水下采油树

摘要： 目前对水下采油树系统的可靠性分析大多只考虑了部分典型故障模式对系统的影响,为此,采用模糊故障树FFTA和FMEA相结合的方法对其进行了可靠性分析,并参考国外可靠性数据库OREDA,采用定性和定量相结合的方法分析了水下采油树系统故障模式发生的严重程度。分析结果表明:通过FMEA法分析,将失效模式危害等级划分为高风险、中高风险、中等风险、中低风险及低风险5个等级,得出水下采油树系统共有20种失效模式;油管悬挂器化学试剂注入耦合器、节流模块硬管及节流模块控制阀等9个部件属于水下采油树系统的薄弱环节,应该采取措施重点防范和定时检测。研究结论可以为国产化水下采油树可靠性设计提供理论指导。

摘要： 2022年5月11日,我国首套国产化深水水下采油树在海南莺歌海海域完成海底安装,该设备是中国海油牵头实施的水下油气生产系统工程化示范项目的重要部分,标志着我国深水油气开发关键技术装备研制迈出关键一步。此次中国海油实施的500 m级水下油气生产系统工程化示范应用项目,标志着我国具备了成套装备的设计建造和应用能力。水下生产系统是开发深水油气田的关键装备,包括水下井口、水下采油树、水下控制系统、水下管汇等设备。

摘要： 针对东方1-1气田的海况,基于OrcaFlex专业海工软件建立平台钻杆下放采油树的仿真模型,研究了水下采油树在下放过程中钻杆的受力情况,以及采油树的运动响应问题。研究结果表明:在钻杆受力方面,下放过程中所受到的Von Mises应力以及弯矩都主要集中在钻杆上部靠近钻杆顶端处,在钻杆与采油树连接处有较小的应力集中和弯矩。在敏感性参数分析方面,风速对下放过程钻杆受力、弯矩以及水下采油树的运动响应影响很小;海流流速、浪高、海况的方向角度对其影响较大,其中海流流速和浪高都是正影响;不同的海况方向角度对钻杆的受力和采油树的运动响应有不同程度的影响。研究结果将对国内水下采油树的安装提供一定指导作用。

摘要： 水下采油树的下放安装作业环境载荷非常复杂,下放作业窗口是我国南海水下采油树下放过程中亟待解决的关键问题。针对东方1-1气田73 m水下采油树钢丝缆绳下放安装方法,分析了水下采油树下放作业过程。利用OrcaFlex建立了工程船-钢丝缆绳-水下采油树系统的耦合模型,研究了不同浪高、流速、波浪方向角等关键因素对水下采油树安装过程的钢丝绳受力和采油树运动响应的影响。利用正交试验方法研究了各个影响因素的关键度排序,形成了水下采油树钢丝缆绳下放的作业窗口。研究结果表明:当浪高在[5.06 m,0 m],流速为[0 m/s,1.09 m/s]的封闭区域(安全作业区域)内,适合于东方1-1气田水下采油树下放安装作业。研究结果可为水下采油树钢丝绳下放安装过程提供一定的指导。

摘要： 结合水下井口采油树系统自身结构和API 17D标准,采用Solidworks三维建模,设计了一种便于采油树水下安装的下部导向框架。该框架采用高强度结构钢焊接而成,导向装置采用喇叭口结构。通过ANSYS WORKBENCH软件对框架结构进行力学分析,证明该框架整体具有足够的承载力。对应力集中部位进行结构优化,使框架的结构设计更合理。通过水下安装试验证明,该种结构的导向框架结构简单,具有较高的使用性能,提高了水下采油树的安装效率。

摘要： 水下采油树是水下生产系统的主要组成部分,也是连接海底井口装置上的全套设备,目的是用来控制和管理采油、采气作业或者是注气、注水作业,同时也允许进行井下修井作业。文章梳理了HYSY285工程船安装流花20-2油田10套水下采油树作业过程及经验总结。

