深水水下分离器结构完整性研究

郝大卫　顾冰　高存宝　谢梦春

摘 要：为了确保可持续发展战略的有效落实，因此针对石油气资源的开采工作而言，已经由陆地开采逐渐转移向海洋开采。但是，由于近几年来对于石油气资源的大量开采，这也使得近海区域的石油气资源已经无法满足内部的供应需求，所以在当前阶段中，石油气资源在开采时，也逐渐由浅水区域转向深水区域和超深水区域。对此，为了确保石油气资源开采的效率能够得以提升，水下生产系统的应用真正实现了提高其工作的效率，并确保在进行应用时，可以提升其应用性能。但是，在总体应用的过程中，水下分离器才是水下生产系统应用的核心设备。基于此，本文主要分析深水水下分离器结构完整性的相关内容，并希望以此来实现推进我国水下生产系统工作的开展更具全面性。

关键词：深水做作业;石油气开采;水下生产系统;水下分离器

0 前言

在整个水下生产系统当中，水下分离器有着十分重要的作用，它能够实现在石油气资源进行开采完毕后，可以实现气液的分离，并通过水油分离来确保其运送过程的安全性和稳定性可以获得提升。同时，它也能够真正在进行开采的过程中，提高石油气的开采效率，所以它也是有效促进经济效益提升的重要核心设备。但是，由于当前阶段整体资源开采量的不断增加，这也使得潜水作业无法满足石油气资源的供应，因此不断向深水域拓展也是水下生产系统所要面对的问题。可是，随着水的深度不断增加，水下分离器自身在应用过程当中所要遭受的问题也就越多，这也会导致其自身在应用的过程中出现不良现象。对此，为了确保水下分离器的应用效果能够得到提升，则必须要提高自身的应用性能，还需要利用检修工作的开展，来实现提高自身的应用稳定性。

1 深水水下分离器的结构强度

在深水下进行水下分离器的应用过程中，需要确保将水下分离器在下放时，将其内压调整为零，这样才能够满足超高外压载荷的实际抗压值，否则就会导致在极端环境下，使水下分离器并不能够发挥自身的作用。但是，根据整体的应用效果来看，如果想要确保提高水下分离器的结构强度和应用稳定性，也需要通过计算模型的有效验证来确保自身的应用性能可以得到提高。对此，在一定程度上讲，想要确保能够模拟出深水外压环境，也需要对水下数据进行全面采集，这样才能够通过结构力学模拟模型的建造，来确保水下分离器样机在进行试验的过程中，可以实现承担水下的深层压力，并通过自身结构的有效调整，来实现提高自身的应用性能[1]。

有效利用客体模型进水压试验，能够确保原型样机在进行实验的过程中，检验自身是否能够承载静态下的水环境压力。而且，原型样机自身在进行检验的同时，其实也符合结构力学的特点，这样在进行实际数据检验时，就可以通过对数值的有效计算进行对比，以此来确保真正在进行深水作业时，可以提高应用设备的实验应用强度。此外，在进行验证的过程中，为了确保能够真正实现提高机械设备的应用强度，也需要对其缺陷问题进行检验，从而才能够通过多次测试来检验机械设备自身元件质量的不足，是否会影响到水下作业工作的开展，这样才能够在一定程度内，通过优化其内部元件和外部整体结构来实现满足水下工程应用的需求。

2 深水水下分离器的应用实用性

由于水下分离器在水下进行长期作业，所以也会导致由于水压的升高而使自身结构失去应有的强度，进而就会导致自身工作的开展，并不能够满足工程的具体需要。而且，由于深水区域波浪载荷以及海域流速其实并不会对水下分离器造成太大的影响，因此在进行分析的过程中，则必须确保针对水下压力进行有效认知。因为，水下压力才是导致水下分离器出现问题的主要因素，并且在高外压载荷下，水下分离器的压力结构类型会导致其自身设备的出现失效问题。同时，由于其材料出现断裂或者是由于外压增高而导致的弯曲变形，都会使自身的应用效果变差。对此，针对水下承压结构的应用效果而言，也必须要应用相关评估方式来对其进行有效分析，这样才能够针对水下工作设备是否还具备应用弹性来进行判断，如果该设备已经出现塑化现象，且没有弹性，则必须进行及时更替，这样才能确保水下作业工作的开展，可以真正实现提高我国经济的发展。但是，如果在进行评估时，只是针对设备的刚度不足而进行判定，其实也会忽略由于其他问题导致的材质失效，所以在进行具体分析时，也必须要通过多角度的共同分析，才能够实现探索导致其问题出现的原由。

