海上平臺(tái)修井作業(yè)打撈技術(shù)應(yīng)用探討

盧有軍 楊光 張勇

中海石油（中國(guó)）有限公司深圳分公司 廣東 深圳 518000

打撈作業(yè)在修井作業(yè)中起到關(guān)鍵的安全保障作用，通過(guò)合理的打撈技術(shù)和工藝，可以確保井筒設(shè)備、管線和其他重要部件的穩(wěn)定夾持和固定，防止其在運(yùn)輸和安裝過(guò)程中發(fā)生滑動(dòng)、脫落或其他意外情況，這有助于減少事故風(fēng)險(xiǎn)，保護(hù)工作人員和設(shè)備的安全。打撈作業(yè)有助于保護(hù)井筒設(shè)備和其他關(guān)鍵設(shè)備的完整性和功能性，在海上平臺(tái)修井作業(yè)中，井筒設(shè)備通常需要被提取、更換或維修，通過(guò)合適的打撈技術(shù)，可以確保設(shè)備在提取過(guò)程中不受損壞，并在運(yùn)輸和安裝過(guò)程中得到適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)，這有助于延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，減少修復(fù)和更換的成本，打撈作業(yè)對(duì)于修井作業(yè)的高效進(jìn)行起到關(guān)鍵作用[1]。本次研究主要是對(duì)海上平臺(tái)打撈工具、關(guān)鍵技術(shù)和優(yōu)化措施進(jìn)行研究，以此推動(dòng)我國(guó)海上平臺(tái)修井作業(yè)打撈技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。

1 海上平臺(tái)修井作業(yè)打撈工具及關(guān)鍵技術(shù)

1.1 打撈工具

在海上平臺(tái)修井作業(yè)的過(guò)程中，常見(jiàn)的打撈工具分為4種類(lèi)型：①打撈鉗。打撈鉗是一種用于夾持和提升井下設(shè)備或管柱的工具，它通常由強(qiáng)大的鉗口和提升機(jī)構(gòu)組成，可以通過(guò)操作鉗口的開(kāi)合和提升機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)，將井下設(shè)備或管柱夾持并提升到井口上方。②打撈器。打撈器是一種類(lèi)似于夾子的工具，可以通過(guò)夾持和提升的方式將井下設(shè)備或管柱從井筒中打撈上來(lái)，打撈器通常由2個(gè)可移動(dòng)的鉗爪組成，可以通過(guò)機(jī)械力或液壓力使其夾緊，并通過(guò)提升機(jī)構(gòu)將其提升到井口上方。③打撈筒。打撈筒是一種中空的圓柱體，用于將井下設(shè)備或管柱從井筒中抽出，它通常由強(qiáng)大的提升機(jī)構(gòu)和導(dǎo)向系統(tǒng)組成，通過(guò)提升機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)將井下設(shè)備或管柱從井筒中提取出來(lái)[2]。④打撈索具。打撈索具是用于連接和提升井下設(shè)備或管柱的繩索、鋼纜等工具，它通常由高強(qiáng)度的鋼絲繩、合金鏈條等組成，通過(guò)吊索、鋼纜索具等裝置將井下設(shè)備或管柱固定并提升到井口上方。這些打撈工具的選擇和使用將取決于具體的修井作業(yè)需求、井口設(shè)備和井下設(shè)備的類(lèi)型以及海上平臺(tái)的條件，在實(shí)際操作中，打撈工具的使用需要嚴(yán)格遵守相關(guān)安全操作規(guī)程，并根據(jù)作業(yè)情況進(jìn)行合理調(diào)整和控制[3]。

1.2 關(guān)鍵技術(shù)

