深水水下分離器結構完整性研究

郝大衛　顧冰　高存寶　謝夢春

摘 要：為了確保可持續發展戰略的有效落實，因此針對石油氣資源的開采工作而言，已經由陸地開采逐漸轉移向海洋開采。但是，由于近幾年來對于石油氣資源的大量開采，這也使得近海區域的石油氣資源已經無法滿足內部的供應需求，所以在當前階段中，石油氣資源在開采時，也逐漸由淺水區域轉向深水區域和超深水區域。對此，為了確保石油氣資源開采的效率能夠得以提升，水下生產系統的應用真正實現了提高其工作的效率，并確保在進行應用時，可以提升其應用性能。但是，在總體應用的過程中，水下分離器才是水下生產系統應用的核心設備。基于此，本文主要分析深水水下分離器結構完整性的相關內容，并希望以此來實現推進我國水下生產系統工作的開展更具全面性。

關鍵詞：深水做作業;石油氣開采;水下生產系統;水下分離器

0 前言

在整個水下生產系統當中，水下分離器有著十分重要的作用，它能夠實現在石油氣資源進行開采完畢后，可以實現氣液的分離，并通過水油分離來確保其運送過程的安全性和穩定性可以獲得提升。同時，它也能夠真正在進行開采的過程中，提高石油氣的開采效率，所以它也是有效促進經濟效益提升的重要核心設備。但是，由于當前階段整體資源開采量的不斷增加，這也使得潛水作業無法滿足石油氣資源的供應，因此不斷向深水域拓展也是水下生產系統所要面對的問題。可是，隨著水的深度不斷增加，水下分離器自身在應用過程當中所要遭受的問題也就越多，這也會導致其自身在應用的過程中出現不良現象。對此，為了確保水下分離器的應用效果能夠得到提升，則必須要提高自身的應用性能，還需要利用檢修工作的開展，來實現提高自身的應用穩定性。

1 深水水下分離器的結構強度

在深水下進行水下分離器的應用過程中，需要確保將水下分離器在下放時，將其內壓調整為零，這樣才能夠滿足超高外壓載荷的實際抗壓值，否則就會導致在極端環境下，使水下分離器并不能夠發揮自身的作用。但是，根據整體的應用效果來看，如果想要確保提高水下分離器的結構強度和應用穩定性，也需要通過計算模型的有效驗證來確保自身的應用性能可以得到提高。對此，在一定程度上講，想要確保能夠模擬出深水外壓環境，也需要對水下數據進行全面采集，這樣才能夠通過結構力學模擬模型的建造，來確保水下分離器樣機在進行試驗的過程中，可以實現承擔水下的深層壓力，并通過自身結構的有效調整，來實現提高自身的應用性能[1]。

有效利用客體模型進水壓試驗，能夠確保原型樣機在進行實驗的過程中，檢驗自身是否能夠承載靜態下的水環境壓力。而且，原型樣機自身在進行檢驗的同時，其實也符合結構力學的特點，這樣在進行實際數據檢驗時，就可以通過對數值的有效計算進行對比，以此來確保真正在進行深水作業時，可以提高應用設備的實驗應用強度。此外，在進行驗證的過程中，為了確保能夠真正實現提高機械設備的應用強度，也需要對其缺陷問題進行檢驗，從而才能夠通過多次測試來檢驗機械設備自身元件質量的不足，是否會影響到水下作業工作的開展，這樣才能夠在一定程度內，通過優化其內部元件和外部整體結構來實現滿足水下工程應用的需求。

2 深水水下分離器的應用實用性

由于水下分離器在水下進行長期作業，所以也會導致由于水壓的升高而使自身結構失去應有的強度，進而就會導致自身工作的開展，并不能夠滿足工程的具體需要。而且，由于深水區域波浪載荷以及海域流速其實并不會對水下分離器造成太大的影響，因此在進行分析的過程中，則必須確保針對水下壓力進行有效認知。因為，水下壓力才是導致水下分離器出現問題的主要因素，并且在高外壓載荷下，水下分離器的壓力結構類型會導致其自身設備的出現失效問題。同時，由于其材料出現斷裂或者是由于外壓增高而導致的彎曲變形，都會使自身的應用效果變差。對此，針對水下承壓結構的應用效果而言，也必須要應用相關評估方式來對其進行有效分析，這樣才能夠針對水下工作設備是否還具備應用彈性來進行判斷，如果該設備已經出現塑化現象，且沒有彈性，則必須進行及時更替，這樣才能確保水下作業工作的開展，可以真正實現提高我國經濟的發展。但是，如果在進行評估時，只是針對設備的剛度不足而進行判定，其實也會忽略由于其他問題導致的材質失效，所以在進行具體分析時，也必須要通過多角度的共同分析，才能夠實現探索導致其問題出現的原由。

