第5章 中石化胜利油田海洋钻井公司海上平台设备简介
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胜利作业五号平台概述1.平台基本信息平台名称:胜利作业五号平台型式:齿轮齿条升降的三腿自升式修井作业平台业主:中国石化集团胜利石油管理局井下作业公司国籍:中国注册港籍:东营港入级:CCS入级符号:★ CSA Self-elevating Work Over Unit,HELDK2.设计与建造设计方:胜利石油管理局钻井工艺研究院海洋所建造方:胜利石油化工建设有限责任公司竣工日期:2010年7月3.平台型式及功能a)平台型式胜利作业五号平台该平台是一艘齿轮齿条升降的三腿自升式修井作业平台,钢质非自航。
由平台主体、桩腿(带桩靴)、升降系统三部分组成。
平台主体平面形状接近三角形,三根圆柱形桩腿成艉二艏一布局,桩靴为八边形。
平台主甲板尾部布置有悬臂梁系统,平台首部设有四层生活楼和直升飞机平台。
b)平台功能平台的主要任务是对水深5~25m范围内的油井进行修井作业。
4.设计原则1)按CCS规范设计,入CCS级;2)平台稳性满足油田内移位和风暴拖航的要求;3)先进性与适用性相结合的原则;4)可靠性、安全性与创新性相结合的原则;5)结构设计优化的原则;6)配套设施操作维护方便的原则;7)生活设施完善舒适的原则;8)满足HSE(健康、安全、环保)要求。
5.适用范围1)本平台适用于4500 m深度内的直、斜井的大修、小修作业(用3—1/2〞钻杆)。
2)作业范围:渤海湾水深5~25 m(含天文潮和风暴潮)内泥砂质海底的海域或相类似海域。
3)平台为无冰期作业。
1.1 主要指标及性能6.平台坐标系为了更好的描述本平台,在本手册中给出坐标系。
坐标系原点位于平台中心线尾端基线处,X轴向首为正,Y轴向左舷为正,Z轴向上为正。
特别注意:在本手册的计算过程中,计算数据都应为该坐标系中的数据。
图 1 平台坐标系7.主要设计指标表 1 主要参数表说明:○1许用钻台最大可变载荷组合:指钻台立根盒油管重量、大钩载荷、转盘载荷以及钻台其他活动件重量的组合。
海洋钻井平台组成及功能海洋钻井平台是海洋石油勘探开发的重要设施,由于具备在海洋环境中进行钻探、采收石油天然气等功能,能够满足海上石油勘探、开发和利用的需要。
海洋钻井平台通常由一系列的设施组成,包括主体结构、钻井设备、完井设备、生产设备等。
下面将详细介绍海洋钻井平台主要组成部分及其功能。
1.主体结构主体结构是海洋钻井平台的核心组成部分,它通常是由钢制桩腿、钢制井架、上层建筑等构成。
主体结构具有承载平台负荷、提供基本稳定性等重要功能,能够抵御海洋环境中的风浪、潮流等外力作用。
钢制桩腿是平台的支撑结构,通过桩腿与海床连接,确保平台的固定和稳定。
钢制井架则用于安装钻井设备、完井设备等,提供钻井作业的基础。
上层建筑则提供生活区、办公区等功能,满足工作人员的日常需要。
2.钻井设备钻井设备是海洋钻井平台进行钻井作业的重要设备,通常包括钻台、井架、定向钻井系统、液压系统、电力系统等。
钻台是钻井作业的工作台面,上面安装有旋转设备、钻杆操纵设备等,用于控制钻井方向、进行钻井作业。
定向钻井系统是指通过特殊设备和技术,使钻井孔呈现所需的方向和倾角。
液压系统用于提供动力,例如驱动钻具旋转、提升钻井液等。
电力系统则提供电力支持,保证钻井设备和相关系统的运行。
3.完井设备完井设备是用于进行油气井完井、生产和维护的设备,包括套管和井下设备、人工举升设备等。
套管是井壁的保护层,用于固定井壁、控制井场压力以及防止井壁坍塌等。
井下设备包括油管、尾管、油管卡头等,用于运输油气、进行油气的控制和分布。
人工举升设备则用于提升下井人员、设备和物资,保障井场的正常作业。
4.生产设备生产设备是用于进行油气生产的设备,包括油气分离设备、油气储存设备、油气处理设备等。
油气分离设备用于将油气与水和沉淀物进行分离,提高油气品质。
油气储存设备用于存储生产的油气,以便进行后续加工和输送。
油气处理设备则用于进行油气的净化和脱硫等处理,以满足销售和使用的要求。
海洋钻井平台整套钻井塔台是海洋钻井平台的核心部分。
它由钢结构搭建而成,具有承受海洋风浪和海浪冲击的能力。
