关于海洋钻井平台 半潜式的系统，总的来说，平台的系统有点和普通的船舶相似，它们是： 1，压载系统，ballast system 2，消防系统，fifi system ,包含fire water system , water mist system , deluge system, foam system, co2 extinguishsystem, water spray system 按照每个平台基本设计的不同，会有其中的几个。 3，舱底水系统，bilge system 4， 海水冷却系统，sea water cooling system 5，淡水冷却系统，fresh water cooling system 6，燃油系统，fuel oil system 7，润滑油系统，lub oil system 8，主机排烟系统，exhaust system 9，废油系统，waste oil and sludge system 10，透气溢流系统，vent and overflow system 11，测深系统，souding system 包含 manual soundIng system 或者remote sounding system 12，启动空气系统，starting air system 13，平台空气系统，rig air system 14，仪表与控制空气系统， instrument air system 15，饮用水系统，potable system 16，生活水排放系统，sanitary discharege system 17，生活水供给系统 ，sanitary supply system 18，盐水系统，brine system 19，钻井水液系统，drill water system 20，钻井基油系统，base oil system 21，泥浆供给系统，mud supply system 22，高压泥浆排出系统，mud discharge system 23，泥浆处理系统，mud process system 24，泥浆真空系统，mud vacuum system 25，井口控制系统，subsea control system 26，分流器，高压管系系统，hp manifold and diverter system 27，灌井系统，trip tank system 28，除气系统，mud gas separator system 29，测井系统，well test system 30，隔水套管张紧系统，riser tensioner system 31，液压系统，hydaulicoil system 32，泥浆混合系统，mud mixing system 33，散货系统，包含bulk cement system 以及bulk mud system 34，高压冲洗系统，high pressure washing down system 35，甲板泄水系统，deck drain system 36，快关阀系统，quick closing vavle system 37，切屑处理系统，cutting handling system 38，直升机加油系统，helicopter refueling system 39，排舷外系统，overboard discharge system 40，刹车冷却系统，brake cooling system 41，呼吸空气系统，breath air system 42，推进器系统，包含 thruster hydraulic oil and lub oil system 43，泥坑冲洗系统，mud pit washing system
浅谈海洋平台钻井设备的安装 发表时间：2017-10-16T17:56:28.570Z 来源：《基层建设》2017年第18期作者：李金英 [导读] 摘要：海洋钻井平台作为海上油气勘探开发的重要装备之一，目前已在世界范围内受到了普遍关注，吸引了许多国家加大对海洋油气钻井设备的投入。本文从海洋平台钻井设备的安装特点出发，介绍了设备的安装形式、安装工艺以及注意事项，有助于从业人员了解和掌握海洋钻井设备的安装。 世特（天津）海洋工程有限公司天津市 300467 摘要：海洋钻井平台作为海上油气勘探开发的重要装备之一，目前已在世界范围内受到了普遍关注，吸引了许多国家加大对海洋油气钻井设备的投入。本文从海洋平台钻井设备的安装特点出发，介绍了设备的安装形式、安装工艺以及注意事项，有助于从业人员了解和掌握海洋钻井设备的安装。 关键词：海洋平台；钻井设备；安装 1 海洋钻井系统的主要设备 钻井系统主要设备通常由以下几个部分构成：（1）结构系统，包括钻井平台、水下结构、井架；（2）补偿和张紧系统：主动升降补偿器、天车补偿器、直接作用张紧器；（3）提升和旋转系统：电动绞车、钻井钢丝绳、天车、钻井钢丝绳滚筒、顶部驱动、液压转盘等；（4）管子处理系统：管件甲板搬运机、管子输送器、井中心铁钻工、泥浆筒、抓管鹰、鼠洞、吊桥、指梁、隔水管运送机、钻杆输送机、隔水管输送机、钻台操作臂等；（5）防喷器和采油树运送系统：防喷器撬块、防喷器运输台车、采油树吊、采油树撬块、采油树运输台车、舱顶/舱底导向装置等；（6）钻井控制和监视系统：设备控制/可编程控制器、钻井显示系统、数据采集、演示/控制系统、必要的计算机硬件，钻井控制舱等；（7）钻井泥浆系统：泥浆搅拌设备(大料袋切割器、平行升降台、泥浆漏斗、离心泵、大缓冲罐供料器等)、泥浆处理设备(除气器、搅拌器、泥浆枪、泥浆罐清洁机等)、泥浆泵等；（8）钻井水泥系统：水泥撬块单元、水泥罐、水泥稳压罐等；（9）杂项：万向工作车、绞盘、马达控制中心等。 