State of the art for dry tree semi technologies

Dry tree semi is a fast developing technology and becomes more and more appealing to the operators as a solution for producing deepwater reserves. Utilizing a dry tree semi means spending less cost on well mainte-nance and interventions,while the production platform can be integrated and commissioned at quayside. This paper presents a comprehensive overview of various technologies for dry tree semi,such as E-semi,T-semi,paired-column semi and long stroke tensioners. Each dry tree semi concept is briefed in terms of global performance,top tension riser (TTR) tensioner system,quayside integration and feasibility to environment.

新型干树半潜平台整体强度分析

以新型干树半潜平台为研究对象,采用随机性设计波方法对结构水动力响应进行分析,计算波浪载荷和设计波参数,并对平台整体结构强度进行分析,依据规范对结构强度进行校核。结果表明,新型干树半潜平台整体强度和UC值满足相关规范要求。采用随机性设计波方法确定的平台上船体主导载荷为水平剪力垂向加速度工况;上浮箱立柱连接处、下浮箱顶部以及节点侧面区域为高应力区,对该区域应重点关注并进行疲劳强度校核。为新型干树半潜平台结构安全和后续疲劳分析提供理论依据,为平台结构安全提供保障。

基于抵消周期设计的干树半潜式平台水动力性能研究

基于抵消周期设计了干树半潜式平台,并对其水动力性能进行了研究。深吃水式干树半潜式平台不采用垂荡板等附属结构,将干式开发系统和半潜式平台的优点相结合。通过对结构主尺度的优化来降低平台的垂荡响应,使其能够支持干采油树系统。采用三维势流理论,运用SESAM软件对干树半潜式平台进行了水动力性能分析。运用HydroD模块对平台进行频域分析,得到平台附加质量、势流阻尼、幅值响应函数等参数。运用DeepC模块对平台进行时域耦合分析,得到平台加系泊系统后的时域响应。

新型垂向耦合多体低运动半潜平台运动性能研究

深海油气田开发中,干式采油树比湿式采油树具有更多优势。在半潜平台下部安装垂荡板可减小运动响应,从而使其能够采用干式采油树。本文基于多浮体三维势流理论,采用数值模拟和模型试验相结合的方法,对垂荡板和干树半潜平台组成的复杂垂向耦合多体系统的运动性能展开研究。数值计算结果与试验结果吻合良好,两结果均证明该新型平台拥有良好的运动性能。同时,对不同伸缩立柱长度和不同下浮箱重量展开逐步探索,得到其对垂向耦合多体低运动半潜平台运动性能的影响规律。本文的研究结果可为新型干树半潜平台的优化和使用提供参考。

新型干树半潜平台凝析油外输方案分析

考虑到凝析油气田开发的重要性,兼顾可行性、适应性和经济性,对新型干树半潜平台开展目标平台凝析油外输方案分析,确定动力定位穿梭油轮为外输最优方案。

新型深水干树半潜平台选型及总体性能分析研究

论文提出一种新型的干树半潜浮式生产平台概念。其创新点是把平台的立柱和甲板分开，从而使平台的主要尺度能够根据稳性和运动的优化要求进行独立选型。针对干树生产平台的技术要求，围绕稳性、控制垂荡运动及横、纵摇运动特性，对平台主尺度进行了优选，使其具有良好的稳性，同时又保证其垂向运动的固有频率高于波浪能量频率，并且使波浪力在波浪能量周期内有相对的抵消。分析证明，新型平台的稳性满足规范设计要求，并且运动性能良好。针对南中国海1500m深水环境，对采用传统的钢材料的锚泊系统和人造聚酯材料的锚泊系统进行了分析计算，验证两种系泊系统均能满足要求。最后，论文总结指出：新型的干树半潜平台是中国南海深水油气田开发的一种有效形式。

新型深水干树半潜平台水动力性能数值研究

论文以中海油研究总院研发的新型深水干树半潜平台为研究对象,在频域和时域上分析完整工况和破损工况下平台的运动性能、系泊系统性能和张力腿连接构件性能,并与相同主尺度的传统半潜式平台进行比较。研究表明,下浮箱能够增大平台的附加质量,从而使平台具有良好的垂荡运动性能,可支持干式采油树。此外,单根系泊缆断裂会对平台整体性能产生较大影响,而单根张力腿连接构件的断裂仅对张力腿连接构件的张力产生影响。

新型垂向耦合多体半潜平台伸缩立柱性能研究

在深海油气田开发中,干式采油树比湿式采油树具有更多优势。在半潜平台下部安装垂荡板可减小运动响应,使其能够采用干式采油树。论文对带有下浮箱的新型干树半潜平台进行探究,该平台通过伸缩立柱连接上部主体和下浮箱,且在横摇和纵摇两个自由度上能够自由转动,组成了垂向耦合多体系统。基于多浮体三维势流理论,采用数值模拟和模型试验相结合的方法,对该平台伸缩立柱的性能开展研究。数值计算结果与试验结果吻合良好,证实伸缩立柱响应性能良好。还就伸缩立柱长度和下浮箱重量对伸缩立柱性能的影响进行了研讨。研究结果为新型干树半潜平台的优化和使用提供了参考。

