沉墊儲油自升式平臺的幾個關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、加速開發(fā)海洋石油資源是我國經(jīng)濟發(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海洋工程環(huán)境條件的客觀認識和海洋工程裝備技術(shù)的提高與發(fā)展。海洋平臺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,新式中深水式平臺的發(fā)展迫在眉睫。沉墊自升式平臺具有儲油功能,實現(xiàn)鉆、產(chǎn)、儲一體化,是一種新式的生產(chǎn)體系。因此有必要對沉墊自升式平臺所處的海

2、洋環(huán)境以及其本身的水動力性能、地基基礎(chǔ)穩(wěn)定性和儲油、輸油的保溫系統(tǒng)等主要技術(shù)進行研究分析。
　　本研究提出的平臺設(shè)有大型儲油沉墊,具有不同于一般自升式平臺的典型特點,大型沉墊對平臺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。根據(jù)三維勢流理論和模型試驗相互驗證、分析,得到平臺沉墊下放過程平臺水動力性能結(jié)論。平臺具有較好的穩(wěn)性和水動力性能,可以滿足升降作業(yè);沉墊在即將接觸海底時不會因升沉運動而反復碰撞海底,進而造成沉墊結(jié)構(gòu)的破損

3、。在沉墊不斷下降過程中,平臺的升沉響應(yīng)和轉(zhuǎn)動響應(yīng)基本上呈逐漸減小的趨勢;而橫蕩和縱蕩運動響應(yīng)呈現(xiàn)先增加再減小的趨勢,最大的平移響應(yīng)和轉(zhuǎn)動響應(yīng)分別為橫蕩和橫搖響應(yīng)。平臺在三級海況或者三級以下海況下進行沉墊的升降操作是可行的,平臺的運動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)模型對沉墊上拔吸附力進行了分析計算,在此基礎(chǔ)上定性地分析了土體參數(shù)和上拔時間對極限吸附力的影響。對于砂土液化的研究更多側(cè)重于彈塑性動力本構(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,計算了平臺的抗傾和抗滑穩(wěn)性,證明了沉墊自升式平臺的坐底穩(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的有效策

5、略,因此對儲油、輸油水下保溫材料和保溫技術(shù)進行研究至關(guān)重要。本文在對國內(nèi)外水下保溫材料及保溫結(jié)構(gòu)調(diào)研和基于FLUENT軟件對油水隔離沉墊艙保溫性能進行數(shù)值模擬研究的基礎(chǔ)之上,選擇泡沫玻璃磚作為沉墊儲油艙的保溫材料,填充在儲油艙的內(nèi)、外壁之間?；诶碚撚嬎銓τ退綦x沉墊艙加熱工藝進行研究,將原油加熱工藝設(shè)計為循環(huán)加熱工藝。利用物理模型試驗對沉墊收、發(fā)油及保溫加熱系統(tǒng)進行研究分析。對油水置換艙內(nèi)隔膜的運動規(guī)律進行研究分析,并分析膜的運動情況