海洋石油平台课程设计92029639
海洋石油开采工程课程设计.
海洋石油开采工程课程设计目录一、设计概要 (1)二、基础数据 (1)三、采油参数计算 (5)四、注入水水源选择与水质要求 (7)五、注入系统压力分析 (10)六、注水井投(转)注措施及要求 (15)七、注水井增注及调剖措施 (16)八、注水井的日常管理要求 (16)九、注水工艺方案总结及实施建议 (17)十、参考文献 (17)一、设计概要注水在我国的大多数油田开发中是一项十分重要的开采方式,对于补充地层能量,维持油田较长期高产稳产,是一种有效、易行的方法,对我国原油生产具有举足轻重的作用。
在多油层、小断块、低渗透和稠油油藏注水开发方面,形成了适合油藏特点的配套技术。
如何实现有效注水,确保注水水质合格,减少注水过程中的油层损害,减少注水系统的腐蚀及降低注水能耗,是衡量注水技术水平的尺度。
油田注水在注水开发方案确定之后,首先要依据油层物理性质和注水来确定注水水质标准,根据注水水质选定足量的水源、水处理技术、预测注水系统压力、进行注水水管柱优化设计、注水井投(转)注措施要求以及增效将耗措施和系统的生产管理要求等。
本设计针对MD碎屑岩油藏低孔低渗等储层特性,采用注水开发,并着重对注水水质,注水系统压力分析和注水管柱进行设计。
通过这次课程设计,了解开采工程基本设计思路、设计内容,掌握设计的基本方法、步骤以及设计中所涉及的基本计算,加强系统的工程训练,培养分析和解决实际工程问题的能力。
二、基础数据1、井深:2670m油层静压:26.7MPa套管内径:0.124m 油层温度:90℃恒温层温度:16℃地面脱气油粘度:30mPa.s油相对密度:0.84气相对密度:0.76水相对密度:1.0油饱和压力:10MPa含水率:0.4套压:0.5MPa油压:1MPa生产气油比:50m3/m3原产液量(测试点):30t/d原井底流压(测试点):15.35MPa抽油机型号:CYJ10353HB电机额定功率:37KW配产量:50t/d泵径:44mm冲程:3m冲次;6rpm沉没压力:3MPa抽油杆:D级杆,使用系数SF=0.8,杆径19mm,抽油杆质量2.3kg/m2、注水设计参数:油田储层属低孔、低渗岩屑砂岩储层,其平均孔隙度只有15.08%,平均渗透率仅有25.95×10-3μm2。
海洋石油平台上部模块建造工艺探讨与实践分析
海洋石油平台上部模块建造工艺探讨与实践分析1. 引言1.1 背景介绍:海洋石油平台上部模块建造工艺探讨与实践分析随着全球石油需求的不断增长,深水海域成为石油勘探与开发的热点地区。
海洋石油平台作为海洋油田的核心设施,承担着油气生产、储存、处理等重要功能。
在海洋石油平台建造中,上部模块是平台的重要组成部分,包括生产平台、处理设备、住宿区等各类模块。
上部模块的建造工艺直接影响着平台的安全性、可靠性和经济性。
随着海洋石油勘探技术的不断发展和深化,上部模块建造工艺也面临着新的挑战和机遇。
如何有效地优化建造工艺,提高建造效率,保证质量安全,成为当前海洋石油平台建造领域需要重点关注的问题。
1.2 研究意义海洋石油平台上部模块建造工艺是海洋石油开发中至关重要的环节,其建造质量直接影响到整个平台的安全运行和生产效率。
本研究旨在探讨海洋石油平台上部模块建造工艺,通过优化工艺流程和实践案例分析,提出质量控制方法和安全生产管理策略,为提高海洋石油平台建造质量和效率提供参考。
研究意义在于海洋石油资源是我国重要的能源资源之一,海洋石油平台是利用海洋石油资源的主要设施。
海洋石油平台上部模块建造工艺的优化和提升,不仅可以提高建造效率,降低建造成本,还能够保证平台的安全性和稳定性,对国家能源安全具有重要意义。
通过深入研究海洋石油平台上部模块建造工艺,可以为我国海洋石油产业的发展提供技术支持和保障,推动我国海洋石油产业的健康发展和可持续发展。
1.3 研究目的《引言》本文旨在探讨海洋石油平台上部模块建造工艺的相关问题,通过分析和实践,深入探讨其建造工艺优化、实践案例分析、质量控制方法以及安全生产管理策略,为海洋石油平台上部模块的建设提供可靠的技术支持和指导。
具体研究目的如下:1. 综合梳理海洋石油平台上部模块建造工艺的现状和发展趋势,为未来的研究和实践提供参考依据。
2. 探讨海洋石油平台上部模块建造工艺的优化方案,提高建造效率和质量,减少成本。
海上石油平台修井机-电气系统
Q/HS中国海洋石油总公司企业标准Q HS 2007.10 2004海上石油平台修井机 第 10 部分 电气系统For workover rig on offshore petroleum platform Part 10: Electrical Systems20040628发布20041001 实施中国海洋石油 总公司发布目前言 1 范围 2 配电系统 2.1 电压等级 2.2 导线的选择 2.3 布线方法 2.4 一般布线的考虑事项 2.5 导管和电缆密封及密封方法 2.6 电路和保护 2.7 接地 2.8 电气设备外壳的选择 3 电动机 3.1 电动机的选择 3.2 电动机的控制 4 照明 4.1 照度 4.2 灯具的选择与安装 5 系统检查次1 1 1 1 1 1 2 2 3 3 3 3 3 4 4 4 5前言Q/HS 2007 海上石油平台修井机 共分为十三个部分 本部分是 Q/HS 2007 的第 10 部分 本部分 2004 年 06 月 28 日发布 自 2004 年 10 月 01 日起实施 本部分由中海石油 中国 有限公司天津分公司提出 本部分由海油总标委开发生产专标委归口 本部分起草单位 中海石油 中国 有限公司天津分公司 陕西宝大新技术实业有限公司 本部分主要起草人 欧阳隆绪 刘良跃 董星亮 吴成浩 刘宝钧 喻贵民 本部分主审人 姜伟海上石油平台修井机 第 10 部分 电气系统范围 本部分规定了海上石油平台修井机电气系统设计 安装的技术要求和准则 本部分适用于海上石油平台修井机电气系统的设计和安装 2 2.1 配电系统电压等级 海上石油平台修井机用电电压应是 400V 三相和 230V 单相 频率 50Hz 直接向电动机和照明供电 2.2 导线的选择 应考虑以下因素 a) 选择导线时通常应考虑载流量 允许的载流量是基于导线允许的最高温度 此温度受绝缘的额定温度所限制 b) 在各种情况下 选择导线的截面时都应考虑电压降 为获得合理的运行效率 应以在最远端负荷的总电压降不 超过 5%为前提 c) 在选择电路导线时 应确保导线实际温度不超过所接装置的温度额定值 2.3 布线方法 2.3.1 动力和照明系统 应注意下列问题 a) 具有对天然气/蒸气气密的连续铝皮铠装电缆应外加 PVC (或其他适用材料) 护套 b) 无铜的铝钢性导管 有 PVC(或其他适用材料)涂层的 带螺纹的刚性铝导管 c) 具有 PVC (或其他适用材料) 涂层的 带螺纹的热浸镀锌刚性钢导管 在导管内部的热浸镀锌层外应采用额外 手段加以保护 d) 具有防渗透护套 铠装以及在铠装外有不透性外护套的 