在進(jìn)行打撈作業(yè)之前，需要準(zhǔn)確地確定井下設(shè)備或管柱的位置，定位技術(shù)包括測(cè)深儀、聲波測(cè)距系統(tǒng)、測(cè)井工具等，通過(guò)測(cè)量井深、井口位置等參數(shù)來(lái)確定目標(biāo)的位置，以便精確地進(jìn)行打撈作業(yè)。針對(duì)不同的井下設(shè)備或管柱，需要設(shè)計(jì)合理的打撈方案，這包括選擇合適的打撈工具、確定打撈工具的參數(shù)和操作方式，以及評(píng)估打撈過(guò)程中可能遇到的風(fēng)險(xiǎn)和挑戰(zhàn)，打撈方案設(shè)計(jì)要考慮到安全性、效率和成本等因素。打撈作業(yè)需要熟練掌握打撈工具的操作技術(shù)，這包括準(zhǔn)確控制打撈工具的位置和動(dòng)作，通過(guò)合適的力量和角度進(jìn)行夾持、提升或推動(dòng)目標(biāo)物體，并確保目標(biāo)物體在打撈過(guò)程中不受損壞。打撈作業(yè)涉及到一定的安全風(fēng)險(xiǎn)，需要進(jìn)行嚴(yán)格的安全控制和監(jiān)測(cè)，這包括確保打撈過(guò)程中沒(méi)有危險(xiǎn)物體或障礙物，監(jiān)測(cè)打撈工具的工作狀態(tài)和負(fù)荷，以及在需要時(shí)采取緊急停止或應(yīng)急措施來(lái)保障人員和設(shè)備的安全[4]。在打撈作業(yè)中，可能會(huì)涉及到油水分離和環(huán)境保護(hù)的問(wèn)題，如果打撈的目標(biāo)物體帶有油污或污染物，需要采取合適的措施進(jìn)行油水分離和處理，以及防止對(duì)海洋環(huán)境造成污染。這些關(guān)鍵技術(shù)在海上平臺(tái)修井作業(yè)的打撈過(guò)程中起著重要的作用，合理應(yīng)用這些技術(shù)，能夠提高打撈作業(yè)的效率和安全性，確保修井作業(yè)的順利進(jìn)行，在實(shí)際操作中，還需要根據(jù)具體的情況和需求，結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)和專(zhuān)業(yè)知識(shí)，進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新和問(wèn)題解決。

1.3 打撈工藝

鉗口夾持技術(shù)是一種常用的打撈工藝技術(shù)，通過(guò)鉗口將井下設(shè)備或管柱夾持住，并利用提升機(jī)構(gòu)將其提升到井口上方，這種技術(shù)可以適用于各種尺寸和類(lèi)型的目標(biāo)物體。鉗口夾持技術(shù)通常具有較高的夾持能力，可以應(yīng)對(duì)較大尺寸的管柱、設(shè)備或其他目標(biāo)物體。它能夠提供穩(wěn)定的夾持力，確保目標(biāo)物體在打撈過(guò)程中不會(huì)松動(dòng)或脫落，可以根據(jù)目標(biāo)物體的形狀和尺寸進(jìn)行調(diào)整和適應(yīng)，一些鉗口夾持設(shè)備具有可調(diào)節(jié)夾持范圍的功能，可以靈活應(yīng)對(duì)不同尺寸的目標(biāo)，在夾持目標(biāo)物體時(shí)能夠提供穩(wěn)定的支撐和固定，確保目標(biāo)物體在運(yùn)輸和打撈過(guò)程中的安全性，它通常具備安全保護(hù)裝置，如夾持力檢測(cè)和限制裝置，以確保安全操作。鉗口夾持技術(shù)較適用于規(guī)則形狀和較大尺寸的目標(biāo)物體，對(duì)于形狀復(fù)雜、不規(guī)則或細(xì)小的目標(biāo)物體可能不太適用，在操作過(guò)程中可能需要較高的技術(shù)要求和熟練程度，操作人員需要具備專(zhuān)業(yè)的技能和經(jīng)驗(yàn)，以確保正確的夾持位置、力度和穩(wěn)定性。鉗口夾持技術(shù)適用于海上平臺(tái)修井作業(yè)中較大尺寸的管柱、設(shè)備和目標(biāo)物體的打撈，它廣泛應(yīng)用于油田、海洋工程和修井作業(yè)中，可以用于夾持和運(yùn)輸沉沒(méi)的管線、井筒設(shè)備、鉆具等[5]。

彈簧式夾持技術(shù)是一種特殊的夾持技術(shù)，適用于直徑較小的目標(biāo)物體，它利用彈簧的彈性將夾具夾持在目標(biāo)物體上，并通過(guò)提升機(jī)構(gòu)將其提升到井口上方。彈簧式夾持技術(shù)通常具有可調(diào)節(jié)夾持力的功能，可以根據(jù)目標(biāo)物體的需要進(jìn)行調(diào)整，這樣可以確保夾持力既能夠牢固地固定目標(biāo)物體，又不會(huì)過(guò)度壓縮或損壞目標(biāo)物體，適用于各種形狀和尺寸的目標(biāo)物體，由于彈簧具有較強(qiáng)的適應(yīng)性和彈性，可以適應(yīng)不同形狀的目標(biāo)物體，如圓柱形、方形、不規(guī)則形狀等，通常具有簡(jiǎn)單的操作方式，無(wú)需復(fù)雜的控制和調(diào)整，操作人員只需將目標(biāo)物體放入夾持裝置中，彈簧自動(dòng)夾緊并提供夾持力，通常采用輕量化設(shè)計(jì)，減少了夾持裝置本身的質(zhì)量和體積，這有助于減輕整體裝備負(fù)荷，提高作業(yè)效率和靈活性。相比于其他夾持技術(shù)，彈簧式夾持技術(shù)的夾持力可能受到一定限制，彈簧的彈性特性可能無(wú)法提供足夠的夾持力來(lái)應(yīng)對(duì)某些較大或重的目標(biāo)物體，由于彈簧式夾持技術(shù)對(duì)目標(biāo)物體的夾持力受限，對(duì)于特別大型或特殊形狀的目標(biāo)物體，可能需要選擇其他更適合的夾持技術(shù)。

