深水刚性跨接管设计的主要影响因素分析

水下跨接管通常用于连接管线与管汇、管线与采油树、管汇与采油树、管线与立管等,是水下生产系统重要的连接元件。从深水跨接管的优化设计的目的出发,提出了影响深水跨接管设计的主要因素,包括几何形状、功能要求、连接器、涡激振动、地质灾害、容许误差、安装要求、规范等。研究了上述因素对深水跨接管设计的影响规律,在此基础上阐明如何合理选择设计参数,旨在为深水跨接管的优化设计提供参考。

水下沟槽式管道连接件安装作业机器人设计

为实现沟槽式管道连接件的水下自动化安装作业,提高连接件安装作业效率,研制一种由控制柜和水下作业机器人主体两部分组成的用于沟槽式管道连接件水下安装、修复作业的机器人。指出本机器人的设计难点,重点介绍了机器人的设计方案。针对机器人要实现的具体功能和作业环境,设计关键机构和控制方式,编写了机器人控制的人机交互界面,最后制作了实物样机,样机陆地试验结果表明:水下沟槽式管道连接件安装作业机器人有较好的性能,机器人总体设计方案可行。最后提出了机器人水下集群作业的设想。

深水液压卡爪式法兰连接器的设计

海洋油气资源丰富,全球44%的海上油气资源储存在深水海域。因低温高压深海环境,加上复杂的地理、地质情况,所以开发难度很大。针对3000m水深油田开发中海底管道回接中无人刚性管道连接难题,充分研究国外大公司的网站资源及国外专利,提出ROV辅助作业的三种12英寸液压卡爪式法兰连接器的结构设计方案,三种方案在功能结构上均有新颖之处,选取最佳方案并进行了管道强度和稳定性计算、卡爪和法兰危险截面的强度计算,证明结构是可靠的。所设计的连接器将为结构可靠性及控制方面的深入研究奠定基础,是深水管道回接关键技术中的重要环节。

基于ABAQUS的深水连接器连接性能分析

为解决现有深水连接器连接性能研究中力学分析建模不准确,且缺乏抗弯抗扭能力分析的问题,基于ABAQUS有限元分析软件对深水连接器进行三维模型动态仿真分析,对连接器的受力、密封性能以及在实际工程需求中不同内压下的抗弯及抗扭性能进行深入研究。结果表明:在安装及生产两种工况下,深水连接器各部件除密封环外受力均满足其强度设计要求,密封环接触表面发生合理塑性变形,满足密封要求;随着内压的增加,深水连接器的抗弯能力逐渐下降,抗扭能力则呈现增加的趋势;极限弯矩分别在0 MPa与35 MPa内压下的判定依据为密封失效,在14 MPa与52 MPa内压下的判定依据为下毂座屈服,而极限扭矩在不同内压下的判定依据均为密封失效。

深水卡爪连接器防松机构研究及试验分析

针对深水卡爪连接器在工作时受到外界环境干扰造成的松动问题,本文设计了新型非螺纹防松机构。根据深水卡爪连接器密封结构特点,对防松机构受力特性进行分析,找出影响锁紧效率的主要因素,确定了卡爪连接器防松机构2个锁紧配合的角度。对卡爪连接器密封结构力学进行受力分析,得出卡爪连接器对拉力载荷的承载能力,计算出防松机构增益系数及防松力。通过运动性能试验,验证了防松压块及解锁压块与防松滑块之间的运动关系;通过等效受载试验,验证了防松机构在外载下具有良好的防松性能。研制的防松机构已经在我国南海水下320 m进行了示范应用,有重要的理论意义和推广价值。

顶部张紧立管回接连接器及安装技术

顶部张紧立管(TTR)广泛应用于TLP平台和SPAR平台,回接连接器是其重要组成部分。介绍了顶部张紧立管的类型和特点及回接连接器的分类、结构特点、工作原理、安装技术。液压驱动的细长型回接连接器的优点是体积小、承受弯矩和剪力大,适用于水深>1 500m的各种浮式平台,是今后的发展方向。

中国石油钻井院

中国石油集团钻井工程技术研究院（简称＂中石油钻井院＂,英文缩写DR）是中国石油天然气集团公司直属科研机构,主要从事钻井共性、特色、关键、储备技术和钻井新装备、新工具、新仪器和软件的研发,是中石油集团公司总部的钻井技术参谋部,钻井高新技术的研发中心,国内和海外钻井生产的技术支持与服务中心,钻井高新技术产业化基地。01 PCDS-Ⅰ精细控压钻井系统中国石油集团钻井工程技术研究院依托国家科技重大专项自主研制的PCDS-Ⅰ精细控压钻井系统,集恒定井底压力与微流量控制功能于一体,可进行近平衡、欠平衡精细控压钻井作业,

