深水半潜式钻井平台DP3动力定位能力分析

以一座深水半潜钻井平台为对象,研究其动力定位系统的定位能力。依据API规范对动力定位能力的分析方法和要求,对半潜平台动力定位系统进行环境载荷的计算与分析,建立了动力定位系统的分析模型,编制了动力定位能力计算程序,针对平台推力系统的完整模式和各种失效模式,计算并绘制了平台在作业工况和待机工况下动力定位能力曲线和静态功率消耗曲线。计算结果表明,该平台的动力定位系统能够满足DP-3级别要求,能保证半潜钻井平台在设计海况下正常作业。     

“海洋石油982”号定位作业的策略选择

通过对“海洋石油982”号(以下简称:HYSY982)动力定位系统和接泊式锚泊系统的介绍,结合平台设计服役海域水深、海况等作业特点,分析讨论HYSY982定位系统在不同水深、环境下的定位作业模式特点,不仅能为平台海上定位操作提供合理的作业指导,而且能为作业者提供更加经济、高效的多种作业模式选择,从而实现同级别第六代深水半潜式平台从浅水到深水全覆盖的优越市场竞争力。     

水声定位在平台动力定位中的发展和现状

浮动式及半潜式钻井平台是远海大深度油气开发的基础装备,而具备水声定位能力的动力定位系统又是该类平台的关键设备。在远海GPS精度较低,同时需要进行海底井口及水下作业机器人的定位。因此,深海作业的钻井平台上的动力定位系统普遍应用了水声定位技术。本文介绍了水声定位系统的基本分类,当前国际上应用于钻井平台的主要的水声定位产品,以及国内的水声定位技术水平,并提出了我国水声定位技术在钻井平台动力定位系统中未来几年的发展趋势。     

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。     

船舶动力定位系统中的测量设备

动力定位系统的测量设备决定了动力定位系统的功能及精准度的实现。文中详细阐述了动力定位系统设备组成中的各种测量设备及其配置数量和安装位置,针对不同船舶的不同作业需求,确立该船(平台)动力定位的作业环境要求,并按照具体作业特点确定船级社动力定位系统入级符号,以确保最终选用具有较高性价比的测量设备。     

VS468型三用工作船动力定位/操纵杆系统

动力定位系统是通过钻井平台／船舶的动力推进系统(可调桨、例推、方位推等)控制其在海洋中位置，本文介绍了三用工作船上此系统的配置和功能。     

作业水深对浮式半潜平台波浪砰击的影响

结合模型试验,基于数值重构和外推的计算模型,采用时域全耦合分析方法,对浮式半潜平台全水深锚泊系统以及风、浪、流载荷的联合作用进行模拟,针对动力辅助锚泊定位平台与锚泊定位平台在不同作业水深下的波浪砰击进行对比研究。研究结果表明:浮式半潜平台关注点处波浪砰击次数受作业水深的影响敏感。平台在同等环境工况下,关注点处负气隙以及波浪砰击次数随着作业水深的增加而加剧。动力辅助锚泊定位平台较之于锚泊定位平台的随动性更好,可有效减小平台与水质点的相对运动,作业水深变化引起的动力辅助锚泊定位平台同一关注点的砰击次数、气隙变化以及改善幅值明显优于锚泊定位平台。在平台设计过程中,作业水深对平台气隙和波浪砰击的影响应引起重视。     

作业水深对浮式半潜平台波浪砰击的影响

结合模型试验,基于数值重构和外推的计算模型,采用时域全耦合分析方法,对浮式半潜平台全尺寸锚泊系统以及风、浪、流载荷的联合作用进行模拟,针对动力辅助锚泊定位平台与锚泊定位平台在不同作业水深下的波浪砰击进行对比研究。研究结果表明：浮式半潜平台关注点处波浪砰击次数受作业水深的影响敏感。平台在同等环境工况下,关注点处负气隙以及波浪砰击次数随着作业水深的增加而加剧。动力辅助锚泊定位平台较之于锚泊定位平台的随动性更好,可有效减小平台与水质点的相对运动,作业水深变化引起的动力辅助锚泊定位平台同一关注点的砰击次数、气隙变化以及改善幅值明显优于锚泊定位平台。在平台设计过程中,作业水深对平台气隙和波浪砰击的影响应引起重视。     

动态定位系统在深海钻井船上的应用

随着海洋石油工业由浅海向深海的转移,动态定位系统在海洋工程船舶中的应用越来越广泛,动态定位的级别也越来越高。本文就世界首艘圆筒形钻井平台某深海钻井平台的动态定位系统进行简单的阐述。     

不同风向和风速下动力定位船舶的动力响应分析

海上作业的海洋结构物须有良好的定位能力以方便各种工程的实施,为了实现高精度、不受水深影响的定位,越来越多的深海作业船舶倾向于安装动力定位系统。本文参考了某动力定位船舶的船型参数与船体响应幅值算子,利用OrcaFlex水动力软件模拟计算不同风向、风速下的动力定位船舶动态响应运动情况、推进器的反力和反力矩,实现了对动力定位船舶在不同风向下的动力学分析,得出不同风向和风速对船舶动力定位精度的影响,确定了船舶动力定位时的最佳风向并提出了若干工程建议,有助于船舶动力定位的优化设计及保证海上安全作业。     

