优快钻井工艺在海上钻井平台上的应用

面对复杂多变的海洋环境,海上钻井平台不但要为作业人员提供相对稳定的钻井作业条件,还要确保在狭小空间内钻井工艺安全运行。传统的原油开采技术很难应对海上油气开采过程中的困难和挑战。与传统的原油开采技术相比,优快钻井工艺在海上钻井平台上更具应用优势,可以提高海上油气开采效率,缩短海上油气开发周期。基于此,文章分析了优快钻井工艺在海上钻井平台上的技术优势、应用特点及应用流程,为海洋钻井作业人员提供参考和借鉴。

海上钻井平台油基岩屑随钻处理技术展望

海上钻井平台产生大量的油基岩屑,通常由拖轮运输至陆地交由具备危险废物处理资质的企业进行达标处理,转移过程中不仅会造成泄漏风险,还会占用大量的人力、物力和财力资源,而且转移不及时会给海上钻井平台的正常生产造成影响。亟待研发一种可在海上钻井平台进行油基岩屑随钻达标处理的工艺和设备,处理后的残渣满足要求后可直接排海,并能够回收油基岩屑中的矿物油用来配制油基泥浆,实现资源化利用。从工艺原理、流程、影响因素、处理效果以及设备运行参数等方面,结合海上平台的客观条件,探讨了化学热洗、溶剂萃取、热脱附以及低温催化蒸解技术在海上平台推广运用的可行性,可为海上平台油基岩屑随钻达标处理提供技术参考。

海上钻探作业平台的抛锚定位

通常用于海上钻探的平台分为自升式平台和浮式平台。浮式平台按其泊位形式又分锚泊定位与动力定位。对于浅海、近海工程钻探,主要使用锚泊定位,即在锚泊设备的作用下使钻探平台船在海上定位且漂移量很小。钻探平台在海上抛锚停泊时所使用的装置和机械统称为锚泊设备,主要包含锚、锚绳、绞锚机械、锚绳导向及系绳桩(将军柱)、发电机组等。

基于YOLO算法的海上钻井平台人员定位算法研究

针对海上钻井平台等环境中人员定位的需求,本论文旨在提供一种简化和高效的定位方法,仅利用摄像头配合YOLO目标检测算法进行定位。相较于传统的定位方法,本研究的方法具有成本低、不依赖特定硬件等优势,有望为该领域的定位问题提供一种新的解决方案。

黄-鱼原油管道海对海定向钻穿越技术浅析

海对海定向钻穿越是指定向钻的入、出土点都在海上,管道预制也在海上,可以减少对管线路由上的航道、交叉管缆等设施的影响,并有效保护环境,缩短施工周期,节省投资,满足不断发展的海上管道工程建设需要,市场应用前景广阔。基于此,以2022年的黄泽山—鱼山原油管道海对海定向钻穿越工程为例,介绍海上施工的工艺措施,为今后的海对海定向钻穿越工程积累宝贵经验。

基于元宇宙的海洋钻井平台实训教学系统设计

针对传统海洋钻井平台实训教学存在的学生参与感低、学习积极性差、难以引发情感共鸣等问题,将元宇宙技术引入海洋钻井平台实训教学中,构建与真实海洋钻井平台相映射的元宇宙空间。教学系统分为平台组建、平台漫游和平台认知三大功能模块,利用3D Max建立三维模型并制作模型动画,以Unreal Engine 4作为开发引擎,进行场景渲染和交互设计,学生可以通过HTC Vive设备与元宇宙进行交互,开展海洋钻井平台漫游体验与交互学习。教学实践表明,该系统对于实训教学起到了积极的促进作用。

海洋模块钻机钻井仪表和电控系统集成优化技术研究

随着海上油气开采的不断深入,模块钻机自动化程度越来越高,开展钻井仪表和电控系统集成优化研究具有重要意义。介绍了海洋模块钻机控制技术现状,并在此基础上进行深入研究,提出了一套以PLC控制技术为基础,将钻井仪表系统、泥浆泵控制系统、绞车电控系统及顶驱电控系统集成为一体化电控系统的优化方案,可为同类海洋模块钻机的设计提供借鉴。

