立管事故、FPSO船舱破损和远洋拖航等工况.按某石油公司企业标准要求开展了立管关断阀油气泄漏扩散、燃爆连锁风险定量分析,确定了立管导管及基座结构设计爆炸超压,分析了立管导管及基座结构抗爆炸事故工况的强度,进行了立管导管及基座结构被动防火设计.基于疲劳累积损伤的分析方法,预报了立管导管及基座结构的疲劳寿命.     

动力定位模式下考虑钻井立管角度响应的最优控位方法

随着海上浮式移动钻井设施作业水深的不断增加,钻井立管受水面浮体运动与海洋环境载荷的影响将更加复杂,如何通过有效的定位方法来保证水面平台与水下立管的联合作业安全是深海环境下油气开发面临的重要挑战。针对浮式移动设施水下钻井、修井的位置保持问题,本文在动力定位模式下设计一种考虑钻井立管顶、末端角度响应的控位方法,以满足立管安全运行限制域的要求。联合水面浮体与水下立管的低频运动特性分析与建立水面浮体运动偏移与立管顶、末端角度的相对运动关系与模型。在动力定位控位策略中引入最小化钻井立管角度响应的目标函数及其约束条件进行最优化动态期望位置规划,并通过“海洋石油981”深水钻井平台及其立管系统进行了仿真验证。     

水下灌浆定形式海底管道立管固定装置研究

针对海底管道立管管卡发生损坏或者脱落,影响海底管道安全运行的情况,研制新型水下灌浆定型式海底管道立管固定装置。讨论水下管卡的结构形式,材料的选择及管卡灌浆的工艺流程。实验证明,该新型管卡能够代替原有管卡很好地对立管起到保护作用,能确保海底管道的安全运行。     

主作业船靠近平台带缆的设计与应用

新建导管架在老平台附近安装,主作业船锚位受限较大。且老平台旁钻井船正位于主作业船的锚缆设计位置。采用主作业船与平台带缆辅助锚泊的设计使用高强度尼龙缆与主作业船锚机相连,系固在老平台桩腿处,用以替代工作锚。该方案通过对浮吊锚泊进行受力分析,将带缆受力代入老平台整体强度和带缆位置局部强度的分析,证实老平台结构和桩基强度满足要求。导管架海上安装顺利开展。     

钢悬链线立管延长使用寿命方案研究

通过对南海某在位半潜平台钢悬链线立管的疲劳分析,确定了触泥点和平台悬挂点为立管疲劳损伤的关键区域,在此基础上提出了半潜平台移位、改变立管长度和增加立管浮力3种立管延寿方案。对这3种方案进行了强度和疲劳分析。结果表明,3种方案均可将立管疲劳寿命延长一倍,并同时满足极限海况下的强度要求。对3种方案进行敏感性分析,得出了各方案的有效性和适用性,可为深水钢悬链线立管延寿方案设计提供参考。     

深水开发中的海底管道和海洋立管

随着中国海洋石油天然气工业的发展,越来越多的油气资源在水深约500米的深水区被勘探和发现.不管用于处理的浮式装置采用什么类型,海底管道和海洋立管始终是海洋基础结构中的关键部分.本文探讨了在中国海域具有重大应用潜力的各种各样的管道和立管概念,重点论述了类型选择、工业标准、工程挑战、解决方案和海上安装.不同类型间进行了简单的对比,给出几个例子展示了所提出的概念.最后得出结论,某些管道和立管方案在中国的深水开发中是非常有潜力的和可行的.     

深海钢悬链线立管（SCR）安装强度分析

在研究深水钢悬链立管（SCR）安装方法基础上,结合实际工程安装经验,提出了深水SCR在J-lay这种铺管方式下的安装方案,应用专业立管安装分析软件Orcaflex对各个安装过程进行实例分析,对安装过程中立管的安装强度进行校核。     

深水钢悬链线立管(SCR)安装分析研究

海管(立管)是海底生产系统和浮武装置之间的关键连接.随着海洋油气开发水深的不断增加,对海管(立管)自身以及辅助施工设备的性能都提出了更高要求,施工及正常作业的安全保证愈加重要.基于立管分析软件Orcaflex,针对项目中的SCR立管进行了安装分析,并依据规范进行应力、应变校核,可为深水安装分析及方案的确定提供一定的技术参考和理论支持.     

深水开发中的SCR立管系统

钢悬链线立管(Steel Catenary Riser,SCR)作为一种全新的深水立管系统已经在国外多个项目中应用.阐述了SCR立管的关键技术问题:立管与浮式结构的界面、静态结构设计、立管之间的干扰分析、动力学分析、疲劳分析及安装分析,介绍了SCR立管的主要设计规范和软件.展望了SCR立管在我国深水开发中的应用前景.     