打撈器夾持技術(shù)是一種通過(guò)夾緊和提升器械夾持目標(biāo)物體的技術(shù)，打撈器通常由2個(gè)可移動(dòng)的鉗爪組成，通過(guò)機(jī)械力或液壓力使其夾緊，并通過(guò)提升機(jī)構(gòu)將其提升到井口上方。打撈器夾持技術(shù)通常具有較強(qiáng)的夾持力，可以?shī)A持和固定較大尺寸的目標(biāo)物體，它能夠提供穩(wěn)定的夾持力，確保目標(biāo)物體在打撈過(guò)程中不會(huì)松動(dòng)或脫落，通常具有可調(diào)節(jié)的夾持范圍和夾持力度，操作人員可以根據(jù)目標(biāo)物體的尺寸和形狀進(jìn)行調(diào)整，以確保夾持效果的最佳適應(yīng)性，適用于各種形狀和尺寸的目標(biāo)物體，如管線、設(shè)備、工具等。它可以靈活應(yīng)對(duì)不同類(lèi)型的目標(biāo)物體，具有較強(qiáng)的適應(yīng)性，在夾持目標(biāo)物體時(shí)能夠提供穩(wěn)定的支撐和固定，確保目標(biāo)物體在運(yùn)輸和打撈過(guò)程中的安全性，它通常具備安全保護(hù)裝置，如夾持力檢測(cè)和限制裝置，以確保安全操作。打撈器夾持技術(shù)的設(shè)備較為復(fù)雜，包括機(jī)械結(jié)構(gòu)、控制系統(tǒng)等，使用和維護(hù)這些設(shè)備需要一定的技術(shù)要求和經(jīng)驗(yàn)，通常需要較大的能量供應(yīng)，如液壓或電動(dòng)動(dòng)力系統(tǒng)，以提供足夠的夾持力和運(yùn)行效率，這可能導(dǎo)致一定的能源消耗和成本增加。

索具吊裝技術(shù)是一種使用鋼絲繩、鋼纜等索具將目標(biāo)物體吊裝到井口上方的技術(shù)，通過(guò)合適的吊索和提升機(jī)構(gòu)，將索具固定在目標(biāo)物體上，并進(jìn)行安全和控制的吊裝操作。索具吊裝技術(shù)可以適應(yīng)各種不同的吊裝需求和場(chǎng)景，通過(guò)調(diào)整索具的長(zhǎng)度、角度和配置等參數(shù)，可以實(shí)現(xiàn)各種吊裝方式，如直線吊裝、垂直吊裝、傾斜吊裝等，具有較高的可控性和精確度，操作人員可以根據(jù)實(shí)際情況對(duì)索具進(jìn)行調(diào)整和控制，確保吊裝過(guò)程的準(zhǔn)確性和安全性。索具吊裝技術(shù)對(duì)作業(yè)環(huán)境的要求較高，特別是在海上平臺(tái)修井作業(yè)中，需要考慮風(fēng)力、海浪等自然因素對(duì)吊裝操作的影響，確保吊裝過(guò)程的安全性和穩(wěn)定性，操作技術(shù)要求較高，需要熟悉索具的選擇、配置和使用規(guī)范，以及吊裝操作的安全措施和注意事項(xiàng)。在選擇索具吊裝技術(shù)時(shí)，需要根據(jù)具體的作業(yè)需求、設(shè)備特征和現(xiàn)場(chǎng)條件進(jìn)行評(píng)估和選擇，確保技術(shù)的適用性和安全性，同時(shí)需根據(jù)相關(guān)規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行吊裝操作，并配備經(jīng)驗(yàn)豐富的操作人員。

