水下生产系统

摘要： 跨接管是水下生产系统的重要组成部分,具有结构柔性和安装便捷性,是深水海管回接首选方案,常用在管汇端到管道终端、采油树端到管汇端、管道终端到管道终端等回接。文中以南海某项目垂直式M型刚性跨接管安装为案例,对深水跨接管安装技术进行介绍。

摘要： 在海洋石油工程中使用水泥压块进行水下管缆保护是一种较为常见的形式,通常在海上安装水泥压块时,每次只能吊装下放1块水泥压块,施工效率低、耗费船天。为提高水泥压块的海上安装效率,提出一种基于ROV操作的多层水泥压块吊放装置,可以实现一次性吊装下放多层水泥压块。该多层水泥压块吊放装置已在流花16-2油田群工程项目中成功建造及应用。应用结果表明吊放装置的结构强度满足设计要求,海上安装时每次能够实现同时下放3层水泥压块,减少了船舶吊机的使用次数,极大地提高了施工效率,降本增效效果显著。这是国内自主设计应用的多层释放的深水水泥压块吊放装置,研究成果对其他深水项目水泥压块的安装具有重要的借鉴意义及应用推广价值。

摘要： 2022年5月11日,我国首套国产化深水水下采油树在海南莺歌海海域完成海底安装,该设备是中国海油牵头实施的水下油气生产系统工程化示范项目的重要部分,标志着我国深水油气开发关键技术装备研制迈出关键一步。此次中国海油实施的500 m级水下油气生产系统工程化示范应用项目,标志着我国具备了成套装备的设计建造和应用能力。水下生产系统是开发深水油气田的关键装备,包括水下井口、水下采油树、水下控制系统、水下管汇等设备。

摘要： 海上采出的油气是易燃易爆的危险品,海洋石油平台上各种作业频繁,发生事故的可能性较大。作为深水油气田开发的关键设备的水下生产系统的安全保护设计优劣对整个海洋石油生产安全尤为重要。文章着重分析目前水下生产系统的风险因素,结合具体规范和设计作法从单元设备、系统角度分析如何采取措施避免事故危害,并分析了其他辅助系统以确保海洋石油生产安全。

摘要： 水下控制系统是水下生产系统的重要组成部分,电液复合式控制系统是目前最常用的水下控制系统,其参数的设置对水下生产系统的安全具有重要影响。本文采用SimulationX对低压液压系统进行仿真分析,研究了水深、回接距离、液压管线直径、水下蓄能器参数以及液压动力单元液压泵参数对充泄压时间以及采油树闸阀开关时间的影响规律。研究表明:在本文模拟工况条件下,脐带缆液压管线直径和回接距离是2个对系统充泄压时间影响较大的参数;采油树闸阀开关时间受本文考察因素影响较小。本文可为今后水下控制系统液压分析提供一定的参考。

摘要： 防沉板是桩基式平台导管架部分重要的组成部件,在导管架坐底过程中,防沉板对导管架安装过程中的稳定性起至关重要的作用。因此,准确计算防沉板在海底面的极限承载力也就显得尤为重要。该文将多种理论公式、API规范等进行总结并阐述应用条件,以渤海某油田为例,计算了在实际工况下防沉板基础的极限承载力,对设计和施工提供一定的指导作用。

摘要： 随着水下生产系统的广泛应用,人员在设计、运行、操作、维修维护等工作中造成的故障和失效问题逐渐凸显。人因导致的操作失效已成为水下生产可靠性中重要的风险因素。因此,有必要对水下生产系统进行人因可靠性分析,找出对人因失效概率影响较高的因素,提出改进措施,降低人为操作失误概率。通过构建水下生产系统人因风险因素体系,利用信度、效度指标验证了数据的合理性,并借助结构方程模型确定人因风险因素的权重系数,构建贝叶斯网络,利用模糊理论量化人因概率,实现对水下生产系统人因风险的预测和评估。最后通过南海某水下生产系统的实例分析,验证了该方法的适用性,为水下生产系统的人因风险预测和防范提供了参考依据。

