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顶张紧立管安装分析及安装步骤

时间:2023-06-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:⑦根据需要在相应的TTR节点安装涡激振动抑制装置。将TTR荷载转移到张紧器。将生产TTR张紧器调整到所需张力。3)荷载工况在安装分析中考虑两个安装阶段:①第一阶段:回接连接器降低到水深的中间,升降器的顶部固定在TLP钻台上。⑤检查干涉风险。⑤对安装分析结果进行校核。安装分析结果与TLP总体性能结合起来将得出以下两个结论:①安全操作观测圈。

顶张紧立管安装分析及安装步骤

1)安装步骤

TTR的安装主要由平台上的钻机完成,典型TTR的主要安装步骤如下:

①配置导向系统,将导向系统连接在水下井口的基盘上,利用绞车张紧导向绳。

②将钻机滑移到预定井槽位置。

③连接张力节点和井口。

④将底部应力节点、底部回接连接器与TTR节点连接起来并逐步下放。

⑤将导向臂分别与锥形应力节点、回接连接器、导向绳连接起来。

⑥逐步连接、下放剩余的TTR节点。

⑦根据需要在相应的TTR节点安装涡激振动抑制装置。

⑧安装飞溅区TTR节点和张力节点。

⑨将TTR张紧器调整到所需张力,逐步下放TTR系统并连接张紧器的液压缸与张力节点的张力环。

⑩继续下放TTR系统,逐步将TTR荷载从钻机转移到张紧器。

将导向臂插入导向柱。

将底部回接连接器插入水下井口,利用ROV和液压装置完成底部回接连接器与水下井口的连接。

对生产TTR与水下井口的连接开展拉力测试,对水下井口的密封进行压力测试。

对生产TTR进行压力测试,稳压5 min。

将TTR荷载转移到张紧器。

将井口连接到张力节点上。

安装防喷器短节及防喷器。

根据修井/完井程序对防喷器和生产TTR进行压力测试。

安装伸缩节。

完成修井/完井操作。

移除伸缩节。

将防喷器与防喷器短节脱离,并将防喷器移至相应的位置。

将生产TTR张紧器调整到所需张力。

将防喷器短节与井口脱离,并安装采油树。

2)校核准则

在确定可接受的海况下考虑以下标准:

①不同下放深度的TTR响应变化。

②防止TTR之间的接触。

③防止TTR部件过载。

④锁定井口连接器需要对齐。

⑤TTR顶部与张紧器需要对齐,以便进行连接。(www.xing528.com)

⑥导向绳的张力要求。

3)荷载工况

在安装分析中考虑两个安装阶段:

①第一阶段:回接连接器降低到水深的中间,升降器的顶部固定在TLP钻台上。

②第二阶段:回接连接器降低到靠近海底井口但没有锁定,并且TTR的顶部连接到钻机移动挂钩。防喷器和防喷器阀在TTR锁定到海底井口后安装,因此在用导向系统进行钻井TTR安装时不考虑防喷器的影响。TTR假定在安装过程中浸入水中。

TTR安装过程可考虑以下几种安装工况:

①生产TTR安装:下游立管为生产TTR。

②生产TTR安装:下游立管为钻井TTR。

③钻井TTR安装:下游立管为生产TTR。

TTR安装时需选取环境条件较好的天气,南海环境工况可选用1年海况和10年海况进行安装分析:

①1年季风流。

②1年季风流+99%不超越概率孤立波流。

③1年季风流+完全孤立波流。

④10年季风流。

4)分析方法

采用OrcaFlex模拟每个主要安装阶段的力学特性,分析方法与TTR干涉分析类似。需评估台风诱导和流诱导的干涉风险。安装分析程序总结如下:

①根据安装顺序在OrcaFlex中建立力学模型。

②开展涡激振动分析和尾流分析以确定阻力系数。

③使用OrcaFlex开展TTR总体静态和动态分析

④检验安装和对齐标准是否满足要求。

⑤检查干涉风险。

安装分析模型主要分为三个部分:立管模型、导向绳模型、柔性/刚性导向臂模型。其中立管主体部分模型与干涉采用的立管模型一致,立管上下边界条件按照不同安装阶段进行修改。安装导向绳按钢缆进行模拟。柔性/刚性导向臂模型与导向绳模型之间采用接触模拟。

TTR安装分析方法如下:

①安装分析中需分析不同安装设计组合以验证其可行性,包括刚性导向臂、柔性中间立管导向臂和导向绳预张力等。对每种设计组合分别建模分析。

②TTR模型的下端(回接连接器)始终通过刚性导向臂连接到导向绳,导向臂沿着指导方向滑动。如果在安装期间存在过度的立管偏转,则可以在TTR中部增加导向臂。如果TTR安装期间存在孤立波,TTR可由生产甲板处的导辊支撑。

③选择某一个安装设计组合,在给定的荷载工况下对两个安装阶段进行仅加载流荷载的静态分析,目的是得到安装的TTR与相邻立管的TTR静态间距(此时考虑TLP偏移)。

④进行动态分析,TLP运动可采用以下两种方式:第一种将整体性能分析中得到的TLP六自由度运动时历数据作为TLP运动的输入条件;第二种采用TLP的平均偏移及RAO作为TLP运动的输入条件。在整体OrcaFlex模型中预测TTR在波、流和TLP运动联合作用下的响应,从动态分析中提取最大回接连接器变形和最大TTR部件应力值。

⑤对安装分析结果进行校核。

安装分析结果与TLP总体性能结合起来将得出以下两个结论:

①安全操作观测圈。

②最大安装海况限制。

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