2 海洋钻井设备的安装特点 海洋钻井模块为了适应各种恶劣气候和风浪的袭击，机械设备的安装具有以下特点。 2.1布置空间有限 海洋平台位于海上，布置空间相对有限，因而必须对设备进行合理布置,以在有限的空间实现配置的最优化。安装设备时,除了要考虑钢结构支撑的强度外，还应做到定位精准，确保管线将物料有序地传输到位，从而保证机械设备的正常运行。 2.2安装定位点特殊 海洋平台机械设备一般都定位于结构梁上，主要是基于以下几方面的考虑：便于力的传递，满足刚度和强度的要求；减少振动、降低噪声，避免设备振动较大时甲板与结构梁发生开焊；有利于设备的安装调平；鉴于海洋环境湿度大，且腐蚀性较强，设备定位于结构梁上，可有效减缓腐蚀，从而延长设备的使用寿命。 2.3可移动式安装 由于海上平台建造费用高、使用周期长，采用可移动式安装，可便于设备的定期维修。对于那些仅在前期钻井作业中使用的设备可进行租赁，对于这类设备采用可移动式安装，既可保证设备的完好性，又减少了安装拆卸的工作量。提高工作效率的同时，又节省了费用。 3 设备安装前的准备工作及安装工艺 3.1安装前的准备工作 设备安装前的准备工作一般应包括以下几点： 设备的入库检查：通常船厂会安排专业的设备管理员来负责，由设备管理员按照制造商的装箱单来一一核对是否有缺少部件，再仔细检查包装和外观，如有不全或损坏，应及时拍照并记录，交予船东或制造商来处理并存档。 准备设备的吊装方案，包括起吊设备和安装路径等。根据各个设备不同的特性、外形尺寸等来制定相应的方案并加以讨论和确认。根据最终确认的方案来准备要使用的各种材料和工具。 3.2设备的安装工艺 根据产品规格书，仔细了解制造商在规格书中提出的安装要求，再对施工人员进行详细的施工交底，制定相应的安装工艺。安装工艺一般应包含：设备的定位、安装底座与设备的接触面的平整度、底座的螺丝按要求上紧到一定的力矩、间隙的调整以及其他附件的安装等。 设备安装工作不是一项单独的工作，而是贯穿模块钻井建造全过程、关联全部系统的。设备安装有结构部分的支撑需求，有油、水、电、气的运行和传输需求。安装时，对设备底座的尺寸、结构探伤、钢材涂装都有严格的质量要求。要根据设备的安装形式来确定基座形式，可根据设备特性采取垫板、工字梁等结构。在连接方式上可采用螺栓连接、焊接等方式。在设备安装后要进行尺寸检验，从纵、横和轴向等方向测量，对连接位置进行磁粉、渗透、超声波等无损探伤。此外，对管线、电缆的位置、尺寸、接口形式和软连接等也有要求。在制定施工方案时，要考虑到设备的大小、外形及不同的安装位置，从而决定各设备的安装时间。比如舱室中的大型设备，则必须在结构封闭之前先进舱室。 4 设备的安装形式 设备安装时应定位准确、满足强度要求、能承受钻井模块运行的各种工况。按照设备的空间定位，设备的安装形式可分为基座式、悬吊式和嵌入式三种。 4.1 基座式 基座式即设备定位于平台基准面上的安装形式。采用这种安装形式的设备分为静设备和动设备两种。静设备主要包括管汇、常压容器、分离器、油水处理等成撬设备，安装时可直接安装在甲板上；动设备主要包括压缩机、发电机组、泵类设备、锅炉等，安装时，需要考虑调平、减震等方面的要求。 4.2 悬吊式 设备安装在空中的安装形式即为悬吊式。通常采用三角支架或“口”字形吊架与结构梁连接，完成对设备的安装固定。采用悬吊式安装
海洋钻井平台防腐涂装方案 一. 海洋钻井平台采用的有机涂料防腐方法海上钻井平台涂料，在品种与长效船舶涂料有很多类似之处，海洋平台涂料保护的具体要求是：涂料与钢材表面及各道涂料之间有良好附着力，老化性能好，耐盐雾性能好，耐海水性能好，能形成适当弹性的涂层，满意的表面处理、油漆涂装和固化条件， 以及能与阴极保护配套使用等。又海洋平台涂装面积大，一般海洋钻井平台在100000平方米以上，而且从维修的观点，要求涂料使用周期越长越好。涂装配套根据腐蚀部位海洋钻井平台可分三个部位：大气区、飞溅区和全浸区。 1．海洋平台大气区的涂料保护大气区是平台腐蚀较轻微的部位，比其他部位维修方便些，但比船舶与岸边的结构还是困难得多。所选用的涂料品种亦采用高性能的。一般的涂装配套是：道数涂层干膜厚度涂层结构 1 无机锌底漆75μm 2 冷固化环氧中间漆200μm 2 丙烯酸聚氨酯面漆60μm 合计 5 335μm 2．海洋平台飞溅区的涂料保护飞溅区是海洋平台结构腐蚀最严重的区域，它经受海洋大气与海水浸渍的交替作用，海浪与冰块的冲击，锚链和水面飘浮物体的磨损，以及其它工作辅助船停靠的碰撞与摩擦。而且飞溅区在维修时表面处理进行喷砂与涂装非常困难，因此平台飞溅区的涂装设计必须考虑今后维修与涂装的方便，并适当地对钢材厚度增放一定的腐蚀余量，必须采用
