海上平台修井作业打捞技术应用探讨

2023-12-31卢有军杨光张勇

石化技术 2023年10期

卢有军杨光张勇

中海石油（中国）有限公司深圳分公司广东深圳 518000

打捞作业在修井作业中起到关键的安全保障作用，通过合理的打捞技术和工艺，可以确保井筒设备、管线和其他重要部件的稳定夹持和固定，防止其在运输和安装过程中发生滑动、脱落或其他意外情况，这有助于减少事故风险，保护工作人员和设备的安全。打捞作业有助于保护井筒设备和其他关键设备的完整性和功能性，在海上平台修井作业中，井筒设备通常需要被提取、更换或维修，通过合适的打捞技术，可以确保设备在提取过程中不受损坏，并在运输和安装过程中得到适当的保护，这有助于延长设备的使用寿命，减少修复和更换的成本，打捞作业对于修井作业的高效进行起到关键作用[1]。本次研究主要是对海上平台打捞工具、关键技术和优化措施进行研究，以此推动我国海上平台修井作业打捞技术的进一步发展。

1 海上平台修井作业打捞工具及关键技术

1.1 打捞工具

在海上平台修井作业的过程中，常见的打捞工具分为4种类型：①打捞钳。打捞钳是一种用于夹持和提升井下设备或管柱的工具，它通常由强大的钳口和提升机构组成，可以通过操作钳口的开合和提升机构的运动，将井下设备或管柱夹持并提升到井口上方。②打捞器。打捞器是一种类似于夹子的工具，可以通过夹持和提升的方式将井下设备或管柱从井筒中打捞上来，打捞器通常由2个可移动的钳爪组成，可以通过机械力或液压力使其夹紧，并通过提升机构将其提升到井口上方。③打捞筒。打捞筒是一种中空的圆柱体，用于将井下设备或管柱从井筒中抽出，它通常由强大的提升机构和导向系统组成，通过提升机构的运动将井下设备或管柱从井筒中提取出来[2]。④打捞索具。打捞索具是用于连接和提升井下设备或管柱的绳索、钢缆等工具，它通常由高强度的钢丝绳、合金链条等组成，通过吊索、钢缆索具等装置将井下设备或管柱固定并提升到井口上方。这些打捞工具的选择和使用将取决于具体的修井作业需求、井口设备和井下设备的类型以及海上平台的条件，在实际操作中，打捞工具的使用需要严格遵守相关安全操作规程，并根据作业情况进行合理调整和控制[3]。

1.2 关键技术

在进行打捞作业之前，需要准确地确定井下设备或管柱的位置，定位技术包括测深仪、声波测距系统、测井工具等，通过测量井深、井口位置等参数来确定目标的位置，以便精确地进行打捞作业。针对不同的井下设备或管柱，需要设计合理的打捞方案，这包括选择合适的打捞工具、确定打捞工具的参数和操作方式，以及评估打捞过程中可能遇到的风险和挑战，打捞方案设计要考虑到安全性、效率和成本等因素。打捞作业需要熟练掌握打捞工具的操作技术，这包括准确控制打捞工具的位置和动作，通过合适的力量和角度进行夹持、提升或推动目标物体，并确保目标物体在打捞过程中不受损坏。打捞作业涉及到一定的安全风险，需要进行严格的安全控制和监测，这包括确保打捞过程中没有危险物体或障碍物，监测打捞工具的工作状态和负荷，以及在需要时采取紧急停止或应急措施来保障人员和设备的安全[4]。在打捞作业中，可能会涉及到油水分离和环境保护的问题，如果打捞的目标物体带有油污或污染物，需要采取合适的措施进行油水分离和处理，以及防止对海洋环境造成污染。这些关键技术在海上平台修井作业的打捞过程中起着重要的作用，合理应用这些技术，能够提高打捞作业的效率和安全性，确保修井作业的顺利进行，在实际操作中，还需要根据具体的情况和需求，结合工程经验和专业知识，进行技术创新和问题解决。

1.3 打捞工艺

钳口夹持技术是一种常用的打捞工艺技术，通过钳口将井下设备或管柱夹持住，并利用提升机构将其提升到井口上方，这种技术可以适用于各种尺寸和类型的目标物体。钳口夹持技术通常具有较高的夹持能力，可以应对较大尺寸的管柱、设备或其他目标物体。它能够提供稳定的夹持力，确保目标物体在打捞过程中不会松动或脱落，可以根据目标物体的形状和尺寸进行调整和适应，一些钳口夹持设备具有可调节夹持范围的功能，可以灵活应对不同尺寸的目标，在夹持目标物体时能够提供稳定的支撑和固定，确保目标物体在运输和打捞过程中的安全性，它通常具备安全保护装置，如夹持力检测和限制装置，以确保安全操作。钳口夹持技术较适用于规则形状和较大尺寸的目标物体，对于形状复杂、不规则或细小的目标物体可能不太适用，在操作过程中可能需要较高的技术要求和熟练程度，操作人员需要具备专业的技能和经验，以确保正确的夹持位置、力度和稳定性。钳口夹持技术适用于海上平台修井作业中较大尺寸的管柱、设备和目标物体的打捞，它广泛应用于油田、海洋工程和修井作业中，可以用于夹持和运输沉没的管线、井筒设备、钻具等[5]。

