Marlim油田水下臥式盤管多相分離系統(tǒng)及資質(zhì)認(rèn)證

程玉雪，陳家慶，孟 迪，邵天澤，姜 勇

(1.北京石油化工學(xué)院 機(jī)械工程學(xué)院，北京 102617；2.中海油能源發(fā)展股份有限公司 安全環(huán)保分公司，天津 300456)①

·專題研究·

Marlim油田水下臥式盤管多相分離系統(tǒng)及資質(zhì)認(rèn)證

程玉雪1，陳家慶1，孟 迪2，邵天澤2，姜 勇2

(1.北京石油化工學(xué)院 機(jī)械工程學(xué)院，北京 102617；2.中海油能源發(fā)展股份有限公司 安全環(huán)保分公司，天津 300456)①

管式多相分離技術(shù)是水下生產(chǎn)系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分，具有承壓能力強(qiáng)、結(jié)構(gòu)緊湊、處理效率高等優(yōu)勢，已逐漸成為深海油氣開采中海底處理技術(shù)的核心。世界多家石油公司圍繞多相管式分離技術(shù)展開了一系列研究工作，其中Marlim油田臥式單根盤管式多相分離系統(tǒng)(SSAO系統(tǒng))得到了成功的工程應(yīng)用。介紹了SSAO系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成、相應(yīng)設(shè)備的工作原理及SSAO系統(tǒng)內(nèi)各主要設(shè)備的技術(shù)流程資質(zhì)認(rèn)證；闡述了該系統(tǒng)的安裝技術(shù)關(guān)鍵及試運(yùn)行情況。為國內(nèi)自主研發(fā)管式多相分離技術(shù)提供參考。

管式多相分離系統(tǒng)；結(jié)構(gòu)組成；資質(zhì)認(rèn)證；安裝技術(shù)

隨著陸上油田逐漸進(jìn)入開發(fā)的中后期，海上油田尤其是深水油田將成為未來石油開發(fā)的主戰(zhàn)場，而水下生產(chǎn)系統(tǒng)在深海油氣開發(fā)中扮演著重要角色[1-2]。深海環(huán)境壓力大、水溫低，生產(chǎn)平臺建造難度較大，承重限制嚴(yán)格，因此研發(fā)結(jié)構(gòu)緊湊、承壓能力強(qiáng)的水下多相分離系統(tǒng)已成為國內(nèi)外各大石油公司關(guān)注的焦點(diǎn)[3]。與壓力容器式多相分離技術(shù)相比，壓力管道式多相分離技術(shù)格外引人注目，先后出現(xiàn)了意大利Saipem公司的立式多管分離器和SpoolSep臥式管分離器、美國FMC Technologies公司開發(fā)的多相管分離器、巴西石油公司(Petrobras)與挪威國家石油公司(Statoil)聯(lián)合開發(fā)的臥式單根盤管式多相分離系統(tǒng)(簡稱SSAO系統(tǒng))等創(chuàng)新結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)或方案構(gòu)思。其中SSAO系統(tǒng)已經(jīng)在Marlim油田得到了現(xiàn)場應(yīng)用，成為世界上首個(gè)實(shí)施海底分離和水回注系統(tǒng)的工程案例[4-5]。鑒于目前國內(nèi)關(guān)于水下分離技術(shù)的研究開發(fā)工作大多圍繞臥式壓力容器類結(jié)構(gòu)來開展，很少關(guān)注并實(shí)施水下管式分離技術(shù)的研究開發(fā)，筆者介紹了SSAO系統(tǒng)的組成、技術(shù)流程資質(zhì)認(rèn)證、系統(tǒng)安裝及試運(yùn)行情況，旨在推動我國在該領(lǐng)域的自主研發(fā)進(jìn)程。

1 SSAO系統(tǒng)概況

SSAO系統(tǒng)于2011年安裝在巴西石油公司Marlim油田的MRL-141油井，平均工作水深900 m，外廓長29.0 m，寬8.4 m，總質(zhì)量392 t。SSAO系統(tǒng)主要由多相除砂器、消泡器、U型管式分離器、出口容器、水力除砂器、水力旋流器、注水泵、含油量監(jiān)測器等組成，如圖1所示。