高性能涂料。一般的涂装配套是：道数涂层干膜厚度涂层结构 1 无机锌硅酸盐底漆75μm 4 厚浆型环氧沥青涂料500μm 合计 5 575μm 3．海洋平台全浸区的涂料保护海洋平台全浸区的腐蚀速度比大气区严重，但比飞溅区要轻得多。海洋平台全浸区一般采用阴极保护或涂料与阴极保护的联合保护，而很少单独采用涂料保护，原因是目前防锈、防污涂料使用期限最长为5－8年左右，不可能成为海洋平台永久性的保护涂层。一般涂装配套（外加牺牲阳极保护）是：道数涂层干膜厚度涂层结构 1 无机锌底漆70μm 2 氯化橡胶防锈底漆100μm 2 防污漆200μm 合计 5 370μm 二. 海洋钻井平台采用的锌加防腐方法海洋钻井平台是海洋设施中既庞大又复杂的钢铁结构物，造价很大。一般平台要求使用期限为30－50年，并且又处于海洋恶劣环境，而且固定式平台不能象船舶一样进坞修理。因此防止海上钻井平台的腐蚀，对平台的使用与安全是一件十分重要的任务。目前海洋钻井平台钢结构常用的防腐方法是采用有机涂料配套系统（在全浸区一般采用阴极保护或涂料与阴极保护的联合保护），采用有机涂料配套系统虽然价格便宜但不能为海洋钻井平台钢结构提供长期防腐效果，同时将来维修困难，为了延长海洋钻井平台使用期限向业主和设计院推荐一种比利时ZINGAMETALL公司生产的特殊镀锌系统
审核Approved Dalian University of Technology Dalian China 116024 审定Approved 目录 1 概述 (03) 2 分析方法 (03) 3 分析载荷 (05) 4 分析工况 (03) 5 许用应力 (03) 6 基本数据 (04) 7 分析模型 (04) 8 分析结果 (05) 9 结论 (05) 附录A：原始数据 (06) 附录B：分析模型 (07) 附录C：应力云图 (10)
1概述 本《平台结构强度分析》报告书是对XXX油船加装检疫模块平台的平台结构强度进行分析。 2分析方法 平台结构强度分析的方法是有限单元方法（FEM），应用的分析程序是ANSYS。 3分析载荷 平台结构强度分析中的计算载荷包括： （1）结构自重载荷（程序自动计算）； （2）设备工作载荷（21.3t）； （3）油箱工作载荷（36.2t）； （4）船舶运动的惯性载荷 横向惯性载荷：4.07m/s2 纵向惯性载荷：0.85m/s2 垂向惯性载荷：（9.8+0.96）m/s2 (5) 风载：100年一遇的16.9m/s并且从船的横向吹来 4分析工况 平台结构强度分析的分析工况为： （5）设备工作工况（包括结构自重载荷、油箱工作载荷、设备工作载荷、船舶运动的惯性载荷、风载）； 5许用应力 平台结构材料特性为： 密度= 7850kg/m3
弹性模量= 2.11×1011Pa 泊松比= 0.3 屈服极限（平台/支架/附连船体结构）= 235MPa 许用相当应力（平台/支架/附连船体结构）= 164.5MPa 支架和附连船体结构材料特性为： 密度= 7850kg/m3 弹性模量= 2.11×1011Pa 泊松比= 0.3 屈服极限（平台/支架/附连船体结构）= 315MPa 许用相当应力（平台/支架/附连船体结构）= 220.5MPa 6基本数据 用于建立平台及附连船体结构分析模型的数据由大连XXX公司提供，包括：（1）GENERAL ARRANGEMENT (PF101.10) （2）CONSTRUCTION PROFILE & DECK PLANS (SB003.10) （3）QUARANTINE TANK & TOPPING PLANT ARR. (BS15-501-001) （4）PLATFORM CONSTRUCTION (BS15-501-002) 船舶的主要尺度如下： 总长243.275 m 垂线间长233.000 m 型宽41.800 m
海洋平台的现状和发展趋势 作者：荆永良 引言 海洋平台对海洋资源的开发和空间利用的发展，以及工程设施的大量兴建，对人类文明的演化将产生不可估量的影响。 正文 1、海洋平台技术概述 海洋工程项目是一个庞大的科技系统工程，而主要针对海洋石油开采而言的海洋工程装备包括油气钻采平台、油气存储设施、海上工程船舶等。这其中的海洋平台是集油田勘测、油气处理、发电、供热、原油产品储存和运输、人员居住于一体的综合性海洋工程装备，是实施海底油气勘探和开采的工作基地。 海洋平台结构复杂、体积庞大、造价昂贵，特别是与陆地采油设备相比，它所处的海洋环境十分复杂和恶劣，台风、海浪、海流、海冰和潮汐还有海底地震对平台的安全构成严重威胁。与此同时，由于环境腐蚀、海生物附着、地基土冲刷和基础动力软化、构件材料老化、缺陷损伤扩大以及疲劳损伤累积等因素都将导致平台结构构件和整体抗力逐渐衰减，影响平台结构的服役安全性和耐久性。因此，海洋平台的设计与制造只有在一个国家的综合工业水平整体提高与进步的基础上才能完成。 2、海洋平台的类型分类 （1）、按运动方式可分为固定式与移动式两大类(如图） (2)、按使用功能的不同可分为钻井平台、生产平台、生活平台、储油平台、近海平台等。 3、海洋平台的发展及现状 3.1国内海洋平台的发展及现状 我国海洋工业开始于60 年代末期，最早的海洋石油开发起步于渤海湾地区，该地区典型水深约为20 m。到了80 年代末期，在南中国海的联合勘探和生产开始在100 m 左右水深的范围内进行，直到现在，我国的油气勘探和开发工作还没能突破400 m 水深。近年来，石油、石油化工装备工业以我国石油和石油化工工业为依托，取得了长足的发展。尤其是近年来世界各国对石油能源开发的重视和原油价格的飚升，更是极大拉动了国内海上平台设备制
