海洋水下设施生物污损及其控制技术研究进展

随着经济和社会的发展,以及我国海洋强国战略的实施,海洋水下设施不断投入使用,严苛的海洋环境使得生物污损问题凸显。生物污损会对海洋水下设施功能造成严重的危害,缩短其服役期,影响其正常运行。因此,需要采取有效的防护措施,抑制或减少生物污损,实现海洋水下设施的有效运行。本文综述了海洋生物污损及其形成过程,总结了生物污损对海洋水下设施的危害,概述了几种我国沿海发现的典型污损生物,总结了目前采用的生物污损控制技术或解决方案,并讨论了近年来新型防污策略的发展及生物污损控制技术未来的发展方向。

荔湾3-1气田水下设施布置设计中的一些考虑

荔湾3—1气田是中国第一个深水气田，由中海油与哈斯基石油（中国）有限公司合作开发。2006年4月，第一口探井荔湾3-1—1井钻探成功，海域水深1350m至1500m。2009年哈斯基石油（中国）有限公司委托马来西亚worley Parsons开展了该气田深水部分基本设计。目前该部分基本设计工作已近尾声，即将进入工程建设、采办、建造、安装实施阶段。作者于2009年马来西亚参与了这部分工作。在对外方设计理念理解的基础上，从海底管道专业角度对气田开发模式比选、水下设施布置方案比选以及荔湾3-1气田最终确定的水下设施布置方案进行了介绍，以供同行参考。

海洋油气田水下设施的防渔业损坏

为保障海洋油气开采的安全和顺利,文章以我国南海东部海域为例,在概述渔场和渔船基本情况的基础上,分析拖网对海洋油气田水下设施可能造成的损坏,并提出相关建议。研究结果表明:对海洋油气田水下设施影响最大的捕捞作业方式是拖网;双拖网渔船产生的最大拖曳力远大于脐带缆所能承受的最大拉力,很有可能损坏脐带缆等水下设施;应对渔船作业水域的海洋油气田水下设施采取保护措施,限制可能损坏水下设施的渔船作业,加强管理和培训以及通过技术手段对相关情况进行监测和处理。

一种测量水下设施水平度用的传感器

本文介绍一种新颖的压力变送器，它利用阀门切换的方式建立水平度测量的参考基准，凡是低于这个基准的，压力变送器输出正信号；凡是高于这个基准的，变送器输出负信号；信号大小与水平度偏差成正比，与深度无关。测量误差的绝对值不大于±１ｍｍ。并提出了解决海流干扰的措施。

内转塔式FPSO系泊系统及水下设施建设

随着海洋石油开发向深水区域的发展，对于包括FPSO、单点系泊系统、水下设施等在内的深水工程建设日益增多。本文通过实例，介绍了一种内转塔式系泊系统及相关水下设施的建设全工程，总结系泊系统及相关水下设施规划、设计、建造及海上安装国产化的经验。随着中国海洋石油的发展和壮大，海洋石油设施的国产化，无论是对国家、石油公司还是国内相关产业，都具有突出的经济性，极大支持和促进民族工业的进步，增强了社会和谐发展。

我国深水水下设施调试和预调试领域实现重大突破

5月7日,由中国海洋石油集团有限公司海油工程安装事业部自主设计、制造的“3000米级深水海管清管试压撬和化学药剂注入撬”在深圳赤湾石油基地陆地预制场地完成全部建造和陆地测试工作,该设备正式入列中国海油。该项工作历时三年,打破了西方三家油气工程服务巨头在该领域的技术垄断,填补了我国在"深海油气田开发水下设施调试和预调试"领域的技术空白,目前正在申报15项发明专利。

不作为侵权纠纷审理的若干问题——舟山太保与三航局、同盛公司船舶损害水下设施赔偿损害纠纷案

2003年8月28日，舟山太保承保的浙江省嵊泗县电力公司（以下简称嵊泗电力）所属两条海底电缆发生故障，造成停电事故。经上海市电缆工程有限公司、上海市基础工程公司测试、打捞、勘验，上述三次故障的损害原因均为锚钩所致。故障地点均在洋山深水港东海大桥138至140号排桩工程施工海域范围。