摘要： 水下采油树过流通道的稳态及非稳态传热特性对其流动保障设计和后期开井、修井非常重要,目前仍存在模型不完善、温降规律认识不清等问题。以南海某气田水下采油树为例,建立过流通道传热温度场的分析模型和径向温度分布函数,揭示过流通道在油气生产和关井8 h内的温变规律,形成水下采油树过流通道的温降效应计算分析方法。为降低水下采油树因低温高压生成水合物的风险,探讨深度1500 m工况下不同热导率及厚度的保温材料的保温性能。结果表明稳态工况下过流通道内流体的平均温度和内部油气温度基本一致;非稳态关井后8 h内过流通道内部油气温度与海水温度基本接近,但0~0.3 h为温度骤降区,热量交换最为剧烈,0.3~4 h为缓降区,4~8 h逐渐趋于稳定;基于南海某1500 m气田的环境参数,5 mm的保温层可满足保温要求。

摘要： 水下采油树本体安装工具是进行树体锁紧、下放与回收等操作的重要装备,水下采油树本体安装工具受力不均失效,易引起安装失败,甚至造成重大安全事故。分析计算了水下采油树本体安装工具在钻杆下放过程中受到的环境载荷,分别建立了安装工具锁紧和下放水下采油树工况的有限元模型,研究了锁紧状态和下放过程中安装工具的受力情况。根据蒙特卡洛抽样理论,进行了作业锁块、树体和驱动环对海流、温度、外压等3个环境参数的敏感性分析,形成了水下采油树本体安装工具的结构受力可靠性分析方法。本文研究结果可为中国水下采油树的自主研发与国产化应用提供参考。

摘要： 鹅脖连接器被广泛应用于水下采油树等结构物之间的软管连接。其深海安装作业风险高、要求严,因此研究鹅脖连接器安装工况下的安全性能对确保水下采油树乃至整个水下生产系统的平稳运行具有重要意义。针对南海某1500 m水深气田使用的采油树鹅脖连接器深海安装工况,对软管首末两端的鹅脖连接器进行有限元分析确定应力集中区域,并基于ISO标准施加1.5倍设计载荷对连接器高应力区域进行应力集中验证。结果表明:连接器各部件最大Von Mises应力均小于许用应力,整体结构强度满足相关标准要求;高应力主要集中在吊耳、提升外框的底板和锁板以及软管接头,在设计时应予以重点关注;此类区域最大主应变和等效塑性应变均满足标准要求。现场安装结果表明,末端鹅脖连接器与软管接头的静态载荷实测值远小于极限载荷,整个海上安装及水下连接安全可靠。本文研究成果可为水下采油树鹅脖连接器的结构设计和深海安装提供参考。

摘要： 水下生产设备是海洋石油作业的核心部分之一,其成熟度水平将直接影响作业效率和作业成本,因而开展对水下生产设备的成熟度评估,可为国产水下设备工程化应用奠定技术基础。鉴于目前国内相关领域研究尚不完善,本文以水下采油树为例,对其成熟度水平相关评估方法进行研究。首先对水下采油树进行关键部件分解,然后参照国际标准进行相关测试,并基于测试结果评定各部件所处技术成熟度等级。同时借鉴航天领域集成成熟度和系统成熟度技术管理理念,对水下采油树的集成成熟度和系统成熟度进行计算分析,判别采油树整体所处成熟度等级,使测试结果更具完整性和客观性。

摘要： 为了验证水下采油树的相关性能,参照API标准及水下采油树国外厂家经验,设计水下采油树海试技术方案,介绍方案测试前准备、测试条件及设备、水下测试的流程及采油树的下放安装回收,该方案可较全面地对水下采油树各项性能进行海试验证,为国产采油树应用提供可行的技术验证方案.

摘要： 为了降低水下采油树在海底工况下长期处于腐蚀介质生产环境中发生腐蚀失效所带来的风险,而完善和改进国内深水水下采油树维修和建造工艺,分析了从海底腐蚀工况下回收的水下采油树的腐蚀状况;在实验室进行了模拟多种工况条件下的腐蚀状况的实验;理论分析了深水水下采油树腐蚀机理;为海洋恶劣腐蚀环境下深水采油树的设计维修建造技术,提供了借鉴.