钻井塔台通常包括主塔台和辅助塔台,主塔台用于支撑钻井设备,辅助塔台用于存放钻井液和其他必要设备。
钻井塔台上还设有操作室,用于控制和监测钻井过程。
钻井设备主要包括钻井井架、钻机、钻柱等。
钻井井架是钻井塔台上的主要组成部分,用于支撑钻机和钻柱。
钻机是进行钻井作业的主要设备,它由钻井台、钻杆、钻头等组成。
钻柱是将钻头连接到钻机并传递钻进动力的构件。
供电设备是为海洋钻井平台提供电力的系统。
它包括发电机、变压器、配电装置等设备。
发电机通常采用柴油发电机组,可以为平台上的所有设备提供电力。
变压器用于将发电机产生的电压升压,以满足设备的工作需求。
配电装置将电力输送到各个设备。
生活设施是为海洋钻井平台上的工作人员提供住宿、饮食和娱乐的设施。
它通常包括宿舍楼、食堂、健身房等。
宿舍楼是工作人员的居住地,通常配有卧室、浴室和休息区。
食堂提供工作人员的膳食,可以供应三餐。
健身房用于工作人员进行锻炼和放松。
除了上述设备外,海洋钻井平台还包括其他辅助设备,如泵站、储备库、污水处理设备等。
泵站用于输送钻井液和其他液体。
储备库用于存放备件和维修设备。
污水处理设备用于处理平台上产生的污水。
综上所述,海洋钻井平台的整套设备包括钻井塔台、钻井设备、供电设备和生活设施等。
这些设备共同组成了一个能够在海洋中进行钻井作业的完整系统。
海洋钻井平台在海底油气勘探和开发中发挥着重要的作用,为石油工业的发展做出了重要贡献。
钻井装置海上钻井的工艺技术与陆地上钻井基本相同,只不过多了一套特殊的井口装置,以便隔离海水。
目前的钻井方法主要还是旋转钻井,利用钻头旋转破碎岩石,形成井身;利用钻杆将钻头送到井底;利用顶驱(大钩)、游车、天车、绞车起下钻杆;利用顶驱(转盘及水龙头)或井底钻具带动钻头,钻杆旋转;利用泥浆泵循环泥浆带出井底的岩屑。
原钻井装置按照不同的功能分为八大部件(绞车、井架、天车、游动滑车、大钩、转盘、水龙头及泥浆泵)。
现由于安装了顶驱取代了大钩、水龙头、转盘的功能,故平台上无大钩及水龙头。
现对钻井装置的进行论述一、钻井装置的组成1、起升系统设备起升系统设备是由绞车、井架、天车、游车、顶驱及钢丝绳等组成。
起升系统设备的主要功用是起下钻具、控制钻区送钻、更换钻头和下套管等。
有时还要处理井下复杂情况和辅助起升重物。
2、旋转系统设备旋转系统设备是由顶驱(转盘)和井下钻具(井下动力钻具)钻头等组成。
该设备的主要功用是带动井下钻具、钻头旋转、破碎岩石(钻井)及连接起升系统和泥浆循环系统。
3、灌浆循环系统设备该系统主要是由泥浆泵、地面高压(低汇)管汇、立管、水龙带、泥浆净化、泥浆配制设备及井下钻具、钻头等组成,主要功用是利用泥浆或其它流体冷却钻头,冲洗井底带出岩屑,以利正常钻进。
打定向时,在涡轮钻井中以担负着给涡轮钻具传递动力的任务。
4、动力驱动设备海洋石油钻机全部采用柴油机为动力。
平台是五台柴油机带动交流发电机,发出的交流电经过可控硅整流装置变成直流电。
这样的驱动称为交——直流电驱动。
使各工作机组实现无级变速,简化了庞大的联动机构。
5、控制系统设备为了解决指挥各机组协调进行工作,钻机控制系统共分三大部分。
即气控系统、机械控制、电控系统。
气控制系统由司钻控制阀,气动离合器、继气器、刹车气缸及其他阀件等组成。
机械控制系统设备有手柄、踏板、杠杆及各种机械离合器。
电控制设备有变阻器、电阻器、继电器、录井仪等。
整个控制系统的功用是根据钻井工艺的要求,使每台工作机操作时反应迅速。
海上钻井平台概述海上钻井平台主要用于钻探井的海上结构物。
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。
海上油气勘探开发不可缺少的手段。
主要有自升式和半潜式钻井平台。
①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。
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。
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。
②半潜式钻井平台上部为工作甲板,下部为两个下船体,用支撑立柱连接。