深水定位系泊系统关键设备的三链轮锚机控制操作研究

定位系泊系统作为深水半潜式钻井平台的关键设备之一,已广泛应用于深水平台的作业中。介绍了深水定位系泊系统关键设备——三链轮深水定位锚机的主要组成及功能,尤其对它的操作界面及操作流程等进行了重点说明和研究。     

深水半潜式钻井平台锚泊定位系统调试工艺研究

深水半潜式钻井平台配置的锚泊定位系统界面非常复杂,使系统调试周期长、跨专业协调工作增加及调试难度增加,因此掌握整个锚泊定位系统的调试工艺非常重要。以“海洋石油981”锚泊定位系统为例,分析整个锚泊定位系统的调试工艺,对半潜式钻井平台的锚泊定位系统调试有一定的指导作用。     

动力定位DP-3附加标志在钻井平台上的设计与应用

介绍了在深水半潜钻井平台“海洋石油981”上采用DP-3入级附加标志的动力定位系统的设计情况,包括采用的理由以及对推进器、电力系统、控制系统及电缆走向的设计分析。作为我国在海洋工程重要项目上的首创设计,有较好的指导意义。     

基于南海环境条件的半潜式钻井平台设计环境参数分析

南海环境条件复杂多变,深水、高压、低温、波流的不规则性以及内波的存在等使半潜式钻井平台设计面临重大挑战。研究海洋环境条件的意义是在现有的平台设计水平和设备技术水平条件下,确保该海域作业的半潜式钻井平台的作业性、安全性和经济性。研究南海海域的环境特征,可应用于南海半潜式钻井平台设计中不同工况的海况参数选取。     

超深水半潜式钻井平台双井架钻机关键作业工艺分析

结合双井架钻机作业特点以及超深水半潜式钻井平台钻机配置要求,进行超深水半潜式钻井平台双井架钻机布置方案设计。在此基础上,对双井架钻机关键作业工艺进行分析,形成一种适合超深水半潜式钻井平台双井架钻机的钻杆、套管以及隔水管处理工艺和钻井作业工艺。分析结果可用于指导钻机系统设备配置选型,确定双井架钻机作业过程的载荷,指导双井架的设计,指导现场作业施工。     

基于贝叶斯网络的半潜式钻井平台钻井设备系统可靠性分析

半潜式钻井平台的系统可靠性是保证其正常进行安全生产作业的重要指标。当前,国内对半潜式平台的可靠性研究主要集中于平台结构的可靠性上,对平台系统可靠性少有涉猎,并且传统可靠性分析方法难以定量分析某个设备的失效对系统可靠性的影响。本文提出应用贝叶斯网络法来进行半潜式钻井平台系统可靠性分析,通过设备间的依赖关系来确定网络结构和节点参数,建立贝叶斯网络模型并计算出系统可靠度,再对钻井系统进行故障诊断,推算钻井系统中各个根节点的后验概率,并成功找出钻井系统中的最薄弱环节为顶驱装置(Top-drive Drilling System, TDS),从而有针对性的对顶驱装置进行优化,可以有效提升半潜式钻井平台系统可靠性。     

半潜式平台控制系统的研究与开发

半潜式平台系泊定位控制系统的研究成为开发深海资源的重要关键技术。针对于此,建立了深水系泊试验控制系统,采用自动定位控制、PLC和变频控制技术,实现对实物和模拟锚机的收放索的控制,以达到模拟平台的位移目标。深水系泊自动定位试验系统的研制,对于我国半潜式平台的发展具有重大战略意义。     

半潜式钻井支持平台在不规则波中的时域耦合分析

基于三维势流理论和莫里森方程,运用水动力软件AQWA,计算半潜式钻井支持平台的水动力特性。同时运用时域耦合方法,计算了风、浪、流共同作用下,半潜式钻井支持平台在三种工况(迎浪、斜浪和横浪)下的运动响应及系泊系统动力响应。时域耦合分析结果验证了该钻井支持平台满足规范要求。     

深水半潜式钻井平台主尺度论证研究

随着当今全球气候环境变化、平台作业水深和钻深的增加、以及平台安全性、作业效率要求等,需要半潜式平台的运动性能、稳性储备、定位性能、可变载荷、总体布局等达到先进水平,而这些性能指标都与主尺度密切相关。研究深水半潜式平台的主要型式、结构组成和发展趋势,论证平台各设计指标参数对主尺度的影响,为半潜式平台方案的主尺度选取提供依据。     

深水半潜式钻井平台纤维材料系泊方案研究

针对一个工作于墨西哥湾海域1500m水深的半潜式钻井平台,选择polyester PET,polyester PEN和HMPE三种合成纤维材料及不同轴向刚度进行系泊方案设计,考虑系泊线的非线性动态特性和平台与系泊线之间的相互影响,在时域内进行耦合计算分析.并与传统的锚链钢缆组合的悬链线式系泊方式进行比较,发现悬链线方式很难保证平台的活动半径在要求范围之内,而由新型纤维材料组成的张紧式系泊方式则能达到良好的定位效果.经进一步对三种材料系泊系统对平台运动和系泊线受力以及经济性的比较,确定polyester PET最满足此半潜式钻井平台的安全作业要求.