新型干树半潜式海洋平台垂荡运动性能研究

在深海油气田开发中,干式采油树比湿式采油树具有更多优势。为减小半潜平台的垂荡运动,使其能够采用干式采油树,对一种深吃水且具有大面积下浮箱的新型半潜平台的运动性能进行了探究。基于势流理论,采用频域和时域相结合的分析方法,计算了平台在多种海况下的运动响应,为新型平台的运动分析和设计提供指导。同时,开展了水池模型试验,将计算结果与试验结果相比较,验证了数值模拟结果的准确性。为进一步探究新型平台的运动性能,研究了下浮箱放置深度对平台运动性能的影响,并进行相应的模型试验。研究表明:下浮箱的存在可大幅改善新型干树半潜平台的垂荡运动性能。综合考虑平台运动性能和工程实际应用条件,确定了最合适的下浮箱放置深度值。

新型干树半潜式平台运动性能研究

为了经济有效地开发南海深远海天然气田,设计研发了一型适用于南海深水环境条件的新型干树半潜式平台,采用伸缩立柱的柔性连接将上部平台主体和下部浮箱垂荡板相连,从而使平台具有优良的水动力运动性能。介绍了该平台整体概况及各项基本参数,并基于三维势流理论,采用时域耦合计算分析方法,对新型干树半潜式平台运动性能分别开展了数值模拟和水池模型试验的对比分析。结果表明:新型干树半潜式平台运动性能的数值模拟结果和模型试验结果吻合度较好,且均满足相关要求,可以用于中国南海深水气田,实现干树采油。该新型平台为中国南海凝析油天然气田的开发提供了一种新的开发平台型式。

新型干树半潜平台凝析油外输计算分析

新型干树半潜平台抵御环境载荷能力较强,但是它对环境方向性不敏感。基于三维势流理论,建立新型干树半潜平台和外输油轮的多体系统计算模型,采用时域耦合计算方法对油轮抵达及油轮驶离半潜平台的外输作业工况进行研究,计算分析了不同风、浪、流环境条件下的外输油轮艏摇运动响应和外输系泊缆张力响应。研究结果表明:外输油轮的艏摇运动响应在非共线工况较为剧烈,而外输系泊缆在共线工况最大,且能够满足规范要求。该外输方案可以有效、安全实现新型干树半潜平台凝析油外输。

新型干树半潜平台疲劳性能分析

干树采油平台具有修井方便、操作成本低、易于维修建造等优势,目前仅成功用于TLP和Spar平台,相比于这两种平台,半潜式平台不受水深限制,易于建造、安装,但运动幅度较大。该文提出一种运动性能较好的新型干树半潜平台,采用谱分析方法对其进行疲劳分析。首先介绍了目前海洋工程领域比较常用的谱分析方法及其流程,然后对在位工况下新型干树半潜平台进行了总体强度分析和总体疲劳估算,确定了疲劳关键部位,最后利用谱分析法对这些关键部位进行疲劳分析,得到了各热点的疲劳寿命。计算结果表明,各关键部位的疲劳寿命基本满足要求,但是比较接近设计寿命,因此在后续的设计中疲劳问题仍需要重点关注。

干树半潜平台的选型设计

干树半潜采油平台近年来成为海洋工程领域的研究热点。此文以传统的四立柱四浮箱形式的半潜平台为研究对象。以南海为目标海域,针对干树采油要求进行平台主尺度选型设计,通过控制平台垂荡波频小峰和固有周期来控制平台的垂荡运动,在此基础上给出一组平台的主尺度数据,并对其进行稳性校核和运动分析。分析结果表明:该平台稳性满足规范相关要求,平台运动性能良好,满足干树采油要求。该平台的组块安装设计、系泊系统设计及系泊下的运动情况还需进一步的数值和模型试验研究。

新型多功能干树储油半潜平台研发

针对凝析油气田开发了一型适应我国南海环境条件的深水多功能干树半潜平台,平台运动性能优良,可实现干树开采、回接水下井口、油气生产处理、凝析油存储、钻修井等功能。平台由上部组块、主船体、细长柔性连接结构、垂荡板、顶张紧式立管(TTR立管)系统、系泊系统构成,结构特点为采用细长柔性连接结构连接主船体与箱型垂荡板。垂荡板采用箱型结构,承受作业吃水压力,可实现平台与箱型垂荡板的整体拖航,平台安装简易,细长柔性连接结构可在位维修或更换。平台立柱内设置储油舱存储天然气凝析油,解决凝析油存储外输问题。平台采用成熟系统系统集成,运动性能优良,海上施工风险可控,未来有望成为一种新的深水油气田开发平台型式。