为经国家认可的测试实验室认证的 船舶电缆 海上 用 2.3.2 特殊考虑 主要包括 a) 为了避免电缆受到机械损伤 非铠装电缆应安装在连续的电缆支承系统或者电缆托架内 在电缆离开支承系统或 电缆托架后 应将它们安装在导管 角钢 槽钢 轨道内或其他类似的装置里 b) 所有电器设备 包括附件 接线盒 出线盒 中间接头 外壳和挠性导管等都应具有防爆性能 在所有的电缆 终端处都应装有导管密封和电缆密封 c) 在要求柔性的场合 推荐使用防爆 柔性金属导管 一般柔性连接的长度不应超过 1m 2.4 一般布线的考虑事项 2.4.1 电缆系统 电缆 包括铠装船舶电缆应有阻燃 耐晒和耐油的护套 以使电缆具备优良的耐受环境的性能 建议所有的电缆使 用多股绞合线 并且用铜导线代替铝导线 还应注意正确选择和安装端接附件 使电缆具有可靠的铠装接地 防水密封 和机械紧固 2.4.2 导管系统 应使用无铜铝导管或有 PVC(或其他相当的材料)涂层 热浸镀锌的导管 并且导管内部热浸镀锌层上应附加保护层 安装在导管内的单根导线应是适合潮湿环境的多股铜绞合线 2.4.3 2.4.4 2.4.5 照明灯具 高温的导线 电缆弯曲半径 联接 全部照明灯具的布线应采用耐 200 并且应符合 75 和 600V 的最低标准电缆的弯曲半径应不小于有关电气标准规定的最小值具体要求包括 a) b) 导线的联接应减小电压降 当必须联接时 盖 d) e) 2.5 2.5.1 a) b) 接地通路和机械保护应恢复到等同于它们原来的水平 设计安装时 要求 每根导管或电缆进入含有有弧或高温装置而且要求是防爆的外壳时 每一条进入防爆外壳的电缆都应安装密封 封在经批准的密封件内 d) 在外壳与所要求的密封之间的导管系统也应是防爆的 T 2.5.2 a) b) c) 安装 密封件应易于接近 应选择适合要求的密封件按设计位置进行安装 应正确确定灌注孔位置 制和灌注密封剂 e) f) 在密封部分不允许导线有连接头或抽头 在导管系统中可能会积水或液体的地方 封 2.6 2.6.1 a) b) c) d) 2.6.2 电路和保护 要求 电路保护装置应能自动地断开不正常的电流 而不损害导体和设备 主要包括 电路保护装置应能连续通过设计电压下的设计负荷电流 电路保护装置的分断能力应等于或超过可能达到的短路电流 推荐海上石油平台上的电路保护装置选择断路器 断路器的选择 应安装带有排放装置的密封 灌注密封剂的塞孔应在密封腔以上 型或 十字 型导管件 e) 在密封件和外壳之间 只允许采用经批准的防爆中间接头 管接头 弯管接头 封顶弯管和类似于 L 型 都应安装密封 应考虑使用无接头或抽头的连续的软导线 提高电路的可靠性 易熔的金属或合金焊接 应采用适当的联接装置或者用钎接c) 焊接连接处应牢靠 所有连接头和导线的露出端应使用与导线绝缘材料相同的材料或适当的绝缘部件加以覆导管和电缆密封及密封方法 主要包括c) 多芯电缆应在将电缆护套及其他防护层除去 使密封填料包围每一根单独的带绝缘层的导线的情况下 才能密应遵循以下作法d) 对于特定的密封件应采用经过批准的密封剂和密封纤维 应按说明书的要求准备密封隔件(如果采用的话)及配g) 除电缆外 对于工厂已密封的特定装置 如开关 按钮 动力或照明配电盘和照明灯具等 无需再进行外部密通常的作法是 a) 热模式外壳断路器 一般被广泛应用于海上石油固定平台上低压动力配电系统中 b) 热磁脱扣断路器可应用于各种用途 但如果用作电动机组合起动器的一个主要部分 建议采用热脱扣断路器 c) 热磁脱扣断路器的大小由框架规格及脱扣额定值确定 每一个框架规格可以有几种脱扣额定值 较小的热磁脱 扣断路器的热(瞬时)脱扣整定值通常是不可调的 如果热脱扣是可调的 则应整定到在最大起动电流条件下不 会脱扣的最低值 2.7 接地 2.7.1 系统接地 要求如下 a) 直接向有中性线的单相负载供电的单独分支系统的中性点应牢固地接地 这种作法一般适用于 230V 单相和 400V 的三相系统 b) 任何接地系统应只在一点接地 其他所有点(包括配电盘)和中性点应对地绝缘c) 每根单独的中性导线应有白色或浅灰色绝缘层 也可以用白色记号或用其他效果相同的方式对系统中的每一个 端接处和可接近的箱体开孔处加以标记 2.7.2 设备接地 要求如下 a) 在木质和混凝土甲板的平台上 设备接地导体应安装在电气设备与接地网络之间 b) 建议将所有金属设备都接地到钢结构上或者接地到网络上 焊接在结构上的设备应用螺栓牢固地连接在钢结构 上 c) 每根单根的接地导体或者是绝缘导体应在外表面上有连续的绿色或绿色带一道或几道黄条的涂层 也可用绿色 记号或其他效果相同的方法对整个系统的每一个端接处及可接近的箱体开孔处加以标记 带有绿色绝缘的导线 不应用于任何其他用途 d) 应限制接地设备和任何其他接地物体之间的电压 e) 对于牢固接地的系统 接地应呈现一个低阻抗的通路 能使短路电流返回电源 以使断路器脱扣 2.8 电气设备外壳的选择 电气设备的外壳应选用耐腐蚀的材料制造 例如无铜铝 不锈钢 塑料 玻璃钢或热浸镀锌钢等 其中 最好选用 不锈钢制成的电气设备外壳 为防止外壳内聚集潮气造成对设备的腐蚀损害 应考虑使用空间加热器 通气装置和泄放装置 3 3.1 电动机电动机的选择 电动机的选择应考虑以下因素 a) 运行于 400V 电压系统的三相交流电动机 推荐的电压为 380V b) 电动机电压额定值应尽可能接近供电的电压和频率 电压偏差不应超过额定值的 10% 频率偏差不应超过 5% 电压和频率的偏差总和可以为 10% c) 为防止电动机受环境影响和满足不同分区的要求 应选择全封闭电动机 d) 如需要电动机在高于 40 或其铭牌额定值的环境下连续运行 则应考虑选择为这一特殊要求设计的电动机 对在异常高温或低温下运行的电动机 应特别注意轴承润滑脂的选择 e) 电动机转矩特性既要与负载的要求匹配 也要考虑发电能力的限制 f) 推荐电动机使用 F 级绝缘以提高负载系数和延长绝缘的寿命 g) 在新工程中应考虑采用目前已有的高效电动机 3.2 电动机的控制 3.2.1 启动方法 全电压启动方式最简单 并且满足大多数用途 如果电动机铭牌功率超过发电机铭牌千伏安的 20% 就应考虑用降 压启动方式 以避免系统出现异常的电压降 3.2.2 过载保护 电动机启动器的每相都应安装过载继电器 对于负载系数是 1.0 的电动机 这些继电器应被选择为在电动机连续负 载超过了其额定满载电流的 115%时能切断启动器 当负载系数是 1.15 或更高时 此值为 125% 如果电动机和启动器 所处的环境温度不同 则应该考虑使用带环境温度补偿的过载继电器 对于大多数用途 使用手动复位的过载继电器要 优于自动复位的过载继电器 3.2.3 短路保护 电动机启动器应配备线路断路器来作短路保护 推荐采用具有可调磁力脱扣装置的 磁 或 热磁 断路器 断 路器的最大遮断容量应大于可能达到的最大故障电流 3.2.4 控制方式 为保证安全 