沉墊儲(chǔ)油自升式平臺(tái)的幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、加速開發(fā)海洋石油資源是我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的迫切需求,具有重要的戰(zhàn)略意義。海上石油資源的安全高效開采主要依賴于對(duì)海洋工程環(huán)境條件的客觀認(rèn)識(shí)和海洋工程裝備技術(shù)的提高與發(fā)展。海洋平臺(tái)作為海洋石油資源開發(fā)的主要裝備,是海上生產(chǎn)和生活的基礎(chǔ)。近海、淺海石油資源的勘探開采已經(jīng)發(fā)展的比較成熟,伴隨采油作業(yè)水深的不斷增加,新式中深水式平臺(tái)的發(fā)展迫在眉睫。沉墊自升式平臺(tái)具有儲(chǔ)油功能,實(shí)現(xiàn)鉆、產(chǎn)、儲(chǔ)一體化,是一種新式的生產(chǎn)體系。因此有必要對(duì)沉墊自升式平臺(tái)所處的海

2、洋環(huán)境以及其本身的水動(dòng)力性能、地基基礎(chǔ)穩(wěn)定性和儲(chǔ)油、輸油的保溫系統(tǒng)等主要技術(shù)進(jìn)行研究分析。
　　本研究提出的平臺(tái)設(shè)有大型儲(chǔ)油沉墊,具有不同于一般自升式平臺(tái)的典型特點(diǎn),大型沉墊對(duì)平臺(tái)總體性能影響分析技術(shù)是在總體性能分析研究的關(guān)鍵點(diǎn)。根據(jù)三維勢(shì)流理論和模型試驗(yàn)相互驗(yàn)證、分析,得到平臺(tái)沉墊下放過程平臺(tái)水動(dòng)力性能結(jié)論。平臺(tái)具有較好的穩(wěn)性和水動(dòng)力性能,可以滿足升降作業(yè);沉墊在即將接觸海底時(shí)不會(huì)因升沉運(yùn)動(dòng)而反復(fù)碰撞海底,進(jìn)而造成沉墊結(jié)構(gòu)的破損

3、。在沉墊不斷下降過程中,平臺(tái)的升沉響應(yīng)和轉(zhuǎn)動(dòng)響應(yīng)基本上呈逐漸減小的趨勢(shì);而橫蕩和縱蕩運(yùn)動(dòng)響應(yīng)呈現(xiàn)先增加再減小的趨勢(shì),最大的平移響應(yīng)和轉(zhuǎn)動(dòng)響應(yīng)分別為橫蕩和橫搖響應(yīng)。平臺(tái)在三級(jí)海況或者三級(jí)以下海況下進(jìn)行沉墊的升降操作是可行的,平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)幅度在可接受范圍內(nèi),錨鏈可以滿足使用要求。
　　基于有限元軟件ABAQUS,在分別考慮地基土體發(fā)生整體剪切破壞以及沉墊底面與地基土體表面由于孔隙水滲流而發(fā)生分離兩種情況的基礎(chǔ)上,選取Mohr-Coulo

4、mb彈塑性土體本構(gòu)模型對(duì)沉墊上拔吸附力進(jìn)行了分析計(jì)算,在此基礎(chǔ)上定性地分析了土體參數(shù)和上拔時(shí)間對(duì)極限吸附力的影響。對(duì)于砂土液化的研究更多側(cè)重于彈塑性動(dòng)力本構(gòu)模型的建立和數(shù)值分析方法。本文在沉墊自升式平臺(tái)模型的基礎(chǔ)上,通過分別變化其樁腿間距、沉墊主尺度和沉墊入泥深度,計(jì)算了平臺(tái)的抗傾和抗滑穩(wěn)性,證明了沉墊自升式平臺(tái)的坐底穩(wěn)性與結(jié)構(gòu)尺度參數(shù)有著密切關(guān)系。
　　保證原油流動(dòng)是深水油氣田開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)之一,保溫是保證深水油氣田流動(dòng)的有效策

5、略,因此對(duì)儲(chǔ)油、輸油水下保溫材料和保溫技術(shù)進(jìn)行研究至關(guān)重要。本文在對(duì)國(guó)內(nèi)外水下保溫材料及保溫結(jié)構(gòu)調(diào)研和基于FLUENT軟件對(duì)油水隔離沉墊艙保溫性能進(jìn)行數(shù)值模擬研究的基礎(chǔ)之上,選擇泡沫玻璃磚作為沉墊儲(chǔ)油艙的保溫材料,填充在儲(chǔ)油艙的內(nèi)、外壁之間?；诶碚撚?jì)算對(duì)油水隔離沉墊艙加熱工藝進(jìn)行研究,將原油加熱工藝設(shè)計(jì)為循環(huán)加熱工藝。利用物理模型試驗(yàn)對(duì)沉墊收、發(fā)油及保溫加熱系統(tǒng)進(jìn)行研究分析。對(duì)油水置換艙內(nèi)隔膜的運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行研究分析,并分析膜的運(yùn)動(dòng)情況