工程潜水在船闸水闸水下设施的检修中的应用

船闸及水闸设施设备在长期使用之后,难免会存在一些损耗和安全隐患,需要定期开展检查清理维修工作以保障水闸船闸设备的安全性和可靠性。工程潜水是船闸水闸水下设备检修过程中必不可少的作业环节,而工程潜水受到水下环境的影响存在一定的安全隐患,因此需要加强对工程潜水作业的研究与重视,明确工程潜水过程中可能存在的安全隐患以及相应的规避措施,保证工程潜水的效果和安全性。本文主要针对工程潜水在船闸及水闸水下设施检查、清理、维修中的应用进行探究。

水下生产设施涂装表面盐含量控制研究

在浸没于海水的环境中，涂层下的水溶性盐分会增加水分子的渗透压；当较多的水分子穿透涂层，就极易导致涂层起泡失效。相关标准和规格书，要求水下生产设施表面的可溶性盐分应控制在20mg/m^2以下。论文通过试验研究，得到了影响盐含量的关键因素以及达到20mg／m^2指标需要采取的控制措施，以确保海洋中的水下生产设施的防腐可靠性。

空化射流清洗技术及其在水下设施清洗中的应用

空化射流清洗技术通过控制压力、流速等参数使水流束经过空化喷嘴时产生大量的空化泡,空化泡在材料表面狭小区域内溃灭产生高达140～170MPa的微射流冲击,实现对水下设施的清洗。在清洗机理、保护防腐层、效率和耗能4个方面分析了空化射流清洗技术相对于高压水清洗技术的优势:高效、安全、节能、不破坏防腐层。采用空化射流清洗技术成功地对印度尼西亚某海底采油井的采油树接口适配器、液压阀、导向盘等设施进行清洗。该技术在海洋石油结构物、海底石油设施、船舶、海岸工程的清洗行业中,具有广阔的应用前景和发展空间。

水下油气设施阴极保护及电位测量技术研究进展

海上油气田水下设施投入生产后,各类型钢结构水下设施除涂层保护外,会采用牺牲阳极、外加电流或两者相结合的不同阴极保护技术的防腐措施,这些防腐系统的状态将会影响水下设施的安全和使用寿命。通过阴极保护检测和评估,能及时评估水下设施的腐蚀状态,及早发现异常并尽快采取补救措施,使设施长期安全运行。本文主要对阴极保护技术的基本原理、阴极保护的电位测量技术进行阐述,并对阴极保护在各类型水下设施的应用、电位测量技术的对比和应用情况进行分析,着重对辉固阴极保护监测系统(Fugro Cathodic Protection Monitoring System,FCPMS)的组成和应用成果进行介绍,以及对未来阴极保护技术和电位测量技术的使用趋势进行论述。

水下生产设施涂装防腐技术要点分析及探讨

水下生产设施包括水下管汇、跨接管、控制系统、油气处理系统等。水下设施表面涂层在服役期面临海水浸泡、高压、低温、冲击的腐蚀环境,涂层一旦失效很难维护。设施的阴极保护也对涂层产生剥离影响。作为油气资源开发的关键设施,其腐蚀防护性能要求极为严格。为确保水下生产设施涂装在寿命期内防腐的可靠性和免维护的预期,文章从表面处理和涂装两方面对涂装防腐技术要点进行了分析及探讨,对开展水下生产设施涂装防腐设计和施工具有一定指导意义。

无人水下发射试验设施方案设计构想

为考核水下发射技术并有效规避水下发射航行器的试验风险,发展无人水下发射试验设施已成为开展水下发射技术研究的重要技术途径。文中在借鉴国外试验设施设计思路的基础上,根据任务需求提出了锚泊式、桩腿自升式和沉箱式3种海上无人水下发射试验设施方案设计构想,分别简述了系统组成和功能、系统工作原理以及工作过程。3种方案均基于真实的海洋环境条件,较为逼真地模拟了真实的水下发射平台发射条件;采用无人值守方式以保证方案的安全性;并借鉴船舶、潜艇和海上平台设计等成熟技术增加了试验设施设计方案的可行性。最后从技术难点、组织实施和逼真程度等方面对3种方案进行了比较分析。分析结果可知,从海洋环境要素、组织实施、维护保养及技术实现难度等方面来看, 3种方案均可满足航行器水下发射和测试需求,其中锚泊式发射平台方案最具优势。