海洋石油平台钻修机防爆电气设备管理

防爆电气设备管理是石油工作的重点,但因海洋石油钻井平台所处环境温度大,空气潮湿、含盐量高,要求防爆电气设备具备极高的防腐等级和防护能力,并要求相关部门对平台上所使用的电气设备进行核查,并颁发防爆合格证。简要分析了钻修机防爆电气设备管理现状,明确了平台爆炸危险区的划分标准及具体内容,最后深入提出了海洋石油平台钻修机防爆电气设备管理措施,以期实现对防爆电气设备的高强度管控,防止爆炸事故发生。

基于振动与声发射信息融合的海洋平台损伤定位方法实验

目前我国海洋平台特别是进入中后期服役阶段海洋平台的安全问题越来越成为制约其正常作业的重要因素。为保证平台服役期间的安全运行,以海洋平台模型为实验对象,通过预制损伤等物理手段模拟平台的不同状态,进行了基于振动与声发射信息融合的结构损伤定位分析实验。①振动定位法实验,经滤波后采用细化FFT法进行信号处理,分析了海洋平台模型完好与损伤状态下信号幅值变化率与损伤位置的对应关系,结果表明:振动法可以在垂直方向上确定损伤位置。②声发射定位法实验,通过确定能量计数的变化与损伤位置之间的对应关系,结果表明:声发射法可以在水平方向上确定损伤位置。③通过对上述两种方法进行信息融合,实现了对海洋平台整体进行损伤定位。④最后通过海洋平台状态监测模型进行了实验验证。结论认为,该损伤定位方法具有较高的可靠度与精确度,可以实现平台损伤的有效定位。

海上自升式钻井平台插桩阶段桩靴承载力计算

为了准确预测海上自升式钻井平台插桩阶段贯入深度,引入流-固耦合理论,建立了饱和黏土条件下土-桩靴系统的有限元模型,利用该模型对桩靴贯入均质与非均质黏土时的桩靴承载力系数进行了数值计算。结果表明,桩靴承载力系数的大小主要取决于土体强度和桩靴贯入深度:对土体强度非均匀系数较低的土体,桩靴承载力系数与桩靴贯入深度正相关,而土体强度非均匀系数较大的土体桩靴承载力系数与桩靴贯入深度呈负相关;当桩靴贯入深度为20 m左右时,桩靴的极限承载力系数为10.30(不考虑土体回流作用)和12.25(考虑土体回流作用)。给出了插桩过程中桩靴承载力的计算方法,并利用此方法计算了渤海5号平台在特定土质条件下桩靴的贯入深度,提出的计算方法由于考虑了整个插桩过程中土-桩靴相互作用、土体的非线性特性、桩靴底面的端阻力和桩靴侧面阻力等影响,预测的桩靴贯入深度更为合理,与传统计算方法的结果相差20%左右。

海上自升式钻井平台拔桩阶段桩靴上拔阻力的机理研究

在桩靴上拔分析中,提出了将上拔阻力分为桩靴上部阻力和桩靴底部吸力的概念,通过数值模型模拟了多种加载条件和不同桩靴贯入深度时桩靴周围孔压的消散规律和桩靴上拔阻力不同组成部分的变化规律,证明了这种概念的可行性和准确性;在此基础上,确立了桩靴在不同贯入深度上拔时土体不同的破坏模式,给出了桩靴底部吸力在平台工作荷载、上拔速度和贯入深度等参数变化时的发展规律,数值模拟的吸力变化范围在总上拔阻力的27%～80%,极限上拔阻力系数为12.62,这为平台上拔能力储备和桩靴底部环喷系统的准确设计提供理论依据.

海洋平台结构疲劳损伤与寿命预测方法

在系统地分析和总结国内外有关海洋工程结构的疲劳损伤及其寿命可靠性评估方法研究的基础上 ,提出了基于随机疲劳理论的海洋平台结构疲劳可靠性分析方法 ,以此作为结构疲劳理论发展的主要方向之一 .在此方法中 ,结合海洋工程结构的特点 ,提出了疲劳应力范围分布模型的修正 ,将疲劳寿命划分为疲劳裂纹形成寿命和裂纹扩展寿命两个阶段 .采用体系可靠度理论 ,分析了结构疲劳全寿命及其可靠性 ,然后将此方法运用到中国南海某一平台结构 。