摘要： 水下生产系统作为深水油气资源开发的主流模式,设备安全可靠运行是保证资源开发和保护生态环境的关键因素。以乐东22-1南块气田为例,进行基于故障树的水下生产系统可靠性分配。首先将水下生产系统故障树模型分为4层,自上而下分别为顶事件、初级中间事件、次级中间事件和三级中间事件。然后采用复合分配法,对故障树顶事件采用基于概率重要度的方法进行可靠性分配,对初级中间事件利用可靠性再分配法进行可靠性分配,最后采取层次分析法对故障率发生改变的次级中间事件进行可靠性分配,最终将系统可靠性指标依次分配到子系统及零部件。分配结果与工程实际相符,并且可以针对失效率较高的薄弱环节,优化水下生产系统可靠性设计。

摘要： 作为水下生产系统的重要组成部分,水下生产控制系统具备数据采集、远程控制和异常情况监测处理等功能。由于受到水下井口分布范围广、管缆截面积较小、传输距离远等因素影响,水下生产控制系统液压子系统性能的分析较为复杂。为了提高液压子系统性能和验证设计方案合理性,通过建立液压控制系统模型,针对多种工况进行仿真分析,得到液压子系统充压时间、操作时间和关断时间等仿真结果,并对系统的性能和稳定性进行了分析。同时,通过对锁型电磁阀和紧急关断电磁阀的分析和建模仿真,提出液压子系统设计优化方法。优化方法有效缩短了系统响应时间、优化了系统性能,可作为水下生产控制系统研究、设计的参考。

摘要： 近日,由中国船级社(CCS)承担检验的锦州31-1气田开发项目的首个国产化浅水水下采油树系统在渤海湾顺利入水安装。该项目自筹备至今历时近3年时间,是渤海油田国产化水下井口及采油树在国内的首个开发项目。海洋油气水下生产系统是开发海洋深水和浅水受限区域油气资源的关键装备,被称为油气装备宝塔上的明珠,该项目立足于渤海湾实际环境,量体裁衣,首次研制紧凑型。

摘要： 张力系泊式水中生产系统是一种具备超深水灾害性海洋环境要素适应性的新一代水下生产系统.基于STLP系统的设计概念,本文介绍了STLP系统关键构件——刚性立管的主要设计参数;建立了刚性立管的设计分析方法,研究了在不同设计工况下刚性立管的结构力学特性,包括刚性立管的强度、屈曲和疲劳分析;同时对比研究了浮式生产储卸油系统极限偏移位置对刚性立管结构力学特性的影响.

摘要： 针对开发300m以上的深水海域,传统的导管架平台开发方式已经不适用的问题,对南海某气田水下生产系统的设计和应用进行总结,该套水下生产系统已经在南海使用,目前运行情况良好.气田3口水下生产系统都采用混合电液控制技术，整套系统由位于平台上的水下生产系统的上部控制模块和水下控制模块组成，电信号、液压及化学药剂通过从平台到水下生产系统之间连接的脐带缆来实现。

摘要： 水下生产系统布局是深水油气田湿式井口开发模式中的关键问题,对整个深水油气田的油气生产、经济投资、水下控制,以及安全风险等,起到决定作用.首先对水下生产系统总体设计的主要布局形式及特点进行梳理和分析.然后结合作者在南中国海若干水下生产系统项目设计中的经验,提出水下生产系统总体布局的设计流程图.并给出了一些水下生产系统水面及水下设备的总体布置要求和推荐做法,以期能对今后水下生产系统项目总体布局设计提供借鉴.