A—多相除砂器；B—消泡器；C—U型管式分離器；D—出口容器；E—水力除砂器；F—水力旋流器；G—注水泵(Pump)；H—含油量監(jiān)測器。

SSAO系統(tǒng)的工作流程主要分為多相分離流程和水處理及回注流程。油井采出物依次進(jìn)入多相除砂器、消泡器、U型管式分離器、出口容器，進(jìn)行固液分離、氣液分離、油水分離，分離后的油和天然氣輸送到FPSO生產(chǎn)單元；采油污水進(jìn)入后續(xù)水處理及回注流程，在水力除砂器、兩級串聯(lián)的水力旋流器內(nèi)分別進(jìn)行固液分離和油水分離，使采油污水中的含油量和含砂量達(dá)到回注標(biāo)準(zhǔn)，通過離心泵回注入注水井[6]。

1.1 除砂器

SSAO系統(tǒng)中的除砂器采用美國FMC Technologies公司與Statoil合作研制的緊湊型管式除砂器，主要用于去除油井采出物與采油污水中的固體砂粒，結(jié)構(gòu)簡單、實(shí)用，無需動力消耗與活動部件。其工作原理如圖2所示。該緊湊型管式固/液分離技術(shù)(管式除砂器)主要基于創(chuàng)新性氣旋分離原理和徑向流場中固體顆粒平衡方程，利用靜止起渦單元產(chǎn)生強(qiáng)化的離心力實(shí)現(xiàn)固液分離。

除砂器的操作部分包括入口單元、起渦單元、分離單元和提取單元。油井采出物由入口軸向進(jìn)入除砂器，在起渦單元內(nèi)流體壓能轉(zhuǎn)化為動能，形成高轉(zhuǎn)速旋流，進(jìn)入分離單元；由于重力沉降和慣性力作用，分離后的泥砂相對于連續(xù)相流體向壁面處移動，從排砂口排出，進(jìn)入回收容器或其它處理設(shè)備；處理后的液體在錐段內(nèi)反向運(yùn)動，由溢流口排出[7]。

圖2 管式除砂器工作原理

1.2 管式分離器

SSAO系統(tǒng)中的管式分離器采用原挪威Norsk Hydro公司(現(xiàn)已與Statoil公司合并)的管式分離技術(shù)，主要包括消泡器(氣液分離)、U型管式分離器(油水分離)和出口容器(流量與液位控制)。

1.2.1 消泡器

消泡器位于管式分離器入口處，后部與U型管式分離器相連。消泡器主要由一組與入口管道相通的垂直脫氣管和傾斜集氣管組成，且入口管與氣體歧管均高于后續(xù)的U型管式分離器；氣體通過垂直脫氣管進(jìn)入傾斜集氣管，由集氣管將氣體輸送到出口容器，如圖3所示。

消泡器僅用于分離游離氣，液體中的溶解氣將隨液相進(jìn)入后續(xù)分離段[8]。消泡器結(jié)構(gòu)關(guān)鍵在于消除段塞流，可簡單高效地避免高剪切力對油井采出物中氣液分離產(chǎn)生的影響。

1—流體段塞；2—脫氣管；3—?dú)怏w歧管；4—集氣管；5—擴(kuò)展管體；6—?dú)怏w段；7—入口管。

1.2.2 U型管式分離器

U型管式分離器的設(shè)計(jì)理念主要基于4點(diǎn)：①減小分離器直徑，降低水顆粒沉降距離和沉降時(shí)間；②增大水相界面區(qū)域面積，減小界面水力負(fù)荷；③增大油水乳化層所受的剪切力，加速乳化層分解，使管式分離系統(tǒng)能分離更為穩(wěn)定的乳化液和高黏度的采出液；④增大軸向平均流速(約1.0 m/s)，使油井產(chǎn)出液處于湍流流態(tài)，提高油水分離效率[9]。基于基本設(shè)計(jì)理念，將SSAO系統(tǒng)管式分離段設(shè)計(jì)為軸向長度較長而直徑較小的U形管式結(jié)構(gòu)。

U型管式分離器主要由U形管體、輸送管、清管器發(fā)送器、清管器接收器等組成，來自消泡器的多相流體進(jìn)入U(xiǎn)型管式分離器，在主體U形管內(nèi)進(jìn)行油水分離，最終進(jìn)入出口容器，如圖4所示。