新型干树式半潜平台浮体结构设计研究

为适应中国南海深水区域的油气田开发,研发出了一种具有渐变式立柱的深吃水干树式半潜钻井/生产平台(TCDDSemi)。平台的浮体采用了深吃水、变截面长立柱构型,即向底部逐渐扩大的渐变截面形式。结合干树式深吃水半潜平台的研发过程,通过采用压缩空气压载系统、全注水下浮体、压缩空气水密检测以及水密面板的三级正交加强筋设计等新兴技术,极大地提高了钢材的利用效率,达到了节省材料、减轻浮体自重的目的。对浮体的有限元(FEM)整体分析结果表明,浮体结构设计满足各工况强度要求。

干式井口半潜式平台技术的发展

随着海上油气生产逐步向深海发展,现有的干式井口支持平台TLP和Spar平台渐渐表现出其局限性,于是提出了将干式井口用于半潜平台的设想。文章介绍了几种新型干式井口半潜平台的设计理念,并指出新型结构设计所面临的新问题,对南海油气开发具有一定的参考意义。

基于时域分析的干树半潜平台性能分析

以1500 m水深某油气田为开发背景,分析垂荡板吃水深度及垂荡板连接方式对干树半潜平台的运动性能、系泊系统受力以及垂荡板连接构件性能的影响,通过时域分析方法,考虑多浮体、系泊系统、立管以及垂荡板连接构件直接的相互耦合作用,分析结果表明,垂荡板吃水深度对平台垂荡、横纵摇、垂荡板连接构件自身的张力以及转角均有一定影响,垂荡板连接构件的类型对平台运动以及连接构件自身的运动及受力影响有限。

新型深水干树半潜平台关键技术研究--2013年总结

总体介绍了课题研究背景和研究思路,围绕2013年工作任务,总结了取得的技术进步,包括平台的概念设计、整体运动分析、立管设计等新型的干树半潜浮式生产平台其创新点是把平台的立柱和甲板分开,从而使平台的主要尺度能够根据稳性和运动的优化要求进行独立选型。针对干树生产平台的技术要求,围绕稳性、控制垂荡运动及横、纵摇运动特性,对平台主尺度进行了优选,使其具有良好的稳性,同时又保证其垂向运动的固有频率高于波浪能量频率,并且使波浪力在波浪能量周期内有相对的抵消。

一种新型干树式半潜平台设计

开发了一种新型的深吃水干树式半潜生产平台(TCDD-Semi),该平台可用于中国南海深水区域的油气田开发。它的一个显著特点是立柱的截面形状呈现为渐变形式,而非传统的等截面形式。立柱的底部最大,向上逐渐变小,再结合适当的下浮体设计,能够为平台在服役前期及在位状态时提供足够的浮力以及稳性。最重要的是这种新型立柱的设计能够明显地减小平台在恶劣海况时的垂向运动,从而使在平台上布置具有干式采油树的TTR立管系统成为可能。此外,这种渐变式的立柱设计也有利于减弱平台在流作用下的涡激诱导运动(VIM)。分析结果表明这种渐变式立柱半潜平台可以明显降低平台的垂向运动,也可以在码头组装时提供足够的浮力以及在平台下沉过程中提供足够的稳性。平台优越的垂向运动性能可以使顶部张紧式立管的行程范围限制在10.5 m之内(包括平台偏移、垂荡运动、潮汐影响、海床沉降、热膨胀等因素)。分析结果表明平台的垂荡范围、水平偏移、倾侧角度、上部模块重心处的加速度等可以满足设计要求,证明了这种新型干树式半潜平台的可行性。

干树式深吃水半潜平台顶部张紧立管的设计与分析

用于深水油气开发的干树式顶部张紧立管(TTR)系统的载体平台是一种具有渐变式立柱的深吃水半潜钻井/生产平台(TCDD-Semi),该平台为中国南海的深水区域的气田开发而设计。文中介绍了该立管系统的设计与分析,提出了干树式采油立管设计方案,并进行了立管干涉、总体强度、疲劳、立管张紧器行程范围分析与核校。结果表明,立管在强海流中无碰撞,最大冯·米塞斯应力利用系数为0.88(规范要求不大于1.0),最小疲劳寿命89.4 a,大于20 a的设计服役期,张紧器最大行程33.1 ft,小于最大设计值35 ft。可见所述立管系统满足设计功能和工业规范要求,在具有恶劣海况条件的我国南海海域进行生产作业的深吃水半潜平台上设计安装干树式立管系统是可行的。