海洋钻井平台的分类 海洋钻井平台（drilling platform）是主要用于钻探井的海上结构物。平台上装钻井、动力、通讯、导航等设备，以及安全救生和人员生活设施，是海上油气勘探开发不可缺少的手段。主要分为移动式平台和固定式平台两大类。其中按结构又可分为： （1）移动式平台：坐底式平台、自升式平台、钻井船、半潜式平台、张力腿式平台、牵索塔式平台（2）固定式平台：导管架式平台、混凝土重力式平台、深水顺应塔式平台 坐底式钻井平台 坐底式钻井平台又叫钻驳或插桩钻驳，适用于河流和海湾等30m以下的浅水域。坐底式平台有两个船体，上船体又叫工作甲板，安置生活舱室和设备，通过尾郡开口借助悬臂结构钻井；下部是沉垫，其主要功能是压载以及海底支撑作用，用作钻井的基础。两个船体间由支撑结构相连。这种钻井装置在到达作业地点后往沉垫内注水，使其着底。因此从稳性和结构方面看，作业水深不但有限，而且也受到海底基础(平
坦及坚实程度)的制约。所以这种平台发展缓慢。然而我国渤海沿岸的胜利油田、大港油田和辽河油田等向海中延伸的浅海海域，潮差大而海底坡度小，对于开发这类浅海区域的石油资源，坐底式平台仍有较大的发展前途。80年代初，人们开始注意北极海域的石油开发，设计、建造极区坐底式平台也引起海洋工程界的兴趣。目前已有几座坐底式平台用于极区，它可加压载坐于海底，然后在平台中央填砂石以防止平台滑移，完成钻井后可排出压载起浮，并移至另一井位。图为胜利二号坐底式钻井平台。 自升式钻井平台由平台 自升式钻井平台由平台、桩腿和升降机构组成，平台能沿桩腿升降，一般无自航能力。工作时桩腿下放插入海底，平台被抬起到离开海面的安全工作高度，并对桩腿进行预压，以保证平台遇到风暴时桩腿不致下陷。完井后平台降到海面，拔出桩腿并全部提起，整个平台浮于海面，由拖轮拖到新的井位。1953年美国建成第一座自升式平台，这种平台对水深适应性强，工作稳定性良好，发展较快，约占移动式钻井装置总数的1／2。 钻井船
钻井平台各系统简介 不知道从什么时候起，石油的价格节节攀升。能源越来越紧张的今天，很多国家把目光从陆地转向了海洋。自从世界上第一个海洋钻井平台制造出来以后，海洋工程有了长足的发展。在几十米甚至上3~4000米深的海底钻一口井并不是一件容易的事，因为在海上环境的复杂多变以及恶劣。经常要承受巨浪和暴风的袭击。而钻井又要保持一个相对稳定的作业环境。才能把一根根长长的钻杆钻进海底。 钻井平台从近海到深海，主要可以分为座底式，自升式，半潜式、钻井船等。 座底式是指，平台的结构直接座在海床上，几乎和陆上钻井没多大区别。所以它们的可钻探深度很有限。只能在几十米的水深的浅海区域作业。 自升式，又叫jack-up。顾名思义，这种平台可以象千斤顶一样可以升降它的高度。它典型的特征就式3-4条腿。高高的绗架结构。上面安装又齿条。平台本体安装有齿轮。它们一起啮合，传动。在到达钻井区域的时候，腿就慢慢的伸到海床上。平台就靠这几条腿站在海里了。因为考虑到拖航的稳性，腿不能太长。所以这种平台一般在120~150米水深的近海区作业。 半潜式，最新的已经到了第6代了。这种平台综合了钻井船和坐底式驳船的优点，是漂浮在海面上的。这样的话，它们就可以在更深的水域工作了；船体灌放水，可以调节吃水深度，保持船体稳定。塔的下部是相当容积的浮筒，上面是若干个中空的立柱，支撑着上部平台平台上面是全部的钻井装备和必要的生活设施。整个平台靠浮筒浮在水面。它们带有2~3级动态定位系统，海底声纳定位系统，卫星定位系统等来保证平台的相对稳定的坐标。它们有各种位移补偿装置来补偿海况带来的不稳定状况。 钻井船，钻井船是设有钻井设备，能在水面上钻井和移位的船，也属于移动式(船式)钻井装置。较早的钻井船是用驳船、矿砂船、油船、供应船等改装的，现在已有专为钻井设计的专用船。目前，已有半潜、坐底、自升、双体、多体等类型。钻井船在钻井装置中机动性最好，但钻井性能却比较差。钻井船与半潜式钻井平台一样，钻井时浮在水面。井架一般都设在船的中部，以减小船体摇荡对钻井工作的影响，且多数具有自航能力。钻井船在波浪中的垂荡要比半潜式平台大，有时要被迫停钻，。增加停工时间，所以更需采用垂荡补偿器来缓和垂荡运动。钻井船适于深水作业，但需要适当的动力定位设施。钻井船适用于波高小、风速低的海区。它可以在600m水深的海底上进行探查，掌握海底油、气层的位置、特性、规模、贮量，提供生产能力等
钻井设备- Swivel & Top driver 前面我们已经知道了，钢丝绳穿过定滑轮组和动滑轮组，动滑轮组因此 可以上下自由的运动。但是问题出来了，上下垂直方面可以很方便的运动，但 是我们钻井，还需要旋转的力，也就是钻杆是旋转的，我们的滑轮组不可能跟 着一起转，否则之间的钢丝绳估计会绞得像麻花。 这是swivel的其中的一个作用，同时我们也知道，钻井需要钻井液，试 着想一想，钻杆在哪里高速的旋转着，我们如何把钻井液-泥浆送到钻杆的中空的空间去呢？这是swivel的另外一个重要作用- 泥浆进入钻杆的最初的通道。如下图，泥浆经高压软管—鹅颈管goose neck—进入swivel。 要起到以上两个作用，swivel的结构就基本上知道一二了。如下面的 彩图， 在swivel的本体中，下部的杆swivel stem通过滑动轴承-锥形和本体 形成相对运动，本体同时承受侧向力和向下的拉力。同时杆的顶部和本体上部 形成密封空间，泥浆经鹅颈管进入此密封空间，在经空心的杆进入钻杆。空心 杆下部为API螺纹接头，可以和钻杆拧接。 好了，我们现在可以把swivel改造一下---给它加上能够使swivel stem旋转 的动力。 如何改造，很简单，加电机和齿轮。怎么加？ 我们可以想象一下，既然要使swivel stem旋转，那么我们在swivel stem上加一个大的齿轮，如同汽车的轮子一样，中间杆是swivel stem，轮子是齿轮。在齿轮的一侧再加一个由电机带动的齿轮，它们啮合在一起。这样一来，swivel stem就可以在电机的带动下旋转起来。同样地，为了平横侧向力，