摘要： 水下采油树系统正确选型对降低深水开发项目的风险和综合成本至关重要.基于中国南海多个水下采油树完井的成功实例,系统归纳出一套实用的深水水下采油树系统的选型方法:详细阐述两种水下采油树、油管挂和树帽的结构形式特点及其适用范围,并分析井口连接器、水下阀门、水下监控设备等关键部件的选型考虑因素和配置要求.系统归纳出材料等级、压力等级、温度等级、产品规范等级、性能要求等级等关键规格参数的确定方法,并总结出三类生产控制系统和两类安装/修井控制系统的优缺点及其适用范围.

摘要： 水下采油树是水下生产系统的核心部件,按照结构特点可分为两种:生产主阀在垂直通径上的是立式采油树,生产主阀在水平生产流道上的是卧式采油树,相比卧式采油树而言,立式采油树的安装和操作都更加灵活.一种自主设计研发制造的基于注采技术的立式双管式水下采油树,各类阀组及促动器集中在组合阀上,结构简单紧凑,安装拆卸方便,密封性良好,可远程控制或水下ROV控制.此结构可通过向油藏地层注入水或其它介质,提高地层的压力和渗透率,提高油藏采收率,延长油田寿命,适用于浅水及近海油气田,能够有效的服务于水下复杂的作业环境.

摘要： 针对水下生产系统与常规井钻完井作业的不同点，重点介绍了水下采油树控制技术的功能原理、结构组成，对主要设备进行了性能分析，并结合崖城13-4气田的现场钻完井作业，通过实例阐述了水下采油树控制技术在钻完井作业中的实际应用，同时也对目前的三种水下控制方式进行了简单对比。水下采油树控制技术在崖城13-4 气田的成功应用，为边际和深水油气田的开发提供了宝贵的经验。

摘要： 水下采油树的组装与测试大约需要2个月时间,是一个较为复杂的系统过程.其间涉及大量的测试,包括CFAT,FAT以及EFAT.如何对采油树的组装以及测试进行控制将大大影响到采油树质量,所以本文将从采油树的部件级组装与测试开始,一直到最后系统集成测试进行探讨.rn 水下采油树的组装与测试主要分为以下几个部分。rn 部件级(Component Level)部件级组装：包括对采油树本体三个主要部件的组装，以及采油树上各个小部件的组装，例如压力帽，单流阀等。rn 部件级工厂测试（Component Factory Acceptance Test，以下简称CFAT），主要是对采油树上各个部件的测试，例如采油树上的中心四通（Composition Valve Block，以下简称CVB），包括对其上阀门的试压以及内部孔径的通径测试。rn 工厂级(kit Tree)工厂级组装：包括将流动管路等大部件组装到采油树本体上；将树帽本体组装完毕；将油管挂组装完毕。rn 工厂测试（Factory Acceptance Tesc，以下简称FAT）：对已经组装好的采油树本体、油管挂以及树帽这三样主要部分的测试，例如对采油树上液压管线进行试压。rn 拓展级（Extended Function）rn 拓展工厂级组装：包括将水下控制模块等控制部分组件安装至采油树上。rn 拓展工厂级测试（Extend Factory Acceptance Test，以下简称EFAT）：对采油树上控制部分进行测试，并且将采油树、树帽以及油管挂进符界面测试。做完这些测试后，原理上该树就能出厂使用了。rn 系统集成测试（System Integration Test，以下简称SIT）rn 该部分没有任何组装作业，是把采油树系统和各个完井工具以及修井控制系统进行界面测试。此外该测试还能大大帮助未来海上作业／安装人员熟悉设备。由于本文篇幅有限，且SIT -般只是对第一颗树才进行，不会对整体的制造进度有和影响。所以在本文就不做介绍了。

摘要： 法兰连接是水下生产设施经常使用的一种连接方式.法兰连接在使用过程中会受到压力、温度等影响.法兰使用受热会影响到法兰的密封效果,通过对水下采油树法兰连接的热力学问题进行研究,分析法兰受热的工作状态和热膨胀影响的法兰密封状态,为水下采油树设计提出合理化建议。

摘要： 针对海洋油气开发中水下采油树的关键部件--油管悬挂器的功能、类型和结构进行研究.分析比较FMC、ABB、Cameron等国外公司油管悬挂器的结构特点,提出油管悬挂器外部结构在设计时应遵循先定向后密封、锁定的设计原则;同时,提出在进行油管悬挂器的设计时必须综合考虑水深、海底油藏特性和采油方式等因素,在满足油管悬挂器强度和稳定性要求的基础上进行结构优化设计、流动保障设计及可靠性分析.

