陳志德，宋吉明，李波，馬鵬杰，阮剛，杜慶杰

(1.中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)深圳分公司，廣東 深圳 518064； 2.中海石油(中國)有限公司深圳分公司，廣東 深圳 518064)

0 引言

流花20-2(以下簡寫為LH20-2)油田位于中國南海珠江口盆地番禺低隆起東端，南側(cè)緊鄰東沙隆起白云東凹，距香港東南236 km。新建10口井水下生產(chǎn)系統(tǒng)：10顆水下臥式采油樹、2個5井式水下管匯、1個水下控制分配單元SDU(含光纖通訊路由器)、3個水下供電分配單元SPDU、2個管道終端PLET，井流經(jīng)2條14″海底管道輸送到新建浮式生產(chǎn)儲油船F(xiàn)PSO處理、儲存、外輸，如圖1所示。

圖1 流花20-2油田水下生產(chǎn)系統(tǒng)示意圖

LH20-2油田采用10口水平井進行開發(fā)，水深392 m，選用南海六號半潛式鉆井平臺進行鉆完井作業(yè)，在鉆井船進行完井作業(yè)前，需使用工程船進行水下采油樹及生產(chǎn)導(dǎo)向基座PGB(production guide base)的安裝。采油樹本體重達40 t(長×寬×高：4.51×3.69×3.99 m)，帶防漁網(wǎng)設(shè)施FFS(f ishing friendly structure)21 t。

1 主要作業(yè)資源

1.1 安裝船舶

HYSY285工程船是海油工程大型深水系列船舶之一，支持飽和潛水、管纜安裝、深水設(shè)施安裝、檢測、維修等多功能。該船總長125.7 m，型寬25 m，設(shè)計吃水下最大航速15節(jié)，動力15360 kW(20582HP)，配備DP-3動力定位系統(tǒng)和AHC(active heave compensation)主動式升沉補償起重機(250 t)，甲板面積1590 m2。配有2臺3000 m水下機器人ROV(remotely operated vehicle)，載員120人。

1.2 設(shè)備工具

主要設(shè)備工具包括：采油樹提升工具THT(tree handling tool)，采油樹送入工具MTRT(mechanical tree running tool)，起重錨(lifting anchor)，水下液壓剪，注入撬(hot stab)，井口打磨刷，高壓水單元，液壓單元，液壓單元操作盤，密封圈安裝工具，水下切割鋸等。

2 海上施工過程

海上安裝采油樹施工流程可分為3大步驟：裝船和運輸，安裝PGB，安裝采油樹，如圖2所示。以下主要介紹的是安裝采油樹步驟的具體施工流程。

圖2 海上安裝采油樹施工流程

2.1 采油樹檢查和甲板準備

(1)ROV進行海底環(huán)境預(yù)調(diào)查，移除垃圾帽，同時完成井口清潔工作及VX鋼圈安裝工作；(2)甲板檢查VX鋼圈夾持銷釘狀態(tài)，確認處于釋放狀態(tài)；(3)檢查采油樹連接器，確認連接器處于解鎖狀態(tài)；(4)閥門狀態(tài)檢查；(5)確認化學(xué)藥劑注入計量閥鎖緊狀態(tài)；(6)確認油嘴鎖緊狀態(tài)；(7)MQC(multi quick connect)壓力補償帽檢查，并充滿HW443R控制液，安裝采油樹至生產(chǎn)MQC上。

2.2 采油樹吊裝

(1)安裝采油樹送入工具MTRT至采油樹，并鎖緊；(2)根據(jù)吊裝圖安裝索具并吊裝采油樹。

2.3 采油樹下放就位

(1)在距離井口200 m外起吊采油樹并下放入水至30 m，ROV檢查采油樹水下狀態(tài)；(2)以DP模式移船至井口附近10 m位置后停止，吊機開啟AHC；(3)移船至PGB頂部，采油樹首先進入PGB最長及第二長導(dǎo)向桿，再進入PGB剩余兩根最短導(dǎo)向桿，緩慢下放坐入井口上。

2.4 采油樹鎖緊

打開采油樹ROV面板和ROV面板右側(cè)FFS，觀察指示桿到位，鎖采油樹至高壓井口頭，ROV打壓鎖采油樹至高壓井口頭，鎖緊壓力為14.48 MPa，繼續(xù)打壓至20.68 MPa，穩(wěn)壓5 min，觀察采油樹鎖緊指示桿顯示采油樹已鎖緊到位。

2.5 采油樹過提測試

(1)吊機緩慢提升，拉力達到2 t時，ROV檢查鎖緊后吊機緩慢提升至測試壓力(即采油樹就位前的水中重力+22679.6 kg)，保持2 min確認過提合格；(2)解脫采油樹送入工具(MTRT)，回收送入工具至甲板，回收采油樹生產(chǎn)MQC補償帽。

2.6 采油樹鋼圈密封測試

確認鋼圈測試閥門打開，插入Hot Stab，打壓34.47 MPa，穩(wěn)壓15 min，確認采油樹VX鋼圈密封合格。

2.7 收尾工作及后調(diào)查

安裝垃圾帽至采油樹頂部，安裝長期保護帽至采油樹生產(chǎn)MQC，剪斷采油樹FFS固定鋼絲繩，打開FFS樁腿，檢查采油樹閥門狀態(tài)。

3 難點及應(yīng)對措施

3.1 安裝作業(yè)風(fēng)險高

采油樹單套懸重約50 t(水中)，存在極大的甲板吊裝風(fēng)險與水下對接風(fēng)險，一旦磕碰，將對極高價值的水下采油樹及水下井口帶來巨大損失，并影響后期完井作業(yè)。

