我国南海深水海域油气资源开发既是能源安全的迫切需要,也是维护我国海洋权益,行使南海海域主权的必然举措.发展海洋经济,建设海洋强国,海洋装备必须先行.海洋工程装备是四个大类海洋装备中海洋开发装备的主体.我国南海深水海域面积广阔,海洋油气资源十分丰富,但南海深水海域地理环境条件极为复杂,距大陆路途十分遥远.针对我国南海深水海域地理环境条件的特点,对于可采用的和适配的主要深水海洋工程装备的技术特征进行初步剖析,并就几种适合于南海深水海域油气资源开发的作业模式进行技术分析探讨,为我国南海深水海域油气资源开发提供一定的参考.
近年来海上勘探发现的油田储量规模越来越小,经济效益差的边际油田不断增多.研究投资省,可重复利用的设施成为开发边际油田的一条必行之路.移迁式平台结构简单,重量轻,建造周期短,平台可实现自安装,不需要大型施工船舶,投资省.并且移迁式平台可搬迁,可重复利用,是经济开发边际油田的重要设施.介绍了移迁式平台的主要类型,各类型平台的适用范围以及移迁式平台的建造安装方法,并结合应用实例详细介绍了移迁式平台的结构及用其开发边际油田的方案.
深水救援井具有高风险,高技术,高投入和高社会敏感性等特点.在深水作业井失控,常规救援措施难以有效实施时,深水救援井是公认的终极救援手段.目前我国救援井数量较少,深水救援井经验几乎为空白.在调研国内外救援井的基础上,对深水救援井一系列关键技术进行了梳理和分析.对救援井的井位选择,轨迹连通,压井和弃井等几项关键技术,进行了技术分析,可为后续的救援井研究提供一定参考.
稠油热采对完井设计提出了特殊的要求.结合渤海某稠油油田的实践经验,指出了稠油热采完井设计的技术热点,建立了热采井井筒温度剖面分析模型和生产管柱热载荷伸长量的计算方法.分析了不同注热温度和油管保温措施对注热效果的影响,对注热造成的油管,筛管伸长进行了评估,为完井管柱设计采取相关的技术措施提供定量参考.通过算例表明采用保温措施能大大改善注热效果,尤其是在注热温度较高的情况下,保温措施能显著降低沿程热量损失;采用具有低传热保温效果的管柱,可以缓解伸长量增加对井口预留空间的需求.
海上平台采油过程产生大量伴生气.为了有效回收利用这些伴生气,以往常用往复式压缩机进行加压.通过国内某平台一实际项目,论述了螺杆式压缩机在该领域的应用.列举了螺杆式压缩机相比往复式压缩机的优势:螺杆式压缩机占用平台面积只有往复式压缩机的43.8%,质量只有往复式压缩机的40.2%.
深水水下井口系统切割回收作业是深水钻井工程无隔水导管作业之一.介绍了我国自主研制的深水外悬挂水下井口切割回收工具系统各关键设备的研制,试验和改进完善进程.统计了10口井的实际作业简况,与国外技术进行比对,证实所研制的深水机械切割系列和动力切割系列装备都达到工程化应用水平.还进行了刀片受力分析和工程系统水力学设计,说明了作业排量和割刀喷嘴直径合理选配的重要性.
目前海洋油气研究中对导管架管节点的疲劳设计和校核,主要采用应力-寿命(S-N)曲线的方法,断裂力学方法的研究和应用较少.系统地介绍了断裂力学的基础理论,ECA评估,裂纹扩展率以及管节点评估方法和流程.最后通过应用JPEFA软件进行的评估实例,介绍了评估过程.
为了保证高压油气系统管线能够安全无泄漏投产,高压有毒流体,可燃流体管道在普通强度试验检验完毕后,依据规范要求必须进行泄漏性试验.采用氦氮混合气体作为试验介质对管道进行泄漏试验,利用氦气检漏仪的高灵敏度对泄漏量进行量化,能够精准地完成管道的泄漏检测.
在Matlab/Simulink环境下建立了海洋工程船操作过程的时域模拟平台,以并发的方式与可视化模块集成,可以实现海上作业的虚拟操作.通过对案例船"润江1"舷桥布放过程的操作模拟,获得了定点作业状态下的完整时历数据,对于海洋工程船的安全性评估和过程优化具有重要意义.
