SDPSO平台储油系统油水界面监测方法研究

油水界面监测是保证储卸油顺利进行,油水置换工艺安全可靠的关键。针对一种新型的深水立柱式Spar钻井生产储卸油平台(spar drilling production storage offloading,简称SDPSO)的特点,在综述储油舱液面监测方法及1:40模型试验液面监测方法基础上,对其进行油水界面监测方案研究。使用连续监测与高位/低位警报位置监测相结合的方式是适宜的,考虑到实际应用时的系统安全,对连续监测及高位/低位报警监测须至少设置两种独立的监测方式:连续监测采用流量计及压差法监测,高位/低位警报位置监测采用射线法、电容式方法、振棒物位开关监测。另外考虑到监测系统的可靠性,对每种检测装置需设置备用的监测回路。

SDPSO储油系统油水置换中试试验研究

走向深水是世界石油工业发展的必然趋势,一种新型深水立柱式Spar钻井生产储卸油平台概念SDPSO应运而生.油水置换储油技术是新型SDPSO平台能否成功应用于深水油田开发的关键核心技术.论文针对我国南海深水边际油气田开发的实际需要,设计和开展了SDPSO水下油水置换中试试验研究,详细分析静态、动态、极端海况等情况下SDPSO油水置换过程中水中含油量的变化.试验结果表明SDPSO平台储油系统的生产水含油浓度远远低于国家相关的排放标准,且极端海浪环境引起的平台大幅度6自由度运动对置换水中含有的浓度无明显影响.此外,水缓冲舱在一定程度上可起到分离油水的作用.这些成果初步验证了SDPSO油水置换储油工艺的安全性和可行性,为SDPSO平台的设计和建造提供技术支撑.

一种求解高校路网问题的新型自平衡SDPSO算法

根据智能算法中的粒子群(PSO)算法思想,利用实际的高校地理数据,以离散PSO算法为核心,结合运筹学旅行商问题,给出一种规划高校交通路网的新型自平衡机制PSO算法模型,即SDPSO算法。以Visual Studio 2005、MapInfo8.0、MapX5.0为系统开发工具,实现算法求解。实验结果表明,此算法不但能解决实际路网问题,而且具有一定的自我平衡搜索能力,改善了原有性能。

深水SDPSO平台油水置换储油舱模型尺度影响研究

为探究深水SDPSO平台油水置换储油舱的模型尺度影响,定义了原油在水中的“扩散强度”参数y,进行 试验研究的缩尺设计和数据分析,采用三种原油、三种缩尺模型进行了室内油水置换试验.研究发现,模型 缩尺比的减小强化了油水置换中原油向海水的传质和原油对舱壁的传热过程,对油水置换工艺产生不利影 响.置换排出水的平均含油浓度与模型的缩尺比呈正相关,与原油中密度大于海水的沥青质含量呈负相关, 与原油密度无关.结合实际生产的特点,测量油水界面的厚度小于储油舱高度的1%.结合温度数据的处理, 验证了高凝原油因模型舱缩尺比减小而导致的严重“舱壁凝油”问题,该问题对SDPSO平台油水置换储油工 艺的制约性大于“油水界面”问题以及“置换水含油浓度”问题.

深水SDPSO平台油水置换储卸油系统排出水含油量研究

深水立柱式干树钻井生产储卸油平台(SDPSO)平台是一种具有采油与储卸油功能的新型多功能深水浮式平台,油水置换储油技术是其核心技术,为保证平台投产后不会对海洋环境造成污染,需对平台油水置换储油系统排出水的含油量进行研究。为阐明置换次数、平台运动和环境温度等对储油舱底部水中含油量的影响,按1∶15的缩尺比设计建造了一座深水SDPSO平台储油系统中尺度模型试验(简称“中试”)装置,根据上述试验目的设计了多组试验工况,并将中试得到的水中含油量数据与多组小尺度模型试验(简称“小试”)得到的数据进行了对比,探讨了模型试验的尺度效应对试验结果的影响。结果表明:深水SDPSO平台储油系统模型试验的尺度效应不明显,缩尺比对储油舱内水中含油量的试验结果影响不大;储油舱内水中含油量不会随着置换次数的增加而明显升高;风、浪、流导致的平台运动会增大储油舱内水中含油量;环境温度降低时,平台储油舱内水中含油量也会随之增大;平台储存重质油相比储存中质油,储油舱内水中含油量会有一定幅度升高;平台中心井能有效地起到分离油水的作用,从中心井排出到舱外的水中含油量远低于国内外含油污水排放标准。本文研究结果揭示了平台储油系统油水置换工艺的可行性,为深水SDPSO的研发提供了借鉴。

SDPSO油水置换模拟试验研究

SDPSO是一种集国外成熟的Spar平台技术与传统FPSO技术于一体的新型深水浮式平台形式,其深吃水的主体内部有巨大的空间可以通过油水置换技术来对生产出的原油进行储油和卸油。为了验证该储油系统的实用性,该项目在完成1∶83缩尺比的模型试验后,又进行了1∶50缩尺比的模型试验,旨在通过油水置换工艺模拟试验,对新概念Spar深水钻井生产储卸油平台(SDPSO)的储油系统油水置换工艺进行功能验证,通过检测并分析两次油水分离后水中含油量和油中含水量,确定SDPSO在满足储油功能的同时,置换出的水达到排放标准且不致油中含水量过高。