每台电动机应由装在一个单独外壳内的或装在电动机控制中心分隔箱内的单独启动器来控制 如果在 电动机处看不到启动器 启动器应有能将开关锁在断开位置的装置 或有一个在电动机处可见的手动操作开关 以切断 供给电动机的电源 单个电动机通常是用安装在附近的一个单独的启动器控制 一组电动机最好由安装在公共开关架上的启动器组来控 制 3.2.5 启动器的外壳电动机启动器应安装在经批准的防爆外壳内 4 照明见 2.84.1 照度 4.1.1 为有效的目视操作所需的照度值推荐为 70fted 100fted 4.1.2 为安全推荐的最低照度值应为 5fted 4.2 灯具的选择与安装 4.2.1 以下为海上照明使用的各种型式的灯具 a) 水银蒸气灯 b) 荧光灯 c) 白炽灯 d) 钠灯和金属卤化物灯 4.2.2 为海上平台选择和安装照明灯具时 应考虑下列因素 a) 照明灯具应采用耐腐蚀材料制造 螺钉牢固 有足够尺寸的带螺纹导管入口或电缆引入口 耐高湿度的电容器 b) 照明灯具应安装在维修人员借助轻便扶梯即可容易接近的地方 如果使用灯杆 则应采用可放倒型 c) 安装在海上平台上的照明灯具(包括镇流器)应是防爆的 d) 灯具内部的连线应使用高温绝缘线 见 2.4.3 e) 在吊挂灯具上应使用柔性减振吊架或柔性的安装支架 以减少振动 延长灯具寿命 f) 所有的灯具均应有机械保护 应避开移动物体通道处 推荐使用防护罩 g) 如需远距离安装的镇流器 应将其安装在便于维修的位置 同时应远离高温区域 h) 对于需要连续照明的重要场所 如果安装的是水银蒸气灯或金属卤化物灯 还应补充安装其他类型灯具(如高 压钠灯或荧光灯) i) 在有旋转机械的场所 如果要安装荧光灯或高亮度投光灯(HID) 则应考虑这些灯所固有的频闪效应 在同一 场所内建议将灯具连接在两个或三个不同相电源上 可以消除这种效应 5 系统检查 要求如下 a) 所有电气系统在第一次通电正常运行前均应进行彻底检查 以减少运行故障和损坏新设备的可能性 b) 检查程序及检查项目的应根据电气系统的复杂程度和具体要求确定 c) 电气系统在长期停运后再使用之前 应按本章 d)所列的项目进行检查 d) 配电系统 电动机和照明检查项目如下 1) 所有线路的连续性 2) 绕组的干燥 3) 测试电动机定子与机座之间的绝缘电阻值 建议最小的绝缘电阻值为 2.0M ,新的或修复的电机应保证最 小有 10 M 的绝缘电阻值 4) 电动机启动器过负荷继电器的热元件的规格是否正确 5) 断路器脱扣整定值 6) 脱开任何可能会因为反转而受到损坏的负荷 启动电动机 检查其运转方向是否正确 7) 电动机与负荷 8) 在电动机启动运行后检查有无不正常的线电流 振动及过高的轴承温度 9) 照明系统应先试通电 后检查系统是否正常。
海上油气平台维修管理信息系统设计与应用
海上油气平台维修管理信息系统设计与应用海上油气平台是我国油气行业的重要组成部分,它的正常运营对于我国的能源安全至关重要。
然而,海上油气平台运营存在许多风险和不确定性因素,其中最重要的是维修保养问题。
为了确保海上油气平台的安全运营,我们需要设计和应用一种高效的维修管理信息系统。
一、维修管理信息系统设计1.系统功能维修管理信息系统是一种专门针对海上油气平台维修管理而设计的信息平台。
它的主要功能有:a.维修计划管理:系统可以根据设备使用情况,动态生成维修计划,并实时更新维修进度。
b.维修资源管理:系统可以管理设备信息、人员信息、工具设备信息等,实现了维修资源的共享和协同。
c.故障报修管理:系统可以实时收集设备故障信息,并及时通知维修人员进行处理。
d.维修质量管理:系统可以跟踪维修过程,对维修质量进行评估,并建立质量跟踪和追溯体系。
2.系统架构设计维修管理信息系统采用分布式架构,分为前端、中端和后端三层。
前端主要应用于操作员界面、数据采集等;中端主要应用于计算与分析;后端主要应用于存储和管理数据。
3.系统技术选型为了保证系统的安全性和可靠性,我们选择了以下技术:a.数据库:采用MySQL数据库,保证数据的完整性和安全性。
b.中间件:采用ActiveMQ消息队列中间件,保证消息的可靠性和稳定性。
c.框架:采用Spring框架,保证系统的稳定性和可扩展性。
4.系统实现维修管理信息系统的实现分为前端和后端两部分。
a.前端:前端采用HTML5、CSS3、JavaScript等技术,通过AngularJS框架实现了良好的用户交互和界面效果。
b.后端:后端采用Java语言,通过SSM框架实现了系统的业务逻辑和数据管理,同时采用MyBatis框架实现了数据库操作。
二、系统应用效果维修管理信息系统的应用效果非常显著,主要体现在以下几个方面:1.提高维修效率维修管理信息系统通过对设备维修记录和数据分析,能够自动化生成维修计划,并对维修进度进行实时监控。
十分详细的海洋平台PID设计指南
第二篇海上油气田工艺设计第七章 P&I图设计第一节一般要求一、P&I图的定义P&I图,英文全称为PIPING & INSTRUMENT DIAGRAM(P&ID),即工艺管线和仪表图。
海上油气田开发工程项目在进入到基本设计阶段,工艺专业设计人员要在项目前一阶段所设计的工艺系统流程图(PFD –PROCESS FLOW DIAGRAM)和公用系统流程图(UFD –UTILITY FLOW DIAGRAM)的基础上进行P&I图的设计。
P&I图不仅要表达平台工艺或公用系统的流程,还要按正常生产、开工、停产等工艺要求表示出所有的设备、管线、阀门和仪表及控制系统的状态,它是工艺专业和相关专业之间数据和信息传递的载体,是基本设计阶段工艺专业的主要文件,也是工艺及公用系统设备采办、建造、安装、调试及投产的指导性文件,是仪表等其它专业开展具体工作的基础。
P&I图的设计由工艺专业人员来完成,但在设计过程中需要与仪表专业人员进行沟通。
二、一般要求对P&I图中所表达内容的一般要求如下:1.所有设备及设备的名称和标识、操作和设计条件、处理能力、尺寸或容积、热/电负荷及功率等。
2.所有管线及管线的标识、介质流向、保温伴热、压力等级和界面划分等。
3.所有阀门(包括手动阀、仪表控制阀、安全阀、自动关断和放空阀)及阀门的标识、尺寸、开/关状态等;管件及代号等。
4.所有仪表及仪表的标识(包括就地控制盘)、控制回路和数据采集链路等的信号关系、控制和关断的设定点和报警点的上下限等。
三、P&I图图例P&I图图例(P&ID LEGEND)是对P&I图中所表示的所有设备、管线、阀门及仪表等的图形符号和文字(英文字母和数字)代号以及编号方式等的统一规定,它作为图形文件列于P&I 图图纸中,也可作为项目的统一规定列于项目的总规格书中,是P&I图的设计规定和设计基础。
图解自升式钻井平台升降系统
图解自升式钻井平台升降系统————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:图解自升式钻井平台升降系统(原创)海洋石油平台分类:采油模块自升式钻井平台半潜式钻井式平台储油船(FPSO)集储油和动力供给平台目前,我从事的工作是以自升式钻井平台建造工程,以平台电气系统设备调试为主要工作,下面介绍自升式钻井平台的概况及重要系统:升降系统。
