海上石油开发设施及用材.pptx

海上石油开发设施及用材 研究背景 海上石油开发设施 海上钻井装置的类型 海洋钻井的主要特点 海洋平台建造所用材料 海洋工程结构材料的发展 研究背景 随着社会的进步,科技和经济的迅猛发展,世界各国对石油、天然气等能源的需求越来越大。 由于陆上油气资源的逐渐减少,己满足不了人类的需求。 面对极其丰富、如此诱人的巨量海洋资源,各国加紧了海洋高技术的开发。 海上石油开发设施 海上石油开发设施可分为： 勘探设施 钻采工程设施 集输贮运工程设施 海上石油开发设施 勘探设施 供普查用的专门设施主要有地震勘探船、重力和磁力勘探船及飞机等。仪器安装在船或飞机上，按预定测线勘探。供勘探时打钻井的设施，除近岸浅水区的个别情况下用固定平台外，多采用活动平台。 海上钻探的工艺与陆上类同，但需要用一根隔水套管 隔开海水、引入钻具和导出泥浆。 海上石油开发设施 钻采工程设施 ①人工岛,这种设施在近岸浅水中使用较经济。 ②固定式平台，是目前主要采用的 一种工程类型。为了控制更大的油（气）藏面积，在一个平台上除打一口直井外，往往还要打多达几十口的斜井。由于其造价随水深成倍增长，这种类型在深水中使 用有时不经济。 海上石油开发设施 钻采工程设施 ③浮式采油（气）平台，将井口安装在浮式平台的甲板上，井口至海底之间以立管相联，依靠系泊锚链或张力钢索严格限制平台的摇荡，这种平台能适用于 300米以上水深。 ④海底采油（气）装置，采取钻水下井口的方法。井口安装在海底，开采出来的油（气）用管线直接送往陆上或输入海底集油（气）设施。 海上石油开发设施 Spar平台（深水浮筒平台） 海上石油开发设施 集输贮运工程设施 ①装有集油(气)、处理、计量以及动力和压缩设备的平台。这类平台的结构形式与上述固定钻采平台相同。②贮油设施。对于全海式或半海半陆式系统，由于受海洋自然环境影响和运输条件的限制，需在海上设贮油设施。主要形式有系泊式和固定式两种，前者如贮油船、贮油浮筒等。后者又分两种，一种是设在固定平台上的贮罐，容量较小；另一种是座落于海底的水下贮罐，容量一般较大。 海上石油开发设施 我国自主研发的FPSO（海上浮式储油船） 海洋钻井的主要特点 海上钻井处于狂风巨浪的侵袭中，且与海底隔着巨大的水体，要在复杂的条件下完成钻井作业。 采用浮动钻井装置钻井，要克服在浮动条件下作业的不利因素，满足井底钻压、将钻具导向海底井口、保持井位等技术要求。 海洋钻井的主要特点 海上建造平台费用昂贵、操作难度大，因此海上生产井一般均打丛式井（定向井）。 井身结构复杂，套管尺寸大，层次多。 有一套防腐措施和设备。 先进的交通、通讯及良好的生活保障。 海上钻井装置的类型 固定式钻井平台 固定于海底，在整个使用寿命期内位置固定不变，不能再移动。主要用于有工业油流的油田，一般工作水深固定于海底，在整个使用寿命期内位置固定不变，不能再移动。 固定钻井平台按照 自给程度 不同，分为：自容型海洋钻井平台自容型海洋钻井平台 和 带辅助船的小型钻井平台 两类。 海上钻井装置的类型 固定式钻井平台 海上钻井装置的类型 移动式钻井平台 作业完成后，可拖航或自航到其他地点。可随意移动，特别适用于钻勘探井或丛式生产井。钻井模块既可以放到固定式平台上，也可以采用移动式平台，但是上部模块价格比较贵。 海上钻井装置的类型 移动式钻井平台 海洋平台建造所用材料 海洋环境的特点 ①海水里含有很多的盐成分,其对海洋钢结构的腐蚀性很大。 ②波浪对于海洋结构的破坏,特别是在一些特定的海域,英国北海,中国南海,巨大的风浪对于海洋结构存在着巨大的考验。 海洋平台建造所用材料 海洋环境的特点 ③高湿度。海洋里最多的东西莫过于水,海水时刻都在发生着蒸发,湿度离水面距离不远的空间里存在着大量的水蒸气。 ④洋流,台风由以上特点来看,海洋环境复杂,有着高腐蚀性,对海洋结构的作用比较复杂,对海洋结构的材料有着很高的要求。 海洋平台建造所用材料 钢材的主要特点 ①强度大,韧性好 普通的低碳碳素钢(以Q235为例)的屈服强度为235MPa,抗拉强度则在370~500MPa. ②刚度较大 刚度是指金属在外力作用下产生变形,当外力取消后又恢复到原来的形状和大小的一种特性,是材料抗变形的能力,钢材的弹性模量一般在200~210GPa之间,而铝合金的弹性模量在7OGPa左右。 海洋平台建造所用材料 钢材的主要特点 ③性价比高 地壳中铁的含量是4.2%,储量大,易于开采和冶炼,价格相对便宜。 ④可连接性好 现代焊接技术特别是钢材的焊接技术取得了极大的发展,为钢材的焊接铺平了道路,低碳钢及低碳合金钢的一个主要的优点是碳当量较低可焊性较好。 海洋平台建造所用材料 海洋平台建造钢材选用 海洋平台由于常年浸泡在海水中，不仅要经受海浪、海底地震、低温等自然力的侵蚀和破坏，还必须