水下生产设施阴极保护系统设计

对于深水水下油气开采,水下生产系统的开发模式已经成为主流的深海油气开采模式,水下生产系统包含有水下采油树、海底管汇、海管终端、水下分配单元等等众多水下生产设施,且由于水下系统的高可靠性和不可维护性的特点,对于这些深水水下生产设施的阴极保护设计就显得尤为重要。本文主要依据2011年版DNV RP B401阴极保护设计标准,介绍了水下生产设施阴极保护的设计理念和设计过程,同时也简述了深水环境下阴极保护设计所需注意的主要事项。

水下生产设施用Inconel 625技术要求的构建

针对水下生产设施用耐腐蚀合金Inconel 625的化学成分、力学性能等技术要求缺少系统性考虑的问题,通过对相关标准规范的分析和实际水下油气开发工程项目实践经验的总结,分别提出Inconel 625纯材和在碳钢表面堆焊Inconel 625的技术要求。

水下生产设施用高压试压管帽设计和有限元分析

番禺35-1/2水下生产设施项目是中国首次全面采用水下生产系统的项目,在水下生产设施管线终端和在线管汇建造完成之后,要进行流体管线的水压试验及水下阀门单侧压差试验,试验时需将水下生产设施流体管端部封堵。由于试验压力比较高(46.5 MPa),且管线为全焊接无法兰连接,故需设计专用非标高压试压管帽。而流体管线设计标准采用的是ASME 31.8—2010《Gas Transmission and Distribution Piping System》,非标设计采用标准一般为ASMEⅧ第二册—2011《压力容器建造另一规则》或JB 4732—1995《钢制压力容器——分析设计标准》,因此需要对试压管帽的设计和分析方法进行研究,保证设计的合理性。基于JB 4732—1995,对端部外径为273mm的试压管帽进行了设计、有限元分析和计算验证,得到了合理的计算和有限元分析方法,设计制造的试压管帽成功应用于项目测试中。

水下生产设施紧固件防腐技术

目前针对海水浸没环境下的钢结构防腐主要采用牺牲阳极和防腐涂层联合保护的防腐方案,但对于很多水下生产设施上的螺栓螺母、铰接机构、锁定机构等紧固件来说,通常采用机械连接方式,与主结构之间的电阻较大,牺牲阳极无法对其进行很好的阴极保护作用,且这些紧固件之间和紧固件与主结构之间多存在一定空隙,极易发生缝隙腐蚀,同时由于紧固件的安装过程需要与施工工具进行硬接触,常规涂层又很容易破损,导致涂层的防腐效果降低。本文主要针对上述紧固件防腐可能出现的问题,对水下生产设施上的紧固件防腐方法进行分析和比较,并最终给出推荐的紧固件防腐方案。

水下生产设施安装技术研究分析

主要对海洋油气田开发中水下安装工程所需要的安装船类型、水下生产设施的安装定位和安装方法的选择进行系统研究,包括下水、定位、连接等作业。在上述研究的基础上参考DNV规范,分析安装船上起重机吊点各特征响应,并详细论述水下生产设施在安装过程中所受到的各种水动力荷载的计算公式,便于进行模型的力学分析。旨在通过对水下生产设施安装进行逐步分析,为设计及工程人员在对船舶类型要求、水下生产设施安装方法、安装仿真模拟等方面提供一定的理论和技术指导。

一种水下生产设施防溜桩设计及控制措施

打入桩是水下生产设施的重要基础形式之一,相比导管架或者系泊的大吨位桩,通常采用小直径细长钢桩提供竖向支撑。对于该类型的水下打桩作业,国内适用的施工资源有限,当采用大规格的打桩锤,特别遇到不利的土壤条件,溜桩风险和超打控制将成为关注的问题。本文结合实际工程,对溜桩的过程和控制措施进行了探讨,对比不同的防溜桩设计方案,并通过实例计算评估打入控制效果,可供同类型桩基设计及施工参考。

深海水下生产设施选材与腐蚀控制

对深海水下生产设施腐蚀选材与控制方法进行了论述。分析了深海水下常见的腐蚀环境和腐蚀行为,提出了水下设施选材的基本思路和关键部件的选材要求,介绍了三种常见的深海水下生产设施的腐蚀控制方法,旨在对深海水下生产设施选材和腐蚀控制提出建议。