摘要： 上世纪90年代起,通过与国外海洋石油公司进行对外合作开发,我国的水下油气田开发进入了起步阶段.近年来,中海油通过对水下自营项目的运行和陆续实现投产,总结和建立了一套新的水下开发模式.为了进一步探索深水开发新模式,提高水下开发效率,中海油番禺35-2/1项目采用设计优化、建造现场整合和安装现场跟踪相结合的方法,对水下生产系统模块整合的集成设计创新和应用进行研究;其使用的深水水下控制分配单元和水下管汇集成系统,将深水水下控制分配单元集成于管汇系统中,减免了水下生产设施单独设置分配单元.其水下采油树通过模块式集成设计,大大简化了设计和建造流程.应用水下生产系统模块组合的集成设计模式,将大幅度节约设备成本和安装成本,进而节约了项目开发支出:迈出了我国深水水下生产系统创新模式的第一步,为后续深水水下的开发提供了借鉴意义.

摘要： 本研究以水下生产系统端部连接为研究对象,综合考虑水深、采油树重力、锁紧力和工作压力等因素,对井口连接器进行力学分析,建立了连接器力学模型.通过ABAQUS软件模拟计算,对连接器进行强度计算和校核,并对影响连接器强度的主要因素水深和工作压力进行规律分析,得到:在不同工作压力条件下,最大Mises应力随水深增大先减小后增大;在不同水深条件下,最大Mises应力随工作压力的增大呈线性增大趋势,并且随着水深的增大,最大Mises应力增大的速度反而减小,即浅水环境下,工作压力的变化对连接器强度的影响更大.

摘要： 本文以南海某气田工程项目为背景,介绍了化学药剂注入系统在水下油气田开发中的运用,并以该项目模拟仿真实验结果为依据,对化学药剂注入的工作原理、组成结构以及控制方式进行了详细分析,为以后同类工程中化学药剂注入系统使用提供实践参考.

摘要： 水下闸阀及执行器因其在水下生产系统中具有重要的关断功能,是水下生产系统中必不可少的部件,因此在相关的水下设备研发中极为重视,尤其是其所应具备的安全性和可靠性.水下闸阀执行器的超控机构在水下闸阀关断及开启过程中具有重要的辅助功能,在一般的设计中往往对其认识不足.本文在水下油气田生产操作经验的基础上,介绍了两种深水闸阀执行器的ROV超控机构:旋转超控和线性超控.根据二者的操作特点,对二者在液压动力和电力驱动两种动力条件下的功能操作、设计要点、闸阀位置指示器、安全性与可靠性等多方面做了深入而全面的对比.结果表明:线性超控机构结构简单、可靠性高,十分适合深水液压闸阀执行器的超控机构设计;而旋转超控机构因符合电机转动的特点,可有效控制闸阀执行器的体积,比较适合保守型设计的全电闸阀执行器的设计.因此,强烈建议现阶段我国在研制深水闸阀执行器时,优先选择液压动力,并使用ROV线性超控设计方案.

摘要： 随着海洋石油天然气工业的发展,深水区域的油气资源不断地被勘探和发现,水下生产系统已经成为一种重要的深水开采模式,而深水安全阀作为水下生产系统的一部分,在整个生产系统中起着至关重要的作用.本文介绍了一种新型深水安全阀设计方案,对阀门密封技术、加工装配技术及防腐技术进行了深入研究.该设计有效解决了安全阀在深水条件下故障率高、开关操作困难、防腐蚀性能差等难题.为深水安全阀的研制奠定了理论基础.

摘要： 考虑到单井计量是油气田开发生产中所起的监测油井的产液量、产油量和产气量,并通过产量的动态分析得知井下油藏地质变化情况和生产异常,为生产决策提供准确的数据支持的作用,而且水下生产系统单井计量设备投资施工和维护费用高,需综合考虑各方因素选择合适的计量方案,尽可能降低成本,结合中国南海某气田水下生产系统的具体情况,介绍虚拟计量技术,通过预先建立好的软件模型来对单井的油、气、水产量进行计量.