深水承压设备在进行水下作业时，如果出现外载荷增加的情况，就会由于周边环境的变化而使自身出现不平衡的问题，从而这也会导致其设备发生形变的现象出现。深水水下分离器在进行应用的过程中，往往要承受着超高外压，所以如果其自身结构不具备可以抵抗外界环境而导致的破坏问题，则会使自身在应用过程中打破原有自身的运行稳定性[2]。对此，针对当前整体的应用情况来看，如果承压结构无法实现提高自身的抗屈力，也会导致自身的平衡效果，并不能够实现满足深水作业的需求，而这就需要对其设备的应用材质进行优化，还要保证对其加工技术进行升级，这样才能够实现在深水作业时，可以提高设备的实际应用强度。

3 有效提高深水水下风险管理的方式

水下作业由于会面临着较高的水下压力，所以这也使得水下分离器在应用的过程中，会导致由于下放而加剧自身制造过程当中的缺陷问题。而且，由于水下环境会随时侵蚀水下分离器，这也导致其自身在水下运转的过程中，会使其寿命受环境、自身质量以及其他因素的干扰，而产生寿命缩短的现象，一旦这些风险因素超过了水下分离器的应用界限，也会导致后续发生严重的事故问题。对此，有效识别水下分离器寿命周期的风险问题，并通过风险管理和风险评估来实现确保水下分离器在应用的过程中，可以一直处于合格状态，则需要真正实现对水下生产工作的全面开展，并确保能够对其施工技术进行有效优化，从而才能够实现满足水下分离器的应用效果。此外，在当前阶段中，为了确保水下分离器的应用可以提高自身的应用寿命，在进行海底铺设的过程中，也利用了全新的技术来实现对海底设备的有效保障。但是，除了风险管理工作的落实以外，也要确保对风险因素进行规避，这样才能够真正做到避免由于自身应用生命周期不足，而导致的设备应用质量变差问题的出现。

4 深水水下分离器结构完整性的管理

由于水下操作會使周边环境因素会导致水下分离器在应用过程中，不可避免地出现缺陷问题，进而就会导致水下分离器在应用的过程中，无法利用自身的材质优势和结构优势来提高自身的承载能力。而且，在实际进行下放的过程中，由于磕碰而导致的损伤也会削弱水下分离器的应用效果，这也使得在实际应用的过程中，必须要通过结构完整性管理工作的落实来真正实现确保水下分离器在应用的过程中，可以一直处在动态管理的过程内，从而才能通过反复管理来确保自身的应用，可以真正实现满足水下作业的需求[3]。此外，在实际开展管理工作的过程中，也需要实现对水下分离器整体应用性能的分析，这样才能够在风险规避的基础上，提高水下分离器的应用性能，并真正做到降低由于自身质量不足而导致的风险问题发生。值得注意的是，结构稳定性的有效优化也能确保在实际应用的过程中，通过其结构自身的性能提升来进行水下操作工作的开展，进而也能够在一定程度内，降低由于环境因素侵扰而导致设备出现故障问题。

5 总结

水下分离器对于深水系统工作的开展而言，起到了十分重要的作用。因此，在具体分析其结构完整性的内容上时，则必须要注重水下分离器自身的结构特点和性质，这样才能够在技术优化的同时，可以真正实现推动水下分离器的应用能够满足水下工程的具体需求，从而才能够利用其自身职能的发挥，来带动开采经济的有效提升。

参考文献：

[1]秦蕊，李清平，刘永飞，程兵.水下分离器设计的影响因素[J].中国海洋平台，2019，34（01）：40-44.

[2]张慎颜，李秀美，葛玖浩，陈国明.深水水下分离器承压结构强度的可靠性[J].油气储运，2017，36（08）：976-981.

[3]葛玖浩，李伟，陈国明，阮彩添，张慎颜，李秀美.2000m超深水水下分离器承压结构强度分析[J].石油机械，2015， 43（02）：60-64+69.