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第一部分 水下生产系统 2

1概述 2

1.1范围 2

1.2条例、规范和标准 2

1.3定义和缩略语 4

2水下生产设备 8

2.1说明 8

2.2水下井口 8

2.3水下采油树 19

3水下生产管汇和基盘 40

3.1水下生产管汇和基盘功能说明 40

3.2典型水下生产管汇或基盘的特征 42

3.3设计要素 42

3.4辅助设备 47

4水下系统界面要求 51

4.1生产控制系统 51

4.2输送管道连接 66

4.3安装和修井隔水管系统 69

4.4系统试产和投产 87

5油田水下布置模式 89

5.1油田水下布置模式要素 89

5.2油井分组 89

5.3钻井和修井考虑要素 92

5.4油田内输送管道 92

5.5未来开发和扩建 94

6风险评估和管理 96

6.1潜在风险领域 96

6.2风险管理 97

6.3吸取的教训 98

第二部分 海底管道 102

1概述 102

1.1范围 102

1.2规定、规范、标准与说明 102

1.3定义与缩略语 103

2深水管道设计 105

2.1说明 105

2.2材料选择 106

2.3管道设计方法 106

2.4基于局部屈曲标准的设计和基于扩展屈曲标准的设计的比较 110

2.5深水管道铺设的基本备用方法 111

3界面要求 112

3.1说明 112

3.2管道终端装置 112

3.3水下生产系统 112

3.4安装船 115

4海底管道技术综述 117

4.1说明 117

4.2碳锰钢管——刚性管道 117

4.3挠性管 120

4.4不锈钢 123

4.5复合管道系统 124

4.6湿式保温刚性管道 125

4.7双钢管保温管道系统 126

4.8集束管道系统 128

5保温技术与供应商 129

5.1双钢管保温管道系统 129

5.2集成拖曳输送集束管道系统 130

5.3湿式保温管道系统 130

5.4挠性管 131

6加热技术 132

6.1说明 132

6.2电加热系统 133

6.3热流体循环加热系统 136

7埋设技术 138

7.1说明 138

7.2开沟犁技术 138

7.3喷射技术 140

7.4机械切割机技术 142

7.5回填／抛石 144

8安装技术 147

8.1说明 147

8.2 S形铺管法 147

8.3J形铺管法 148

8.4卷管式铺管法 150

8.5拖曳式铺管法 150

8.6挠性管道铺设法 151

9内部腐蚀监控 153

9.1说明 153

9.2原理 153

9.3感应针的布设 153

9.4监控系统 154

10应用与局限性 156

10.1海底管道技术 156

10.2安装技术 157

11优点与缺点 159

11.1碳锰钢管 159

11.2挠性管 159

11.3双相不锈钢管 160

11.4复合钢管 160

11.5集束管道系统 160

11.6双钢管保温管道系统 161

11.7 13r管道 161

11.8优点与缺点汇总表 162

第三部分 立管系统 164

1概述 164

1.1范围 164

1.2规则、准则、标准和规范 165

1.3定义与缩略语 165

2深水立管工艺设计 166

2.1说明 166

2.2钢质立管系统 166

2.3挠性立管 168

2.4立管系统设计软件 170

3界面要求 171

3.1说明 171

3.2关于浮式生产系统 171

3.3在海底 172

4立管系统综述 175

4.1说明 175

4.2挠性立管系统 175

4.3刚性立管系统 180

5保温技术 190

5.1说明 190

5.2保温材料选择 190

5.3钢质立管和复合塔式立管的保温材料 190

5.4针对挠性立管的保温材料 191

6加热技术 192

6.1说明 192

6.2电加热 192

6.3热水循环加热 193

7涡激振动 195

7.1说明 195

7.2 VIV预测 195

7.3消涡装置 196

8人工举升要求 197

8.1说明 197

8.2气举方法 198

9安装技术 203

9.1说明 203

9.2挠性立管的安装 203

9.3金属立管的安装 209

10应用与局限性 214

10.1说明 214

10.2挠性立管 214

10.3钢质立管 214

11优点与缺点 217

第四部分 脐带缆 222

1概述 222

1.1范围 222

1.2规定、规范、标准与说明 222

1.3定义与缩略语 223

2界面要求 224

2.1说明 224

2.2浮式生产系统 224

2.3中间连接 225

2.4水下生产系统 225

2.5罩帽 227

2.6铺管船和铺管设备 228

3脐带缆技术及制造商概况 230

3.1说明 230