我曾经参与制造的自升式钻井平台有:JU2000E系列:1~6号;中油海L780—1、L780-2;中海油937(CJ46);中油海胜利十号。
自升式钻井平台组成:主船体:主甲板面主要承载起重设备;钻井作业配套设备;通风设备;锚机设备;救生筏及悬臂梁液压滑移设备等;机舱机械甲板主要承载主发电、供电系统;暖通空调设备;海水、淡水设备;泥浆、钻井辅助设备;消防系统等;生活区:应急发电、应急供电系统;钻井办公、休息区;餐饮服务间;无线电通讯室;升降控制台;中央DCS系统控制室;救生艇;飞行甲板区;钻井作业区(悬臂梁及钻台):井架设备;钻台设备;防喷器设备;高压泥浆管线设备悬臂梁设备等;升降系统组成:一升降控制台:CENTRAL CONTROL CONSOLE二升降MCC:JACKING MCC三桩腿单元:LEG UNIT升降马达:JACKING MOTOR桩腿单元:桩腿单元是升降系统的重要组成部分,大部分钻井平台有三条桩腿,它起到将船体支撑在水面上,以便于进行水上钻井作业,同时,根据不同地域水深情况调整适合平台作业的水深高度,使悬臂梁移出达到钻井工位进行钻井工作.平台的桩腿位于平台主船体的承重端点位置上,一般有三个桩腿,呈花架结构;它的升降移动是靠齿轮齿条传动,齿条间距:319。
186mm;升降移动速度:0.45m/min;由升降电机带动齿轮变速箱输出动力给转动小齿轮,小齿轮与焊接在装腿上的齿条咬合达到传动效果,每个桩腿有三个玄管,每个玄管基础支架上有4~6个升降电机,使升降输出动力可靠;升降电机的组成与排列下图背面排列有三组六个电机。
海洋石油开采工程 2-9防腐防垢防蜡降粘
浸在介质中的金属表面上, 在缝隙和其 它隐蔽的区域内常常发生强烈的局部 腐蚀。这与孔穴、 垫片底面、 搭接 缝表 面沉积物以及螺帽下的缝隙内积存的 少量静止溶液有关, 因此这种腐蚀形态 称为缝隙腐蚀, 有时也称为沉积物腐蚀 或垫片腐蚀 缝隙腐蚀
产生缝隙腐蚀的沉积物有: 砂、 尘埃、 腐 蚀产物和其它固体。沉积物的作用是 屏蔽, 在下面形成不流动的条件。 金属和非金属表面接触能引起缝隙腐 蚀, 引 起 这 类 腐 蚀 的 材 料 有: 木 材、 塑 料、 橡 胶、 玻 璃、 混 凝 土、 石 棉、 蜡和织 物。例如在垫片 ! 不锈钢界面就会产 生缝隙腐蚀, 且不锈钢对缝隙腐蚀特别 敏感。 缝隙腐蚀通常发生在宽度等于或小于 千分之几英寸的窄缝处。它很少发生 在宽的 (如" / ) 的沟或缝隙中 # $ %
防止办法 可参考缝隙腐蚀的防止方法, 但最重要 的还是改变材质的耐孔蚀性能
备
注
孔蚀的起因和金属缝隙腐蚀的起因截 然不同。缝隙腐蚀是由于缝隙的流体 的滞流作用而导致的腐蚀现象, 孔蚀则 是在光滑的无污垢的金属表面上发生 的腐蚀现象。一般说来, 对孔蚀敏感的 金属, 在有缝隙的情况下也特别容易产 生缝隙腐蚀
上述反应可用来解释海上平台浸在海水中发生的腐蚀反应。其阳极反应是:
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其阴极反应是:
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上述两式相加,可得到总反应:
表! " # " # 工程应用中腐蚀率的表示方法比较
表 重量损失,克或毫克 重量损失,克或毫克 ・ 日 毫克 / 分米% 克 / 分米% ・ 日 克 / 厘米% ・ 时 克 / 英寸% ・ 时 克分子 / 厘米% ・ 时 英寸 / 年 英寸 / 月 毫米 / 年 密耳 / 年 最好— — —表达了不含小数或过大数的腐蚀深度的速率 更好— — —表达了腐蚀深度的速率 好— — —但没有显示腐蚀深度的速率 达 形 式 评 语
海洋石油课程设计
海洋石油课程设计一、课程目标知识目标:1. 了解海洋石油的形成、分布及开采过程;2. 掌握我国海洋石油资源的基本状况,了解海洋石油开发对国家能源战略的意义;3. 掌握海洋石油开采技术及其对环境的影响。
技能目标:1. 培养学生收集、整理和分析有关海洋石油资料的能力;2. 提高学生运用地理知识,分析我国海洋石油资源开发中的问题的能力;3. 培养学生运用所学知识,就海洋石油开发问题进行讨论、辩论和写作的能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对我国海洋资源的关注和热爱,树立保护海洋环境的意识;2. 增强学生对我国能源战略的认识,培养其国家利益观念;3. 通过学习海洋石油开发对环境的影响,使学生认识到可持续发展的重要性,树立绿色发展的观念。
本课程针对初中年级学生,结合地理学科特点,注重理论与实践相结合。
课程设计旨在帮助学生掌握海洋石油的基本知识,提高分析问题和解决问题的能力,同时培养其关注国家能源战略、保护海洋环境的情感态度价值观。
课程目标的设定,既考虑了学生年龄特点和认知水平,又注重了课程的实际应用价值,为教学设计和评估提供了明确的方向。
二、教学内容1. 海洋石油的形成与分布- 引导学生了解海洋石油的成因,掌握地质时期、沉积环境和有机物质积累等关键因素;- 学习海洋石油资源的分布规律,关注我国海洋石油主要分布区域。
2. 海洋石油的开采技术- 介绍海洋石油开采的基本方法,如钻井、完井、采油等;- 分析海洋石油开采技术的进步,以及开采过程中对海洋环境的影响。
3. 我国海洋石油资源概况- 学习我国海洋石油资源的储量、产量及开发状况;- 探讨我国海洋石油开发对国家能源战略的意义。
4. 海洋石油开发与环境保护- 分析海洋石油开发过程中可能产生的环境问题,如油污染、生态破坏等;- 探讨海洋石油开发与环境保护的协调发展,引入可持续发展观念。
教学内容依据课程目标,结合地理学科知识体系,注重科学性和系统性。
本章节教学内容分为四个部分,按照教学大纲安排,明确教材章节和具体内容,以便教师有序开展教学活动,帮助学生全面掌握海洋石油相关知识。
基于模块建造工艺的海洋石油平台分析
基于模块建造工艺的海洋石油平台分析摘要:随着我国社会经济的不断发展和进步,模块建造工艺的发展速度也在不断提升,本文主要阐述了海洋石油平台上的建造工艺,并分析了传统对建造技术和现代建造技术,探究了模块和建造工艺的差异,对模块建造工艺建造过程中的重点内容进行了介绍,有着非常重要的实际意义。
关键词:海洋石油平台;模块建造工艺;分析近几年我国科学技术水平得到了相应的提升,这时海洋石油在实际开采的过程中其技术也越发成熟,海洋石油在建设过程中的应用成绩也逐步提升,朝着更高的领域不断前进。
国内一些企业针对海洋石油平台的建设出现了顺应方式和固定方式的平台,还存在可移动式上升平台,即使种类存在差异,不同平台海洋石油都存在相应的差异,但是平台固定模块主要是上下结构。