摘要： 介绍了能适应小型边际油气田开发的一种结构简单、成本低廉、安装方便的新型水下采油树的结构原理和主要特点,为边际油气田的开发提供新的选择.

摘要： 水下生产系统在开发海洋油气田中具有较为显著的优势,海洋石油装备国产化研发正在不断取得进展.上海神开石油设备有限公司坚持学习引进、自主研发的特色路线,承担了闵行区经委“水下采油生产系统研发及产业化”项目,不断攻克技术和工艺难关,研制出了一套易操作、可靠性高、适用范围广的水下采油生产系统,顺利完成设计任务并通过项目验收,在水下设备技术领域获得较高评价.

摘要： 本发明涉及石油开采技术领域，具体的说是一种水下采油用海底采油树预安装设备，包括支撑机构、箱体、第二安装管、密封机构、连接机构、第一收卷机构、第二收卷机构、电动推杆、电源盒以及抽油管；本发明可实现抽油管能够快速进行安装，并且能够保证整个安装过程抽油管安装位置与海水有着较少的接触，提高石油钻取精度，安装管能够对抽油管进行保护，避免海水、海泥腐蚀抽油管，延长抽油管的使用寿命；能够对抽油管的安装起到预定位的效果，可对预先勘探好的抽油点进行保护，从而使得整个水下抽油树的安装过程更为高效；各个密封橡胶垫以及止水环的设置能够有效的防止海水渗入到安装管内，从而提高保证设备的使用性能，避免安装管内积水。

摘要： 本发明提供一种水下卧式采油树树本体中心孔密封装置，包括上本体、下本体组成装置本体，由上心轴、下心轴组成心轴，心轴穿入上本体、下本体的同轴中心孔中，上本体外侧固定外套环，外套环与上本体外壁形成环形凹槽，环形凹槽中设置密封环；心轴上套设内套环，内套环置于所述上心轴的上心轴密封台肩与下心轴的下心轴台肩之间，内套环与密封环之间通过紧固螺钉连接；下本体顶端与外套环底部间隔相对，间隔处套设橡胶密封圈，密封环上部外侧设置凸出部，密封圈内壁延伸至所述环形凹槽内，本发明的密封装置，通过简单吊装、对中、座放操作实现采油树本体中心孔的膨胀密封，降低了水下作业的难度，节约水下作业的时间和成本。

摘要： 本发明涉及石油开采技术领域，具体的说是一种水下采油用海底采油树预安装设备，包括支撑机构、箱体、第二安装管、密封机构、连接机构、第一收卷机构、第二收卷机构、电动推杆、电源盒以及抽油管；本发明可实现抽油管能够快速进行安装，并且能够保证整个安装过程抽油管安装位置与海水有着较少的接触，提高石油钻取精度，安装管能够对抽油管进行保护，避免海水、海泥腐蚀抽油管，延长抽油管的使用寿命；能够对抽油管的安装起到预定位的效果，可对预先勘探好的抽油点进行保护，从而使得整个水下抽油树的安装过程更为高效；各个密封橡胶垫以及止水环的设置能够有效的防止海水渗入到安装管内，从而提高保证设备的使用性能，避免安装管内积水。

摘要： 水下卧式采油树用内置采油树帽，其采油树帽本体中部外侧置有载荷环，载荷环上端置有锁紧环，采油树帽本体上部外侧套设一促动环，其下端能够插入树帽本体与锁紧环之间，促动环环壁上置有导向槽，承载销通过导向槽与采油树帽本体固定连接，且承载销能在导向槽中作上下位移，促动环壁上还置有弹性定位销，该定位销能够落入采油树帽本体外壁上的锁孔13，采油树帽本体外侧与采油树本体内侧之间置有密封装置，采油树帽本体的下部固定置有延伸套筒。本实用新型通过下压促动环可以将采油树帽定位，并发挥密封作用，撤走下压力后，树帽依然能保持锁紧状态，并起到密封作用。本实用新型操作简单，维修时不必将整采油树提出，只需要去除内置的采油树帽即可。