深水承壓設備在進行水下作業時，如果出現外載荷增加的情況，就會由于周邊環境的變化而使自身出現不平衡的問題，從而這也會導致其設備發生形變的現象出現。深水水下分離器在進行應用的過程中，往往要承受著超高外壓，所以如果其自身結構不具備可以抵抗外界環境而導致的破壞問題，則會使自身在應用過程中打破原有自身的運行穩定性[2]。對此，針對當前整體的應用情況來看，如果承壓結構無法實現提高自身的抗屈力，也會導致自身的平衡效果，并不能夠實現滿足深水作業的需求，而這就需要對其設備的應用材質進行優化，還要保證對其加工技術進行升級，這樣才能夠實現在深水作業時，可以提高設備的實際應用強度。

3 有效提高深水水下風險管理的方式

水下作業由于會面臨著較高的水下壓力，所以這也使得水下分離器在應用的過程中，會導致由于下放而加劇自身制造過程當中的缺陷問題。而且，由于水下環境會隨時侵蝕水下分離器，這也導致其自身在水下運轉的過程中，會使其壽命受環境、自身質量以及其他因素的干擾，而產生壽命縮短的現象，一旦這些風險因素超過了水下分離器的應用界限，也會導致后續發生嚴重的事故問題。對此，有效識別水下分離器壽命周期的風險問題，并通過風險管理和風險評估來實現確保水下分離器在應用的過程中，可以一直處于合格狀態，則需要真正實現對水下生產工作的全面開展，并確保能夠對其施工技術進行有效優化，從而才能夠實現滿足水下分離器的應用效果。此外，在當前階段中，為了確保水下分離器的應用可以提高自身的應用壽命，在進行海底鋪設的過程中，也利用了全新的技術來實現對海底設備的有效保障。但是，除了風險管理工作的落實以外，也要確保對風險因素進行規避，這樣才能夠真正做到避免由于自身應用生命周期不足，而導致的設備應用質量變差問題的出現。

4 深水水下分離器結構完整性的管理

由于水下操作會使周邊環境因素會導致水下分離器在應用過程中，不可避免地出現缺陷問題，進而就會導致水下分離器在應用的過程中，無法利用自身的材質優勢和結構優勢來提高自身的承載能力。而且，在實際進行下放的過程中，由于磕碰而導致的損傷也會削弱水下分離器的應用效果，這也使得在實際應用的過程中，必須要通過結構完整性管理工作的落實來真正實現確保水下分離器在應用的過程中，可以一直處在動態管理的過程內，從而才能通過反復管理來確保自身的應用，可以真正實現滿足水下作業的需求[3]。此外，在實際開展管理工作的過程中，也需要實現對水下分離器整體應用性能的分析，這樣才能夠在風險規避的基礎上，提高水下分離器的應用性能，并真正做到降低由于自身質量不足而導致的風險問題發生。值得注意的是，結構穩定性的有效優化也能確保在實際應用的過程中，通過其結構自身的性能提升來進行水下操作工作的開展，進而也能夠在一定程度內，降低由于環境因素侵擾而導致設備出現故障問題。

5 總結

水下分離器對于深水系統工作的開展而言，起到了十分重要的作用。因此，在具體分析其結構完整性的內容上時，則必須要注重水下分離器自身的結構特點和性質，這樣才能夠在技術優化的同時，可以真正實現推動水下分離器的應用能夠滿足水下工程的具體需求，從而才能夠利用其自身職能的發揮，來帶動開采經濟的有效提升。

參考文獻：

[1]秦蕊，李清平，劉永飛，程兵.水下分離器設計的影響因素[J].中國海洋平臺，2019，34（01）：40-44.

[2]張慎顏，李秀美，葛玖浩，陳國明.深水水下分離器承壓結構強度的可靠性[J].油氣儲運，2017，36（08）：976-981.

[3]葛玖浩，李偉，陳國明，阮彩添，張慎顏，李秀美.2000m超深水水下分離器承壓結構強度分析[J].石油機械，2015， 43（02）：60-64+69.