與傳統(tǒng)重力分離器相比，該U型管式分離器具有水顆粒沉降時(shí)間短、界面水力負(fù)荷小、軸向平均流速大、油水分離效率高、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)勢，且其在外形結(jié)構(gòu)、質(zhì)量體積、工程造價(jià)等方面更符合未來海洋油氣資源向深水、超深水領(lǐng)域發(fā)展的要求[10]。

1—輸送管；2—清管器發(fā)送器；3—清管器接收器；4—U形管體；5—出口容器。

1.2.3 出口容器

出口容器位于U型管式分離器的后部，主要基于流體在管中的層流流動和重力沉降原理實(shí)現(xiàn)油水分離。出口容器為圓柱形容器，由隔板、入口、水相出口、油相出口、氣相出口、流體供給管、腔室等組成，如圖5所示。為確保流體流動狀態(tài)為層流，出口容器前端管式分離段水平布置，且分離器直徑大于供給管直徑，在柱形容器的端部布置隔板，避免水相進(jìn)入右側(cè)腔室。工作過程中，油井采出物經(jīng)過U型管式分離器后以層流流動狀態(tài)進(jìn)入出口容器，在出口容器內(nèi)，水相由水相出口排出，油相通過隔板進(jìn)入右側(cè)腔室內(nèi)，由油相出口排出，由于氣體重力遠(yuǎn)小于液相，到達(dá)容器后迅速升高至液體表面，并通過頂部氣相出口排出[11]。

1—腔室；2—隔板；3—?dú)庀喑隹冢?—柱形容器；5—入口；6—管式分離段；7—流體供給管；8—水相出口；9—油相出口。

1.3 水處理及回注設(shè)備

SSAO系統(tǒng)的水處理及回注設(shè)備主要包括水力除砂器、兩級串聯(lián)的水力旋流器、離心泵、含油及含砂量檢測器等。其中水力除砂器與多相除砂器工作原理相同，用于去除采油污水中的固體砂；兩級串聯(lián)的水力旋流器主要基于旋流離心原理實(shí)現(xiàn)油水分離。工作過程中，采油污水進(jìn)入水力除砂器進(jìn)行固液分離，經(jīng)水力除砂器處理達(dá)標(biāo)后，進(jìn)入兩級串聯(lián)的水力旋流器進(jìn)行油水分離，處理后經(jīng)含油量檢測器檢測合格后，由離心泵回注入注水井。

2 SSAO系統(tǒng)技術(shù)流程資質(zhì)認(rèn)證

SSAO系統(tǒng)作為首個(gè)深水多相分離和水回注系統(tǒng)，在各設(shè)備安裝應(yīng)用方面，均采用非常規(guī)技術(shù)，且無相應(yīng)安裝應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)可以借鑒。鑒于此，需模擬真實(shí)工作條件對系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)流程資質(zhì)認(rèn)證，以確保系統(tǒng)應(yīng)用的安全性和穩(wěn)定性[12-14]。

2.1 固體沉積物處理資質(zhì)認(rèn)證

2.1.1 除砂器測試

除砂器測試系統(tǒng)的工藝流程主要由緩沖罐、砂供給罐、油泵、水泵、泥漿泵、氣罐、壓縮機(jī)、除砂器、過濾器、循環(huán)泵等組成，如圖6所示。工作過程中，水、油、砂、氣分別由水泵、油泵、泥漿泵、壓縮機(jī)泵送至管線中并充分混合，然后進(jìn)入除砂器進(jìn)行固液分離，氣液兩相由除砂器右側(cè)出口排出，固相砂由底部出口排出，最后由不同管線輸送至過濾器，經(jīng)過濾后由循環(huán)泵重新泵送至緩沖罐。經(jīng)測試，除砂器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、操作等均符合資質(zhì)認(rèn)證要求。

在多相分離流程中，不僅需要測試除砂器內(nèi)固液分離能否正常進(jìn)行，而且需討論除砂器的最優(yōu)安裝位置以減小長期固液沖擊對除砂器的影響。若除砂器安裝在消泡器上游，則需要注意以下幾個(gè)問題：①需選擇最優(yōu)結(jié)構(gòu)配置以維持消泡器支管到出口容器的壓力平衡；②影響消泡器內(nèi)氣液分離過程；③除砂器受來流沖擊波動的影響。若除砂器安裝在消泡器下游，則需要注意以下幾個(gè)問題：①為保證消泡器支管內(nèi)氣液平衡，需在管道內(nèi)控制壓力變化；②影響U型管式分離器油水分離過程；③除砂器不受來流沖擊影響；④消泡器受固體砂腐蝕磨損嚴(yán)重。經(jīng)綜合考慮設(shè)計(jì)、安裝等因素的影響，選擇將多相除砂器安裝在消泡器上游。