3.2热塑软管脐带缆 232

3.3钢质脐带缆 233

3.4动力和控制脐带缆 235

3.5综合功能脐带缆 237

3.6水下端子接口 239

3.7水下限弯器 240

3.8上部防弯器 241

3.9上部端子系统 241

3.10外部腐蚀防护 241

4测试要求 243

4.1说明 243

4.2材料资质测试 243

4.3脐带缆设计合格性测试 243

4.4验收测试 244

4.5冲刷、压力测试、清洗和维护的范围 245

5安装技术 246

5.1说明 246

5.2铺设设备 247

5.3铺设方法和程序 248

6应用与局限性 253

6.1热塑软管脐带缆 253

6.2钢质脐带缆 256

7优点与缺点 259

7.1热塑脐带缆 259

7.2钢质脐带缆 259

7.3综合功能脐带缆 260

第五部分 水下控制系统 262

1概述 262

2术语表 263

3规范、标准及法规 265

4控制系统的类型 266

4.1直接液压控制系统 266

4.2先导液压控制系统 267

4.3（先导）顺序液压控制系统 268

5可靠性和冗余 271

5.1可靠性 271

5.2冗余 272

6开式／闭式液压控制系统 274

7系统结构 276

7.1说明 276

7.2水下设备 276

7.3液压／电力分配 276

7.4 SCM功能数量 277

7.5液压分配 277

7.6电力分配 277

7.7接地 277

8系统概要 278

8.1说明 278

8.2上部设施 278

8.3脐带缆 278

8.4水下设备 278

9主控站 280

9.1说明 280

9.2部件 280

9.3接口 282

9.4应急关断系统 286

9.5软件／操作系统／显示 288

9.6维护 291

9.7系统功能 291

10电力单元 297

10.1说明 297

10.2部件 298

10.3测试 299

10.4可维护性 300

11不间断电源 301

11.1说明 301

11.2部件 301

11.3测试 302

12液压动力单元 303

12.1说明 303

12.2液压控制系统示意图 304

12.3设备说明 304

13上部脐带缆终端装置 308

13.1说明 308

13.2原理 308

13.3化学药剂软管终端装置 309

14脐带缆 310

15水下脐带缆终端装置 311

16弱连接 312

17水下分配装置 313

17.1说明 313

17.2结构 313

17.3脐带缆接口 313

17.4 SCM接口 313

17.5电力分配 313

17.6液压和化学药剂分配 314

17.7 ROV连接 314

18水下蓄能器模块 316

18.1说明 316

18.2原理 316

18.3部件 317

19内部连接 318

19.1说明 318

19.2固定插板 318

19.3 ROV插板 318

19.4卡箍 319

19.5电气跨接管 319

19.6液压接头 320

19.7光纤跨接管 321

19.8跨接管布置 322

19.9跨接管回收 322

20水下控制模块安装基座 323

20.1说明 323

20.2结构 323

20.3 SCM接口 323

20.4修井系统接口 323

20.5连接采油树阀和传感器 324

20.6停放调准 324

20.7锁紧机构 324

21水下控制模块 325

21.1说明 325

21.2外壳 325

21.3安装基座 326

21.4接口 326

21.5连接 326

21.6液压控制系统 326

21.7系统设计 327

21.8电子装置 327

21.9构造 327

21.10腐蚀防护 328

21.11压力补偿 328

21.12回油管道补偿 328

22水下变送器／传感器 329

22.1说明 329

22.2原理 329

22.3结构 329

22.4显示／监控系统接口 329

22.5传感器类型 332

23材料 337

23.1使用材料 337

23.2涂层 338

23.3阴极保护 338

23.4电解腐蚀 338

24标识 339

24.1设备标识 339

24.2水下标识系统说明 339

24.3标识方法 340

25质量 341

25.1说明 341

25.2质量计划 341

25.3制造商 342

25.4测试 342

25.5检验 342

25.6结论 342

26下放工具 343

26.1要求 343

26.2最小配合下放工具 343

26.3多模式下放工具 343

26.4单导向绳布置 344

26.5钻柱布置 344

27工厂验收试验 345

27.1说明 345

27.2试验要求 345

27.3文件 346

27.4试验参数 346

28系统联合试验 351

28.1说明 351