摘要： 针对中国深水油气田发展的现状,研究西非深水油气田开发状况和工程模式,提出采用浮式生产储油卸油船FPSO+自由站立式立管FSHR+水下生产系统SPS+穿梭油轮Shuttle的组合模式来开发南海.自由站立式混合立管以其降低FPSO和刚性立管的运动耦合度的优势在西非深水油气开发中得到广泛应用,本文重点阐述自由站立式混合立管的主要组成部件、边界条件、荷载条件等,并给出制造自由站立式立管底部和顶部结构原理样机的缩比设计,为后续研究自由站立式混合立管底部和顶部结构缩比原理样机模型试验提供理论支持,也为中国研究自由站立式混合立管提供重要参考.

摘要： 一种水下生产设施液压控制系统的等效模拟试验系统，包括：供油脐带缆等效模块，供油脐带缆等效模块的输入端与供油源相连，其输出端经水下控制模块与阀门执行器等效模块相连，水下控制模块的控制接口与一信号发生器相连；供油脐带缆等效模块的输出端并联安装有一水下蓄能器，水下蓄能器与阀门执行器等效模块相连，同时，水下蓄能器经回油皮囊与回油脐带缆等效模块的输入端相连，回油脐带缆等效模块的输出端经回油油路与油箱相连；经上述连接构成一等效模拟试验系统。本发明通过对实际工程中，较长距离的液压脐带缆进行长管等效模拟试验以及体积较为庞大的阀门执行器进行相似缩小模拟等试验，为水下生产设施液压控制系统，搭建起了物理仿真模型。

摘要： 一种水下生产控制系统自动对中安装系统，包含：钻杆；水下采油树安装对中装置，其用于探测水下采油树与设置在水下井口上的水下采油树导向机构之间的偏差方位以及距离；油管挂安装对中装置，其用于探测油管挂与设置在水下采油树上的油管挂导向机构之间的偏差方位以及距离；采油树帽安装对中装置，其用于探测采油树帽与设置在水下采油树上的采油树帽导向机构之间的偏差方位以及距离；信号采集传输装置；自动对中安装设备；平台主控中心，其对探测数据进行处理，并控制自动对中安装设备进行相应的对中安装操作。本发明在原有机械对中安装的基础上大幅提高了水下安装作业效率。

摘要： 一种水下生产控制系统自动对中安装系统，包含：钻杆；水下采油树安装对中装置，其用于探测水下采油树与设置在水下井口上的水下采油树导向机构之间的偏差方位以及距离；油管挂安装对中装置，其用于探测油管挂与设置在水下采油树上的油管挂导向机构之间的偏差方位以及距离；采油树帽安装对中装置，其用于探测采油树帽与设置在水下采油树上的采油树帽导向机构之间的偏差方位以及距离；信号采集传输装置；自动对中安装设备；平台主控中心，其对探测数据进行处理，并控制自动对中安装设备进行相应的对中安装操作。本实用新型在原有机械对中安装的基础上大幅提高了水下安装作业效率。

摘要： 本发明属于石油工程领域，具体地，涉及一种数字孪生驱动的海洋石油水下生产系统故障预测方法及系统。数字孪生驱动的海洋石油水下生产系统故障预测方法，包含五个大步骤：确定各模块退化模式、性能退化过程动态贝叶斯网络建模、动态可靠性计算、剩余寿命计算和基于数字孪生的寿命信息管理与更新。数字孪生驱动的海洋石油水下生产系统故障预测系统，包括水上控制模块数据采集与处理子系统、液压动力单元数据采集与处理子系统、电力动力单元数据采集与处理子系统、水下控制模块数据采集与处理子系统、水下采油树数据采集与处理子系统和数字孪生寿命监测控制系统。

摘要： 本发明属于石油工程领域，具体地，涉及一种数字孪生驱动的海洋石油水下生产系统故障诊断方法及系统。数字孪生驱动的海洋石油水下生产系统故障诊断方法，包含三个步骤：数字孪生体建立、数字孪生体跟踪与更新和故障诊断推理模型建立。数字孪生驱动的海洋石油水下生产系统故障诊断系统，包含七个部分：数据收集与分析子系统、水上控制模块数据采集与处理子系统、液压动力单元数据采集与处理子系统、电力动力单元数据采集与处理子系统、水下控制模块数据采集与处理子系统、水下控制模块电子模块组数据采集与处理子系统和水下采油树数据采集与处理子系统。

