海上石油平台拆除技术.docx

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262海洋石油工程股份模块车间1海上石油平台撤除技术摘要随着海洋石油工业的进展,在作业海疆建的石油生产设施越来越多。自1960年月到21世纪初期,全球共建设了超过7270座海洋石油生产设施,分布在53个国家和地区。其中,墨西哥湾有4000多座,亚洲约1000座,中东700余座,北海和大西洋东北部有1000余座。中国海洋石油总公司经过20多年的进展,投产或正建待投产的油田已达50多个,桩基固定式平台有近200座。一般海洋石油平台的设计寿命在20年左右。依据相关的法律和法规,海上平台的作业寿命到期后,假设没有其它用途,必需进展废弃撤除。从1973年墨西哥湾外大陆架第一座废弃平台撤除开头,到1999年,全世界外大陆架有记录的平台撤除就已达1800屡次。废弃海洋石油平台的撤除对海洋石油工业来说格外重要,对保证作业区域的海洋环境、通航和渔业生产等,都具有重要意义。本文简洁地概括了海洋石油退役平台评价体系,重点介绍了平台撤除技术。关键词:退役;撤除;切割;第一章前言国外废弃海洋平台的撤除工作已有30多年历史。在这个过程中,积存了比较丰富的施工和现场阅历。依据相关资料,在进展石油开发的海疆中,墨西哥湾的海洋平台撤除数量最多。从1990年到2006年,墨西哥湾一共建了2251座平台,撤除了2188座。其中,2004年撤除190座,2005年撤除115座,2006年撤除81座。2006年以后,每年的平台撤除数量均保持在100座以上。尽管全球每年撤除的废弃平台数与建的平台数相差无几,甚至超过了建平台,但是这些被撤除的平台大多数在120米水深以内。对于深水平台,废弃处置技术的进展远落后于开发技术。1980年月末和1990年月初,我国分别对渤海2号渤海8号渤海9号等10座平台进展了撤除,由于这些平台均为渤海早期的浅水简易平台,所以严格地讲,还不能称为真正意义上的海洋平台撤除。为了缩小与国外在平台撤除领域的差距,中国海洋石油总公司所属的海洋石油工程股份早在多年前就将废弃海洋平台的弃置工作提上了日程,进展了大量的争论工作,并在平台撤除技术上取得了突破,同时还配置了导管架桩腿内排泥和水下桩腿切割等一系列撤除装备。到2008年底,仅中国海洋石油总公司在渤海海疆进入废弃阶段的桩基式平台就超过40座,而南海海疆也有8座桩基式平台进入废弃阶段依据生产的需要,虽然局部平台寿命到期后经过评估和修理连续服役,但在将来几年,大量平台的退役是不行转变的事实,尤其到2020年,2002年以前建设的几乎全部平台,都将进入废弃阶段。由此可见,废弃平台撤除将在我国形成一个的产业和巨大的市场,进展撤除技术和装备已迫在眉睫。,进一步的处置就会提到议事日程。依据我国法规,海上石油平台退役后不能扔下不管,必需作出撤除方案的选择。由于大事涉及不同领域、部门,需对各方面因素全面考虑及各有关部门的协调,得出可实行方案。一般说来,撤除方案有:除了航海灯和浮标等小设备,不进展任何构造撤除,但要经过必要的清洗,标记和登记;在原安装地翻倒,倾倒在海里;所谓倾覆或倒塌,就是切割了导管架的管件之后,在上部用绳索拖曳,让其就地倒下,倒向海底的过程。这是一种在原地处置倾倒的方法。海洋石油工程股份模块车间1海洋石油工程股份模块车间2从安全和便利的角度来说倾覆可谓是最好的方法。但导管架承受这种方法则需要一种有准确次序的施工。为了准确地推测出可能产生破坏的模式、到达临界的构件和倾覆的方向,必需进展大量高技术性的构造工程争论和分析。假设原始设计者的计算机模型是弹性线性的,只能作为参考。为此,需利用现有的技术和计算机软件进展非线性塑/弹性构造力学分析。如需在夏季风暴后一个短的季节中施工,则需确定施以最大预切割后能起作用的最少安全有效构件。剩余塑性饺必需与说明其折断转向的倾覆力矢量一起准确地确定。倾覆力必需在海洋设备上绞车的力量范围内,约为50~150t。