奋进号平台460m作业水深定位分析.pdf
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1、运行与维护 Running and Maintenance 2023.7 今日制造与升级 890引言南海海域台风、内波流频发,自然环境恶劣,深水钻井平台曾多次发生过因台风、内波流等因素引起的平台漂移事故,对钻井平台和隔水管系统造成一定的损坏,经济损失惨重1-3。动力定位半潜式钻井平台由于是漂浮在海面,正常作业期间钻井平台和海底井口是通过隔水管系统连接在一起,钻井平台必须始终在 WSOG(WellSpecificOperationalGuidelines,井位具体操作指南)规定的范围之内移动,如果偏离设定的安全范围,将会损坏隔水管系统。因此,在一口井作业之前,就会根据作业水深计算出WSOG,以便
2、确定平台作业的绿圈(平台在此范围内活动处于安全状态)、黄圈(平台偏移井口到达此范围时必须引起操作者警觉,一旦继续偏移将会对相关系统及设备产生不可逆损坏,因此平台到达黄圈时,需要停止钻井作业,做好应急解脱准备)、红圈(平台一旦达到此漂移量,操作者必须执行应急解脱,以便让隔水管系统和海底井口脱开,让平台保持自由状态)。目前,奋进号平台针对1500m 以上深水钻井作业进行了较为成熟的定位分析,制定了应急解脱程序,但针对特定天气条件下460m作业水深还未开展详细的WSOG分析,作业安全面临严峻挑战。文章结合南海东部天气情况、奋进号平台自身特点以及在南海东部的作业统计分析,综合考虑多种因素,建立了奋进号
3、平台漂移数学模型,计算得到奋进号平台在南海东部460m 水深作业条件下红圈的距离,并进行了安全分析。最终形成一套奋进号平台南海东部460m 作业水深定位分析方法和保障措施,为奋进号平台在南海东部460m 水深的安全作业提供理论指导和技术支持。1 WSOG分析1.1 奋进号平台EDS(应急解脱)模式动力定位系统必须保证平台作业在绿色区域内。绿圈到红圈需根据 WSOG 采取相应的紧急措施。平台位置到达红圈时就要开始解脱并且要在到达蓝圈前完成解脱,此时篮圈距离井口中心的距离就是 POD(解脱点),如图1所示。绿圈黄圈红圈蓝圈图1 WSOG示意图根据 WSOG,红圈的确定需考虑奋进号平台不同解脱模式下
4、的响应时间,以保障 EDS 的作业安全,奋进号平台应急解脱模式分类见表1。表1 奋进号平台应急解脱模式分类解脱模式模式描述用时(s)EDS1无需剪断解脱17EDS2钻杆剪断解脱30EDS3套管剪断解脱46摘要南海海域自然环境恶劣,一旦动力定位钻井平台偏离设定范围,将会对钻井平台和隔水管系统造成一定的损坏,经济损失惨重。目前奋进号平台针对1500m 以上深水钻井作业进行了较为成熟的定位分析,但针对特定天气条件下460m 作业水深还未开展详细的 WSOG 分析,作业安全面临严峻挑战。文章结合南海东部气象条件和奋进号平台自身特点,建立了奋进号平台漂移数学模型,计算得到针对南海东部不同天气情况,在作业
5、水深460m 时,最终 POD为距离井口中心64.6m,确定红圈为22m,黄圈为13m,绿圈为8m,平台可以控制船位在红圈范围以内,保障作业安全。最终形成一套奋进号平台南海东部460m 作业水深定位分析方法和保障措施,为奋进号平台在南海东部460m 水深的安全作业提供理论指导和技术支持。关键词奋进号平台;南海东部;定位分析;应急解脱中图分类号TE95 文献标志码A奋进号平台460m作业水深定位分析代小强(中海油田服务股份有限公司钻井事业部,广东湛江524057)运行与维护 Running and Maintenance 90 今日制造与升级 2023.71.2 平台位置漂移受限因素分析及计算平
6、台位置漂移受平台失控漂移曲线图、最大上下挠性接头及隔水管角度、月池空间限制、作业处水深、EDS 时间、伸缩节及张力器可用伸缩长度、平台升沉及潮水高度等多个因素的影响,因此开展 POD 距离计算需综合考虑以上因素。(1)基于隔水管挠性接头计算得到的解脱距离(D角度)可表示为:D角度=tanH(1)式中,为挠性接头最大转角,H为作业水深。(2)基于冲程计算得到的解脱距离(D冲程)可表示为:(2)D冲程余量=min(0.5D伸缩节冲程,0.5D张力器冲程)-H潮汐高度差-H升沉(3)取两者最小值,可得不同水深下的 POD 距离:DPOD=min(D角度,D冲程)(4)分析奋进号平台南海东部460m
7、水深作业时,平台位置漂移,相关计算参数见表2。表2 奋进号平台南海东部作业相关参数参数数值水深(m)460挠性接头最大转角()8伸缩节冲程(m)19.8张力器冲程(m)15.24潮汐高度差(m)1.0平台升沉(m)1.5根据以上数据计算可得,根据绕性接头受限角度算出解脱点的距离为64.6m,基于冲程余量算出的解脱点的距离为68.8m。取两者最小值,最终 POD 为64.6m。因此当作业水深为460m 时,平台位置偏移主要受限于下部绕性接头角度。1.3 不同天气情况下红、黄、绿圈模拟针对 WSOG 分析和奋进号平台应急解脱模式,确定红圈半径,即在红圈处激发应急解脱,46s 以后,平台正好漂移到6
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