摘要： 本发明公开了一种水下采油树树体送入回收工具，该工具主要用于深水油气开发的安装过程，主要功能是下放及回收采油树。相比于之前的采油树送入回收工具，这种新型采油树树体送入回收工具具有重量轻，安装方便，成本低的特点。该工具主要包括ROV操作面板、主体锁紧机构、外部框架。其中，ROV操作面板通过底部螺纹和采油树树体相连，液压面板上的液压软管，进入树体内部减少了对密封的要求。液压通过驱动环向下运动，从而导致主体锁紧机构张开，实现树体与工具的锁紧，通过另一侧液压的注入导致锁紧机构向上运动，导致其与采油树分离，实现工具的回收。

摘要： 本发明公开了一种用于浅水水下采油树的内树帽装置及其使用方法，其中，该内树帽装置包括内树帽、内树帽下放工具、内树帽回收工具；内树帽下放工具用于对接内树帽，完成内树帽的下放和锁紧；内树帽回收工具用于完成内树帽的回收。本发明提供一种用于浅水水下采油树的内树帽装置及其使用方法，通过地面旋转送入钻杆完成内树帽锁紧环的激发、下入工具的脱手，通过上提钻杆完成内树帽的回收，避免常规水下内树帽采用水下机器人的方式进行安装及回收，实现在地面进行安装和回收的浅水水下内树帽。

摘要： 本发明公开了一种水下采油树树油管挂机械式回收工具，包括本体，还包括挡环、驱动环以及锁紧环，其特征是：还包括止动环、剪切环和活塞；止动环固定安装在本体的内部轴向通道的底部位置；剪切环的底部右侧端向下延伸形成有插接入止动环顶部开口内的剪切部；活塞的内部具有封堵结构；活塞的上段为密封段，下段为剪切插入段；活塞的密封段外侧面高度方向的上侧和下侧之间间隔设置有两组密封槽，两组密封槽之间的位置通过在本体内部设置的应急流道与解锁用液压通道连通；活塞的剪切插入段能够压切断剪切环的剪切部后下移，使得解锁用液压通道、应急流道与位于活塞上方的本体的内部轴向通道的连通。本发明具有紧急时能够更为可靠解锁的优点。

摘要： 本实用新型公开了一种海洋水下采油树的内部采油树帽，包括主体外套有外筒，主体中段的外圆周上设置有凸起的圆台，主体中段的内圆周上设置有锁紧槽B，圆台上安装有锁环，主体和外筒之间设置有上下连接的支架和摩擦套，摩擦套的下端连接有弹性块；支架及主体的外圆周上设置有凸台对外筒的上、下移动进行限位，外筒的上端口内沿设置有锁紧槽，外筒的下段为向下收小的圆锥面形状。本实用新型的装置，保证了密封性，安装及维修使用方便。

摘要： 本实用新型公开了一种水下采油树用水下电子模块结构，包括壳体总成，壳体总成的开口端连接有端帽，在端帽内端面固定安装有多个中心支架，所有中心支架伸进壳体总成的内腔中，所有中心支架内端头与散热端连接；每个中心支架中设置有一个电路板固定支架，每个电路板固定支架中固定安装有一个电路板。本实用新型的水下采油树用电子模块结构，应用于海洋油气钻采技术领域，能方便迅速可靠的安装电子元件，能在水深3000m苛刻环境中可靠安全的密封，保证电子模块的长时间安全运行，极大的保障海底油气的安全无故障生产。

摘要： 本实用新型公开了一种水下采油树树帽取送工具，包括取送壳体、树帽更换定位结构和树帽拆取结构，所述取送壳体的内部左侧设置有抽水结构，且取送壳体内部的顶端固定有第一电动推杆，所述取送壳体的下端面安装有第二电动推杆，所述树帽更换定位结构连接于第一电动推杆的下端，所述树帽拆取结构设置于树帽更换定位结构的外侧，所述取送壳体的下端开设有取送通孔，且取送通孔的一侧设置有密封盖板，并且密封盖板的一端连接有连接转轴。本实用新型通过设置的抽水结构能够提高树帽在水下取送的便捷性，设置的抽水泵的工作能够通过引水管将为取送壳体内部的水分排出，如此能降低水下工作，水分对取送工具使用的影响。