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海底泵送技术 迈出海底工厂第一步

海底泵送技术 迈出海底工厂第一步

水下化学药剂储存&注入系统推进了海底工厂这一新概念的实现!

编译 | 惊蛰

长期以来,“海底工厂”一直被开发商认为是降低作业成本的最有效方案。但是,要实现这一愿景,许多地面设备必须进行改进,使其能够在水下工作。Oceaneering推出的海底泵送技术(SPT)就是设备改进的典范,还赢得了OTC的新技术奖,其允许开发商在海底进行化学品储存和注入。

Oceaneering产品开发总监Christopher Leon表示,SPT可以替代复杂的水电脐带,帮助降低项目的开发成本。通常来讲,这种常规脐带的耗费可能高达数千万美元,而且需要配合安装电力和通信设备,虽然后者价格稍低,但整体的耗费巨大。SPT技术的核心是将化学品储存和泵送设备从地面移至海床,消除了脐带管线的应用。

SPT主要由三个技术构成:电泵模块(EPM),流体储罐模块(FSM)以及附加控制组件。 EPM能够在15000 psi的操作压力下提供0-40加仑/分钟的流速。

FSM罐内为柔软的弹性体储液囊,为化学品储存提供双重隔离屏障。SPT的所有构成部分都安装在一个框架中,复合ISO标准。弹性储液囊在指定深度条件下可以按照预定速度将化学品排出。通过Oceaneering特有的专利工艺,液囊内的体积变化可以直接测量,进而得到化学品注入速率数据,而无需使用额外的设备。

Leon表示,SPT的设计研究中存在两大挑战:可长期使用的海底泵以及海底液囊中化学品残余量的准确检测能力。“Oceaneering将储罐置于海底,用于油井的干预作业,我们知道改进现有设计的方法,设备的升级也在进行中。该技术能够为开发商降低成本,但如果泵性能不可靠,其发生故障时耗费的回收修复成本反而会导致总成本的提高。”

为了保证泵设备的可靠性,Oceaneering进行了大量的认证工作,泵设备全部满足API 17Q标准。此外,该公司还采用了基于可靠性的设计,确保所有设备都可连续运转三年而无需维保作业。此项测试工作包括应用寿命测试、化学药剂兼容性测试,以确定系统的平均故障间隔时间。

为满足作业现场要求,SPT的配置灵活性极高,FSM可在ISO标准的容器尺寸框架中使用一对1500加仑的液囊,方便公路运输。此外,可以将两个框架连接,提高井下化学药剂的储量,容量最高可达6000加仑。当化学药剂注入完毕,开发商可以直接进行填充或整体更换。Oceaneering测试了小规模液囊的高压舱再填充,在不同深度条件下都非常有效。“截至目前,我们利用该技术完成了多个油井干预作业。”

在2018年初北海的一次干预作业中,Oceaneering在四个月的时间内完成了FSM部署。此次采用的SPT工具为缩小版本,该公司使用了三种不同的液囊,每种都含有150加仑不同的化学药剂,全部放置在一个密闭滑橇内,作业水深1400米。每隔21天,开发商将SPT滑橇提拉至地面(水面)重新填充化学药剂。从另一方面考虑,该装置为远程操作的ROV提供了所需化学品供应,以执行干预工作,而无需停止补充化学药剂。Oceaneering表示,SPT可以提高工作效率,能够大幅缩短作业时间。

Leon还表示:“SPT除了可以用于化学药剂注入,还可作为海底液压动力装置使用,通过脐带缆输送液压油,提供动力。这基本上是相同的技术,只是泵和部分组件略有不同。”

他说:“SPT不仅适用于新油田建设和远程作业,也可解决运营商关注的开采设备生命周期问题,满足不断变化的作业条件,解决油气开采中的脐带缆应用难题。通过这项技术,开发商可获得优于当前所有脐带缆的优越性能。虽然当前Oceaneering将注意力集中在海底化学注入和储存技术上,但要完全实现海底工厂的愿景还需要五到八年的时间。”

水下化学药剂储存&注入系统

通过使用模块化和可扩展设计,SPT设备在化学品存储和注入方面具有显着的优势。与执行相同任务的传统脐带系统相比, SPT不仅成本更低,交付周期也更短,而且系统可以从多功能服务船部署,从而消除了对大型作业船的需求。

SPT部署到海床后,利用作业支持船,通过储罐置换或填充的方式填满。该技术是对所有电气系统和架构的补充,可以显着简化油田作业所需脐带系统的复杂性和输送载荷。此外,通过长或(和)多个脐带缆进行化学药剂输送和分配极具挑战性,且成本较高,原位存储和注入概念是长海底回接技术发展的强有力推动因素。

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