SDPSO平台储油系统油水置换工艺设计

新型Spar钻井生产储油平台(SDPSO)是一种新型的集"钻-采-储-运"四大功能为一体,具有干树钻井和干树采油能力的Spar平台。由于采用了经典Spar平台形式,新型SDPSO平台深吃水的浮体结构中部存在很大的自然空间,具备大量储油条件,因此可利用其进行原油储存,摆脱对浮式储油轮的依赖。利用Spar的结构空间进行原油储存涉及油水置换问题,需进行试验验证油水置换工艺的可行性。针对中轻质原油,进行新型SDPSO平台浮式储油装置油水置换系统的工艺方案设计。

SDPSO设计关键技术及其在西非海域应用研究

西非深水油气田是近些年海上油气开发的热点,在目前的中低油价市场环境下,寻找到更为经济可靠的开发方案是国际石油公司和工程公司努力的方向。由于西非海域海底管网极不发达,因而,目前海上油田开发中都需要使用具有储卸油功能的FPSO,同时还要使用拥有钻完井或修井功能的浮式平台。SDPSO是一种新型干树深水浮式平台,集“钻-采-储-卸”四大功能于一体,可以有效降低深水油田开发的总投资,同时它安全可靠,具有优秀的深水钻井能力、干树生产作业能力以及储油卸油能力大等优点,非常适合于西非深水油气田开发。SDPSO的核心关键技术包括油水置换储卸油技术与平台总体设计技术,论文首先对油水置换技术的发展现状、工艺设计研究以及动态置换模型试验研究进行了详细介绍,证明油水置换技术在SDPSO平台上应用的可行性。然后,介绍了一套自主开发的SDPSO总体主尺度快速设计软件FCAP-SPAR,该软件可实现SDPSO平台的船体主尺度快速规划设计、主要结构板材尺度设计、系泊系统设计及造价估算。最后,使用该软件,针对某西非深水油田开发的功能要求和环境条件,快速完成一型SDPSO平台的总体设计,并通过数值分析校核其在极限海况下的运动性能,论证其在西非海域的适应性。

Spar钻井生产储卸油平台油水界面监测试验研究

新型深水立柱式Spar钻井生产储卸油平台油水界面监测技术是保证该工艺顺利进行的关键技术之一。针对前期小试试验提出的静压式方法油水界面监测方案,本文开展Spar钻井生产储卸油平台储油系统1∶15缩尺比中试试验,考察静压式方法在该超长立柱式储油舱内的可靠性及适用性。研究结果表明:静压式方法在常规海况静态置换及一年一遇海况动态置换中对油水界面监测均具有稳定、可靠的测量特性,可适用于Spar钻井生产储卸油平台超长立柱式储油系统。另外,在监测系统中需设置高位/低位定点监测装置及精准的Spar钻井生产储卸油平台吃水监测系统以分别消除斜率偏差及曲线偏移引起的误差。

油水置换水下储油技术在海上油田开发中的应用

通过大量调研,对干式储油模式和湿式储油模式进行分析比较,回顾油水置换水下储油技术发展历史,给出国外已建成的26座湿式储油结构物的基本情况。以Hebron平台为例,介绍了混凝土湿式储油平台的主要特点,分析总结了油水置换储油的关键技术问题。介绍了国内油水置换技术的研究情况,提出了一种新型深水Spar钻井生产储卸油平台,并介绍了该平台储油系统的储卸油操作工艺流程、已完成的相关试验与计算研究工作。

新型SPAR钻井生产储油平台油水置换储油工艺

文章介绍了新型SPAR钻井生产储油平台(SDPSO)的储油机理以及原油存储和外输工艺方案。利用油水不相容原理和原油密度小于海水密度的特性,当SPAR平台内部储油舱与外界海水相通时,油水将在舱内的有限空间形成清晰界面。在海水静压力的作用下,储油或卸油时,相同体积的海水将会被挤出或补充进舱,并始终使储油舱保持充满状态,而不会影响平台稳态。该方案将使深海油气田的开发摆脱对浮式储油装置的依赖,大幅降低开发成本。

新型Spar钻井生产储卸油平台油水置换中试研究(Ⅰ)--试验与数值模拟方案设计

走向深水是世界石油工业发展的趋势,一种集干树钻井生产储油和卸油为一体的新型SDPSO平台应运而生。油水置换储油技术是SDPSO平台能成功应用于深水油田开发的关键核心技术。在中国海洋石油集团公司的大力支持下,北京高泰深海技术有限公司已联合国内多家高校开展了一系列SDPSO平台油水置换小型模型试验研究,初步验证了SDPSO平台油水置换工艺的可行性与优越性。针对我国南海深水边际油气田开发需要和南海原油特性,开展SDPSO平台油水置换中试研究,设计一系列科学、严谨、合理的试验与数值模拟方案,建造一套成本较低、仿真度高、自动化程度高、操作简便、安全性能好的中试试验装置,研制一套精度较高的油水温度、水中含油量和油水界面位置在线测量系统,并在此基础上全面系统地研究SDPSO平台湿式储油系统涉及的置换水中含油和油水传热等多个关键技术问题。论文概要介绍油水置换储油技术应用于浮式平台存在的关键技术问题以及新型SDPSO平台油水置换中试的主要研究内容,并具体介绍了该课题研究工作的第一部分内容,即中试试验方案与数值模拟方案设计。

