一種位于海床泥面下的油氣生產濕式防護系統技術方案

本發明專利技術公開了一種位于海床泥面下的油氣生產濕式防護系統。所述水下油氣生產濕式防護系統，包括位于海床泥面下的鋼圓筒；所述鋼圓筒的內部于土體之上鋪設有碎石層，所述碎石層上布置水下生產設備；所述鋼圓筒的側壁上設有管纜孔；所述鋼圓筒的頂部搭接有鋼圓筒頂蓋；所述鋼圓筒頂蓋上設有設備孔和人孔以及配合的設備孔蓋和人孔蓋。將常規位于海床泥面上的水下生產系統放置于海床泥面以下，鋼圓筒一體化防護方案可以有效保護水下生產系統的安全運行，海床土體開挖量較小，對環境影響小且節約成本，對于渤海受限區油氣資源的開發提供強有力的可行性方案和技術支撐，具備廣泛的應用前景。前景。前景。

【技術實現步驟摘要】
一種位于海床泥面下的油氣生產濕式防護系統


[0001]本專利技術涉及一種位于海床泥面下的油氣生產濕式防護系統，屬于海洋工程


技術介紹

[0002]近些年，我國油氣能源對外依存度逐年攀升，已接近70％，超過了60％的國際公認警戒線，國家能源安全形勢嚴峻。為響應國家大力加大國內油氣資源勘探開發力度的政策，為保障集團公司“增儲上產”以及“七年行動計劃”的油氣資源開發戰略，保障渤海油氣田穩產“4000”萬噸的開發目標，亟需盤活渤海受限區的油氣資源儲量。對于渤海受限區油氣資源的開發，相關部門考慮通航和水下生產設施的安全，要求油氣資源開采設施不得高于海平面及海床泥面。因此，水下開發模式為渤海受限區油氣資源的開發提供了有效途徑。但是，在渤海受限區采用水下生產系統開發模式時，不同于常規位于海床泥面上的工程方案，須將常規高于海床泥面的水下生產設備設施移至海床泥面以下。為保證海床泥面下水下生產系統的安全及避免渤海受限區海上外部活動對設施設備的破壞，需要設置一套油氣生產濕式防護系統。

