我国南海深海蕴藏着丰富的油气资源,这些油气资源的开发离不开浮式平台。半潜式生产平台由于其运动性能优良,环境适应性好,被广泛应用于世界各油气富产海域。我国目前仅有一座半潜式生产平台在役,远不能满足深海油气开发需求。研究总结了半潜式生产平台应用现状,梳理了常见工程模式,给出了平台方案选择和选型建议,统计了多座平台的关键设计参数,分析了尺度规划的输入数据、输出结果和限制参数,最后给出了运动性能评估方法。研究结果可为我国半潜式生产平台的设计应用提供参考。

浮式生产设施是海洋油气田开发的主要模式之一。系泊系统的安装是浮式生产设施最为关键的技术,已成为海洋工程行业研究的重点。结合南中国海浮式生产设施系泊系统安装的工程实践,从系泊系统分类形式、安装工艺流程、安装关键技术、安装控制要点以及关键问题的解决方案等方面进行深入的分析探讨。同时还对比了浅水与深水系泊系统安装的技术特点,提出深水系泊系统安装关键技术。

桩腿作为支撑自升式钻井平台的重要装置,其结构可靠性关系到自升式钻井平台的安全。以上海外高桥造船海洋工程有限公司建造的POD-6号自升式钻井平台为依托,首先分析了桩腿结构特点,在风暴自存工况下进行了强度校核,验证设计的可靠性;其次研究制定了桩腿分段划分、总组搭载方案,提高桩腿建造效率;最后,研究掌握了桩腿长效防腐等关键建造技术,并在实船中得以应用和验证。研究成果对同类自升式钻井平台建造具有一定的参考意义。

锦州9-3油田CEPD平台为8腿中心平台,该平台最大特点是导管架为极浅水分体式结构。根据组块海上浮托法安装对水深和导管架槽口宽度的要求,锦州9-3油田CEPD平台导管架分成了两个独立结构。控制分体式导管架海上安装精度是该项目成功的关键因素。结合工程实例,对极浅水分体式导管架海上安装方案的比选和优化过程进行了分析,可为我国日趋多样的海洋石油开采提供借鉴。

主要介绍了适用于圆筒形浮式生产储卸油装置(FPSO)的修井、钻井作业系统的组成及配置以及关键的升沉补偿系统,给出了该作业系统充分利用中央月池区的一套布置方案,并对支撑该作业系统的框架结构进行了在位分析。结果表明,该布置方案合理可行,成功地在圆筒形FPSO上实现了修井和钻井功能。该应用研究为深海边际油田的开发提供了新的思路和关键的技术储备。

针对渤海某区块在石油钻探中所出现的钻头卡死、磨损严重、过早失效以及钻具容易损毁等问题,利用X射线衍射方法对从渤海某区块深部所取的岩样进行全岩矿物成分百分含量和粘土矿物成分相对含量的定量分析,将分析结果进行统计与曲线拟合,对应实验结果进行现场应用。结果表明:每种岩性所含的全岩矿物百分含量和粘土矿物相对含量是不同的,不同的全岩矿物成分对岩性软硬程度和岩石形成的影响是不同的,对钻头的选型以及可钻性的研究都将产生重要影响;不同的粘土矿物相对含量钻井液的配制和选用以及对油气资源的钻探也起着关键性作用。此外,对部分全岩、粘土矿物成分进行了曲线拟合,可为岩石矿物的研究提供一定的借鉴。研究结论对于提高渤海某区块的油气资源的勘探、开采具有参考价值。

主要对顶张紧立管(TTR)安装过程中的强度计算方法进行研究。针对深水TTR安装定位复杂、易干涉、应力控制困难等特点,通过导向绳张力控制、导向臂类型选择、导向臂布置优化以及立管下放过程中的安装工况设计,进行TTR强度分析、干涉分析及动态时域分析。根据分析结论,控制安装设备相关参数,确定TTR立管安装适用的气候窗以及导向臂的最优化布置,为TTR安装程序设计和海上施工提供参考及依据。

针对深水自由站立式立管壁厚及材料初步选择方法,分别从设计流程、设计载荷、设计工况等方面进行了研究,并在壁厚选择的计算原理上结合设计规范进行了深入的讨论。同时,简要介绍了自由站立式立管的结构组成及分类。最后,结合计算实例,对自由站立式立管的壁厚初步选择方法进行了介绍。

张力腿平台属于浮式结构,平台的上部组块重量会极大地影响下部浮体总体设计,而生活楼是平台上部组块的重要组成部分。在优化生活楼总体布置的基础上,对相关结构型式及舾装材料进行了对比分析,合理选择了生活楼的结构型式和舾装材料,从而给出了生活楼的轻型化方案,最终达到了张力腿平台上部组块减重的目的,提高了其下部浮体结构的经济性。

天然气作为主要的清洁能源之一,其计量相关的工作已经越来越多地受到重视。随着科技的进步和发展,应用超声波流量计来计量大口径、大流量、高压力天然气,已成为行业的主流发展趋势。气体流量计无法完成在线标定,这一问题一直影响着天然气计量系统的可用性。相关标准相继发布,提出了超声波流量计声速核查的功能,该功能的应用可以延长超声波流量计的标定时间。介绍了声速核查的原理和方法,阐述了声速核查在海上油气生产设施的天然气外输计量系统中的应用。研究表明,利用声速核查可提高整个计量系统的可用性,为生产节省成本、提高效率。

介绍了AVEVA异地协同技术的原理。针对AVEVA异地协同技术的缺陷,开发了PDMS后台管理程序。部署了两种方案,对AVEVA异地协同技术在单个项目中的应用以及基于PDMS后台管理程序的多项目中的应用进行了研究。结果表明,AVEVA异地协同技术可以有效实现不同设计中心在同一个三维模型中实时同步设计的目标;开发的PDMS后台管理程序有效地解决了AVEVA异地协同技术的缺陷,在稳定实现多项目实时同步更新设计数据的同时节省了软件资源,创造了良好的经济效益。