以及增加旋转的扭矩，在齿轮的另一侧也加一个电机带着的齿轮。下图是齿轮箱： 然后加上必要的润滑设施和结构部分，以及导向机构。它有了一个新的名字Top driver，也叫power swivel。很显然，Top driver与swivel的区别，swivel是它的一部分。 事实上，Top driver 要比上面写的复杂的多。 除了swivel以外，它还包含以下几个部分： 1.pipe hander – -用于处理钻杆。
海洋石油平台种类 海洋平台是在海洋上进行作业，石油钻探与生产所需的平台，主要分钻井平台和生产平台两大类。在钻井平台上设钻井设备，在生产平台上设采油设备。平台与海底井口有立管相通。 呵呵，石油钻探就是民用啦，当然也可理解为战略物资储备。但多才的美军把雷达也放到半潜式平台上了。 咱们先把军用的放在一边，海洋平台就是石油开采业向水下进军的一个产物。最原始的海洋平台甚至不能称为海洋平台，而是湖泊平台（1891年，圣玛丽湖，俄亥俄州），结构为木质，作业水深甚至仅有1.5m。说白了，就是给陆上井架加了一层台阶。既然能在湖边，也能在海边嘛，到现在海洋平台已经发展成为高附加值、高科技的工业设施。形式多种多样，且几乎每种新型的平台形式出现都是为了再更深的海区中作业。 最早出现的平台是导管架平台(Jacket)，适用于浅近海。导管架平台可以看作最原始，最直接的将钻井设备与海底连接起来的措施。钢桩穿过导管打入海底，并由若干根导管组合成导管架。导管架先在陆地预制好后，拖运到海上安装就位，然后顺着导管打桩，桩是打一节接一节的，最后在桩与导管之间的环形空隙里灌入水泥浆，使桩与导管连成一体固定于海底。平台设于导管架的顶部，高于作业区的波高，具体高度须视当地的海况而定，一般大约高出4-5m，这样可避免波浪的冲击。导管架平台的整体结构刚性大，适用于各种土质，是目前最主要的固定式平台。但其尺度、重量随水深增加而急骤增加，所以在深水中的经济性较差。
导管架平台使用水深一般小于300m，世界上大于300m水深的导管架平台仅7座。目前最大的导管架平台是在墨西哥湾安装的水深为610m的导管架平台。呵呵，看到下图，你是不是就想到一个字，“笨”？ 典型导管架平台
船舶与海洋工程结构物强度 思考题 海洋平台强度部分 54．海洋环境载荷主要包括哪些载荷？它们各有何特点？ 55．在海洋平台的强度计算中，选用不同波浪理论的主要依据是什么？ 56．根据什么原则将海洋工程结构物划分为大尺度构件和小尺度构件，它们所受的波浪载荷成 分有何不同？ 57．说明下列计及结构物运动的Morison 公式中各字母的含义： f C Au u V u C V D r r N n m R r =++12 ρρρu r r && 又若结构物为固定立柱，则该公式如何简化？ 58．Morison 公式中的拖曳系数C 的物理意义是什么，其数值主要与哪些因素有关？ D 59．如何应用“F-K 法”计算作用于大尺度构件上的波浪力？ 60．试依据功能关系导出流冰对直立桩柱撞击力的计算公式。 61．解释链端刚度系数的含义。若已知锚链链态的任意两个独立参数（此外，锚链的为 k xx w 已知量），能否确定出的数值？ k xx 62．结合计算框图说明，如何应用牛顿迭代法来确定系泊平台在已知外力作用下的平衡位置。 63．在自升式平台的强度校核计算中，如何对环境载荷(风、浪、流)进行搜索？其主要目的是 什么？ 64．自升式平台的结构主要由哪几部分组成，该类平台结构的薄弱环节是什么？ 65．对于具有桁架式桩腿的自升式平台，在总体强度分析和桩腿局部强度分析中，桩腿的模型 化有何不同？ 66．分析自升式钻井平台在正常作业和拖航等不同工况下，所受环境载荷的差异。 67．对半潜式平台进行总体强度校核时，通常需考虑哪些主要工况？为什么要选择多种计算工 况来进行强度校核？ 68．半潜式平台的结构可分为哪几部分，其中哪一部分是平台结构的薄弱环节。 69．圆柱壳构件的整体稳定性与局部稳定性问题有何不同？ 70．海洋平台总体强度分析中通常采用“设计波法”或“设计谱法”，二者的主要区别是什么？
巨型海洋钻井平台 ——世界第六代3000米深水半潜式钻井平台 工程总投资：60亿元 工程期限：2008年——2011年 大型海洋石油钻井平台堪称海上巨无霸，其使用的平台作业吊钩比人还高。 目前，世界上已探明的海上油气资源大部分蕴藏在大陆架及3000米以下的海底。有数据显示，深海能源储量将是陆地能源储量的100倍，但由于开采技术上的限制，其还是能源领域最具潜力的处女地。 2009年4月20日上午，我国海洋工程装备制造标志性项目——世界第六代3000米深水半潜式钻井平台，在上海外高桥造船有限公司顺利下坞，进入关键的搭载总装阶段。这是我国首次自主设计、建造的当今世界上最先进的深水半潜式钻井平台，不仅填补了我国在深水钻井特大型装备项目上的空白，而且对于加速我国进军世界级海洋工程装备开发、设计和制造领域，提升我国深水作业能力，具有重要的战略意义。 这座深水半潜式钻井平台的拥有者是中国第三大石油集团——中国海洋石油总公司，由中国船舶工业集团公司708研究所和上海外高桥造船有限公司联合承担详细设计与生产设计，由上海外高桥造船有限公司承建，是我国实施深水海
