海冰对渤海钻完井作业的影响及应对措施.pdf

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1、第45卷第5期船海工程Vo1．45No．52016年l0月SHIP＆0CEANENGINEERING0c【．20l6海冰对渤海钻完井作业的影响及应对措施陈爱国，赵少伟，和鹏飞(1．中海石油(中国)有限公司天津分公司，天津300452；2．海洋石油高效开发国家重点实验室，天津300452；3．中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司，天津300452)摘要：考虑到目前渤海范围内投入开采和生产的平台多达近百个，渤海北部冬季海冰是海上油气资源的开采过程中的主要自然灾害因素，为降低海冰对海上钻完井作业的影响，保证作业安全、有序开展，根据渤海海冰近年来

2、的发展、分布形式，分析海冰对自升式钻井平台、三用工作船和生产平台隔水导管的影响和危害，结合现代海上通信预警现状、各类型平台特点及联动可行性提出渤海钻完井作业的海冰预防机制，降低海冰对海上钻完井的影响程度。关键词：海冰；钻完井；自升式钻井平台；隔水导管中图分类号：U674．38；U675．5文献标志码：A文章编号：1671—7953(2016)05-0123-041渤海冬季海冰分布及特性渤海是我国面积最小、平均水深最浅、纬度最北的海区。每年冬天出现海冰，与位于相近纬度的其他海区相比，海冰冰情较为严重，也成为北半球结冰的最南端。根据资料统计，渤海

3、一般于每年的11月下旬或l2月上旬开始结冰，翌年3月上旬或中旬终冰，主要分布于辽东湾、渤海湾区域，图1为渤海2010、2012年海冰分布情况。但是，由于渤海海峡与黄海相连，黄海暖流的余脉可以进入渤海并且影响到渤海海冰的地理分布。在渤海热力和动力诸多因素影响下，冰情表现十分复杂，有以下主要特征_J：①海冰厚度的递增性；②海冰类型的多样性；③海冰的流动性；④海冰的泥砂含量较高；⑤呈季节性分布，主要集中在冬季。2海冰对钻完井作业的影响b)2012l图1渤海海冰分布随着渤海海域油气开发的深入推进，渤海油田月平均有15个作业点开展海上钻完井作业，遍如图

4、2。其中以锦州、绥中油田为代表的辽东湾布辽东湾、渤海湾、渤中，以及莱州湾等各个区域，区域是海上石油钻探、开发、生产的重点区域，也是每年海冰影响的重灾区。收稿日期：2016—04—072．1海冰对自升式钻井平台的影响修回日期：2016—04—19自升式钻井平台受风、浪、流等多种环境因素基金项目：国家科技重大专项一海上稠油油田高效的干扰，所处的环境十分复杂、恶劣，长期承受环开发示范工程(2011ZX05057)境腐蚀、海生物附着、地基土冲刷、液化和基础动第一作者简介：陈爱国(1989一)，男，学士，高级工程师研究方向：海洋石油钻完井技术力软化、材

5、料老化、构件缺陷和机械损伤以及疲劳E．mail：zhaoshw@cnooc．corn．cn累积等各种不利因素的影响，这些影响都将导致123翟陈爱国’等：海冰对渤海钻完井作业的影响及删措施船第海45]卷程’0；L$Ih。I～、}广；_一’．>●一．1／J函◆广·趣l．哦图22013年冬季渤海海域钻完井作业分布图3渤海某平台海水泵塔受海冰影响断裂海洋平台结构局部构件或整体抗力衰减。自升式钻井平台通常由三条或者四条桩腿组成，有柱体和桁架式两种类型，渤海目前仍在使用的渤海五号、渤海七号、渤海九号等平台为圆柱体四桩腿结构平台，其他大部分为桁架式三桩腿结

6、构一般白升式钻井平台设计为无冰区域作业，但由于作业需要或者撤离未及时等存在平台受流冰影响的情况，其主要受影响的是平台桩腿和潜水泵塔。我国海上石油开发早期，由于对海冰影图4打捞出水的渤海某平台海水泵塔响的认识不足以及当时冰情严重，曾发生过“海的三月_J船，流冰尤其是大块流冰容易横在锚链上二井”和“海四井”的生产设备和钻井平台被海冰或船首，既无法切碎义不能从2舷流过，其后的冰推到的情况。随着我国海洋石油钻井事业的块相继流来，越积越多，冰块受风流驱动的力娃之发展，对海冰的认识逐步加深，应对措施逐步完总和，均将施加于锚链和船体上，在流冰中锚泊檄善，较

7、大的海冰影响事故绝少发生，但海冰影响的易断链走锚。险情时有发生，尤其是海冰对钻井平台海水泵塔的影响。自升式钻井平台一般均配置海水泵塔系统，为平台提供设备冷却、压载、钻完井生产，以及生活卫生海水，一般有独立升降和依靠桩腿利用吊车升降2种。在平台遭受海冰影响时，潜水泵塔由于结构较弱，极容易发生断裂，直接影响平台生产，严重时发电机组高温停机、全船断电，图3、4为渤海某平台被海冰推断，泵塔受损情况。2．2海冰对三用工作船的影响用工作船具有一定甲板面积、舱容钻井图5三用工作船航行在海冰中平台就位时可提供起抛锚作业，部分j用_T作船2．3海冰对隔水导管的

8、影响可负责钻井平台拖航任务。大面积海冰存在时会海冰对固定采油平台的危害，是于流动的造成用船无法航行，甚至发生搁浅，只能通过船海冰对平撞击引起平俞激振，这种激震一舶倒