深水Spar钻采储运平台系泊系统研究

针对一种新型的深水立柱式Spar钻井生产储卸油平台（spar drilling production storage offloading，简称SDPSO）的特点，对其进行系泊系统方案研究；按照南海1500m设计水深，给出两种系泊系统方案，并进行了数值模拟计算；结果表明：在百年一遇的台风环境条件下，所设计的两种系泊系统均能满足要求；其中，钢链．尼龙缆．钢链系泊缆的系泊系统有更好的性能。同时，对SDPSO平台在340m水深的适应性进行了研究，并针对其特点及立管设计要求，对系泊系统进行了设计研究及进行了数值计算。研究结果表明：该平台水深适应性良好，系泊系统最大张力及平台总体运动均能满足设计要求。

深水Spar钻井生产储卸油平台涡激运动及其影响研究

针对应用于中国南海的新型深水Spar钻井生产储卸油平台进行了涡激运动特性与影响的研究。对该平台进行涡激运动拖曳试验,根据规范和动力学分析得出平台的拖曳力系数和升力系数,通过比较南海流速分布情况与平台涡激运动与流速关系发现:该平台在一般海况下即可发生幅值为10 m左右的涡激运动;对平台进行水池模型试验,进一步验证涡激运动拖曳试验结果并分析平台运动性能,对平台受到的脉冲拖曳力和升力载荷进行了初步校验。通过模型试验对平台涡激运动特性有了初步认识,发现在百年一遇条件下,平台脉动拖曳力载荷与升力载荷比为1∶3;一年一遇条件下,平台脉动拖曳力载荷与升力载荷比为1∶1。根据试验结果对数值模型进行了修正并与试验值进行比较,比较结果表明经过修正后的计算结果与试验结果取得了良好的一致性。比较了全尺度下涡激运动对于平台系泊系统和平台水平位移的影响,结果表明:涡激运动的存在使得Inline方向系泊张力增加5%,并使得系泊缆受力分布产生变化,位移增加27%;Between line方向张力增加15%,位移增加2.5%。涡激运动对于平台极限张力以及极限漂移出现方向还有待进一步研究。涡激运动对于平台系泊系统疲劳寿命的影响还需进一步研究。

深水Spar钻采储运平台极限强度可靠性分析

针对新型深水立柱式Spar钻呆储运平台(SDPSO)的结构特点进行极限强度可靠性研究,验证波浪弯矩年极值条件下其中间舱特殊储油系统结构的安全性。采用SESAM/Wadam软件对SDPSO平台进行水动力计算,利用序列统计法得到年极值分布;利用ABAQUS软件和改进的Rosenblueth法进行SDPSO平台极限强度计算,得到极限承载能力的概率分布。平台结构极限强度具有较高的安全水平,为深海立柱式海洋平台设计提供了依据和参考。

新型储油Spar油水置换工艺试验研究

新型钻井储油Spar平台的储油卸油功能的实现是该平台的关键技术及难点之一。该平台的储油和卸油功能依靠水与油的自然密度差,通过油水置换实现。为了验证该工艺的可行性,进行了1:83缩尺比的模型试验,试验包括储油系统油水置换过程模拟和平台运动油水界面晃荡模拟两部分。油水置换模型试验对储油卸油过程中排出的水样进行多次检验,水样含油量低于50mg/L。油密度越高,排出水样含油量越大,油水置换循环次数越多,水样含油量越大。模型试验验证了新型钻井储油Spar油水置换工艺这一关键技术的可行性,使新型钻井储油Spar平台的应用前景更明朗。

Spar钻井生产储卸油平台储油系统油水置换传热特性试验研究

发展具有钻、采、储、运综合能力的深水平台是海洋工程领域的热点之一,一种新型深水立柱式Spar钻井生产储卸油平台(SDPSO)概念应运而生。该平台采用油水置换工艺进行储卸油操作。当储油舱内某处的温度过低时,将发生凝油与析蜡现象,且较低的温度会使油相的黏度大幅提高,这降低了油水两相的流动,阻碍了油水置换工艺的顺利进行。因此有必要对SDPSO储油系统油水置换传热特性进行研究。论文通过SDPSO油水置换的中型试验,详细分析了常规海况及一年一遇海况下储油过程中储油系统油水置换传热特性。试验结果表明,储油舱内高温热油的热量主要是通过舱壁向外传输热量,而通过油水界面传输的热量很少。对于密度易受温度影响的原油,在置换过程中沿径向存在自然对流。储油舱内原油温降可用类似于苏霍夫公式的简易方式表达。经计算,在不设置加热设备的情况下,实尺度下保温层的2小时温降系数需低于1%。