技術實現思路

[0003]本專利技術的目的是提供一種位于海床泥面下的水下油氣生產濕式防護系統，可適用于渤海受限區油氣資源的開發。
[0004]本專利技術所提供的位于海床泥面下的水下油氣生產濕式防護系統，包括位于海床泥面下的鋼圓筒；
[0005]所述鋼圓筒的內部于土體之上鋪設有碎石層，所述碎石層上布置水下生產設備；
[0006]所述鋼圓筒的側壁上設有管纜孔；
[0007]所述鋼圓筒的頂部搭接有頂蓋；r/>[0008]所述頂蓋上設有設備孔和人孔以及配合的設備孔蓋和人孔蓋。
[0009]上述的濕式防護系統中，通過振沉的方式將所述鋼圓筒安裝于海床泥面之內；
[0010]所述鋼圓筒的直徑不超過30m。
[0011]上述的濕式防護系統中，所述鋼圓筒的內壁上沿其周向布置有T型豎肋，可均勻布置若干個所述T型豎肋，如間隔6
°
布置一個所述T型豎肋；沿所述鋼圓筒的內壁豎直方向布置有環向加勁肋，且所述T型豎肋的T型端固定于所述環向加勁肋上，可均勻布置若干個所述環向加勁肋，如間隔5m布置一個所述環向加勁肋；
[0012]所述鋼圓筒的底部沿徑均布4個寬280mm、高673mm鋼靴。
[0013]上述的濕式防護系統中，所述碎石層的厚度為0.8m～1.2m；
[0014]所述碎石層采用的碎石的最大顆粒粒徑不超過5cm。
[0015]上述的濕式防護系統中，所述管纜孔包括2個海管孔、1個臍帶纜孔和1個電纜孔；
[0016]所述管纜孔通過減震橡膠帶進行密封。
[0017]上述的濕式防護系統中，可設置4個所述設備孔和2個所述人孔，均可為正方形。
[0018]上述的濕式防護系統中，所述鋼圓筒頂蓋為雙層鋼蓋板，每層厚度可為25mm，還可設置14mm厚的豎隔板，加勁肋為10mm
×
100mm，總重約530噸。
[0019]所述鋼圓筒頂蓋內填充輕質混凝土。
[0020]上述的濕式防護系統中，所述鋼圓筒外側回填粗砂，其高度不高于海床泥面，以保護水下防護。
[0021]本專利技術具有以下優點：
[0022]1、采用先進的多錘聯動振沉設備，將大直徑鋼圓筒振沉至預定位置。鋼圓筒在防護中即起到邊坡支護的作用，同時也起到水下生產系統設備設施的安全防護作用。
[0023]2、最大顆粒直徑不超過5cm的碎石層，可保證鉆井作業正常工作，可有效避免鉆頭被卡的現象；其次，增強了地基土層的承載力并有效降低了地基的沉降。
[0024]3、設備孔和人孔的設置，可有效降低鉆完井修井和潛水員維修設備設施時的作業成本，無需動用大型起吊設備。
[0025]4、將常規位于海床泥面上的水下生產系統放置于海床泥面以下，鋼圓筒一體化防護方案可以有效保護水下生產系統的安全運行，海床土體開挖量較小，對環境影響小且節約成本，對于渤海受限區油氣資源的開發提供強有力的可行性方案和技術支撐，具備廣泛的應用前景。
附圖說明
[0026]圖1為本專利技術水下防護系統的俯視圖。
[0027]圖2為本專利技術水下防護系統的側視圖。
[0028]圖3為本專利技術水下防護系統在渤海受限區油氣資源開發應用的示意圖。
[0029]圖4為本專利技術水下防護系統中鋼圓筒的俯視圖。
[0030]圖5為本專利技術水下防護系統中鋼圓筒底部樁靴的示意圖。
[0031]圖中各標記如下：
[0032]1鋼圓筒、2采油樹、3電、液飛纜、4人孔蓋、5海管、6臍帶纜、7電纜、8集成管匯設備、9設備孔蓋、10鋼圓筒頂蓋、11碎石層、12開挖土層(回填土層)、13鋼圓筒壁、14T型豎肋、15環向加勁肋、16鋼靴。
具體實施方式
[0033]如圖1～圖3所示，按照下述方法安裝油氣田水下生產系統的濕式防護系統：針對水下生產系統防護設備設施所在的海床位置，通過1：2的放坡比例，開挖深度約3m，開挖一定量的海床土體(開挖土層)，保證施工期間土層不發生回淤或發生少量回淤。然后，通過振沉方式在海水面以上安裝大直徑鋼圓筒1，將高于海床泥面以上的鋼圓筒通過切割方式去除。鋼圓筒1貫入海床一定深度，該深度由工程地質條件和鋼圓筒內部開挖深度等決定。將鋼圓筒1內部土體開挖至設計深度，然后鋪填碎石層11，目的是提高地基承載力、降低地基沉降。鋼圓筒壁1上開兩個海管孔、一個臍帶纜孔、一個電纜孔，通過橡膠帶進行密封。鋼圓筒頂蓋10搭接在鋼圓筒壁1上，鋼圓筒頂蓋10上面設置4個采油樹設備孔和2個人孔，故配有4個設備孔蓋9和2個人孔蓋4。待鋼圓筒內部設施電、液飛纜3、海管5、臍帶纜6、電纜7、集成
管匯設備8安裝完成后，蓋上鋼圓筒頂蓋10、設備孔蓋9和人孔蓋4。最后，對鋼圓筒1周邊土層進行回填土層12。進而，形成完成的水下生產系統濕式安全防護系統。
[0034]上述實例中，海床邊坡的開挖深度和放坡比例，由工程需求決定。
[0035]上述實例中，鋼圓筒1的直徑一般不大于30m，通過振沉方式安裝，壁厚需滿足結構穩定性的要求，其入泥深度由場地的工程地質條件和鋼圓筒內部所要求的空腔高度等因素共同決定。如圖4和圖5所示，鋼圓筒1的豎向加勁肋沿周向布置，每隔6
°
布置T型豎肋14，為軋制成品鋼，肋高為250mm；沿豎直方向布置19mm厚的環向加勁肋15，間距5m，T型豎肋14的T型端固定于環向加勁肋15上；底部均布4個寬280mm、高673mm鋼靴16。
[0036]上述實例中，鋼圓筒1的內部碎石層厚度約1m左右，碎石最大顆粒直徑不超過5cm。
[0037]上述實例中，鋼圓筒壁開孔直徑需大于海管直徑、臍帶纜和電纜所需安裝寬度，并通過橡膠圈進行安全密封。
[0038]上述實例中，鋼圓筒頂蓋10直徑較鋼圓筒直徑大約0.5m，直接搭接在鋼圓筒1的邊壁上，鋼圓筒頂蓋10需具有一定的抵抗拋錨力作用的功能。考慮安裝誤差，鋼圓筒頂蓋10上的設備孔蓋和人孔本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種位于海床泥面下的水下油氣生產濕式防護系統，包括位于海床泥面下的鋼圓筒；所述鋼圓筒的內部于土體之上鋪設有碎石層，所述碎石層上布置水下生產設備；所述鋼圓筒的側壁上設有管纜孔；所述鋼圓筒的頂部搭接有頂蓋；所述鋼圓筒頂蓋上設有設備孔和人孔以及配合的設備孔蓋和人孔蓋。2.根據權利要求1所述的濕式防護系統，其特征在于：通過振沉的方式將所述鋼圓筒安裝于海床泥面之內；所述鋼圓筒的直徑不超過30m。3.根據權利要求1或2所述的濕式防護系統，其特征在于：所述鋼圓筒的內壁上沿其周向布置有T型豎肋，沿其豎直方向布置有環向加勁肋，且所述T型豎肋的T型端固定于所述環向加勁肋上；所述鋼圓筒的底部沿徑均布4個寬280mm、高673mm鋼靴。4.根據...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李志剛，沈曉鵬，李書兆，陳宏舉，吳非，于春潔，
申請(專利權)人：中海石油中國有限公司北京研究中心，
類型：發明
國別省市：