摘要： 本发明属于海洋工程领域，具体地，涉及一种基于可用度的水下生产系统弹性评估方法及系统。基于可用度的水下生产系统弹性评估方法，包括五个大步骤：获取无冲击载荷下系统稳定时间及可用度、定义冲击载荷下系统组件的先验概率、获取冲击载荷时刻及可用度、获取冲击之后系统稳定时间及可用度和计算水下生产系统的弹性值；水下生产系统弹性评估系统包括：水下生产系统数据读取单元、无冲击载荷下系统稳定时间及可用度计算单元、冲击载荷时刻及可用度计算单元、冲击之后系统稳定时间及可用度计算单元、冲击载荷个数输入单元和水下生产系统弹性值计算单元。该弹性评估方法仅与系统的内部属性相关，而与外部的冲击载荷无关，便于弹性值的评估。

摘要： 本发明属于石油工程领域，具体地，涉及一种数字孪生驱动的海洋石油水下生产系统故障诊断方法及系统。数字孪生驱动的海洋石油水下生产系统故障诊断方法，包含三个步骤：数字孪生体建立、数字孪生体跟踪与更新和故障诊断推理模型建立。数字孪生驱动的海洋石油水下生产系统故障诊断系统，包含七个部分：数据收集与分析子系统、水上控制模块数据采集与处理子系统、液压动力单元数据采集与处理子系统、电力动力单元数据采集与处理子系统、水下控制模块数据采集与处理子系统、水下控制模块电子模块组数据采集与处理子系统和水下采油树数据采集与处理子系统。

摘要： 本发明属于石油工程领域，具体地，涉及一种数字孪生驱动的海洋石油水下生产系统故障预测方法及系统。数字孪生驱动的海洋石油水下生产系统故障预测方法，包含五个大步骤：确定各模块退化模式、性能退化过程动态贝叶斯网络建模、动态可靠性计算、剩余寿命计算和基于数字孪生的寿命信息管理与更新。数字孪生驱动的海洋石油水下生产系统故障预测系统，包括水上控制模块数据采集与处理子系统、液压动力单元数据采集与处理子系统、电力动力单元数据采集与处理子系统、水下控制模块数据采集与处理子系统、水下采油树数据采集与处理子系统和数字孪生寿命监测控制系统。

摘要： 本发明属于海洋工程领域，具体地，涉及一种基于可用度的水下生产系统弹性评估方法及系统。基于可用度的水下生产系统弹性评估方法，包括五个大步骤：获取无冲击载荷下系统稳定时间及可用度、定义冲击载荷下系统组件的先验概率、获取冲击载荷时刻及可用度、获取冲击之后系统稳定时间及可用度和计算水下生产系统的弹性值；水下生产系统弹性评估系统包括：水下生产系统数据读取单元、无冲击载荷下系统稳定时间及可用度计算单元、冲击载荷时刻及可用度计算单元、冲击之后系统稳定时间及可用度计算单元、冲击载荷个数输入单元和水下生产系统弹性值计算单元。该弹性评估方法仅与系统的内部属性相关，而与外部的冲击载荷无关，便于弹性值的评估。

摘要： 本实用新型涉及一种用于水下生产系统的安全监测系统，其特征在于，包括水下环境监测系统、水面环境监测系统、水下数据传输系统、交换机、数据服务器和上位机；所述水下环境监测系统和水面环境监测系统均设置在水下生产系统的管汇上，所述水下环境监测系统用于对水下生产系统的水下环境进行360度实时监测，所述水面环境监测系统用于对水下生产系统的水面环境进行实时监测；所述交换机通过所述水下数据传输系统分别连接所述水下环境监测系统和水面环境监测系统，所述交换机还通过所述数据服务器连接所述上位机，本实用新型可以广泛应用于水下生产系统中。