1.海洋石油平台概述即使我国海洋石油平台种类相对较多,但是其中一些不同种类的海洋石油平台都存在一定差异,分为上部模块和下部模块。
在海洋石油平台中上部模块的难度要高于下部模块,上部模块的主要结构属于钢才,而且还包含了海洋石油平台中的一些机械设备,和建造技术的管道线路以及电气系统等。
但是下部模块主要是对海洋石油平台进行相应的支撑,所以下部模块大部分情况下是基于钢才和管线构成,没有上部模块那么复杂。
海洋石油平台在实际建设过程中,不但要针对一些主体结构实施相应的建造,还要针对一些不同系统实施建造,但是会因为这些系统之间的联系导致交叉作业难度逐渐提升。
在海洋石油平台上部模块的建造过程中,可以将其划分为传统建造和一体化建造。
不同的建造形式也存在一定的差异,借助对两种不同建造模式的分析可以更好的为我国海洋石油平台的上部建造奠定基础。
2.海洋石油平台上部模块建造技术和注意事项2.1传统建造技术和一体化海洋石油平台建造技术传统建造技术主要是基于甲板片为基础实施预制,但是相关设备的安装大部分都是在甲板片的安装之后才实施的组装工作,最初实施吊装的时候其设计方案应该针对机构重量和结构尺寸合理选择,并制定出较为合理的吊装方案。
海油1班课程设计报告模板
东北石油大学课程设计2015年7月24日东北石油大学课程设计任务书课程海洋油气工程课程设计题目注水开发油田储采比变化特征的研究专业海洋油气工程姓名学号主要内容、基本要求、主要参考资料等主要内容:(1)假设产量上升阶段产量变化符合指数关系,推导产量上升阶段储采比与产量之间的关系;(2)推导稳产阶段储采比与开发时间的关系;(3)假设油田产量递减符合双曲递减,推导递减阶段储采比与产量之间的关系;(4)假设油田产量可由威布尔预测模型给出,推导全程储采比与开发时间的关系;(5)根据给定的可采储量和产量历史数据,计算不同时刻累积产量和储采比,并绘制产量、累积产量和储采比随时间的变化曲线;(6)根据(5)中计算结果数据,编制计算机程序,进行线性回归,得到产量递减阶段的递减指数、威布尔预测模型中各参数及(1)~(4)中各关系式的系数;(7)绘制产量上升阶段储采比与时间的关系曲线;(8)绘制稳产阶段储采比与开发时间的关系曲线;(9)绘制递减阶段储采比与产量之间的关系曲线;(10)绘制全程储采比与开发时间的关系曲线。
基本要求:1)基础数据某油田或区块的可采储量和产量历史数据。
2)设计要求该专题设计最终要求是,学生通过自选上述基础数据,利用所学知识完成规定设计内容,编制相应软件,并提交规范设计报告。
主要参考资料[1] 陈元千.油藏工程实践[M].石油工业出版社.完成期限2015年7月6日~2015年7月24日指导教师李占东崔晓娜专业负责人杨二龙2015年7月6日目录1 前言 (1)1.1 设计的目的意义 (1)1.2 设计的主要内容 (1)2 基础数据 (2)3 基础理论 (3)3.1 产量上升阶段储采比变化特征 (3)3.2 稳产阶段储采比变化特征 (4)3.3 递减阶段储采比变化关系 (4)3.4 全程储采比变化关系 (4)3.5 确定a,b和c常数方法 (4)4 程序设计框图 (5)4.1 计算机程序设计框图 (5)4.2 计算机程序 (5)5 设计结果及分析 (6)认识与结论 (7)参考文献 (8)附录:计算机程序与结果 (9)1 前言1.1 设计的目的意义储采比是油田开发的重要指标,它不仅直接反映了油田的开发程度,而且与油田的稳产形式密切相关。
海洋石油工程工艺设计-安全消防和救生
第六章安全消防和救生第一节危险区划分规则一、危险区划分的功能、目的和作用危险区分类的目的在于电气设备的选择、设计和安装1.应该说明是:1)所释放的液体或气体的体积、温度、挥发性、泄漏源的性质和释放的速度在决定划分区域的范围时起着至关重要的作用。
分类区域的范围的确定是否合理,必须采用正确的工程判断;2)在大多数石油设施中,除了那些与电气设施有关的因素外,还存在多种点火燃源。
危险区分类的范围,仅由那些潜在的可燃液体、天然气和油蒸气释放源的位置决定,而不是由电气或非分类气点燃源的位置决定。
2.重要概念在危险区域划分时有一些概念应明确:1)封闭区域:(房屋、建筑和空间)指三维空间,其封闭投影面超过三分之二,并有足够通道保证人员正常出入。
对一个典型建筑而言,这就是要求它的墙壁、天花板、地板占其总投影面积的三分之二以上。
2)充分通风:是指自然或人工通风条件能满足,以防止油蒸气与混合物或天然气与空气混合的浓度聚集到超过其可燃(爆炸)下限(LEL)的浓度的25%。
二、划分的原则应该注意,不同的标准划分和描述的方式不完全相同:按“固定平台安全规则”,平台的各个区域可按如下原则划分:1.0类危险区:在正常操作条件下,连续的出现达到引燃或爆炸浓度的可燃性气体或蒸汽的区域;2.1类危险区:在正常操作条件下,断续地或周期性地出现达到引燃或爆炸浓度的可燃性气体或蒸汽的区域;3.2类危险区:在正常操作条件下,不大可能出现达到引燃或爆炸浓度的可燃性气体或蒸汽,但在不正常操作条件下,有可能出现达到引燃或爆炸浓度的可燃性气体或蒸汽的区域;4.非危险区:除以上区域以外的其他区域。
按SY/T10041-2002(API RP 500)石油设施电器设备安装一级一类和二类区域划分的推荐做法的原则划分:一级区域:指那些在空气中存在或者可能存在着易燃气体或油蒸气,其浓度足以形成爆炸或易燃混合物。
一级一类区域:1)在正常操作条件下,易燃气体或油蒸气达到可点燃浓度的区域;2)由于修理、维护工作或泄露等原因,而经常存在易燃气体或油蒸气到达可点燃浓度的区域;3)由于设备或流程的中断或运行故障,可能释放出危险浓度的易燃气体或油蒸气,并且也可能同时导致发生电气设备故障而变成引燃源的区域;一级二类区域:1)处理、加工或使用挥发性的易燃液体或易燃气体的区域,但是这些液体、蒸气或气体在正常情况下是被限制在密闭容器或密封系统里,仅当这种容器或系统事故破裂或损坏时,或在设备异常运行的情况下才可能泄漏出来;2)由于采用正压通风,因而在正常情况下防止了天然气或油蒸气达到可燃浓度的区域,但如果通风设备损坏或工作不正常时,他就可能达到危险区域;3)与一级一类区域相邻并且气体或油蒸气可能偶然聚集到可点燃浓度的区域,除非这种聚集能够通过一个清洁空气源以足够的正压通风来避免,并且备用防止失效的有效防护装置。
海洋石油平台上部模块建造工艺探讨与实践分析
海洋石油平台上部模块建造工艺探讨与实践分析作者:史勋汉来源:《中国化工贸易·上旬刊》2019年第06期摘要:改革开放以来,随着我国社会主义市场经济的不断发展和科学技术的不断进步,海洋作为石油能源的重要产地,其开采技术的研发质量和研发效率受到了社会各界及人们的广泛关注和高度重视,经过十几年来的科研探索实践,为进一步加快向更深水域的开采工作,各类平台的建设工作也相继开展,虽然从某方面来说,不同种类的海洋石油平台有着本质区别,但是却都是由上部和下部两部模块构成,而其中与下部模块相比,上部模块的构成较为复杂,因此对于还有平台的施工与管理造成了一定影响,鉴于此本文主要对海洋石油平台上部模块建造工艺进行了深入探讨,以期在通过对上部模块两种建造工艺进行比较分析的同时,为其建造的进一步发展奠定良好基础。