工作时下船体潜入水中,甲板处于水上安全高度,水线面积小,波浪影响小,稳定性好、自持力强、工作水深大,新发展的动力定位技术用于半潜式平台后,工作水深可达900~1200米。
半潜式与自升式钻井平台相比,优点是工作水深大,移动灵活;缺点是投资大,维持费用高,需有一套复杂的水下器具,有效使用率低于自升式钻井平台。
海上钻井平台主要特点和火灾危险性1.结构复杂,火灾蔓延快。
海上钻井平台内部结构十分复杂,为了满足生产、生活的需要,往往将一个大空间在分成多个房间,造成内部舱室紧凑、走道宽度狭小,层间高度低矮,楼梯坡度较大,出入口小,一旦发生火灾,极易造成火势迅速扩大蔓延。
2.可燃物较多,火灾荷载大。
由于平台舱室在装饰装修过程中,大量使用了可燃材料。
平台在生产过程中,需要使用大量油料;在试油期间,排放石油、天然气等易燃易爆物品,扩大了平台危险区,遇到火源极易引起火灾。
3.电机设备多,用电量大。
平台各种类型的钻井电机及生产辅助设备繁多,生活电器集中安放,部分电器线路还敷设嵌置在装饰层中,一旦电机设备、生活电器发生故障或电线超荷载、短路等,很容易造成火灾。
4.人员密集,相对孤立,易造成重大伤亡。
平台职工居住十分密集,外协人员还不时上平台,居住拥挤,且对平台通道不熟悉。
海上钻井平台
海上钻井平台主要用于钻探井的海上结构物。
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。
海上油气勘探开发不可缺少的手段。
主要有自升式和半潜式钻井平台。
中国最早使用平台在海上打井是1963年,用土办法制造了中国第一座浮筒式钻井平台,于莺歌海距海岸4千米处打了三口井。
1966年在渤海建立了第一座正式海上平台,同年12月31日渤海第一口探井开钻并于1967年6月14日喜获工业油流,从此揭开了海洋石油勘探开发的序幕。
到1994年海上采集地震测线57万千米,打探井363口,发现油气构造88个,获得石油地质储量11.88亿吨、天然气地质储量1800亿立方米,年产量达到了647万吨。
目前年产油量2500万吨,年产气量约50亿立方米。
海洋石油勘探开发投资大,风险也大,但是由于油藏厚度大、储量丰度高、单井产量高,所以效益也高。
当前仅大陆架473万平方千米的领域中,石油地质储量就约250亿吨,天然气80000亿立方米。
如果再考虑整个大陆边缘,其发展前景更不可限量。
平台设备配置概述海洋钻机一:钻井平台分类1.固定式海上钻井平台:a:导管架式平台b:混凝土式重力平台2.可移动式钻井平台:a:沉垫式钻井平台。
b:自升式钻井平台。
c:半潜式平台二:钻机的组成1.起升系统起升系统设备是由绞车,井架,天车,游车大钩,及钢丝绳组成。
游动系统设备是由天车,游车,钢丝绳等组成。
2.旋转系统设备是由顶驱,转盘,井下工具,钻头组成。
3.泥浆循环系统设备是由泥浆泵,高低压管汇,立管,水龙带,泥浆净化系统,泥浆配置设备。
主要功用是利用泥浆和其它流体冷却钻头,冲井底带出岩屑,以利正常打钻。
4.动力驱动系统设备采用柴油机为动力,大部分钻井平台都采用交—直流电驱动。
5.控制系统设备由气控系统、机械控制和电控制系统三大部分组成。
气控系统由司钻控制阀、气动离合器、继气器、刹车气缸及其它阀件组成。
机械控制系统有手柄、踏板、杠杆及各种机械离合器。
电控制系统有变阻器、电阻器、继电器和录井仪等。
6.井架和机座钻机配有塔形井架,承载能力强,抗风稳定性好。
有高大的双层底座,上层沿下层的导轨横向移动,下层沿平台的导轨纵向移动,便于在一个井位打多口定向井。
底座下面能容纳井口装置、安装防喷器。
7.辅助设备有供气系统、供水系统及防喷设备等。
三:钻机的主要参数1.可钻最大井深:它指的是钻机具有钻井能力和下套管能力。
2.最大起重量:指钻机起升系统中大钩允许静载荷。
钻井是遇到较大载荷有以下几种情况:⑴.起下钻具操作时因钻具重量引起的动载荷。
⑵.井下不正常时,如卡钻。
⑶.下套管时,按所下套管的重量来计算。
⑷.处理套管事故时,以上提套管的拉力为计算钻机的最大起重量。
(计算方法:以套管断裂载荷80%为限)3.额定钻具重量:指的是在可钻最大井深时,所用额定尺寸的钻具重量形成的大钩静载荷。
4.绞车功率:在起升的过程中,绞车用最低速能够起升的额定钻具重量所需要的功率。
5.转盘开口直径。
钻井绞车一:钻井绞车的功用1.下钻具,下套管。