深水半潜式钻井平台水下设备作业虚拟仿真教学平台构建

深水油气钻井与陆地及浅水的同类作业存在显著差异,给海洋油气工程专业学生的现场实习、实践带来了诸多困难。为加深学生对深水油气钻井工程装备的认知,采用虚拟仿真技术,构建还原度高、实战性强的深水半潜式钻井平台水下设备作业虚拟仿真教学平台,实现隔水管运移存储及下放、隔水管与上部升沉补偿装置及底部立管总成的连接、水下防喷器结构及安装等功能,帮助学生在无需前往深水平台的前提下、在虚拟环境中系统掌握水下设备的操控方法及作业程序,提升学生的深水钻井作业的工程实践能力。

复杂临水嵌岩端承桩基础施工技术研究

贵州省剑河至黎平高速公路平信特大桥的10号、11号主墩基础处于复杂临水环境,地质为粉质板子岩石,设计采用嵌岩端承桩。若采用传统的人工挖孔桩施工,风险大、周期长,难以满足施工需求。又因地形为坡面且邻水,无法正常立钻施工。文章经研究,结合实际地质、水文环境,搭设钻机平台,给冲击钻创造施工环境,解决了复杂临水环境嵌岩端承桩施工难题。

跨海大桥超低净空嵌锚式支座快速更换技术研究

某大桥为等截面预应力混凝土刚构-连续体系,标准跨径为70m。全桥支座为球形钢支座,最小支座高度仅为8.9cm,支座锚栓均采用永久性地脚锚栓锚固方式(嵌锚式支座)。2016年经过检测,该桥梁支座均出现不同程度滑板磨损开裂、锚固螺栓干涉、位移超限等病害,需全部更换。但受限于旧支座锚栓为地脚螺栓锚固方式,新支座安装存在旧支座螺栓无法重新使用、超低净空下需异位重新钻孔及低净空长锚栓植入等技术难题,国内尚属首次。以该桥支座更换难点为背景,提出针对性解决技术并得到成功应用。结果表明,该系统化技术可大幅缩短工期和降低成本。

海黄大桥南塔基础深水钻孔平台施工与环境保护措施综述

海黄大桥南塔基础钻孔平台为钢护筒与钢管桩组合平台,为深水基础施工中的先平台后围堰施工模式的第一步。该钻孔平台因地制宜、安全高效,减少了前期的技术准备、物资准备的工作量,加快了总体施工进度,有效地保证了施工安全、质量和生态环境。

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。

SEC标准确定证实储量边界的方法

SEC标准确定证实储量边界通常分两个步骤,首先确定油气藏边界,然后以井为基础确定证实储量边界。油气藏边界主要包括油气水界面、断层边界、地层边界、岩性边界及已钻遇的油气层底界等。按油气层底界外推圈定油气藏边界的核心问题是对油气水系统进行合理判断,最终确定按油气层底界外推、单井有效厚度之和外推还是按最大单层有效厚度外推。除非有确凿的证据表明没有气顶存在,否则,只能依据已钻遇油层的顶界海拔圈定上倾方向的油藏边界。SEC标准中把所有级别的断层均作为油气藏的断层边界。确定证实储量边界的核心问题是对合理开发井距的确定。对海上油气田,确定证实储量边界时还受到钻井平台波及范围的制约,目的是使证实储量具有较高的置信度以确保股民的最大利益。

三维载荷对海洋深水钻井隔水管强度的影响分析

随着海洋油气钻井向深水领域发展 ,钻井隔水管的受力越来越复杂 ,钻井隔水管的力学分析显得越来越重要。建立了深水钻井时在海流、波浪等海洋环境载荷的作用下 ,深水隔水管强度分析的三维有限元力学模型 ,考虑了隔水管在外载作用下的小应变大变形和轴向力影响的特点 ,引入了非线性理论 ,使计算结果更加符合实际情况。深水钻井隔水管一般要承受复杂的三维载荷 ,即波浪力和海流不在一个受力平面上。文章还针对深水钻井隔水管的实际受力情况 ,重点研究了海底暗流对钻井隔水管强度的影响。并对弯曲载荷分布规律进行了计算分析。研究表明 ,而在隔水管靠近水面的位置 ,其弯曲载荷最大。在这些弯曲载荷大的位置 ,应特别注意隔水管的强度问题。暗流对海洋深水钻井隔水管的弯曲强度产生显著的影响 ,在进行隔水管强度设计及现场钻井作业中 。