关键词:海洋石油;开发平台;上部模块;建造工艺1 海洋石油平台建造工艺的基本概述1.1 传统建造工艺近年来,随着我国社会主义的不断发展,对于能源的需求量与日剧增,而海洋作为石油的重要产地,其开采质量和开采效率受到了社会各界及人们的广泛关注和高度重视,故此为进一步加快深海区域海洋石油资源的开采进程,各种石油平台的搭建提上了工作日程,而根据相关数据调查显示,虽然海洋石油平台的种类千差万别,发挥的作用也不尽相同,但是从构成结构上来看,它们都是由上部模块和下部模块两部分组成的,而两者相比,前者的复杂程度要远远高于后者。
传统上部模块在建设过程中,其建造工艺主要是以甲板片为单位进行预制,且相关设备的安装都是在甲板片上进行的,因此在一定程度上,虽然能有效地确保深度海域海洋石油开采工作的顺利进行,但却也给工作人员的生命埋下了巨大的安全隐患。
1.2 现代一体化建造工艺1.2.1 上部模块一体化建造工艺的建造原则在进行海洋石油平台上部模块一体化工艺的建造过程中,为有效地提高建造工艺的科学性、合理性和安全性,相关工作人员需谨遵“划分分段”、“按部就班”的原则,即前者主要指的是在进行上部模块的一体化建造过程中,建造人员需遵循“最大限度利用生产资源原则”、“方便施工原则”、“保证结构强度原则”、“是提高预舰装效率原则”以及“生产工作量平衡原则”即在上部模块的建造过程中中,每个阶段的工作量都需保持在一个平衡、平稳的生产中,而后者则主要指的是,在建造过程中,工作人员一方面要保证对于同一段机械的主体结构、管道、机械通风以及管线、电仪等同步预制工作的顺利进行,而后当在保障在上述工作检查完成后,再按照分段喷涂、先安装下层分段再安装上端分段总装的步骤完成下述工作。
海油工程设计仪电讯设计教程资料第二章(2)..
第四篇海上油气田开发工程仪电讯设计第二章电力系统设计(第四节~第七节)第四节电力系统单线图的设计第五节主发电机组的选型第六节应急发电机组的选型第七节电力变压器的选择第四节电力系统单线图的设计一. 概述在第三节供电方案的设计中介绍了电力网方案的设计,它主要介绍的是电力网的方案和电力网结构形式的方案设计。
电力系统单线图的设计,主要包括两部分的内容,一是电力系统总单线图的设计,也就是电力网的设计;二是发电机及各个配电系统的单线图的设计。
由此可见,电力系统单线图的设计是电力系统设计最重要的工作之一。
根据电力网络的连接顺序,电力系统的单线图分为:一次系统和二次系统。
根据供电电源,电压等级和用途的不同以及负载的性质又分为:正常电力系统,应急电力系统,中压配电系统,400V配电系统,照明系统,电伴热系统,不间断电源(UPS)系统和导航系统等。
正常电力系统是指:由主发电机通过主配电盘供电的网络,它包括了中压配电系统,400V配电系统,照明系统,电伴热系统,不间断电源(UPS)系统和导航系统等。
在正常情况下,这些系统的用电设备都是由主配电盘供电,或由主配电盘通过降压(或升压)变压器,区域配电盘或分配电盘,然后再供给各个系统的不同负载。
通常把主发电机到主配电盘,然后再由主配电盘直接供电给负载,或区域配电盘或分配电盘,它们之间是通过电缆连接成的系统或网络称为一次系统或一次网络。
把由区域配电盘或分配电盘到负载和分配电盘通过电缆连接成的系统或网络称为二次网络。
当主电站由于某种原因不能供电时,应急发电机将通过应急配电盘向应急状况下的用电设备提供电源,并通过电缆将这个系统连接成一个完整的网络。
这个系统称之为应急电力系统或应急电网。
电力系统单线图的主要形式可分为:1.电力系统的总单线图——是由各种主要电气设备,其中包括:主发电机,主配电盘(主发电机保护装置的开关柜),中压配电盘,电力变压器,400V配电盘,应急发电机,应急配电盘,大容量的中压电气设备,海底电缆和井口平台的配电系统等,它们按一定的顺序连接成一个完整的有机体,它们是电能的产生,接受,分配,输送和使用的总电路图。
海洋石油平台课程设计
海洋石油平台课程设计《海洋石油平台设计》课程设计目录第一章综述 (1)1.1 平台概述 (1)1.1.1 海洋平台的分类 (1)1.1.2海洋平台结构的发展历史及现状 (2)1.1.3海洋平台结构的发展趋势 (4)1.2 海洋环境荷载 (5)1.2.1海风荷载 (5)1.2.2海流荷载 (5)1.2.3波浪荷载 (6)1.2.4海冰荷载 (7)1.2.5地震作用 (8)1.3 ANSYS软件介绍 (8)1.3.1 ANSYS 的发展历史 (9)1.3.2 基本功能 (9)1.3.3分析过程 (10)第二章导管架平台整体结构分析 (15)2.1 导管架平台简介 (15)2.2 平台整体模型建立 (15)2.2.1工程实例基本数据: (16)2.2.2平台几何模型的建立 (16)2.3、波流耦合作用下导管架平台整体结构静力分析 (25)2.3.1结构整体静力分析 (25)2.3.2 静力结果分析 (28)2.4 导管架平台整体结构模态分析 (32)2.4.1结构模态计算 (32)2.4.2观察模态分析结果 (33)2.5 波浪作用下平台结构瞬态动力分析382.5.1瞬态动力分析 (38)2.5.2动力分析结果处理 (42)第三章平台桩腿与海底土相互作用模拟 (47)3.1 基础数据 (47)3.2前处理过程 (48)3.3静力求解计算 (53)3.4 结构模态分析 (60)第四章总结 (70)第一章综述1.1 平台概述海洋平台是一种海洋工程结构物,它为开发和利用海洋资源提供了海上作业与生活的场所。
随着海洋开发事业的迅速发展,海洋平台得到了广泛的应用,如海底石油和天然气的勘探与开发、海底管线铺设、海洋波浪能的利用、建造海上机场及海上工厂等。
目前应用海洋平台最为广泛的领域当属海上油气资源的勘探与开发。
用于海上油气资源勘探与开发的洋平台按功能划分主要分为钻井平台和生产平台两大类,在钻井平台上设有钻井设备,在生产平台上则设有采油设备。
海洋石油平台电气培训课件
海上石油平台负载包括:
海上石油平台的负载大体可分为: 平台工艺设施:天然气压缩机、电潜泵、原油外输泵、注水泵、开式 排放泵、闭式排放泵、化学注入泵和热介质锅炉等原油生产和处理设备。 公用机械:空压机、海水泵、消防泵、淡水泵、空调机、冷冻机和各 类油泵等生活和生产机械。 照明系统:工作和生活模块的各种照明灯具和导航设备。 电伴热系统:所有工艺和公用设施需电伴热管线的电伴热带。 其他用电设备:厨房用电设备、洗衣设备等。
海上石油平台电力系统的电制包括:
海上石油平台电力系统的电制为三相三线,中性点对地绝缘系统。该系统为交流系 统、额定频率为50 Hz。 所采用的额定电压如下: 海上石油平台电力系统采用的是交流三相3 300 V、交流三相6 300 V、交流三相 10 500 V、交流三相380 V、交流单相220 V、交流单相110 V等几种电压等级。 设备采用的电压等级: 透平发电机组:6 300 V、3 ph、50 Hz 应急发电机组:400 V、3 ph、50 Hz 海底电缆:35000V、10 500 V、3 ph、50 Hz 高压电动机:3 300 V及6 300 V、3 ph、50 Hz 低压电动机:选用380 V、3 ph、50 Hz 照明系统:220 V、1 ph、50 Hz 小动力系统:220 V、1 ph、50 Hz 电动机空间加热器:220 V、1 ph、50 Hz 电伴热系统:220 V、1 ph、50 Hz 导航系统:220 V、1 ph、50 Hz 控制和指示:110 V、1 ph、50 Hz UPS系统:110 V、1 ph、50 Hz
UPS
CCR 导航盘
应急照明、应急伴热
海上石油平台及电气设备照片:
包括:海上石油平台、配电盘、主变压器、 照明/伴热变压器、应急发电机、电池间、 交流发电机。
海上石油钻井平台-南海二号瓦锡兰F312B型柴油机30000小时大修培训教材
设备的检修
D、测量连杆大段的轴颈外径、轴承内径、并计算出间隙值,根 据说明书的要求判断是否需要更换轴承、测量连杆小端(有瓦)、 大端(无瓦)和连杆螺丝的长度。(注意在测量轴颈外径和轴承 内径时一定要按要求的扭矩上紧连杆的螺丝)
五、拔缸套
1、悬挂倒链、准备专用的吊缸工具 2、吊缸(注意对曲轴的保护)
设备的检修
3、清洁缸套表面的水垢,送车间研磨或用专用的工具打磨缸头内部,并测 量缸套的锥度
B、连杆的间隙
正常值 轴向 大端轴承 0.14-0.23mm 最大值 0. 30mm
活塞销轴瓦 活塞销在活塞中的间隙 椭圆度
径向
0.09-0.13mm 0.14-0.23mm
0.20mm 0.06mm 0.08mm
大端轴承座
大端轴承在曲轴上的间 隙 0.40-0.70mm
注:大端轴承的预紧扭矩为50Nm,最终扭矩是450Nm
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设备的主要系统及工作原理 3、冷却系统
冷却系的功用是将受热零件吸收的部分热量及时散发出去,保证发动机在最 适宜的温度状态下工作。它的主要是由板式冷却器、冷去水泵、膨胀水箱、 恒温阀及相应的管线等组成。
冷却水泵
中冷器
板式冷却器
9
设备的主要系统及工作原理 4、监控系统
监控系统的主要作用是对主机各系统相应的参数显示及在主机发 生故障时能够及时的通过相应的手段让人们知道,防止事故的发 生。 以下是F312B柴油机监控系统的主要参数: 滑油压力低报警值:0.2MPa 滑油压力低停车值:0.1MPa 滑油温度高报警值:73℃ 滑油温度高停车值:80℃ 水温高报警值:85℃ 水温高停车值:95℃ 冷却水压力低报警值:<0.10MPa 超速报警停车值:990~1035 r/min 起动空气压力报警值:1.2MPa
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《海洋石油平台设计》课程设计目录第一章综述 (1)1.1 平台概述 (1)1.1.1 海洋平台的分类 (1)1.1.2海洋平台结构的发展历史及现状 (2)1.1.3海洋平台结构的发展趋势 (3)1.2 海洋环境荷载 (4)1.2.1海风荷载 (4)1.2.2海流荷载 (4)1.2.3波浪荷载 (5)1.2.4海冰荷载 (6)1.2.5地震作用 (6)1.3 ANSYS软件介绍 (7)1.3.1 ANSYS 的发展历史 (7)1.3.2 基本功能 (7)1.3.3分析过程 (8)第二章导管架平台整体结构分析 (12)2.1 导管架平台简介 (12)2.2 平台整体模型建立 (12)2.2.1工程实例基本数据: (12)2.2.2平台几何模型的建立 (13)2.3、波流耦合作用下导管架平台整体结构静力分析 (20)2.3.1结构整体静力分析 (20)2.3.2 静力结果分析 (23)2.4 导管架平台整体结构模态分析 (26)2.4.1结构模态计算 (26)2.4.2观察模态分析结果 (26)2.5 波浪作用下平台结构瞬态动力分析 (30)2.5.1瞬态动力分析 (30)2.5.2动力分析结果处理 (33)第三章平台桩腿与海底土相互作用模拟 (37)3.1 基础数据 (37)3.2前处理过程 (38)3.3静力求解计算 (42)3.4 结构模态分析 (47)第四章总结 (53)第一章综述1.1 平台概述海洋平台是一种海洋工程结构物,它为开发和利用海洋资源提供了海上作业与生活的场所。
随着海洋开发事业的迅速发展,海洋平台得到了广泛的应用,如海底石油和天然气的勘探与开发、海底管线铺设、海洋波浪能的利用、建造海上机场及海上工厂等。
目前应用海洋平台最为广泛的领域当属海上油气资源的勘探与开发。
用于海上油气资源勘探与开发的洋平台按功能划分主要分为钻井平台和生产平台两大类,在钻井平台上设有钻井设备,在生产平台上则设有采油设备。
若按结构型式及其特点来划分,海洋平台大致可分为三大类固定式平台、移动式平台和顺应式平台。
1.1.1 海洋平台的分类1.固定式平台固定式平台靠打桩或自身重量固定于海底,目前用于海上石油生产阶段的大多数是固定式平台,它又可分为桩式平台和重力式平台两个类别。
桩式平台通过打桩的方法固定于海底,其中的钢质导管架平台是目前海上使用最广泛的一种平台;而重力式平台则是依靠自身重量直接置于海底,这种平台的底部通常是一个巨大的混凝土基础沉箱,由三个或四个空心的混凝土立柱支撑着甲板结构。
2.移动式平台移动式平台是一种装备有钻井设备,并能从一个井位移到另一个井位的平台,它可用于海上石油的钻探或生产。
移动式平台可分为坐底式平台、自升或平台、钻井船和半潜式平台四个类别。
坐底式平台一般用于水深较浅的海域,工作水深通常在60米以内;自升式平台具有能垂直升降的桩腿,钻井时桩腿着底,平台则沿桩腿升离海面一定高度,移位时平台降至水面,桩腿升起,平台就像驳船可由拖轮把它拖移到新的井位。
自升式平台的优点主要是所需钢材少,造价低,在各种情况下都能平稳地进行钻井作业,缺点是桩长度有限,使它的工作水深受到限制,最大的工作水深约在120米左右;钻井船是在船中央设有井孔和井架,它靠锚泊系统或动力定位装置定位于井位上。
它漂浮于水面作业,能适应更大的水深,同时它的移动性能最好,便于自航。
但由于它在波浪上的运动响应大,稍有风浪就会引起很大的运动,使钻井作业无法再进行下去,风浪更大时船还得离开井位,这是钻井船得不到大发展的主要原因;半潜式平台是由坐底式平台演变而来的,它上有平台甲板,在水面以上不受波浪侵袭,下有浮体,沉于水面以下以减小波浪的扰动力,连接于其间的是小水线面的立柱。
由于半潜式平台具有小的水线面面积,使整个平台在波浪中的运动响应较小,因而它具有出色的深海钻井的工作性能。
半潜式平台可用锚泊定位和动力定位,锚泊定位的半潜式平台一般适用于200~500米水深的海域。