圖6 除砂器測試系統(tǒng)工藝流程

2.1.2 噴射裝置測試

噴射裝置主要用于防止砂沉積導(dǎo)致設(shè)備堵塞，主要由緩沖罐、砂供給罐、液體泵、泥漿泵、U型管式分離器、觀測窗口、出口容器、噴射泵、過濾器、循環(huán)泵等組成。測試系統(tǒng)的工藝流程如圖7所示。在U型管式分離器上安裝觀測窗口，觀測砂沉積及液體流動情況；在出口容器內(nèi)安裝噴頭以防止砂沉積；在進(jìn)行清洗操作功能時(shí)，內(nèi)部噴射系統(tǒng)通過噴射自由水發(fā)揮除砂功能。測試介質(zhì)為油、水、空氣和固體砂(粒度與油儲層砂類似)，工作過程中，測試液體與固體砂分別由液體泵和泥漿泵泵送至U型管式分離器前端入口處充分混合，共同進(jìn)入U(xiǎn)型管式分離器，經(jīng)U型管式分離器實(shí)施分離后進(jìn)入出口容器，在出口容器內(nèi)固液兩相分別通過不同管道進(jìn)入過濾器，經(jīng)過濾后，液體由再循環(huán)泵重新泵送至緩沖罐進(jìn)行循環(huán)測試。經(jīng)測試可知，內(nèi)部噴射裝置符合資質(zhì)認(rèn)證要求。

圖7 噴射裝置測試系統(tǒng)工藝流程

2.2 消泡器資質(zhì)認(rèn)證

為確定消泡器結(jié)構(gòu)尺寸和位置的可行性并考察設(shè)備遇到如管道阻塞、起泡等問題時(shí)的特性和適應(yīng)狀況，需進(jìn)行消泡器的資質(zhì)認(rèn)證，測試系統(tǒng)的工藝流程如圖8所示。主要由緩沖罐、油再循環(huán)加熱泵、壓縮機(jī)、空氣罐、供給泵、消泡器、儲罐、洗滌塔、再循環(huán)泵等組成。工作過程中，油、氣分別由供給泵、壓縮機(jī)泵送入消泡器前端管線內(nèi)充分混合，然后共同進(jìn)入消泡器進(jìn)行氣液分離，在消泡器內(nèi)部，氣體由消泡器上部出口排至洗滌塔，經(jīng)過濾后排到大氣中，油由消泡器下部出口排至油罐內(nèi)，由再循環(huán)泵重新泵送至緩沖罐進(jìn)行循環(huán)測試。經(jīng)測試得出，消泡器的結(jié)構(gòu)尺寸和位置均符合SSAO系統(tǒng)的資質(zhì)認(rèn)證要求。

圖8 消泡器測試系統(tǒng)工藝流程

2.3 管式分離器資質(zhì)認(rèn)證

管式分離器資質(zhì)認(rèn)證主要是為了檢測分離器對Marlim油田原油的處理效果，如圖9所示。測試系統(tǒng)主要由測試環(huán)路分離器、壓縮機(jī)、冷卻器、多相泵、加熱器、管式分離器(消泡器、U型管式分離器、出口容器)、水取樣口、油取樣口等組成。其中管式分離器按Marlim油田管式分離器等比例縮小，試驗(yàn)介質(zhì)為Marlim油田API19°的原油、水(與Marlim油田含鹽度相同)和該測試系統(tǒng)產(chǎn)生的天然氣。工作過程中，原油在測試環(huán)路分離器經(jīng)初步分離得到油、水、天然氣，然后油經(jīng)加熱器加熱至所需溫度后與經(jīng)冷卻器冷卻的天然氣、水在多相泵前混合，由多相泵泵送至消泡器內(nèi)進(jìn)行氣液分離，分離出的氣相直接輸送至出口容器內(nèi)，液相流經(jīng)U型管式分離器進(jìn)行油水分離后進(jìn)入出口容器，分別在U型管式分離器前、后以及出口容器后通過油、水取樣口進(jìn)行取樣檢測。經(jīng)測試認(rèn)證后，由消泡器、U型管式分離器、出口容器組成的管式分離器處理效果均達(dá)到SSAO系統(tǒng)的資質(zhì)認(rèn)證要求。