水下生产系统工程技术是未来深海油气田开发过程中的关键技术,而水下生产系统测试技术是其中的一个重要分支.根据我国目前深海油气田开发技术的现状,介绍了水下生产系统测试技术的内容及其发展,同时通过研究国外生产厂家和国内油气田开发实践,提出将完整性测试与试验作为国内未来发展水下生产系统测试技术的主要方向.重点阐述了完整性测试的内容和新产品研发所必须测试的内容.
首先对一条在建深水铺管起重船上起重机与船体连接部位的电滑环的原理,结构特点及特性做了介绍,然后对该起重机所用电滑环的安装技术进行详细介绍.研究结果可弥补目前生产厂家所提供电滑环设备手册指导性不足的问题,同时对后续的电滑环维护保养具有指导意义.这可为其他类似的海洋重型旋转装备的电滑环安装提供参考.
介绍了"蓝潮1001号"液压环梁插销式升降装置的概况.分别描述了其控制系统的工作原理,控制系统的配置,操控部位的设置,控制模式及液压动力装置的控制.该平台已投入使用,经实际运行证明,该系统可靠性和安全性高,结构简单,操作方便,能够满足风电安装平台的升降要求.
液化天然气(LNG)船围护系统的材料选择影响液货舱的结构设计,安全性设计和成本设计,其中金属材料是与设计和制造过程关联程度最大的因素.讨论了围护系统的承力构件和保温层的组成结构,考虑在-196 ℃具有可行性的低温金属材料有Invar合金,304L不锈钢,Ni9钢和A5083铝合金.材料的导热性能影响隔热层设计和焊接冶金,强度影响板材厚度的设计,厚度则影响材料的成本,加工,搬运,安装和焊接.总结了4种金属材料的材料性能参数和焊接性.
对液化天然气(LNG)管道工程中所使用的各种低温钢及其焊接工艺做了简要说明.针对国产Ni9钢,在多种焊接热输入条件下,讨论了二次焊接热循环对Ni9钢焊接热影响区组织性能的影响规律,分析了不同焊接热过程中的组织特征和脆化倾向.研究结果表明,Ni9钢并不适合采用单道焊.在多道焊热过程中,后续焊道的回火作用可以较好地改善其低温韧性.粗大晶粒组织的重结晶是提高低温韧性的主要因素.
对海洋石油平台钢结构焊接过程中的组对检验,过程监控,焊后外观检验等进行描述.分析了在一些焊接参数失去控制以后可能产生某些缺陷的原因,并强调了几点注意事项,总结出一套采油平台钢结构焊接的质量控制方法.可为保障海洋石油平台钢结构的焊接质量提供有效的参考.
目前海底输送原油管线基本采用双层保温结构.分析了双层保温海管设计中锚固件及阻水器的设计原则.介绍了锚固件及阻水器的结构形式,安装方式以及对海管力学性能的影响,并作了经济性比较.最后,对锚固件及阻水器各自的优缺点进行比较分析,给出设计中选用锚固件或阻水器的数量和结构形式的原则.结合陆丰13-2海管更换项目的应用情况,对分析结论进行了验证.
为了解决海洋平台柴油机能量浪费严重的问题,达到节能减排的目的,开发了一种海洋平台柴油机缸套水余热利用节能技术和一种新型的海洋平台柴油机尾气保温热淡水技术.通过这两种新技术,可以最大化地利用海洋平台柴油机的余热,并且在一定程度上减少尾气排放,在节能的同时也保护了环境.能源问题已经成为当今经济发展中的一个头等重要问题,而21世纪也是海洋的时代,因此,海洋平台柴油机节能技术的开发具有一定的时代意义和现实意义.
在雾霾污染日益严重的环境下,天然气作为一种清洁高效的能源,在能源结构中的比重不断提高.概述了目前世界天然气及液化天然气(LNG)资源,分析了世界LNG贸易现状,LNG主要消费市场,主要贸易方式及特点,为新世纪LNG的开发和可持续发展提供基本面信息和依据.