現(xiàn)場應(yīng)對辦法：(1)采用帶應(yīng)急解脫的索具配置；(2)采用無尾繩吊裝方式作業(yè)；(3)水下對接采用船舶，吊機，ROV 聯(lián)動方式完成；(4)給吊機手提供水下狀態(tài)實時視頻；(5)中控全程全權(quán)指揮吊機手及ROV操作。整個作業(yè)過程未發(fā)生任何吊裝、對接帶來的安全事故。

3.2 天氣海況影響

LH20-2油田PGB及采油樹海上安裝施工作業(yè)介于鉆井作業(yè)結(jié)束和完井作業(yè)開始之間，項目工期受鉆井作業(yè)結(jié)束和完井作業(yè)開始的直接影響且作業(yè)時間段處于冬季季風(fēng)期內(nèi)，海況惡劣。原計劃按照單井的先后作業(yè)步驟，避免因密封試驗失敗后重新水下安裝MTRT進行采油樹回收操作。但是每次采油樹入水前需要確認合適的天氣窗口，一旦海況不好，將會延長項目整體工期。

現(xiàn)場應(yīng)對辦法：分階段安裝，安裝完P(guān)GB后先利用天氣窗口集中落座采油樹并進行提拉作業(yè)，完成后解脫MTRT，后續(xù)利用海況稍差的時候進行ROV水下作業(yè)。

實踐證明，優(yōu)化作業(yè)順序，從單井口按順序作業(yè)優(yōu)化至批量按階段作業(yè)，平均每套采油樹安裝工時提升約9 h。完成全部的水下采油樹鎖緊提拉作業(yè)之后，密封圈的性能未受到影響，密封效果良好。創(chuàng)造了單套PGB及采油樹安裝作業(yè)0.87天的新記錄，極大的縮減的項目整體工期，同時也適當?shù)睦昧撕r不好的時間段進行有效作業(yè)。

4 亮點及經(jīng)驗教訓(xùn)

4.1 優(yōu)化船舶資源

選用HYSY285安裝LH20-2油田水下采油樹及PGB，HYSY285為全鋼甲板，甲板有效甲板面積較大，可以一次性裝船10套水下采油樹和10套PGB，同時，船型較大，可滿足2.5～3.0 m海況條件下的施工作業(yè)，極大提高了水下采油樹及PGB安裝效率。

4.2 預(yù)裝PGB導(dǎo)向樁

項目準備階段，通過執(zhí)行風(fēng)險數(shù)據(jù)質(zhì)量評估、風(fēng)險概率和影響評估來指導(dǎo)海上施工準備工作。通過評估發(fā)現(xiàn)在確認PGB底座強度和甲板布置限位強度滿足要求的條件下，調(diào)整為陸地預(yù)裝導(dǎo)向樁的做法執(zhí)行，在比原計劃節(jié)約海上船天約1 d(2根/h)的同時也減少了海上的登高解鉤作業(yè)風(fēng)險(最長樁6 m，頂部吊裝)。

4.3 ROV備件需充足

PGB和水下采油樹安裝的過程中，現(xiàn)場有三次對接作業(yè)需要ROV進行直接接觸并支持，由于該類型水下采油樹及PGB沒有設(shè)置ROV對接的標準接口，僅有供五功能手抓取的扶手接口來調(diào)整PGB和水下采油樹的艏向。采油樹水中重量達50 t以上且受海流及船舶動態(tài)影響，ROV動力小于150HP很難維持水下采油樹與PGB導(dǎo)向樁之間的相對位置。同時，由于長時間穩(wěn)定水下采油樹，導(dǎo)致五功能手螺栓因斷裂而失效。

因此，建議：(1)后續(xù)類似作業(yè)，ROV動力需在150 HP及以上；(2)五功能手和七功能手的備件需要視海上作業(yè)量多備。

4.4 船舶現(xiàn)場通信系統(tǒng)需升級改造以滿足作業(yè)需求

海上施工過程中，HYSY285中控接入ROV視頻信號均需通過CCTV系統(tǒng)中轉(zhuǎn)，定位信號也需要經(jīng)過船舶局域網(wǎng)絡(luò)中轉(zhuǎn)，作業(yè)過程中經(jīng)常出現(xiàn)ROV信號導(dǎo)致CCTV系統(tǒng)重啟且圖像失真，定位信號丟失的現(xiàn)象。此外，中控?zé)o法通過CLEAR-COM對講系統(tǒng)與吊機手聯(lián)系，需要采用額外的對講機溝通。在水下對接需要同時給ROV和吊機手下指令時需要使用不同設(shè)備，極大影響對接時機的把握，容易出現(xiàn)磕碰風(fēng)險。

因此，建議：(1)將ROV供中控信號與CCTV線路隔離，ROV控制間走專線至中控且額外提供一路給CCTV系統(tǒng)備份，避免CCTV系統(tǒng)路由負載過大導(dǎo)致作業(yè)中斷，升級中控視頻分配器，改良視頻顯示尺寸失真的影響；(2)將定位信號走專線至中控和駕駛臺，避免局域網(wǎng)路由器負載過大導(dǎo)致信號延遲或中斷造成作業(yè)中斷；(3)將吊機手控制間引入CLEAR-COM系統(tǒng)，使吊機、ROV、定位、DP、中控在同一個指揮系統(tǒng)下運行。

5 結(jié)語

隨著深水油氣田以及淺水特殊區(qū)域的油氣田開發(fā)，越來越多的水下生產(chǎn)系統(tǒng)將會被安裝。帶PGB和FFS的水下采油樹的成功安裝，為后續(xù)其他油田水下采油樹的整體安裝提供了借鑒與思路。