假设在构造件倾覆断离边承受聚能爆破,那就需要在另一边的塑性饺链区域承受延迟爆破。废弃海洋平台在不阻碍其他海洋功能的前提下,其残留桩腿等构造物可以切割至水面≥55米处,而其他构造与设备均应全部撤除并运至岸上处理;全部撤除,也就是将废弃海洋石油平台的桩腿等构造物应切割到海床泥面4米以下,而其他构造和设备均应全部撤除并运至岸上处理从构造物种类看撤除的构造类型根本上有四种:固定平台、锚泊固定平台、管系和水下构造。其中固定平台〔导管架的重型混凝土构造〕的撤除最为困难。其次章采油〔气〕井口的撤除对于将要报废撤除的油井,实施撤除作业前必需向有关主管部门进展油井工程报废的申请并获得审批。在撤除之前必需进展注灰封死等牢靠处理。在确认油井内已不含油气〔必要时可以进展测爆〕之后,在切割导管架海底四周管件之前,还要去除掉构件内外的积泥,以便整理出空间能够放进切割工具。相对于水下切割、海上起吊、运输、卸载放置而言,疏浚积泥似乎比较简洁,实际上并非如此。参考资料指出,100m水深平台的撤除过程中,清泥是最困难的作业。这项作业的技术难点有:泥泵吸泥的深度有限,对深度大的状况,必需承受水下泥泵这种难度较高的技术;管内外积泥一般都很板结,在吸泥之前必需要用高压水冲散稀释,深水施工作业难度、配置的设备、费用都会大幅提高;积泥并不都是淤泥,混杂有较大的石块、杂物,泥泵吸泥或气力提升方法虽有效,但效率很低。井口的撤除通常有3种方案:撤除方案一:高压水冲泥、气举法排泥,将每根隔水套管外侧冲泥,使隔水套管泥面以下形成3-5米得深坑;潜水员到坑底安装“多功能高效金刚石线切割机”;逐个切割井口后,将导管架顶部隔水套管固定处切割后,即可将隔水套管吊起,装到驳船上。撤除方案二:用高压水冲泥、气举法排泥,在每根隔水套管外侧形成3-5米深的坑;潜水员在坑内隔水套管外侧装塑胶炸药;进展定向爆破;切割隔水套管与导管架之间的固定,焊吊点或在套管上开吊点孔;依次吊出隔水套管、井口内套管装船。撤除方案三:用高压水冲泥、气举法排泥,在每根隔水套管外侧形成3-5米深的坑;在套管内放入炸药,在坑内进展爆破。炸断后,吊运装船。海洋石油工程股份模块车间2第三章组块顶部构造物撤除工艺管线及设备的撤除在长期的含水原油输送和处理过程中,工艺管线及设备内外外表形成大量污垢后,主要是油污和垢污。在撤除前必需将油污和垢污去除干净,所要清洗的部件包括管线、小型设备和储油罐等。一般承受物理或化学的方法进展清洗,物理方法是指超声波清洗、高压清洗机等,在设备上投入较大。化学清洗是利用药剂和污物发生物理化学反响,操作简洁便利投入少。储罐经清洗置换并到达动火条件后,沿底部与平台切割分别,然后用钢管或角钢打好加强后,用浮吊整体吊到回收船上,在陆地上进展整体撤除。在撤除工艺管线及设备时,尽量不要承受动火作业的方式。一般承受首先撤除设备与工艺管网的连接法兰,然后撤除设备与其基座间的螺栓连接,将设备吊离平台,在陆地上进展撤除在进展工艺管线撤除时,应优先承受拆卸连接法兰的撤除方法;假设不得不承受切割撤除,则应先将该管线与油罐等的连接处拆开并加装盲石棉垫。将与平台分别并隔离好的容器、设备撬块等先行调走。对于那些过长的工艺管线,应将其切割成适宜的长度,然后再调到回收船上。全部被切割下来的工艺管线、容器、设备撬块等必需做好标记,待吊到回收船上之后应将其捆扎老靠并做好防碰撞保护。舾装及设备房的撤除在进展舾装、设备房的撤除时,其内部的设施一般应与舾装,设备房同时吊离撤除,待上岸后再做进一步的撤除处理。当重量超出吊机的起重力量时,也可将其内部的局部设施等先行撤除。其它构造物的撤除在进展各类构造物得撤除时,均需依据原图纸和安装方案,确定重物的质量、重心,进展准确配扣,制定出起吊方案。拴好吊扣后,起钩并使构造物处于预吊状态,再进展切割吊离。海洋石油工程股份模块车间2第四章平台上部组块撤除工艺对组块进展检测依据检测结果对组块构造进展强度分析;经分析认为构造杆件有问题是,可实行将组块内重量大的设备或容器先进展撤除以削减组块重量等措施。