锦州25-1南WHPD平台结构强度校核

2020-06-30高勋

石油和化工设备 2020年6期

高勋

（海洋石油工程股份有限公司，天津 300451）

从中国海油成立到现在的30多年，公司所拥有的固定式海上平台数量不断增加，其中大部分平台在服役期内因生产需要经常要进行增减设备等方面的改造，因此对平台结构强度进行校核显得至关重要[1]。

1 概况

WHPD平台是一座8腿导管架井口平台，平台共分三层甲板，分别为上层甲板、中层甲板、下层甲板。平台共有50个井槽，5（列）×10（行）排列。根据锦州25-1/锦州25-1南II期项目ODP，WHPD平台部分采油井采用气举采油方式，投产初期自喷生产，平台预留气举工艺流程。WHPD平台已于锦州25-1/锦州25-1南II期详细设计后投产，随着投产以来生产动态认识和最新油藏预测结果表明，部分井投产初期即无法自喷，另有部分井在2017年、2018年停喷，油井停喷后需启动气举流程，进行连续气举才能实现正常生产。涉及平台改造内容如下：平台中层甲板北侧的吊货区外扩临时甲板用于压缩机整橇吊装，设备安装完成后切割临时甲板；中层甲板南侧原管汇位置新增操作小平台用于新增8口气举管汇；新增设备为：天然气压缩机、天然气入口洗涤器、气/液分离器、气举洗涤器、气举新增管；下层甲板工作内容：甲板南侧布置新增原油外输泵和原油外输泵滤器。

2 静力分析[2]-[3]

2.1 模型变化

本次模型依据原详细设计的模型文件。本次设计结构改造加强已在模型中进行模拟，约18.3吨（不包括临时甲板重量）。模型变化部分如下：

(1)依照原详设及施工方案要求拆除B轴压缩机前的斜撑；

(2)平台中层甲板北侧的吊货区外扩临时甲板（改造后拆除）；

(3)中层甲板压缩机布置位置结构适应性加强；

(4)中层甲板南侧原管汇位置新增操作小平台。

图1 整体模型

图2 临时甲板区域

图3 中层甲板（EL.(+)19300）

图4 临时甲板斜撑杆件编号

图5 临时甲板节点编号

图6 临时甲板杆件编号

图7 压缩机区域节点编号

图8 压缩机区域杆件编号

图9 改造涉及杆件属性

2.2 荷载变化

模型所受载荷基本工况及组合工况与原改造报告一致。本次改造新增荷载的变化，具体如下：

中层甲板新增两台压缩机，荷载根据压缩机隔振器布置位置说明文件提供的各布置点反力进行加载，分别对应荷载ADD1、ADD2。模型加载情况如图10所示。

图10 压缩机荷载（EL.(+)19300）

本次改造涉及其他新增设备重量如表1所示：

表1 新增设备重量

另有管汇操作平台考虑5吨荷载，以weight形式加载，荷载编号为ADD6。对于压缩机安装过程中临时甲板处考虑700kN压缩机临时放置重量，荷载编号为ADD7。除ADD7外，新增设备荷载约193.48吨。

原详设报告显示已考虑预留荷载（约219.5吨），汇总如下：

表2 原预留设备重量

从以上资料可知本次改造设计重量变化与详设基本一致。

2.3 基本荷载

基本荷载汇总如下：

2.4 工况组合

工况组合与原详设一致，本次新增荷载组合在原模块干重荷载“DRY”里，具体如下：

LC. DESCRIPTION LC. FT. LC. FT. LC. FT.JAPP 1.10 DAPP 1.10 DMA 1.00 DPI 1.00 DEL 1.00 DOU 1.00 DIN 1.00 DSA 1.00 DCO 1.00 DRG 1.00 DCC 1.00 BRG 1.00 DPTK 1.00新增荷载ADD1 2.0 ADD2 2.0 ADD3 1.0 ADD4 1.0 ADD5 1.0 ADD6 1.0 ADD7 1.0 DRY MODULE DRY WEIGHT EXCEPT DEAD

以上组合中对于压缩机荷载ADD1&ADD2，考虑两倍动力放大系数。保守计算ADD7作为单独荷载组合在DRY中。