南海深水半潜式钻井平台井喷时可燃气体扩散规律

以南海某半潜式钻井平台为例,通过建立平台简化模型及气体扩散模型,模拟了南海环境下井喷天然气扩散行为,分析了可燃气云分布及发展规律。结果表明,风速5 m/s环境下产能200万m3/d气井井喷天然气在短时间内形成稳定的大范围可燃气云,垂直方向上扩散至井架中部区域,来风作用下钻台下风向区域处于危险状态。风速较小时,可燃气云主要向上部空间发展,发生燃爆后将直接造成井架顶部设备失效;随着风速增大,可燃气云达到稳定状态时间缩短,稳定状态下其空间分布范围减小,向下风向的偏斜角度增大,发生燃烧易导致井架坍塌而引发连锁破坏。由于建筑物阻挡作用,船首和右舷来风强度减弱,气流不稳定,可燃气云达到稳定状态所用时间长,稳定状态下其分布范围最大;船尾来风时,可燃气云主要分布在生活区,燃爆产生的超压、高温和强热辐射会对生活区设备和人员产生较大伤害;左舷来风时,天然气随来风迅速飘离平台,可燃气云分布范围最小,右舷固井泵室、应急发电机室和振动筛房等易受到气云燃爆风险的危害。这些研究结论可以为我国南海深水油气钻采作业应急救援提供科学指导,对深水钻井平台防火灾、爆炸具有一定的参考价值。

深水海洋石油钻井装备发展现状

为加快我国深海油气开发的步伐,有必要深入调研和跟踪国外深水油气勘探的动态和成功经验,了解国外深水海洋石油钻井装备的结构特点、现状和技术水平。对国外深水半潜式平台和钻井船的特点、现状及发展趋势,深水平台钻机和隔水管系统的发展现状和技术水平,以及深水钻井防喷器系统的工作特点及应用情况做了介绍,对我国深水钻井领域的发展具有指导作用。

旅大油田水源井处理系统腐蚀原因分析

渤海旅大油田三个采油平台的水源井水处理系统中LD10-1、LD5-2平台发生了严重的局部腐蚀,而LD4-2平台未发生腐蚀。通过对旅大油田各平台水源井水处理系统的水质、流速、腐蚀现状、腐蚀因素等对比分析,推断旅大油田水源井水处理系统管线的腐蚀是由于水流速较大,同时管线内部不平而导致的流体诱导局部腐蚀(FILC)。根据分析结果,提出了解决方案。

深水钻井平台被动补偿式钢丝绳摇臂机构设计与分析

通过增设蓄能器的方式设计了一种带有被动补偿功能的新型钢丝绳摇臂机构,将摇臂机构在天车升沉补偿运动中的富余能量加以利用,以提高深水钻井平台天车升沉补偿装置的整体补偿效率。通过改进钢丝绳摇臂机构的结构,使用液压缸和蓄能器组合实现了钢丝绳摇臂机构的被动补偿功能。通过钢丝绳摇臂机构的运动分析和被动补偿能量分析,得到了液压缸活塞杆伸缩规律以及浮动天车补偿位移与摇臂机构运动的关系,同时建立了钢丝绳摇臂机构被动补偿模型,并对液压缸中流体流量和活塞受力进行了分析。工程算例分析表明,运用该机构能有效提高天车升沉装置的整体补偿效率和能量利用率,为进一步设计和研究打下基础。

