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海上钻井平台各系统简介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。
固定式平台之混凝土钻井平台
文字概述
混凝土重力式平台的底部通常是一个巨大的混凝土基础(沉箱)，用三个或四个空心的混凝土立柱支撑着甲板结构，在平台底部的巨大基础中被分隔为许多圆筒型的贮油舱和压载舱，这种平台的重量可达数十万吨，正是依靠自身的巨大重量，平台直接置于海底。
现在已有大约20座混凝土重力式平台用于北海。
图1、钻井平台及供给船
图2、钻井平台俯视图一（八角形处为直升机升降平台）
图3、钻井平台俯视图二（八角形处为直升机升降平台）
图4、钻井平台俯视图三（八角形处为直升机升降平台）。
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。
图解自升式钻井平台升降系统（原创）3664人阅读| 3条评论发布于：2010-3-30 15:35:00海洋石油平台分类：采油模块自升式钻井平台半潜式钻井式平台储油船（FPSO）集储油和动力供给平台目前,我从事的工作是以自升式钻井平台建造工程，以平台电气系统设备调试为主要工作，下面介绍自升式钻井平台的概况及重要系统：升降系统。
我曾经参与制造的自升式钻井平台有：JU2000E系列：1~6号；中油海L780-1、L780-2；中海油937(CJ46)；中油海胜利十号。
自升式钻井平台组成：主船体：主甲板面主要承载起重设备；钻井作业配套设备；通风设备；锚机设备；救生筏及悬臂梁液压滑移设备等；机舱机械甲板主要承载主发电、供电系统；暖通空调设备；海水、淡水设备；泥浆、钻井辅助设备；消防系统等；生活区：应急发电、应急供电系统；钻井办公、休息区；餐饮服务间；无线电通讯室；升降控制台；中央DCS系统控制室；救生艇；飞行甲板区；钻井作业区（悬臂梁及钻台）：井架设备；钻台设备；防喷器设备；高压泥浆管线设备悬臂梁设备等；升降系统组成：一升降控制台：CENTRAL CONTROL CONSOLE二升降MCC：JACKING MCC三桩腿单元：LEG UNIT升降马达：JACKING MOTOR桩腿单元:桩腿单元是升降系统的重要组成部分，大部分钻井平台有三条桩腿，它起到将船体支撑在水面上，以便于进行水上钻井作业，同时，根据不同地域水深情况调整适合平台作业的水深高度，使悬臂梁移出达到钻井工位进行钻井工作。
平台的桩腿位于平台主船体的承重端点位置上，一般有三个桩腿，呈花架结构；它的升降移动是靠齿轮齿条传动，齿条间距：319.186mm；升降移动速度：0.45m/min；由升降电机带动齿轮变速箱输出动力给转动小齿轮，小齿轮与焊接在装腿上的齿条咬合达到传动效果，每个桩腿有三个玄管，每个玄管基础支架上有4~6个升降电机，使升降输出动力可靠；升降电机的组成与排列下图背面排列有三组六个电机。
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。
cathead：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。
dog house：dog house 又叫boiler house
这个只有在陆地钻井时看的到，就是一个在拖车上的小房间，或是在卡车上分割出来的小房间。
里面摆放杂物或休息的地方，实在像个狗窝。
在陆地钻井的时候可以把设备、工具都装车上方便移动，就连derrick都可以装车上（横着放），运到指定地点后再竖起了。
在平台上和船上是没有的。
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 hole：fox 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，还有在结构方面，是下沉的，而且需要beam支撑，安装了slips后基本和drill floor平齐了。
一般是两个并排的，有的也有三个。
为什么要有slips？
有个这个可以实现自动化，它固定了管子的位置，roughneck可以准确的找到管子的位置，进行接管子。
一系列运管子，接管子，再运到fingerboard上都是电脑自动控制的。
设定好程序后操作人员就可以去喝咖啡了
monkey board：monkey board和finger board是在一起的，是个窄小的平台，工人可以在上面辅助取放管子的操作（tripping pipe）。
其高度离drill floor一般为35或40英尺（1ft＝304.8mm），不同的井架上可能有所不同，但基本都是大约在derrick的中部
这副图中可以看到人后面波浪线样的结构，是finger board上用来固定管子的。
现在在自动控制的体统中用的是像小手指一样的结构，装在大的手指上，可以转动（自动控制）。
mouse hole：mouse hole就是在drill floor的rotary table旁边简单的开个洞，下面有个套管，放钻管接头的。
Spider：一个放在rotary table 上的几座，里面是个锥形面，用来安装slips，和fox hole的slips一样用于抓住drilling pipe或casing pipe。
在接管子的时候提起方钻管，夹住下面的管子，然后由roughneck拧开方钻管，方钻管就会被移动到mouse hole上方去链接放在里面的joint也就是钻管，然后在移会rotary table接上去继续钻，同时另一根jiont又被放进mouse hole。
Roughneck：roughneck，铁钻工。
用来拧紧和拧开管子用的，rotary table上有一个。
foxhole 上也有一个。
这个图是ratary table上的roughneck。
从中也可以看出cathead的布置，其实有两个，沿ratary table 中心线对称。
仔细看roughneck旁边的drill floor能看到两边有两个沉下去的“池子”这里将来会装上木头，接好的管子就放这里，上面是对应的finger board。
接好的管子（钻管或钻环）就叫做sand line ，cathead就是拖拽这sand line的
Gooseneck：处在最顶端，用来连接stand pipe 和钻管的，随travelling block 移动，泥浆或水泥就是从软管经过这个gooseneck到drill pipe里的。
BOP－blowout preventer：用一个字解释BOP就是－－阀。
从结构形式及工作原理来分主要有两类： ram and annular。
（闸板型，环形型）
典型闸板型：
关于bop 为什么需要bop？
为了防止井喷，井喷是件很危险的事情，当钻井钻到含气或含油层的时候，巨大的油气压力能把钻管泥浆等喷出来，破坏rig，污染环境，威胁工作人员的安全，甚至周围居民安全，喷出有毒气体（硫化氢）影响很大。
大家是否记得几年前中国哪来生井喷事故，大量的硫化氢气体泄露……
bop如何工作？
楼上图2中的9是在钻管还在井里的时候使用，4是在没有钻管的时候使用
它们都是是包裹橡胶的闸板，依靠液压推动来关闭和打开。
环形的也是橡胶，依靠液压动力推动挤压，达到封闭的目的
还有和bop配套的控制设备：气罐，泵，液压设备，控制开关，管路，阀，等。
bop响应时间？
环形bop的相应时间为60秒
闸板型bop的相应时间为30秒
什么时候关闭？
依靠监控井口压力的装置，判断是否需要关闭。
如果关闭后压力仍继续增大，剪断钻管也无法封住，就该通知rig上的人，开始逃跑了，在陆地的drill floor上有个滑滑梯就是紧急逃跑用的。
关闭后怎么办？
bop关闭后就开始使用chock and kill manifold ，MGS--mud gas separator
在平台上有两种：SBOP 和SSBOP
SSBOP－－subsea bop是在海底的，实际应用时是把控制系统集成在一起组成SSBOP STACK要和LMRP配合使用，LMRP叠加在SSBOP上，上面在连接riser。
riser最上面是用MRT悬挂的telescopic jiont。
控制系统一般采取遥控的方式，同时还需要对bop进行监控（可以用ROV监控）。
SBOP－－surface bop使用时要和SID(或SIS)配合使用，SBOP靠MRT悬挂在drill floor下面，SID和SSBOP类似是坐在在海底井口上的。
两者用riser连接。
SSBOP和LMRP
看看与陆基bop的区别：。