圖9 管式分離器測試系統(tǒng)工藝流程

2.4 出口容器液面控制系統(tǒng)資質(zhì)認(rèn)證

為確保管式分離效果，需控制管式分離器中的油/水界面高度，并確保在回注泵變速驅(qū)動系統(tǒng)控制下出口容器液面控制的準(zhǔn)確性，同時(shí)測試系統(tǒng)的操作容積。出口容器液面控制測試系統(tǒng)的工藝流程主要由緩沖罐、開口容器、油罐、油泵、水泵、壓縮機(jī)、U型管式分離器、出口容器、變速驅(qū)動系統(tǒng)、循環(huán)泵等組成，如圖10所示。工作過程中，油、水、氣(少量)分別由油泵、水泵、壓縮機(jī)泵送至管線中充分混合，然后混合物依次進(jìn)入U(xiǎn)型管式分離器、出口容器，在U型管式分離器內(nèi)進(jìn)行油水分離，分離后的油、水在出口容器內(nèi)分別通過不同管線輸送到緩沖罐進(jìn)行循環(huán)測試。經(jīng)測試后，容器內(nèi)部界面控制系統(tǒng)的精度符合資質(zhì)認(rèn)證要求。

圖10 油/水界面控制測試系統(tǒng)工藝流程

3 SSAO系統(tǒng)安裝與試運(yùn)行

3.1 系統(tǒng)安裝技術(shù)關(guān)鍵

3.1.1 模塊化安裝

為確保系統(tǒng)設(shè)備的工藝要求、操作性能和維修維護(hù)，SSAO系統(tǒng)采用模塊化安裝，將其劃分為旁路模塊、多相除砂器模塊、管式分離器模塊、水力除砂器模塊、水力旋流器模塊、泵模塊、注水噴嘴模塊、再循環(huán)和沖洗模塊、復(fù)合控制電動液壓模塊等多個(gè)安裝模塊，按照Marlim油田水下系統(tǒng)設(shè)備安裝要求，在水上進(jìn)行模塊安裝。模塊化安裝有利于實(shí)現(xiàn)設(shè)備重組或重新定位，方便系統(tǒng)的維修和維護(hù)，且安裝簡單。

3.1.2 動態(tài)調(diào)平系統(tǒng)

對于SSAO系統(tǒng)安裝而言，確保水下管式分離器的水平度至關(guān)重要。由于受系統(tǒng)水下出油管線、管路臍管等連接模塊的限制，管式分離器最大傾斜極限為0.5°，比常規(guī)設(shè)備要求更高，且需補(bǔ)償2.3°的海底斜坡。通過對已有水下設(shè)備傾角偏差的評估可知，即使補(bǔ)償海底斜坡后，最大傾角依然可能超出極限。為消除此風(fēng)險(xiǎn)，設(shè)計(jì)了管式分離器模塊的動態(tài)調(diào)平系統(tǒng)，主要包括沿管式分離器分布的4個(gè)機(jī)械千斤頂系統(tǒng)以及具有機(jī)械自鎖功能的液壓工具(位于分離器模塊的4個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)處)，可補(bǔ)償任何方向1°的偏差，即最大傾斜極限從0.5°增大到1.5°[15]。

3.2 系統(tǒng)試運(yùn)行

由于Marlim油田的MRL-141油井停運(yùn)時(shí)間較長，井中油水重新混合致使含水率降低，并未達(dá)到SSAO系統(tǒng)最小設(shè)計(jì)含水率(70%)要求，故需約7個(gè)月時(shí)間使其達(dá)到關(guān)閉前的狀態(tài)。試運(yùn)行前對油井采出物成分進(jìn)行檢測發(fā)現(xiàn)，MRL-141井具有結(jié)垢風(fēng)險(xiǎn)，故需通過采取3種措施避免設(shè)備結(jié)垢堵塞：①安裝一條用于注入防垢藥劑的控制管線；②選擇一種與反乳化劑相容的新型H2S清除劑三氮化苯，將兩種藥劑一同注入管線；③在系統(tǒng)中添加防垢噴射裝置[16-17]。