新型深水立管提升系统设计及展望

描述了深水油气开发中立管安装工艺、关键技术和分析方法。针对S型铺管船进行立管安装时存在的托管架难以靠近平台、张力转化复杂,水下操作多等难题,设计了一套全新的深水立管提升系统。该系统适用于1 500~3 000m水深处钢质悬链线立管(SCR)的安装,实现了S型铺管船在铺管完成后即能直接进行安装立管,减少了大型船舶的动复员,有效节约了成本。另外,这套深水立管提升系统通过改进也可用于安装其他管道上的结构物。     

深水钢悬链立管弃管回收技术研究

阐述深水钢悬链立管安装中的弃管回收工艺,采用理论分析和数值分析相结合的方法,对深水钢悬链立管安装中的弃管回收进行分析.基于经典悬链线理论,编制钢悬链立管弃管回收分析软件SCRCOV,针对1500m水深和10 in SCR制定弃管回收方案,经商业软件ORCAFLEX验证,自编软件计算结果是准确的.     

深水钢悬链立管安装设计分析

钢悬链立管在墨西哥海域、西非等地深海油气田开发中,得到了广泛的应用。基于钢悬链立管的S型铺设,将钢悬链立管的整个安装过程分成三个不同阶段:立管铺设阶段、立管提升阶段以及立管移管阶段。结合实际深水工程案例,应用Orcaflex对钢悬链立管整个安装过程做动态分析,校核钢悬链立管在整个安装过程中的强度。     

超深水钻井立管总体性能分析

本文基于API相关规范,系统梳理了钻井立管总体性能分析的主要内容,形成了超深水钻井立管分析的总体流程,并分析了超深水钻井立管中张紧器及伸缩节等关键位置的模拟方法。在此基础上选择作业水深12000尺超深水钻井立管,在DeepC软件中建立了包括作业平台、张紧器、伸缩节及柔性节点等在内的系统模型,选择合适的海况进行立管总体性能分析,给出了钻井立管总体性能参数的分析方法和结果,为超深水钻井立管的设计和分析提供参照。     

深水钻井立管建模与角度安全控制

从水面钻井平台与水下立管联合作业的安全角度出发,提出一种将钻井立管的力学响应限制特性引入水面平台动力定位闭环控制中的位置保持方法,实现水面钻井平台（或船舶）基于立管角度响应的动态定位。利用有限元方法建立包括立管系统质量、系统刚度、结构阻尼和水动力载荷在内的立管运动控制模型。联合水面浮体和水下立管的低频运动特性建立水面浮体运动偏移与水下立管顶端角度及末端角度的相对运动关系模型。在此基础上,设计基于立管运行响应的动力定位控位方法,实现对立管顶端角度及末端角度的安全控制。仿真结果表明,所提出的方法可行,在外界突变的环境载荷瞬时作用于水面浮体时,能更快地跟踪新的期望最优位置,保证钻井立管运行在安全界限内。     

自升式平台滚装安装海上升压站组块技术

目前海上升压站组块的安装主要是通过浮吊船吊装安装，文章结合滚装装船技术介绍了一种利用自升式平台滚装安装海上升压站组块的方法，主要从施工流程设计，需要的施工工具及特殊结构，对自升式平台的要求，海上施工关键环节及相关计算分析几方面进行技术方案介绍及论证。通过这些论证可知，当自升式平台的有效甲板面积，甲板承载力，可变荷载及吊机能力符合要求时，配合专用的施工工具，可在海上通过轴线车将升压站组块滚装安装到导管架上。这种方法无需使用大型浮吊即可完成升压站组块的安装，可降低海上安装费用，丰富升压站组块安装的手段，在今后升压站组块的安装中有着一定的推广意义。     

钢悬链线立管整体干涉分析研究

深水海洋立管具有柔性,特别是极端海况条件下,相邻立管之间可能发生互相干涉而增大立管的应力,从而影响其疲劳寿命.钢悬链线立管相比顶张力立管,有效张力较小,对环境载荷作用更加敏感,更容易发生碰撞.基于动力学分析软件OrcaFlex建立有限元模型,从允许碰撞的角度出发,对串列布置于张力腿平台上的两根钢悬链线立管进行整体碰撞分析,研究立管间距、尾流模型、拖曳力系数、海流流速和柔性接头刚度对立管碰撞的影响,阐述对碰撞范围、上下游立管相对运动速度、最大碰撞速度和最大碰撞能量的影响规律,为实际工程中立管的空间布置和结构优化设计提供参考.     

多点系泊FPSO立管支撑结构设计

多点系泊FPSO的首部和尾部均布置有系泊缆,立管通常布置在舷侧中部,因此需要在舷侧安装相应的结构以支撑海底钢悬链线立管（SCR）载荷及甲板上部立管平台和立管提拉设备模块的重量。同时为了防止舷侧立管遭受其他船舶的撞击而发生泄漏和损坏,需要安装立管保护结构。本文以大连船舶重工集团为国外船东设计和建造的一艘30万吨多点系泊FPSO为例,从实际工程设计的角度阐述多点系泊FPSO舷侧立管支撑结构的设计要点,为今后多点系泊FPSO立管支撑结构设计提供借鉴。