海洋浮式平台钻机井架动态响应的试验研究

深水浮式平台钻机井架在海洋环境载荷和平台运动条件下会受到较大的动态载荷。为评价浮式平台运动对井架动力响应的影响,以某海洋浮式平台及其配套的塔型井架为依据,按照相似原理设计了井架模型及其平台的6自由度运动条件,利用大型地震模拟试验台阵系统实施了动态井架试验;对振动台沿6个自由度方向单独激励以及模拟作业工况、生存工况和设计生存工况的6自由度耦合激励条件下井架各测点的加速度和动态应变进行测试。发现井架对于纵摇和垂荡激励最敏感,而对艏摇激励不敏感;钩载的变化对井架动态响应的影响不大;基于平台在风浪流沿不同方向入射的运动响应,发现在迎风迎浪迎流条件下井架的动态响应幅值最大,受力状况最恶劣。

对我国深水半潜式平台设计的几点浅见

从满足深水钻井工艺要求,适应深水油气生产需要,迎头赶上世界先进水平出发,对我国进行深水用半潜式平台的设计,提出了在总体设计方面的几点浅见。

深水油气开发装备及其关键力学问题

随着我国建设海洋强国战略目标的确定,开发深水油气资源的重要性和迫切性日益凸显,深水油气开发装备的核心技术亟待掌握。介绍了常用深水油气开发模式中主要装备的结构特点及功能,并分别对其在设计、制造、运输、安装过程中涉及到的关键力学问题进行了凝练,指出了我国未来海洋工程领域的发展需求和重点研究方向。该项研究成果可提升我国深水油气田开发装备的研发能力,并对我国在国际海洋工程技术上的地位提高具有一定指导意义。

半潜式钻井平台司钻虚拟操作系统设计

虚拟现实技术为在虚拟的数字世界中给人类营造真实的自然场景、生成人类想要表现和操作的对象提供了极为有效的技术手段和方法,由于其在经济性和安全性方面突出的表现,使其成为目前处理高端复杂系统相关难题的有效解决方案。本文提出的半潜式钻井平台司钻虚拟操作系统设计的主要目标是设计用于深水钻机司钻操作培训的虚拟操作培训系统,以解决深水半潜式钻井平台司钻操作的培训难题。

自升式钻井平台海上迁航阻力计算研究

针对自升式钻井平台在海上迁航时的迁航阻力计算提出了一种计算方法,此种方法在吸收和归纳国内外迁航规范、标准的基础上,对某国内典型形式的自升式钻井平台迁航阻力的计算方法进行了研究。考虑迁航过程中静水力拖航阻力、风阻力载荷和波浪阻力的作用,同时根据平台的具体布置形式考虑了平台风阻力的遮蔽效应。在计算得到平台迁航阻力总阻力的基础上,对拖船选择和拖曳设备的配备给出了具体要求。最后,对具体平台的迁航阻力进行了算例研究,并同该平台操船手册中给出的迁航阻力进行了比较,迁航阻力计算结果符合良好。

合肥港综合码头Ⅱ期工程水上钻孔灌注桩施工平台设计

水上钻孔灌注桩施工平台直接关系到工程安全、质量等。本文结合合肥港综合码头Ⅱ期工程,详细介绍了水上施工平台方案设计;并对纵横梁(杆件)、钢管桩强度和稳定性、地基承载力等进行计算。

浅谈钻井平台压载水的处理

本文介绍了船舶压载水的排放要求,压载水的危害、处理办法及钻井平台压载水系统。

丹江口二桥2号墩桩基钻孔平台施工设计

介绍了丹江口二桥2号墩桩基钻孔平台方案,分析了深水桩基施工平台体系的工况和力学模型,依据结构受力变形的计算结果和钢护筒平台施工特点,提出了施工控制措施。

深水半潜式钻井平台钻井设备配置方案的探讨

钻井设备配置是深水半潜式钻井平台的关键技术。本文着重就井架作业系统、BOP与采油树处理设备、隔水管移运设备、隔水管张紧系统、钻柱运动补偿装置等设备对半潜式钻井平台主尺度、总体性能和布置方案的影响作了探讨。