海洋石油钻井平台吊机监测系统

介绍了海洋石油钻井平台吊机监测系统。该系统采用单片机作为下位机进行数据采集和处理,采用工业平板电脑作为上位机为操作员提供良好的操作界面。上位机配置嵌入式操作系统和触摸屏,为操作人员提供吊机的各种参数信息,同时将吊机吊臂及负荷的实际工作情况以动画的形式显示在屏幕上,为吊机的安全运行创造了条件。吊机监测系统在海上风力7级条件下测试数据表明,吊机动态显示数据非常准确,质量动态测试误差为0.2％;角度误差为±1°;水平距离计算误差小于0.2m。

近海边际油田勘探开发中若干关键问题探讨

近海边际油田勘探开发是解决我国当前能源危机的有效途径之一。应加大资金支持力度,大力完善有关勘探开发理论和技术,发展先进的技术装备,完善后勤服务,使海上油田开采“全面开花”;近海边际油田开发还应解决好几大关键问题:发展三维地震等先进的勘探技术;开发先进的钻井平台技术,用于海上油气资源的开采,完善管道铺设技术,加强油气资源的输送;注意油气勘探开发中的环境保护和安全保障问题。

TIG熔修提高平台立焊接头疲劳强度及实船应用

海洋平台的实际结构中大量裂纹产生在结构的立焊焊缝位置上。针对立焊特点 ,试验采用模拟实际结构的异种钢T型焊接接头 ,选用实际船台材料A5 14 EH3 6,制定适合立焊的熔修工艺及规范 ,并进行相应的疲劳试验。利用最小二乘法给出立焊时疲劳寿命的估算式及S—N曲线。试验分析结果表明 ,熔修试件疲劳强度提高 49.4% ,寿命增加 6倍。该补焊熔修工艺已试用于海洋平台实际结构的补焊修复之中。

基于CFD的海上钻井平台井喷天然气扩散规律研究

针对海上钻井平台作业过程中井喷失控后的天然气泄漏扩散问题,基于计算流体动力学(CFD)理论,建立海上钻井平台井喷事故后果的预测与评估模型。选取静风、全年平均风速和季风风速3种典型风况,对船艏、船艉、左舷和右舷来风条件下井喷天然气的运动行为及危险区域的分布规律进行模拟和分析。结果表明:井喷失控40 s后钻台区域井喷气体体积分数达到动态稳定值,甲烷较乙烷危险区域大,且受风况影响明显;10 min后悬臂梁和主甲板上井喷气体体积分数也达到动态稳定值;悬臂梁内部甲烷气体形成了较大范围的危险区域,易导致剧烈爆炸事故;船艏、船艉来风和低风速条件易造成可燃气体在生活楼或钻台区域通风效果较差的位置聚集;左、右舷来风和高风速条件有利于平台可燃气体的稀释和消散;风速越大,可燃气体对平台危害程度越小。

焊接技术在我国石油工程建设中的应用

石油工程领域中的焊接结构存在多种类型,其应用条件各不相同,对结构用钢的性能提出了不同的要求。综述了焊接技术在我国油气储运、钻采机械、石油化工机械和海洋平台等石油工程建设中的应用现状。随着石油工程建设中焊接结构复杂化程度的增加和应用条件的不断提高,解决其相关焊接关键技术将是未来石油工程建设中的重要发展方向。

海洋石油钻井平台建造焊接质量检验和控制方法探索

海洋石油钻井平台长期处于恶劣的海洋环境中,建造质量是保证其安全作业的重要条件,而保证焊接质量则是其关键所在,因此海洋石油钻井平台的建造过程必须制定详尽的保证焊接质量的措施和检验方法。本文介绍了海洋石油钻井平台焊接缺陷的种类以及成因、防止措施等,同时详细介绍了海洋钻井平台在建造过程的焊接质量的检验和控制方法。

南海内孤立波作用下顶张力立管极值响应研究

内孤立波能够引起强剪切流和巨大的冲击荷载,对海洋平台和海洋立管等海上结构物会构成危险,而关于内孤立波对海洋立管作用的研究很少。根据描述内孤立波的KdV-mKdV方程,结合改进的Morison公式,采用有限单元法在时域内对内孤立波作用下顶张力立管的极值响应进行了数值模拟,并就内波振幅、立管内流、顶张力、弹性模量和壁厚的变化对极值响应的影响进行了探讨。结果表明,内孤立波会引起立管较大的极值响应,在立管的分析计算中应该加以考虑。

我国海洋石油钻采设备发展综述

简要介绍了我国海洋石油钻采设备的发展过程和取得的成绩及与世界先进水平的差距,对我国石油钻采设备的发展提出了建议。