28.2试验要求 352

28.3文件 352

28.4测试参数 352

28.5试验后检验 353

29其他水下控制系统 354

29.1说明 354

29.2浮筒式控制系统 354

29.3自治式海底系统 355

29.4替代技术 357

30高完整性压力保护系统 360

30.1说明 360

30.2系统试验 363

30.3其他注意事项 364

30.4总结 364

第六部分 深水安装船 368

1概述 368

1.1范围 368

1.2规定、规范、标准与说明 368

1.3定义与缩略语 368

1.4参考文献 369

2深水安装任务 370

2.1说明 370

2.2安装任务 370

2.3吊装要求 370

2.4铺管要求 370

3界面要求 372

3.1说明 372

3.2管产品的储存和铺设 372

3.3结构的吊装与安装 374

3.4 ROV 376

4铺设分析 378

4.1说明 378

4.2管道屈曲设计 378

4.3深水铺管方法 379

4.4 S形铺管法与J形铺管法 381

4.5陡S形铺管应变 381

4.6卷管铺设应变 382

4.7深水J形铺管参数（刚性管、挠性管和脐带缆） 383

4.8安装方法限制 383

5动力定位装置和级别 388

5.1说明 388

5.2动力定位功能性要求 388

5.3动力定位能力定义 390

5.4安全要求 390

6安装设备和铺管设备说明 392

6.1说明 392

6.2储存设备 393

6.3铺管设备 396

6.4弃置与回收绞车 402

6.5焊接和连接技术 404

6.6焊接检验 410

7深水安装船 414

7.1起重船 414

7.2铺管船 415

7.3挠性管铺管船 419

7.4脐带缆铺管船 420

第七部分 连接方法 426

1概述 426

1.1范围 426

1.2规则、准则、标准和规范 427

1.3定义与缩略语 427

2界面要求 428

2.1说明 428

2.2水下生产系统 428

2.3输送管道或脐带缆终端 428

2.4操作程序 429

2.5水下油气田开发计划 429

2.6船舶 430

2.7连接工具 430

2.8 ROV 430

3连接器技术和制造商综述 432

3.1说明 432

3.2套筒连接器 432

3.3紧固连接器 433

3.4巴西石油公司三管路连接器 434

3.5 Merlin连接器 435

3.6电气式连接器 436

4连接工具技术评论 437

4.1说明 437

4.2遥控操作机具 437

4.3安装在ROV上的牵引和连接系统 441

4.4安装在ROV上的连接系统 444

4.5 “MATIS” API法兰连接工具 444

5连接方法 446

5.1说明 446

5.2下管与牵引 446

5.3直接牵引 448

5.4转向连接 449

5.5垂直入扣、铰合和放管 450

5.6地面连接、放管和送管 451

5.7垂直连接和三输送管道放管 452

5.8挠性跨接管 454

5.9钢跨接管 455

5.10“刚—柔”跨接管 457

5.11复合钢管和挠性尾管 458

6优点与缺点 460

7水下测量 461

7.1说明 461

7.2声波基线 461

7.3张索计量 462

8深水连接作业估计的时间 463

第八部分 深水ROV和机具 466

1概述 466

1.1范围 466

1.2规则、准则、标准和规范 466

1.3定义与缩略语 467

1.4参考文献 467

2界面要求 468

2.1说明 468

2.2水下结构接口 468

2.3支持船的接口 469

3干预原理和功能要求 470

3.1说明 470

3.2 ROV干预 471

3.3遥控操作机具干预 472

3.4下放和回收条件 472

3.5 ROV作业人员 473

3.6作业记录 473

4深水ROV审核 474

4.1说明 474

4.2 ROV运载装置系统 474

4.3控制系统 478

4.4下放和回收系统 478

4.5系链管理系统 480

4.6观测型ROV 481

4.7钻井用ROV 482

4.8作业ROV 484

4.9勘查ROV 485

5遥控操作机具 486

5.1说明 486

5.2部件更换工具 486

5.3引入和连接工具 487

6 ROV工具 488

6.1说明 488

6.2工具处理和供给 488

6.3液压控制干预工具（热入扣） 489

6.4旋转扭矩工具 489

6.5线性阀跨越控制工具 490

6.6挖掘／射流泵系统 490

6.7液压电缆剪 491

6.8管道插孔清洁工具 491

6.9密封体置换工具 492

6.10水声测量工具 492

6.11张索计量 493

6.12安装在ROV上的牵引和连接工具 494

附录 深水ROV 495

专业词汇英汉对照表 499