SSAO系統(tǒng)于2013-02正式開啟，由于實(shí)際含水率(58%)尚未達(dá)到系統(tǒng)設(shè)計(jì)最小含水率(70%)要求，故將此階段命名為試運(yùn)行階段。2013-03-31，油井采出物經(jīng)水下生產(chǎn)系統(tǒng)處理后，達(dá)到了回注水質(zhì)量要求并成功注入到Marlim儲油層，預(yù)示著系統(tǒng)試運(yùn)行階段的初步成功。由于生產(chǎn)井中自由水量太少，系統(tǒng)運(yùn)行依然不穩(wěn)定，并發(fā)現(xiàn)破乳劑變化對自由水影響較大，其任何的中斷都將引起系統(tǒng)自由水量變化并迫使系統(tǒng)運(yùn)行停止。為使油井采出物含水率盡快達(dá)到設(shè)計(jì)值70%，采用手動操作，即未驗(yàn)證控制系統(tǒng)的可行性。

4 結(jié)論

1) Marlim油田采用水下管式多相分離和水回注系統(tǒng)，由于其結(jié)構(gòu)緊湊、承壓能力強(qiáng)等優(yōu)勢，不僅克服了環(huán)境壓力大、水溫低等問題，而且能夠提高處理量和采收率，且其外形結(jié)構(gòu)、質(zhì)量體積、工程造價(jià)等方面更符合未來海洋油氣資源向深水、超深水領(lǐng)域發(fā)展的要求。

2) SSAO系統(tǒng)的管式分離器(消泡器、U型管式分離器、出口容器)主要基于重力沉降原理進(jìn)行多相分離，除砂器利用靜止起渦單元產(chǎn)生強(qiáng)化的離心力實(shí)現(xiàn)固液分離；SSAO系統(tǒng)分離的可靠性和穩(wěn)定性均通過了流程資質(zhì)認(rèn)證，并利用模塊化和添加動態(tài)調(diào)平系統(tǒng)等先進(jìn)安裝手段成功安裝且投入工程應(yīng)用，為管式多相分離系統(tǒng)的工程化應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

3) 國內(nèi)近幾年開始關(guān)注高效緊湊型油氣水多相分離技術(shù)，但大多尚處于試驗(yàn)室研究階段，尚未建立完整的設(shè)計(jì)理論和可靠的設(shè)計(jì)技術(shù)，工業(yè)量級的分離處理設(shè)備更是未能投入工業(yè)應(yīng)用，而且大多圍繞壓力容器類結(jié)構(gòu)開展研究，尚未圍繞管式水下分離系統(tǒng)開展實(shí)質(zhì)性研究工作。上述局面的必然后果就是，國內(nèi)深水海洋油氣開發(fā)在關(guān)鍵場合仍然耗費(fèi)巨資引進(jìn)國外的成套設(shè)備，使海上油氣開發(fā)付出高昂的經(jīng)濟(jì)成本，因此必須引起關(guān)注。

[1] 梅洛洛，洪祥議，王盛山，等.深水多相分離技術(shù)研究進(jìn)展[J].石油礦場機(jī)械，2015，44(6)：11-17.

[2] 李銳鋒，陳家慶，姬宜朋，等.海洋油氣開發(fā)用水下緊湊型多相分離技術(shù)[J].石油機(jī)械，2012，40(10)：111-117.

[3] Albuquerque F A，Vianna F L V，Alves R P，et al.Subsea Processing Systems：Future Vision[C]//OTC 24161，presentation at the Offshore Technology Conference held in Houston，Texas，U.S.A.，6-9 May 2013.

[4] Siqueira A，Mendes R A，F(xiàn)urtado C J A，et al.Marlim 3-Phase Subsea Separation System (Petrobras)：Introduction to the Involved Reservoir Background[C]//OTC 23228，presentation at the Offshore Technology Conference held in Houston，Texas，U.S.A.，30 April-3 May 2012.

[5] Euphemio M，Oliveira R，Nunes G，et al.Subsea Oil/Water Separation of Heavy Oil：Overview of the Main Challenges for the Marlim Field-Campos Basin[C]//OTC 18914.presentation at the Offshore Technology Conference held in Houston，Texas，U.S.A.，30 April-3 May 2007.

[6] Orlowski R，Euphemio M L L，Euphemio M L，et al.Marlim 3 Phase Subsea Separation System-Challenges and Solutions for the Subsea Separation Station to Cope with Process Requirements[C]//OTC 23552，presentation at the Offshore Technology Conference held in Houston，Texas，U.S.A.，30 April-3 May 2012.