3.顺应式平台顺应式平台是一种适于深海作业的海洋平台,它在波浪作用下会产生水平位移。
顺应式平台又可分为张力腿式平台和牵索塔式平台两个类别。
张力腿式平台的上部类似于半潜式平台,整个平台是通过张力腿(实为系泊钢管或钢索)垂直向下固定于海底,它是一种新开发的深海平台,与导管架平台相比,导管架平台的造价与水深关系大致呈指数关系增加,而张力腿式平台的造价则随水深的增加变化较小。
此外,由于每个张力腿都有很大的预张力,因此张力腿式平台在波浪中的运动幅度远小于半潜式平台;牵索塔式平台由甲板、塔体和牵索系统三部分组成。
塔体是一个类似于导管架的空间钢架结构,牵索则围绕着塔体对称布置,牵索系统可以吸收由外力产生的能量以保证塔体的运动幅度在规定的范围内。
1.1.2海洋平台结构的发展历史及现状海洋平台的建造历史可以追溯到1887年在美国加里福尼亚所建造的第一座用于钻探海底石油的木质平台。
而钢质导管架平台则是在1947年首次出现于墨西哥湾6米水深的海域,此后,海洋平台得到了迅速发展。
到1978年,钢质导管架平台的工作水深已达312米,而不久前高度为486米的巨型导管架平台也已安装于墨西哥湾411米水深的海域。
第一座坐底式平台是1949年在墨西哥湾钻井的“环球40号”。
在50年代建造了近30座坐底式平台。
50年代末,坐底式平台的工作水深已达到27.43米(90英尺)。
1963年出现了一座大型坐底式平台,其工作水深达53.34米(175英尺)。
此后10年中,坐底式平台没有发展。
直到1973~1974年间,由于原油价格暴涨,人们对适合于水深小于30米的浅水区工作的坐底式平台的需求再一次表现出来,于是在70年代后半期又建造了一些坐底式平台,此后又趋冷落。
由于我国有大片的浅水及海滩地区需要勘探开发,在所采用的钻探装备中,坐底式平台占有重要的地位。
1979年建成并投入使用的“胜利一号”坐底式平台是我国设计、制造的第一座坐底式平台,它的作业水深范围为2~5米。
为了适应在不同水深范围内钻井,1954年出现了第一座自升式钻井平台——“加里福尼亚号”。
到1960年,大约有30座自升式平台在使用中,最大工作水深约50~60米。
60年代,自升式平台不仅在数量上大为增加,而且在结构上也得到了不断的改进,到60年代末,自升式平台的工作水深已达到91.44米(300英尺)。
在70年代,为了满足全世界勘探的需要,自升式钻井平台的数量迅速增加,到70年代末,自升式钻井平台占移动式钻井装置的总数的一半。
而到了1985年,此比例已达到60%,自升式钻井平台的最大工作水深已达137.16米(450英尺)。
1962年出现的第一座半潜式平台是由一带有稳定立柱的坐底式平台改建而成,60年代共建造了大约30座半潜式平台。
半潜式平台的数量在70年代迅速增加,设计重点表现在自推进、动力定位、恶劣海况、更大的工作水深(1830米)及更大的钻井深度(9144米)。
在此期间,运动补偿装置的使用提高了钻井效率。
80年代,半潜式平台的最大工作水深能力为3048米,半潜式平台已开创了在北纬60°以北的北海海域钻井的记录。
自1973年北海建成第一座棍凝士重力式平台Ekofisk Tank平台后,相继又有20余座混凝土重力式平台投人使用。
混凝土重力式平台的安装水深也在逐渐增大,由最初的70米水深已发展到305米水深(1995年安装的Troll平台)。
张力腿平台的研究始于1954年,R·O·Marsh Jr.首先提出了张力索组平台概念。
从1954年到70年代末期,基本上各国学者都致力于理论与实验的概念性的研究。
70年代末期以后,各国学者才真正致力于工程性的研究和实施。
1984年世界上第一个由美国CONOCO公司建造的张力腿平台正式安装在147米深的Hutton油田,目前在深水海域投人使用和在建的张力腿平台近20座,其工作水深已接近1000米。
据文献介绍,牵索塔式平台在水深为300米左右时,与固定式平台造价几乎相等;在水深为300~600米范围内时,优于固定式平台;而在水深大于600米时,则让位于张力腿式平台。
目前已有一座牵索塔式平台用于墨西哥湾水深305米的海域。
海上油气资源的开发在不断向深海进军的同时,浅海边际油气资源的开发利用也引起了人们的日益关注,研究和开发适合于浅海边际油气资源开发的固定式简易平台得到了广泛的重视。
自80年代以来,简易平台的应用日趋广泛,墨西哥湾地区尤为突出。
近年来,在北海南部海域也已开始应用,其中应用较多的简易平台主要有MOSS Ⅱ型、MantisⅠ型Guardian、Seashore及独桩平台等。
MOSS平台由CBS工程公司于1987年首次设计用于墨西哥湾,共有4种型式,其中MOSS Ⅱ型使用最广,已有80余座用于该地区。
MOSS Ⅱ型平台用钻井隔水套管作支柱并有两根斜撑在水面上加以支持,斜掸在泥线处用桩固定于海床,这种结构的适用水深可达45米。
在支柱顶端,可设一层或两层甲板,其面积可达150平方米。
这种平台可用作井口平台也可作为生产平台。
MantisⅠ型平台由DEG公司设计,也采用钻井隔水套管作为支柱,其适用水深为9~43米,原设计主要用于天然气生产。
平台可以支持一个223平方米的甲板,以及一个58平方米的标准直升机甲板。
MantisⅠ型平台具有较高的刚性,除两根斜撑的桩用整体底座固联为一体外,各主要节点均不用卡装或销接等机械联接方式。
Guardian平台是Petro-Marine工程公司设计的一种单桩平台,它也用钻井隔水套管作为平台支柱,不同之处在于这种平台用两根斜桩取代了前述两种平台的斜撑和直桩。
这种平台适用于30米以下的浅水域。
Seashore平台于1984年首次用于墨西哥湾,此后又用于北海南部海域以及东南亚,迄今已有150余座投人使用,其最大特点是用金字塔形的水下构架和宽大的底座。
Seashore平台具有较大的灵活性,可以作为井口平台,也可以用作生产平台,其适用水深一般至45米,也可用于至90米的较深水域。
独桩平台(又称为独柱支撑平台)的上部甲板结构由单一钢管桩支撑,隔水层管则置于钢管桩内。
由于其具有结构简单,制造、安装方便,造价低等特点,目前在北海地区、美国墨西哥湾、意大利亚得利亚海以及我国的渤海等海域已经得到应用,其适用水深可达40米。
1.1.3海洋平台结构的发展趋势人们对海上油气资源需求的不断增加,促使海洋平台结构不断地向前发展。
今后一段时间,海洋平台结构应加强以下几个方面的研究。
1.深海平台结构的研究随着海上油气生产向着更深的海域推进,以张力腿平台为代表的深海平台必将继续受到广泛的重视和发展,研究热点主要在于:寻求更为经济有效的结构型式,以适应极深海油田或极深海边际油田开发的需要;深海平台结构的非线性动力分析,尤其是会危及平台安全的长周期慢漂运动,以及高频响应中所产生的二阶和频力和高阶脉冲力;张力腿平台的张力腿(系索)系统的研究,尤其是张力腿的极限承载能力、疲劳断裂可靠性以及维修问题;张力腿平台的锚固基础的研究,尤其是筒型(吸力)基础和以压载控制的可回收基础的研究。