第二章 海洋采油装备与结构

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1、第二章海洋采油装备与结构第一节海上采油平台及水下采油装备海洋采油装备与海上油气集输的方式有关。一般离岸较远的低产小油田，常将油、气分离处理后，送至油轮上运走，叫做全海式。对于离岸较远的高产油田常通过短距离海底管线将油、气集中到采油平台，分离处理后再经海底管线送至岸上进行储运，叫做半海半陆式。离岸较近的油田即可采用一井专线或多井一线直接通过海底管线将油、气混输到岸上进行分离及储运，叫做全陆式。此外，近年来在深海还发展了水下采油装备。下面分别介绍海上采油平台与水下采油装备。一、海上采油平台（一）海上采油方式的分类1

2、．浅海采油水深在70m以内，一般采用采油平台采油。可分下列几种情况：（l）3～5口井的采油平台在平台上进行油气的计量，然后将油、气、水通过海底管线混输至岸上。（2）多井（可供18口井用）的采油平台，平台上有油气分离及脱水等装置，待去气去水以后，将原油用泵通过海底管线输送到岸上。这种平台可兼供钻生产井用。2．深海采油水深在100m以上即需采用海底井口（水下井口），并使用一系列水下采油装备来采油，叫做水下采油法。一般在较深水中也可采用钢管在海底集油，然后再用软管连接到海上的浮动分离储油装置上。例如常用的单点系泊装置

3、即使用高100m以上，直径约10m的圆柱型浮筒，上端与油气分离、储油装置连接，底部用软管连接海底集油管线。它既能固定于一个位置上，又能随风浪摇摆。浮筒上装有漂浮软管和尼龙系缆，还有操纵软管及系绳用的滚筒和动力转盘，通过软管用泵向油轮装油。油轮保持迎风可绕浮筒360º旋转。水面处浮筒周围有碰垫，以防船碰伤。浮筒上有直升飞机坪和供应维修用的房舍，如图2－1所示。也可在海底建立水下油罐，储存原油。油罐是一个顶部为圆弧形的圆柱体。用管道把压缩空气压入圆柱体内，将油罐拖运到装设地点，然后再利用压缩空气和一个临时补偿装置使

4、罐从海面沉到海底。图2－1单点系泊装置（二）海上采油平台的类型海上采油平台依其制造材料分有钢质及混凝土平台，按其特点来分又有桩基式、重力式和混合式三种。1．桩基式钢质平台如图2－1所示，这类平台一般是从导管架的管柱腿内打桩，个别的是从固定在导管架大腿的下端外部的导桩套内打桩。这种平台工作水深最小29m，最大161m。图2－1桩基式钢质采油平台2．重力式混凝土平台重力式平台是靠自重座在海底的，一般均用混凝土制造，个别的也有钢制的。工作水深150m以上。这种平台需解决海底冲刷及防止滑动和倾斜等问题。可采取预先在海底

5、铺砾石，基座四周安装铰接垫，以及底座下面装设深入土壤的钢质裙板等多种措施。这种平台如图2－2所示。图2－2混凝土采油平台3．混合式平台这种平台是用混凝土和钢材制造的平台。底座腿柱的一部分采用钢材，这样既可较好地解决基础受冲刷，底座滑动和倾斜问题，又可以缩短海上施工时间，消除桩基式和重力式的缺点。此外，还有漂浮式混凝土采油平台正在研制，它是半潜式的，可用做漂浮储4油装置，其储油能力可达6.4×10t，工作水深可达300m。二、水下自喷井采油装备深海采油一般采用水下采油法，目前已采用的水下自喷井采油装备有如下几种。

6、（一）单井水下自喷井采油装备单井水下采油装备主要是遥控座在海底特殊座上的单井采油树。它适用于远海深水中的单独高产井。采油树是由下部的主阀及上部的采油控制设备等组成，如图2-4所示。1.固定设备它是永久放置在海底的器具。主要包括有：（1）井口盘即开始钻井时确定井位用的井口盘。（2）降落盘完井时安装在井口盘上。用以封严套管头，安放工作舱。（3）连接器位于套管头上面，与采油树相连。（4）导向架导引降落盘座到井口盘上。2.主阀主阀包括有下主阀、环形通路阀和出油管线隔离阀。下主阀位于采油树下面，座在套管头上；环形通路阀是

7、控制油管与套管间环形通路的；管线隔离阀是控制通向水面上的出油管线的。主阀放置在密封的工作舱内，密封舱通过导向架座在降落盘上。工人可以乘坐运送舱到达工作舱内进行调试主阀、吊装出油管线及电缆等项工作。主阀可在工作舱内手动控制，也可以通过电缆在水面上遥控。3.采油控制设备它主要包括有遥控的阀、液压及电传设备组成一个整体座在主阀上面。这套设备使用期限一般为两年，到期后整体进行更换，为此尽量设计成小尺寸结构以减轻重量，一般约15t重，高3m，直径2.5m，用于400m工作水深。全部设备包括有电动设备、电信设备、液压油箱、

8、液压阀、油泵等，用电缆与水面控制平台相通，以实现遥控。4.装卸器具它主要由三部分组成：（1）装卸工具用以将采油控制设备从水面送到海底，安放在主阀上，需装有保护设施以防在下放时碰伤。（2）定位器具一般不采用导向绳及潜水员作业，而是用声波定位及水下电视技术来使装卸工具及工作舱自海面船上放至海底并准备就位。（3）隔水管这种隔水管实际上是一种特制的钻柱，内径101.6mm（4英寸），下端177