弹簧式夹持技术是一种特殊的夹持技术，适用于直径较小的目标物体，它利用弹簧的弹性将夹具夹持在目标物体上，并通过提升机构将其提升到井口上方。弹簧式夹持技术通常具有可调节夹持力的功能，可以根据目标物体的需要进行调整，这样可以确保夹持力既能够牢固地固定目标物体，又不会过度压缩或损坏目标物体，适用于各种形状和尺寸的目标物体，由于弹簧具有较强的适应性和弹性，可以适应不同形状的目标物体，如圆柱形、方形、不规则形状等，通常具有简单的操作方式，无需复杂的控制和调整，操作人员只需将目标物体放入夹持装置中，弹簧自动夹紧并提供夹持力，通常采用轻量化设计，减少了夹持装置本身的质量和体积，这有助于减轻整体装备负荷，提高作业效率和灵活性。相比于其他夹持技术，弹簧式夹持技术的夹持力可能受到一定限制，弹簧的弹性特性可能无法提供足够的夹持力来应对某些较大或重的目标物体，由于弹簧式夹持技术对目标物体的夹持力受限，对于特别大型或特殊形状的目标物体，可能需要选择其他更适合的夹持技术。

打捞器夹持技术是一种通过夹紧和提升器械夹持目标物体的技术，打捞器通常由2个可移动的钳爪组成，通过机械力或液压力使其夹紧，并通过提升机构将其提升到井口上方。打捞器夹持技术通常具有较强的夹持力，可以夹持和固定较大尺寸的目标物体，它能够提供稳定的夹持力，确保目标物体在打捞过程中不会松动或脱落，通常具有可调节的夹持范围和夹持力度，操作人员可以根据目标物体的尺寸和形状进行调整，以确保夹持效果的最佳适应性，适用于各种形状和尺寸的目标物体，如管线、设备、工具等。它可以灵活应对不同类型的目标物体，具有较强的适应性，在夹持目标物体时能够提供稳定的支撑和固定，确保目标物体在运输和打捞过程中的安全性，它通常具备安全保护装置，如夹持力检测和限制装置，以确保安全操作。打捞器夹持技术的设备较为复杂，包括机械结构、控制系统等，使用和维护这些设备需要一定的技术要求和经验，通常需要较大的能量供应，如液压或电动动力系统，以提供足够的夹持力和运行效率，这可能导致一定的能源消耗和成本增加。

索具吊装技术是一种使用钢丝绳、钢缆等索具将目标物体吊装到井口上方的技术，通过合适的吊索和提升机构，将索具固定在目标物体上，并进行安全和控制的吊装操作。索具吊装技术可以适应各种不同的吊装需求和场景，通过调整索具的长度、角度和配置等参数，可以实现各种吊装方式，如直线吊装、垂直吊装、倾斜吊装等，具有较高的可控性和精确度，操作人员可以根据实际情况对索具进行调整和控制，确保吊装过程的准确性和安全性。索具吊装技术对作业环境的要求较高，特别是在海上平台修井作业中，需要考虑风力、海浪等自然因素对吊装操作的影响，确保吊装过程的安全性和稳定性，操作技术要求较高，需要熟悉索具的选择、配置和使用规范，以及吊装操作的安全措施和注意事项。在选择索具吊装技术时，需要根据具体的作业需求、设备特征和现场条件进行评估和选择，确保技术的适用性和安全性，同时需根据相关规定和标准执行吊装操作，并配备经验丰富的操作人员。

2 海上平台修井作业打捞技术应用探讨

2.1 打捞措施优化

根据目标物体的特征和作业需求，选择最适合的打捞工具，考虑工具的夹持能力、适应性和操作性能，以确保打捞过程的稳定性和高效性，制定详细的打捞方案，包括操作步骤、工艺参数和安全措施，通过综合考虑井口条件、目标物体属性和作业环境，优化打捞方案，提高操作效率和安全性。利用自动化技术，例如远程操作系统、传感器和控制系统，实现打捞过程的自动化控制和监测，这可以提高操作的准确性和反应速度，降低人为失误和风险，使用计算机模拟和仿真技术，对打捞作业进行虚拟仿真和优化分析，通过模拟不同场景下的打捞操作，评估工艺参数和操作方案的影响，优化打捞过程和减少风险。安装合适的传感器和监测装置，实时监测打捞工具的状态、位置和负荷，通过实时数据的收集和分析，及时调整操作策略，提高作业的准确性和安全性，为打捞作业人员提供持续的培训和经验积累机会，使其熟练掌握最新的打捞技术和操作方法，通过分享经验和教训，提高操作人员的技能水平和应对能力。

2.2 打捞方案优化

对目标物体进行详细分析，包括尺寸、形状、质量、材质等。通过充分了解目标物体的特点，可以选择最合适的打捞工具和操作方式。对作业环境进行全面评估，包括水深、海况、海底地形等因素，根据评估结果，优化打捞方案，选择合适的打捞工具、安全措施和作业时机，以应对不同环境条件。制定详细的安全控制措施和应急准备计划，以应对意外事件和突发情况，考虑到打捞过程中的潜在风险，确保人员安全和设备保护，提前做好应对措施的准备，通过持续改进和学习，不断优化打捞方案和技术，评估每次打捞作业的效果和经验教训，及时进行反馈和调整，提高打捞技术和作业效率。

2.3 合理选择打捞方式

评估打捞工具的性能参数，包括夹持能力、操作灵活性、稳定性等，确保所选打捞工具能够满足目标物体的要求，并能够在作业过程中保持稳定性和安全性，根据作业的安全要求，选择符合标准和规范的打捞工具，确保打捞工具能够安全夹持目标物体，并具备必要的安全措施和保护装置，考虑打捞工具在整个作业过程中的使用方式和操作要求，确保所选打捞工具与其他作业设备和工艺相匹配，并能够顺利完成打捞任务，参考过往的打捞经验和专家建议，特别是针对类似作业情况和目标物体类型的经验，专业人员的建议和意见对于合理选择打捞工具具有重要指导作用。