深水垂直管汇连接器样机研制

针对我国水下生产系统关键设备水下连接器被国外公司垄断的现状,以南海典型气田荔湾3-1所使用的垂直连接器作为研究对象,研制了深水垂直管汇连接器样机。该水下连接器的紧急解锁机构具备紧急解锁功能,提高设备可靠性;其导向定位装置可保证安装工具精准定位,保证二次锁紧顺利进行,提高安装效率;采用金属+非金属复合密封结构,密封性能好;小角度锥面自锁机构可在锁紧到位后保持锁紧力,安全可靠;限位机构可对锁紧机构进行机械限位,提高设备可靠性;关键部件采用耐蚀合金材料,并在其内部堆焊耐蚀镍基合金,具有很强的耐蚀性能。对垂直连接器样机进行了内压、外压、弯曲扭转、安装及密封、水池气密性等一系列试验,试验结果达到了项目预期要求。研究结果可为下一阶段水下连接器工程样机的研制和国产化提供有力的技术支持。

化学成分对深水管道连接器A694 F65钢冲洗压力帽锻件力学性能的影响

针对某深水管道连接器A694 F65钢冲洗压力帽锻件,在满足标准要求的前提下,设计了两种不同化学成分即合金元素存在微量差异的锻材方案,采用相同的锻造和热处理工艺进行加工制造,对两种锻件产品进行力学性能测试和金相检验。结果表明:为保证可焊性,在考虑碳当量的同时,降低碳、锰含量,提高铬、镍和钼等合金元素含量,锻件的显微组织为所需的贝氏体+铁素体,非金属夹杂物含量较低,材料强度满足产品设计要求;锻件低温冲击韧度满足产品设计要求,在-46℃和-18℃温度下的冲击韧度测试结果差异较大,随着测试温度的升高,冲击韧度测试结果的稳定性提升。

跨接管安装技术研究进展

随着我国海洋油气开发走向南海深水,深水跨接管作为水下采油树、管道终端管汇(PLEM)、管道终端(PLET)及输油管线间的连接管段,其安装技术尤为重要。通过对跨接管类型、跨接管连接方式、跨接管连接器类型的研究,分析总结了跨接管安装所需设备资源,对形成适合我国深水油气开发的深水跨接管安装技术,满足我国南海深水油气田开发的需要具有一定的指导意义。

深水防弯器快速连接器应用

深水防弯器快速连接器主要用于连接深水海洋生产设施及动态管缆防弯器。防弯器是限制局部变形进而保护管缆的重要附件。一般而言,防弯器安装需要潜水配合,但是超过一定水深,潜水无法作业。深水防弯器快速连接器为解决这一施工难题提供解决办法。文中依托流花项目,对深水防弯器快速连接器及其施工进行介绍,为今后深水防弯器快速连接器选型及施工提供一定的参考。

海底水平连接器应用实例及关键技术

随着海洋工程装备的不断发展升级,中国海洋油气资源开发进入了新的阶段,向着深海领域迈进。其中水下生产系统作为目前最主流的深水油气田开采模式,其最重要的基础便在于如何进行各种海底管线的铺设与连接。文章主要介绍了UCON-H(Universal Connection System, Horizontal Mode)水平连接器在国内某深水油气田跨接管线安装中的应用实例,总结相关经验及其中的关键技术所在。

深水防喷器系统可靠性分析

深水防喷器(BOP)作为深水井控关键部件,其可靠性对于保证深水钻井安全高效进行极为重要。通过分析墨西哥湾及中国海域深水防喷器失效事故案例、厂家安全公告并结合现场故障及维保经验,分析了"海洋石油981"平台(HYSY981)防喷器组失效故障模式。以井口连接器为例,进行失效模式及后果分析(FMEA),并通过基于信息公理(AD)与风险优先数(RPN)集结合的评估方法对风险因素科学排序。实例分析结果表明,通过FMEA分析,可以找出影响防喷器系统可靠性的潜在危险因素与薄弱环节,可从风险防控措施、风险处理方案、优化配件库存等方面为操作人员提供依据,实现提高深水防喷器系统可靠性的同时,也能为其他钻井相关设备系统提供支持。

新型机械接头在深水平台工程中的应用研究

传统法兰接头易发生“跑、冒、滴、漏”，维护及修复比较麻烦，成为海洋平台的主要危险源。新型机械接头——金属自紧式法兰，可以应用于严苛的高温高压工况，正确组装的话可实现零泄漏，无需后期维护，弥补了传统ANSI法兰的缺陷，在深水平台中有着广阔的应用前景。本文研究了其机械性能，优缺点，施工工艺及控制措施，为该接头的推广应用奠定了基础。