[7] Opawale A，Abdalla T.Innovative Compact Sand Removal Technology：Developments，Qualifications and Successful Applications[C]//SPE 172402，presentation at the SPE Nigeria Annual International Conference and Exhibition held in Lagos，Nigeria，5-7 August 2014.

[8] Gramme P E，Lie G H.Pipe separator inlet：U.S.Patent 7901492[P].2011-03-08.

[9] 丁藝，陳家慶.深水海底油水分離的關(guān)鍵技術(shù)分析[J].過濾與分離，2009 (2)：10-15.

[10] Gramme P，Lie G H.Pipe separator with improved separation：U.S.Patent 7490671[P].2009-02-17.

[11] Sagatun S I，Gramme P E.Device for separating multi-phase fluids：U.S.Patent 7278543[P].2007-10-09.

[12] Gramme P E，Lie G H.The pipe separator-focus on the advantages compared to conventional gravity separator and subsea，onshore and topside applications[J].Advances in Multiphase Separation and Multiphase Pumping Technolo-gies Conference，2004：6-30.

[13] Sagatun S I，Gramme P，Horgen O J，et al.The Pipe Separator-Simulations and Experimental Results[C]//OTC 19389，presentation at the Offshore Technology Conference in Houston，Texas，U.S.A.，5-8 May 2008.

[14] Capela Moraes C A，da Silva F S，Marins L P M，et al.Marlim 3 Phase Subsea Separation System：Subsea Process Design and Technology Qualification Program[C]//OTC 23417，presentation at the Offshore Technology Conference held in Houston，Texas，U.S.A.，30 April-3 May 2012.

[15] Duarte D G，De Melo A V，Cardoso C A B R，et al.Marlim 3 Phase Subsea Separation System-Challenges and Innovative Solutions for Flow Assurance and Hydrate Prevention Strategy[C]//OTC 23694，presentation at the Offshore Technology Conference held in Houston，Texas，U.S.A.，30 April-3 May 2012.

[16] Oliveira D A，Pereira R S，Capela Moraes C A，et al.Comissioning and Startup of Subsea Marlim Oil and Water Separation System[C]//OTC 24533，presentation at the Offshore Technology Conference held in Rio de Janeiro，Brazil，29-31 October 2013.

[17] Euphemio M L，Lima I F，Orlowski R，et al.Marlim 3-Phase Subsea Separation System：Project Overview and Execution Stragegy[C]//OTC 23230，presentation at the Offshore Technology Conference held in Houston，Texas，U.S.A.，30 April-3 May 2012.

reliability of the system，increases the rated operating depth.The system gradually becomes the standard configuration of subsea BOP system.

Keywords：subsea BOP；acoustic control；subsea electronic module；control

Technical Research and Qualification Certification of Marlim Subsea Horizontal Pipe Multiphase Separation System

CHENG Yuxue1，CHEN Jiaqing1，MENG Di2，SHAO Tianze2，JIANG Yong2

(1.SchoolofMechanicalEngineering，BeijingInstituteofPetrochemicalTechnology，Beijing102617，China； 2.Enertech-safety&EnvironmentalProtectionCo.，CNOOC，Tianjin300456，China)

The pipe multiphase separation technology is the core of the subsea oil and gas processing technology in offshore petroleum development as well as a key composition part of underwater production system because it has strong bearing ability，compact structure and high treating efficiency.Many distinguished and international petroleum companies did some research about pipe multistage separation technology.Marlim SSAO (Marlim Subsea Horizontal Pipe Multiphase Separation System) has been applied to engineering practice successfully.The structural and operating principle of Marlim SSAO is introduced in this paper.Process qualification certification for main equipment in Marlim SSAO is introduced as well.A sound analysis and exposition of crucial installation technology and the running situation are also made，which provides the reference for domestic researchers in independent of the pipe multistage separation technology.

SSAO；structural；qualification certification；installation technology

2016-09-12 基金項(xiàng)目：北京市屬高等學(xué)?！伴L城學(xué)者”培養(yǎng)計(jì)劃資助項(xiàng)目(CIT&TCD20150317) 作者簡介：程玉雪(1992-)，女，山東濰坊人，碩士研究生，主要從事多相流分離方面的研究。

1001-3482(2017)02-0001-07

TE952

A

10.3969/j.issn.1001-3482.2017.02.001