洋石油开发战略的重点配套项目之一，也是“十一五”期间国家重点“863”项目之一，并作为拥有自主知识产权的重大装备项目纳入国家重大科技专项。 上海外高桥造船厂承建的世界第六代3000米深水半潜式钻井平台，造价60亿元人民币。 海上巨无霸 2008年4月29日，这座第六代3000米深水半潜式钻井平台在上海外高桥造船有限公司开工兴建。这是中国继1983年成功自主开发“勘探3号”大型半潜式钻井平台后，时隔20多年再次斥巨资设计建造新一代深水半潜式钻井平台。 该钻井平台自重30670吨，甲板长度为114米，宽度为79米，甲板面积相当于一个足球场大小，从船底到钻井架顶高度为130米，相当于43层的高楼，电缆总长度650公里，相当于上海至天津的直线距离。在主甲板前部布臵可容纳约160人的居住区，甲板室顶部配备有包含完整消防系统的直升机起降平台，可起降Sikorsky S-92型直升机。 这座平台具有多项自主创新设计：如平台稳性和强度按照南海恶劣海况设计，能抵御200年一遇的台风；选用大马力推进器及DP3动力定位系统，可以在45海里/小时的风速下正常作业，在109海里/小时的风速下生存。在1500米水深内可使用锚泊定位，甲板最大可变载荷达9000吨等；可在中国南海、东南亚、西非等深水海域作业，其最大作业水深3050米，钻井深度10000米，设计寿命30年，入美国船级社（ABS）和中国船级社（CCS），计划于2010年底交付。该项目总造价近60亿元人民币，堪称海洋工程领域的“航空母舰”。 深海石油作业是国际上公认的海洋石油工业的前沿战略阵地，其核心技术一直由欧美少数国家所掌握。我国的海洋石油开发长期以来受技术水平所限只能在近海进行，如今这一情况将得到根本性的转变。作为目前国内设施最先进、综合实力领先的造船企业，上海外高桥造船有限公司一直致力于先进海洋工程装备
平台设备图解 本帖对平台设备进行介绍，在此，感谢博研朱志军的分享，其提供了这么详细的设备图解与文字编辑！图片有来自网络，在此声明感谢。 bull nose 用来封住casing string的钢板（焊在下端部），球面形或半椭球形，像个牛鼻子。 有的直接用个带螺纹的塞子塞住的。 好像是用来做泥浆循环实验。 cat head 在drill floor上的cat head用来辅助吊sand line的，如下图红色的cat head，顶部的轮子下面有个液压泵，旁边的轮子可以像合页一样转动，用来调整拉拽的角度。
还应该有根钢丝，一端绕过旁边的轮子和顶部的轮子，固定在另一端（和旁边轮子对过的一边），使用的时候顶部的轮子在液压泵的推动下向上移动，钢丝的来拽距离是上面轮子移动距离的两倍。 这种形式的cathead目前广泛应用在平台和钻井船上。
cat walk 在船上的catwalk大家都知道的吧，在平台上也有类似的结构。 在钻井系统中指的是和vee-door下面的pipe ramp链接的窄长平台，用来运送钻井所需的工具、管子等这个图是陆地上catwalk。图中是工人在上面选管子准备运到drill floor上。 finger board 在derrick上用来扶持接好的drill pipe和coller的。 因形状像人的手指而得名。 这是陆地上的derrick。
在平台和钻井船上，finger board是在derrick的里面的。见下图这些大手指上还有些小手指，管子运过来的时候会自动打开，（图中正在打开，管子放好后会关闭）有了这套系统，就不需要monkey board了。这套系统既节省的大量时间，又不需要很多劳动力，据说可以提高25％的效率，而造价只占整个rig的1％。 fox holefox hole的作用类似mouse hole，都是放管子准备接起来的，区别在于他有slips，还有在结构方
钻井平台 科技名词定义 中文名称： 钻井平台 英文名称： drilling platform;drilling unit 定义： 进行钻井作业的平台。 所属学科： 船舶工程(一级学科) ；海洋油气开发工程设施与设备(二级学科) 本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布 百科名片 钻井平台 随着人类对油气资源开发利用的深化，油气勘探开发从陆地转入海洋。因此，钻井工程作业也必须在灏翰的海洋中进行。在海上进行油气钻井施工时，几百吨重的钻机要有足够的支撑和放置的空间，同时还要有钻井人员生活居住的地方，海上石油钻井平台就担负起了这一重任。由于海上气候的多变、海上风浪和海底暗流的破坏，海上钻井装置的稳定性和安全性更显重要。 目录[隐藏] 简介 世界海洋钻井平台发展简史 [编辑本段] 简介 分类海洋钻井平台（drilling platform）是主要用于钻探井的海上结构物。平台上装钻井、动力、通讯、导航等设备，以及安全救生和人员生活设施，是海上油气勘探开发不可缺少的手段。主要分为移动式平台和固定式平台两大类。其中按结构又可分为:
（1）移动式平台: 坐底式平台、自升式平台、钻井船、半潜式平台、张力腿式平台、牵索塔式平台 （2）固定式平台:导管架式平台、混凝土重力式平台、深水顺应塔式平台固定式钻井平台大都建在浅水中，它是借助导管架固定在海底而高出海面不再移动的装置，平台上面铺设甲板用于放置钻井设备。支撑固定平台的桩腿是直接打入海底的，所以，钻井平台的稳定性好，但因平台不能移动，故钻井的成本较高。 为解决平台的移动性和深海钻井问题，又出现了多种移动式钻井平台，主要包括：坐底式钻井平台、自升式钻井平台、钻井浮船和半潜式钻井平台。 坐底式钻井平台又叫钻驳或插桩钻驳，适用于河流和海湾等30m以下的浅水域。坐底式平台有两个船体，上船体又叫工作甲板，安置生活舱室和设备，通过尾郡开口借助悬臂结构钻井；下部是沉垫，其主要功能是压载以及海底支撑作用，用作钻井的基础。两个船体间由支撑结构相连。这种钻井装置在到达作业地点后往沉垫内注水，使其着底。因此从稳性和结构方面看，作业水深不但有限，而且也受到海底基础(平坦及坚实程度)的制约。所以这种平台发展缓慢。然而我国渤海沿岸的胜利油田、大港油田和辽河油田等向海中延伸的浅海海域，潮差大而海底坡度小，对于开发这类浅海区域的石油资源，坐底式平台仍有较大的发展前途。80年代初，人们开始注意北极海域的石油开发，设计、建造极区坐底式平台也引起海洋工程界的兴趣。目前已有几座坐底式平台用于极区，它可加压载坐于海底，然后在平台中央填砂石以防止平台滑移，完成钻井后可排出压载起浮，并移至另一井位。 自升式钻井平台由平台、桩腿和升降机构组成，平台能沿桩腿升降，一般无自航能力。工作时桩腿下放插入海底，平台被抬起到离开海面的安全工作高度，并对桩腿进行预压，以保证平台遇到风暴时桩腿不致下陷。完井后平台降到海面，拔出桩腿并全部提起，整个平台浮于海面，由拖轮拖到新的井位。1953年美国建成第一座自升式平台，这种平台对水深适应性强，工作稳定性良好，发展较快，约占移动式钻井装置总数的1／2。我国自行制造的自升式钻井平台“渤海一号”平台的四根桩腿是由圆形的钢管做成的，桩腿的高度有七十多米，升降装置是插销式液压控制机构。该型钻井平台造价较低、运移性好、对海底地形的适应性强，因而，我国海上钻井多使用自升式钻井平台。 钻井平台桩腿的高度总是有限的，为解决在深海区的钻井问题，又出现了漂浮在海面上的钻井船。 钻井船是浮船式钻井平台，它通常是在机动船或驳船上布置钻井设备。平台是靠锚泊或动力定位系统定位。按其推进能力，分为自航式、非自航式；按船型分，有端部钻井、舷侧钻井、船中钻井和双体船钻井；按定位分，有一般锚泊式、中央转盘锚泊式和动力定位式。浮船式钻井装置船身浮于海面，易受波浪影口向，但是它可以用现有的船只进行改装，因而能以最快的速度投入使用。钻井船的排水量从几千吨到几万吨不等，它既有普通船舶的船型和自航能力，又可漂浮在海面上进行石油钻井。由于钻井船经常处于漂浮状态，当遇到海上的风、浪、潮时，必然会发生倾斜、摇摆、平移和升降现象，因此钻井船的稳定性是一个非常关键的问题。目前，海上钻井船的
钻井设备
钻井设备- Belly board & Finger board 严格地来讲，Belly board 和 Finger board 似乎更像是一种结构，只不过它有一部分运动部件。 它们是什么？有什么用？ 我们已经晓得了为了提高钻进的效率，钻井工人都会把3根钻杆（也叫一个stand）先连接起来，竖直放在钻井甲板上的一个区域上，这个区域叫setback area。现在一个问题就出来了，钻杆和套管是圆柱形的，如果就那么靠在井架上，肯定很容易倒，出现伤人事故。怎么办？首先我们就会想到，如果把钻杆或套管的上部固定住，那么就不会倒了。那么怎么固定呢，而且固定后，它们还要很容易地取出来？ 一起来看看它的结构，Finger board的图片如下（图片来源于网络）：
Belly board 与 finger board 不同的是，他们的所处的位置不同，belly board 位置低一些，正好能够卡住pipe stand的在“腹部”，形象地有了这个名字。Finger board卡住的是stand 的“脖子”。我还在奇怪它为什么不叫 Neck board 。 很显然，它们主要有以下几个部分组成：
1、结构部分，上图除了“红色指头”的白色部分，它起到支撑钻杆，安装finger。 2、Finger，“机械指头”，它们由小小的气缸驱动打开，弹簧关闭。可以看看下面的图片，仅供参考。 3、电磁阀组控制系统。
除了卡住钻杆用的，类似的这种结构也用来卡住 其他的竖直放立的圆柱形的物体，如套管 casing，隔水套管 riser。它们的名字都叫 Finger board 钻井设备- Swivel & Top driver 什么是swivel？前面我们已经知道了，钢丝绳穿过定滑轮组和动滑轮组，定滑轮组因此可以上下自由的运动。但是问题出来了，上下垂直方面可以很方便的运动，但是我们钻井，还需要旋转的力，也就是钻杆是旋转的。我们的滑轮组不可能跟着一起转，否则之间的钢丝绳估计会绞得像麻花。 这是swivel的其中的一个作用，同时我们也知道，钻井需要钻井液，试着想一想，钻杆在哪里高速的旋转着，我们如何把钻井液-泥浆送到钻杆的中空的空间去呢？这是swivel的另外一个重要作用- 泥浆进入钻杆的最初的通道。如下图，泥浆经高压软管—鹅颈管goose neck—进入swivel。 要起到以上两个作用，swivel的结构就基本上知道一二了。如下面的彩图，