强度没问题时,算出组块的重量、重心,对其进展配扣〔选用适宜的吊扣、卡环等〕组块吊点的处理假设组块安装时的吊点还在,要对其进展强度校核,经校核没问题可使用原吊点;如有问题,需对其加强,直到满足强度要求。如无原来的吊点,需要重实际吊点。对组块吊点进展强度计算,按设计要求进展焊接,保证开坡口的角度、深度、焊缝的高度等。组块的起吊依据起重船的起重力量及组块状况,打算组块的起吊程序。事先对组块装船进展设计,画出装船图〔包括所选用垫墩的型号和固定方式〕组块的起吊作业一般要选择在好天气状况下进展,时间要富有。起吊时,用亲热留意组块固定点是否完全切开,应备应急人员和工具在四周待命。组块吊回码头前,应事先争论好组块在码头上的放置位置及处理方法,以避开组块吊回陆地后,占用浮吊更多的时间。海洋石油工程股份模块车间2第五章导管架撤除程序经过长期使用后,导管架水面以上〔尤其是在潮差段〕的杆件一般腐蚀较为严峻,因此在撤除前需要对导管架的水上管件进展检测,并提出检查报告。对于导管架的水下杆件,必要时可由潜水员下水进展目测检查。依据检验结果,对导管架进展强度分许导管架腿的切割在选择海上构造撤除可实行方案时,必需对各种材料及不同几何外形截面的切割技术、工艺和设备进展考察。在空气中进展上部构造的切割与常规的陆上工业设备撤除一样,承受同样的方法。对水下构造,虽然很多切割技术已经被开发,施工还是很困难。还需进一步进展和改进切割技术,用于全部废弃平台的撤除。穿过海底的构件和要求在海底土壤以下某一深度进展切割的构件,需用特别技术才能切割:例如聚能爆破、管内高压水/砂冲蚀、带内装钻粒缆***夹头的管外切割器等。常规的切割技术已能娴熟被使用,下文争论可用于水下构造切割的特别方法。金刚石绳锯切割机切割法。最早的金刚石串珠绳及其设备消灭在石材王国意大利,在1969~,首次展出了带电镀串珠的串珠绳和加工设备。从今以后,这一深具潜力的工具得到了快速进展,在制造方法、加工对象、应用范围和加工设备等各方面均得到了长足的进展,锯切速度和加工效率得到了很大的提高。单绳式金刚石绳锯多绳式金刚石绳锯数控金刚石绳锯水下作业切削钢材的金刚石绳锯工作原理金刚石绳锯机是由金刚石串珠绳、张紧机构、夹紧机构、轮系〔导向轮、张紧轮、主动轮〕、进给机构、切割框架组成。工作原理是主动轮高速旋转,进给机构使串珠绳向切割方向运动,利用金刚石的硬度与绳索的柔性对切割对象进展磨削以完成切割任务。串珠绳的组成在金刚石绳锯机切割系统中,金刚石串珠绳是关键。如下图,串珠绳一般是由一根直径5mm的多股钢丝绳,上面穿套串珠颗粒构成,串珠间由起支承固定作用的隔套隔开。用于封闭循环切割的金刚石串珠绳一般由钢丝绳、金刚石串海洋石油工程股份模块车间2海洋石油工程股份 模块车间珠、隔套和接头等部件组成。应用范围金刚石具有自然界最高的硬度和弹性模量,而绳索是机械锯切中最具柔性的锯切基体。刚柔相济,使金刚石绳锯具有种种独特的优势,打算了它在实际加工中具有广泛的应用。矿山开采,石材加工。大型建筑物的撤除。海底输油管道、石油平台导管架的撤除。核电站的撤除。工作特点与传统的加工方式相比,用金刚石绳锯加工的主要优点在于:相对传统的切割技术,承受串珠式金刚石绳锯切割技术进展切割,外形相当规整,荒料再次利用率极高。在一般的切片加工中,、加工效率高、加工精度高、污染小、后续磨抛本钱显著降低。绳锯加工过程中无污染、噪音低而且设备占地少,易于安装自动化程度高,对场地要求低。在简单的石材异型面加工中,金刚石绳锯更是具有其它切割方法无法替代的优点。缺点:由于切割时串珠磨损较快因此利用率低,在输油管道切割试验时,用同一根绳切其次根管时,效率明显比第一根低,而国内生产的串珠绳简洁断裂,国外价格较高,因此切割本钱较高。在切割刚材等硬质材料时效率不高国外绳锯的高水平来源于其各方面技术的领先。高质量、专用的合金粉,先进的金刚石制粒技术和镀覆技术,成熟的高温钎焊技术等等,均是其绳锯产品成功的重要条件。在国内,这些技术多数还处于争论阶段,假设引进国外的先进技术或者成品,势必使本钱大大增加。一个成功的产品,需要很多成功的相关技术和产品的支持;样品7