摘要：半主动天车升沉补偿装置是一种实现浮式钻井平台升沉运动的节能高效装备,但其相关技术被国外厂商封锁且国内尚缺乏准确有效的试验支撑,为此建立了补偿作用下的四自由度钻柱纵向振动模型以揭示半主动天车升沉补偿机理,并以此为理论依据设计了半主动天车升沉补偿试验平台及其机械结构、液压系统和控制系统。该试验平台的主要设计参数包括补偿载荷、最大补偿行程以及最大补偿速度,从工况模拟能力、补偿缸载荷以及补偿效率这3个方面综合分析了平台的试验能力。结果表明:通过控制浮动天车位移可以明显降低升沉运动对钻压的不利影响;主、被动补偿缸分别承担了补偿过程中的动、静载荷;设计的试验平台不仅能模拟满足实际要求的补偿工况,而且在最大补偿工况下的补偿效率为93.14%,说明它具备良好的试验能力。研究成果为半主动天车升沉补偿技术的研究提供了可靠的理论和试验依据。

摘要：采用三台模型锚机和一台实物锚机模拟半潜式平台定位执行机构,建立了锚链索动力学模型、锚机动力学模型和平台系统数学模型,运用自动定位控制算法控制平台的位移。将变频技术、PLC控制技术和工业以太网技术应用在系泊控制试验系统中,提高了自动化程度、工作效率和可靠性,对半潜式平台的国产化研制具有重大意义。

摘要：目前国内深水油田使用的SCM均从国外进口,价格昂贵且有技术壁垒。进行了深水SCM液压系统设计,考虑到整个水下生产控制系统的复杂性及对响应时间的要求,结合实际水下采油树参数,利用Simulation X软件对所设计的SCM液压系统进行了仿真模拟,分析了阀门操作时间及单个阀门开启对其余阀门状态的影响,根据仿真结果对蓄能器配置进行了确定,最终按照1∶1的比例装配了SCM工程样机,并完成了样机的功能测试及高压舱测试。仿真及样机测试结果表明,所设计的SCM液压系统综合性能满足目标油田的使用要求。本文研究成果为深水SCM的研究积累了宝贵经验,对实现深水SCM的国产化应用具有重要的意义。

摘要：为识别水下生产控制系统风险点,改进系统设计及操作管理,避免在油气生产过程中产生严重的经济损失,以流花4-1油田为目标,分析了水下生产控制系统各设备功能和组成结构。采用失效模式、影响及危害性分析方法对水下生产控制系统进行风险识别,分析了各设备失效模式的失效影响、严酷度、危害度及失效原因。通过绘制危害性矩阵寻找对系统危害性较大的失效模式。分析结果表明,主控站Ⅰ类严酷度的危害性最大,对应的失效模式是误操作和无法完成指定操作。可采取加强人员培训、加强设备运行状态监测和定期检测等措施,来提高水下生产控制系统的可靠性。

摘要：为解决深水钻井电动补偿绞车能耗过高、钢丝绳磨损严重及运动耦合的技术问题,针对不同钻井作业过程,分析电动补偿绞车的节能潜力,提出一套基于能量回收的新型液压驱动方案,可以对不同钻井作业过程中的负载重力势能及绞车回转系统的惯性动能进行回收与再利用;分析电动补偿绞车的运动耦合机理,进而提出多套软硬件解耦控制方案,可以实现升沉补偿运动与自动送钻运动的解耦控制。设计绞车补偿系统的关键结构参数,研制一套原理样机及其试验系统,并针对不同海况与工况进行仿真与试验研究。结果表明:新型液压驱动方案相对于电驱动方案具有明显的节能效果;绞车的大滚筒结构提高了钢丝绳的使用寿命;基于差动行星传动与基于双绞车驱动的两种硬件解耦方案控制效果良好,满足海洋浮式钻井的性能要求。

摘要：对某海洋平台的调研发现,水下机器人(ROV)水下电位检测只能够反映检测区域的阴极保护有效性,而采用悬臂法电位检测的结果表明,ROV未能检测的浅水和导管架内部区域阴极保护已失效。为此,借助于数值模拟的方法全面评估了两个海洋平台水下结构牺牲阳极阴极保护系统的有效性,与现场检测结果进行了对比。同时,针对欠保护区域采用数值模拟方法进行了优化改造。

摘要：番禺35-1/2水下生产设施项目是中国首次全面采用水下生产系统的项目,在水下生产设施管线终端和在线管汇建造完成之后,要进行流体管线的水压试验及水下阀门单侧压差试验,试验时需将水下生产设施流体管端部封堵。由于试验压力比较高(46.5 MPa),且管线为全焊接无法兰连接,故需设计专用非标高压试压管帽。而流体管线设计标准采用的是ASME 31.8—2010《Gas Transmission and Distribution Piping System》,非标设计采用标准一般为ASMEⅧ第二册—2011《压力容器建造另一规则》或JB 4732—1995《钢制压力容器——分析设计标准》,因此需要对试压管帽的设计和分析方法进行研究,保证设计的合理性。基于JB 4732—1995,对端部外径为273mm的试压管帽进行了设计、有限元分析和计算验证,得到了合理的计算和有限元分析方法,设计制造的试压管帽成功应用于项目测试中。

摘要：结合某深水气田PLEM工程设计实例,利用AUTO PIPE软件进行应力分析计算,并按照API RP 1111规范要求进行内压破裂、外压压溃和扩展屈曲的校核计算。此方法和流程可为水下PLEM管道的应力分析提供参考依据。

摘要：以一个典型500 m深水保温管汇为对象,研究其在深水中的温度分布和传热特性规律。利用CFD软件模拟计算了管汇整体在正常运行时和发生事故停输后的温度分布。模拟结果显示,该管汇稳定运行时,生产管路温度较高,各条停输支管温度相对较低,并且停输支管长度越长,支管端部温度越低。支管端部是管汇的危险点,在保温时需要特别注意。在整个管汇事故停输后,管径较小的支管中心温度下降较快,更容易发生凝管事故。该结论对于深水管汇保温层的设计有一定的借鉴意义。

摘要：以烟台中集海洋工程研究院有限公司自主研发设计并建造交付的挪威北海深水钻井平台为背景,对挪威北海海域作业的半潜式钻井平台的总布置特点进行简单介绍,并对可变载荷、井架作业系统、隔水管存放形式、定位系统等关键技术做综合说明。