142 1?概述 导管架平台主要由两大部分组成。一部分是支承结构，由导管架和钢管桩组成，用来支承上部设施与设备的基础结构；一部分是上部设施与设备，由甲板与其上的设备组成，作为收集和处理油气、生活及其他用途的场所 [1] 。导管架是由腿柱和连接腿柱的纵横杆系所构成的空间构架。 在实际的平台设计中，要根据不同的海域，选取不同 的波浪理论来计算结构的波浪力。目前对于二维波浪理论的各种求解算法已经有了许多的研究应用，但在国内的大型平台结构分析系统方面仍有很多工作有待解决[2]。在现代的平台设计中，用人工去简化作用在结构上的波浪荷载已不切实际，所以解决大型导管架平台结构分析中的波浪荷载自动处理问题有实际意义。 2?PIPE59单元特点和模拟方法 ANSYS软件中的PIPE59单元是与空间梁单元类似的单元，能够计算圆管形构件的流体静力和动力效应[3，4]。利用这些特点，考虑用该单元模拟海流载荷，通过输入单元控制参数，就可以自动模拟海流特性。 波浪通过导管架平台时，随着地震相位周期性的变化，对平台结构的作用力也在作周期性的变化。为此按照一定的步长对相位角（0～360?o ）进行等分，编程计算求得环境载荷从8个方向施加时每个方向产生最大作用的相位角，计算结果见表1。 表1?相位角计算结果 载荷方向0?o 45?o 90?o 135?o 相位角350?o 336?o 342?o 4?o 载荷方向180?o 225?o 270?o 315?o 相位角 28?o 41?o 36?o 14?o 3?导管架平台强度分析3.1?结构计算模型 采用ANSYS软件构建其有限元模型，取甲板主梁组成 的梁格和导管架各构件作为梁单元组成的空间结构（见图1）。采用PIPE16和PIPE59单元模拟导管架，采用BEAM 单元模拟平台梁格，模型共计598个单元，527个节点。建模中应考虑在泥面处设断点，泥面上下模型赋值不同单 元。 图1?ANSYS有限元分析模型 根据规范，可将桩的下部模拟为刚性固定端，刚性固定端位于设计泥面垂直以下T （m）处[6]。设计泥面的位置在自然泥面下的距离应按地质条件决定。T 值可按经验公式确定： T =6D （1） 式中：D —桩外径，m。 3.2?组合工况分析 3.2.1?冰载荷 在风和流作用下，大面积冰原挤压垂直孤立桩柱产生的冰载荷的计算方法，导管架所受的最大冰力为： F I =m ×K 1×K 2×σc ×D ×h （2） 式中：K 1、K 2—桩的局部挤压系数和桩与冰层接触系数；m —桩的形状系数，园柱体取0.9；σc —冰的单轴极限抗压强度（KPa），2244KPa；D —导管架直径（m）；h —冰层厚度（m）。 3.2.2?风载荷 最大风速为45m/s，方向0?o 、45?o 、90?o 、135?o 、180?o 、225?o 、270?o 、315?o 。风荷载计算公式为： 基于ANSYS的导管架平台强度分析 任红伟 中石化胜利石油工程有限公司钻井工艺研究院?山东?东营?257000 摘要：导管架平台的波浪力分析是设计中的难点，利用ANSYS软件中PIPE59单元的浮力、波浪及海流荷载计算功能，通过控制单元参数可达到自动模拟海流载荷目的。在Water?Table菜单中分别输入8个方向波流参数，其中疲劳分析考虑的是平台在一个周期里受到的最大和最小波浪载荷，编程计算求出每个方向产生最大作用的相位角。通过建模分析，得到8种工况下结构位移和导管架各点应力。 关键词：导管架平台?强度分析?海流载荷?PIPE59单元 ?Strength?analysis?of?jacket?platform?based?on?ANSYS Ren?Hongwei Drilling Technology Research Institute ，Shengli Petroleum Engineering Co.，Ltd.，Dongying 257000，China Abstract：The?wave?force?analysis?is?difficult?in?design?for?jacket?platform.?PIPE59?element?in?ANSYS?software?has?the?function?of?computing?buoyancy，wave?and?current?load.?The?current?load?can?be?simulated?automatically?by?adjusting?the?unit?parameters.?The?wave?flow?parameters?of?eight?directions?were?input?in?the?Water?Table?menu?respectively.?Fatigue?analysis?needs?the?maximum?and?minimum?of?wave?load?in?a?cycle?of?platform，programming?to?calculate?the?phase?angle?of?maximum?effect?in?each?direction.?By?modeling?analysis，the?structural?displacement?and?stress?at?various?points?of?jacket?is?obtained?in?eight?kinds?of?conditions. Keywords：jacket?platform；strength?analysis；current?load；PIPE59?element