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1、 第 卷 增刊 年月中国海上油气 “ 十二五” 国家科技重大专项“ 大型油气田及煤层气开发（ 编号： ） ” 部分研究成果。 第一作者简介：张敬安， 男， 高级工程师， 年毕业于原承德石油高等专科学校， 现任中海油服深圳深水技术有限公司总经理兼物探事业部 水下工程技术中心经理， 主要从事海洋工程完整性管理工作。地址： 天津市塘沽区吉林路 号（ 邮编： ） 。 ： 。荔湾气田 深水采油树单体船安装作业实践张敬安 卜建根 吴义涛 任 翔 姜 键 李成钢（ 中海油田服务股份有限公司）摘 要 阐述了“ 海洋石油 ” 深水工程勘探船在荔湾气田 水深成功完成水下采油树回收与安装的过程， 验证了“ 海洋石油
2、 ” 船舶的性能、 船体的稳定性和克令吊的实际能力。相比目前世界主流使用钻井平台或浮吊进行深水采油树安装的做法， “ 海洋石油 ” 单船安装采油树具有船舶灵活机动、 施工环节简便、 作业时间短和日租费用低等优点， 且缓解了深水钻井平台资源有限的紧张情况， 开创了海洋石油工程界单船安装深水采油树的新模式。关键词 深水； 采油树； 单体船安装； “ 海洋石油 ” ； 荔湾气田水下采油树是一种用于控制和调节油井生产的 装置， 在海底生产系统中起着重要的作用。在 深水区安装采油树， 目前世界主流的做法是使用钻井平台或浮吊进行作业， 但使用钻井平台日费率太高， 且资源稀缺， 难以满足日益增长的客户需求。
3、国外比较先进的深水采油树安装方法主要有由美国壳牌深水服务技术团队发明的 （ ） 方法以及由美国 公 司 深 水 系 泊 专 家 设 计 发 明 的 （ ） 方法， 这种方法均具有自动升沉补偿装置， 安装定位精度高， 但由于采用的是普通的抛锚船， 仅适合在海况较好的条件下进行安装作业， 而且该技术掌握在国外公司手中， 加之国外专利保护和技术封锁等原因， 严重制约了国内超深水采油树安装技术的发展。因此， “ 海洋石油 ” 深水工程勘探船（ 以下简称“ 海洋石油 ” ） 在 深水区完成采油树回收与安装作业， 开创了海洋石油工程界超深水油气田采油（ 气） 树安装的新模式。“ 海洋石油 ” 是一艘集工程
4、物探、 工程地质、 工程检测、工程支持、 海洋环境观测于一体的深水综合勘察检测船， 适合 深水作业， 具有 动力定位能力， 定位精度高， 并配有 主动升沉补偿吊机，抗海况能力强。实践证明， 利用“ 海洋石油 ” 进行 深水采油树单体船回收与安装作业具有机动灵活、 作业时间短的优势， 可以缓解深水钻井平台资源有限的紧张情况， 且日费率远低于钻井平台。这种作业模式在国内尚属首次， 为深水油田采油树的安装提供了一种新的方法。 工程背景荔湾气田位于我国南海珠江口盆地， 是我 国开发的第一个深水气田。 年 月中海油服在 井口完井作业中发现油管悬挂器在采油树内不能锁紧， 经调查后认为是采油树内部损坏。鉴于
5、无法在水下对采油树进行修复， 决定以“ 海洋石油 ” 及船上带有主动升沉补偿的 克令吊为主， 在两套工作级 的配合下， 在 水深执行更换体积为、 重达 的卧式采油树的作业任务， 为此进行了相关技术研究， 成功地实施了深水采油树回收与安装作业。 工程准备 甲板规划 甲板布置是否合理对海上作业有巨大影响， 在布置甲板时要考虑到甲板各个区域的载荷能力、 热工区域远离动火区域、 设备之间是否会影响、 设备存放空间是否足够、 是否留有安全通道、 吊机的半径能否满足工作需求等因素。图是“ 海洋石油 ” 的甲板布置图。第 卷 增刊张敬安等： 荔湾气田 深水采油树单体船安装作业实践 图 “ 海洋石油 ” 甲板
6、布置图 采油树场地测试 在采油树装船之前需要对采油树、 送入工具 （ ） 以及它们和 连接后的状态进行测试， 保证每个功能模块都能正常使用。 材料准备及装船固定 材料准备包括采油树吊装锁具、 模拟试重块（ 与采油树重量相当） 、 及配套工具、 采油树、 及通信系统（ 无线电、 卫星电话、 等） 的准备。待材料准备完成后， 按照图所示的甲板布置图进行装船固定， 在固定前对设计方案进行计算分析， 在必要的地方放置加强结构， 确保所有连接的部位（ 包括焊接部位） 有足够的机械强度。在固定采油树时， 既要保证运输的稳定性， 又不能损伤采油树，必要时应设置隔离和缓冲装置。 海上作业 定位系统校准 在“