2 海上平臺(tái)修井作業(yè)打撈技術(shù)應(yīng)用探討

2.1 打撈措施優(yōu)化

根據(jù)目標(biāo)物體的特征和作業(yè)需求，選擇最適合的打撈工具，考慮工具的夾持能力、適應(yīng)性和操作性能，以確保打撈過(guò)程的穩(wěn)定性和高效性，制定詳細(xì)的打撈方案，包括操作步驟、工藝參數(shù)和安全措施，通過(guò)綜合考慮井口條件、目標(biāo)物體屬性和作業(yè)環(huán)境，優(yōu)化打撈方案，提高操作效率和安全性。利用自動(dòng)化技術(shù)，例如遠(yuǎn)程操作系統(tǒng)、傳感器和控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)打撈過(guò)程的自動(dòng)化控制和監(jiān)測(cè)，這可以提高操作的準(zhǔn)確性和反應(yīng)速度，降低人為失誤和風(fēng)險(xiǎn)，使用計(jì)算機(jī)模擬和仿真技術(shù)，對(duì)打撈作業(yè)進(jìn)行虛擬仿真和優(yōu)化分析，通過(guò)模擬不同場(chǎng)景下的打撈操作，評(píng)估工藝參數(shù)和操作方案的影響，優(yōu)化打撈過(guò)程和減少風(fēng)險(xiǎn)。安裝合適的傳感器和監(jiān)測(cè)裝置，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)打撈工具的狀態(tài)、位置和負(fù)荷，通過(guò)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的收集和分析，及時(shí)調(diào)整操作策略，提高作業(yè)的準(zhǔn)確性和安全性，為打撈作業(yè)人員提供持續(xù)的培訓(xùn)和經(jīng)驗(yàn)積累機(jī)會(huì)，使其熟練掌握最新的打撈技術(shù)和操作方法，通過(guò)分享經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，提高操作人員的技能水平和應(yīng)對(duì)能力。

2.2 打撈方案優(yōu)化

對(duì)目標(biāo)物體進(jìn)行詳細(xì)分析，包括尺寸、形狀、質(zhì)量、材質(zhì)等。通過(guò)充分了解目標(biāo)物體的特點(diǎn)，可以選擇最合適的打撈工具和操作方式。對(duì)作業(yè)環(huán)境進(jìn)行全面評(píng)估，包括水深、海況、海底地形等因素，根據(jù)評(píng)估結(jié)果，優(yōu)化打撈方案，選擇合適的打撈工具、安全措施和作業(yè)時(shí)機(jī)，以應(yīng)對(duì)不同環(huán)境條件。制定詳細(xì)的安全控制措施和應(yīng)急準(zhǔn)備計(jì)劃，以應(yīng)對(duì)意外事件和突發(fā)情況，考慮到打撈過(guò)程中的潛在風(fēng)險(xiǎn)，確保人員安全和設(shè)備保護(hù)，提前做好應(yīng)對(duì)措施的準(zhǔn)備，通過(guò)持續(xù)改進(jìn)和學(xué)習(xí)，不斷優(yōu)化打撈方案和技術(shù)，評(píng)估每次打撈作業(yè)的效果和經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，及時(shí)進(jìn)行反饋和調(diào)整，提高打撈技術(shù)和作業(yè)效率。

2.3 合理選擇打撈方式

評(píng)估打撈工具的性能參數(shù)，包括夾持能力、操作靈活性、穩(wěn)定性等，確保所選打撈工具能夠滿足目標(biāo)物體的要求，并能夠在作業(yè)過(guò)程中保持穩(wěn)定性和安全性，根據(jù)作業(yè)的安全要求，選擇符合標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的打撈工具，確保打撈工具能夠安全夾持目標(biāo)物體，并具備必要的安全措施和保護(hù)裝置，考慮打撈工具在整個(gè)作業(yè)過(guò)程中的使用方式和操作要求，確保所選打撈工具與其他作業(yè)設(shè)備和工藝相匹配，并能夠順利完成打撈任務(wù)，參考過(guò)往的打撈經(jīng)驗(yàn)和專(zhuān)家建議，特別是針對(duì)類(lèi)似作業(yè)情況和目標(biāo)物體類(lèi)型的經(jīng)驗(yàn)，專(zhuān)業(yè)人員的建議和意見(jiàn)對(duì)于合理選擇打撈工具具有重要指導(dǎo)作用。

3 結(jié)束語(yǔ)

在海上油田鉆井作業(yè)中，當(dāng)發(fā)生井口事故或井下設(shè)備失效時(shí)，需要進(jìn)行修井作業(yè)和打撈井下設(shè)備，在開(kāi)展打撈作業(yè)之前，需要對(duì)打撈工具進(jìn)行合理的選擇，對(duì)打撈方案進(jìn)行合理的優(yōu)化設(shè)計(jì)，選擇合理的打撈方式，通過(guò)開(kāi)展打撈作業(yè)，可以大幅提升打撈作業(yè)的效率和質(zhì)量，為提高修井作業(yè)質(zhì)量奠定基礎(chǔ)。