7、海洋石油 ” 航行途中， 到达 水深后依次应对定位系统进行校准， 以确保定位系统的准确性。 船舶调试 “ 海洋石油 ” 到达工区后， 应进行各项性能的全面调试， 以达到最佳作业状态。这些调试包括（ 但不仅限于） 系统的推进装置、 手动自动控制单元、 电力系统、 计算机系统、 报警装置、 定位单元、备用电池、 航迹记录功能等。 模拟作业 由于这是在国内首次使用单体船安装 深水采油树， 为安全起见， 首先用一个重量和采油树相当的重块来模拟整个操作过程， 包括测试吊机、 采油树下放、 人员之间的协调配合、 水下操作配合等， 以保证采油树安装作业的顺利进行； 同时， 还要测试 克令吊的起吊能力。“ 海
8、洋石油 ”安装采油树的模拟作业如图所示。图 “ 海洋石油 ” 安装采油树的模拟作业 井口检查 模拟作业结束后， 将“ 海洋石油 ” 移至作业地点， 先用辅助 进行井口检查， 以确认海底井口及附近的状况。辅助 先将井口帽移开放置在井口附近， 然后观察井口类型、 井口有无损伤、 井口是否清洁等， 如有杂物则使用相应的工具进行清理。检查完成后在井口附近等待进一步的作业指示。 采油树下放）船舶就位。先将“ 海洋石油 ” 就位在距井 中 国 海 上 油 气 年 口轴线以外约 的位置， 按吊装计划将锁具与 和采油树连接， 然后检查 和采油树通信模块， 确保其能正常工作； 在吊机钩头上安装新的荧光棒并且激活
9、信标； 克令吊钩头缓慢提起， 使索具处于张紧状态， 检查所有的卸扣位置和方向是否正确；待采油树的甲板固定完全解除后， 激活克令吊钩头信标。）下放采油树至船底以下 。首先要确保“ 海洋石油 ” 上搭载的液压系统、 接口的正确配置， 将主 潜至船底以下 处待命， 然后将采油树吊至舷外并下放到船底以下 ， 直到 能观察到时再进行下一步操作。）下放采油树 至船底 以下 。在“ 海洋石油 ” 主 的观察下， 将采油树下放至船底以下 （ 距海底 ） 处， 下放速度不超过 。）调整船位。当采油树下放到海床以上 处， 使用“ 海洋石油 ” 辅助 引导船舶位置，调整船位使采油树在水平方向上与井口中心轴线相距左右
10、， 并停下观察 ； 然后将采油树调整至井口正上方 处。）采油树与井口对接。调整“ 海洋石油 ”主 的位置， 从采油树底部向上观察采油树与井口的连接口， 确认与井口的锁定装置处于打开状态； 采油树套上井口后， 主 与采油树对接并锁定， 调整采油树首向为 （ 误差不能超过 ） ， 如误差过大则通过 的运动进行调整， 保持采油树的首向不变， 缓慢下放使之完全坐在井口上； 在采油树与井口完全坐牢后， 再次确认采油树的首向是否正确， 如首向误差过大， 可通过 进行调整。）保压测试。在水面指挥员的指挥下， “ 海洋石油 ” 主 通过调整送入工具 操作面板上的阀门， 靠液压驱动采油树内部机构， 锁定采油树与
11、井口的连接； 主 逐步通过液压连接加压至 ， 保持压力 并观察有无衰减；与此同时， 辅助 对采油树和井口连接单元进行细致观察， 确保无泄漏。）采油树和 分离。“ 海洋石油 ” 主 与 上的 面板建立液压连接， 通过液力解除 和采油树的连接； 当辅助 观察到采油树上的指示器从“ 锁定” 状态变成“ 解除锁定”状态时， 主 停止加压。吊机提升钩头直到吊重示数为 （ 的重量） ， 然后暂停； 待 对索具、 采油树以及 的连接部分进行全面观察后， 吊机继续提升直至 垂向距离采油树 的高度； 提升的最大速度为 。）回收 至甲板。将“ 海洋石油 ” 移开井口上方至安全区域， 与此同时继续提升 至船底以下
12、， 辅助 同步上升并保持观察状态直至 被提升至水面。当甲板做好吊装准备和安全通告后， 将 回收至甲板， 卸去索具然后固定； 将辅助 收回至甲板， 吊机复员。）安装井口帽。在船体移动至井口附近安全区域时， 主 仍在原地待命。在回收 和辅助 的同时， 主 在海底找到井口帽并安装至采油树顶部的井口。 ） 后检查。对安装后的采油树应进行全方位的调查， 包括对采油树附近范围内的海床和采油树整体的 视觉检查。待确认无误后收回主 ， 安装完成。 设备复员 按照复员计划将回收的 、 主 、 辅助 固定， 解除海上固定装置， 运输至陆地。 结束语我国在深水工程领域起步较晚， 尤其是缺乏在 水深使用单船克令吊吊装采油树的经验。深水采油树的安装是高精度的海上作业， 安装过程中对船舶的稳定性和定位能力要求较高， 尤其是吊机操控员和 操控员要能熟练地进行操作。对于“ 海洋石油 ” 这样的全新装备， 从设备到人员需要更多的时间进行磨合。“ 海洋石油 ” 深水工程勘探船在荔湾气田 水深成功安装水下采油树的案例， 证明了使用单船安装采油树这种作业模式的可行性， 并验证了“ 海洋石油 ” 船舶的性能、 船体的稳定性和克令吊的实际能力。相比目前世界主流的使用钻井平台或浮吊进行深水采油树安装的做法， “ 海洋石油 ” 具有船舶机动灵活、 施工环节简便、 作业时间短和日租费用低等
