钻井平台介绍

钻井平台系统介绍1.序不知道从什么时候起，石油的价格节节攀升。

几乎要突破100美元心理大关了。

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，海洋工程有了长足的发展。

在几十米甚至上3~4000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，半潜式等。

所谓的座底式是指，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，这种平台可以像千斤顶一样可以升降它的高度。

它典型的特征就是3-4条腿。

高高的桁架结构。

上面安装有齿条。

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。

这种平台和普通船舶一样，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。

它们带有2~3级动力定位系统，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。

2.钻井平台的发展历程海洋钻井是一个多学科的结合的行业。

先讲讲海上钻井的发展历史。

以下是摘自环球石油杂志的一篇文章《海上钻井平台的发展历程》。

当今的钻井装置发展更加现代化和人性化，对环境的保护也日益改善。

对平台的防污染，安全性能，人员的保护的要求更高。

随着各船级社和国际组织如，ABS ， DNV ，CCS， IMO ，MARPOL ，HSE ，NORSOK ，USCG， SOLAS ，NMD 等对条款的不断更新，对平台的要求也越来越高。

一种岛状空间结构物，具有一个高出海面的水平台面，供进行生产作业或其他活动用的海上工程设施。

按其结构特点和工作状态分为固定式和浮式两大类。

固定式平台在整个使用寿命期内位置固定不变，其形式有桩式、绷绳式和重力式等1桩式平台是由承台(上部甲板)和桩基构成，按桩的材质又分为木桩平台、钢桩平台和钢筋混凝土桩平台。

20世纪40年代末出现了导管架平台，它是先在陆上用钢管焊成一个锥台形空间框架，然后驳运或浮运至海上现场，就位后将钢桩从导管内打入海底，再在顶部安装甲板而成。

70年代出现的塔架平台，是由一个垂直的导管架和若干组底桩构成，底桩沿导管架外围打入海底。

桩式平台已广泛应用于建造海上码头、灯塔、雷达台、水文气象观测站等。

其中导管架平台和塔架平台则多用于钻采海底石油或天然气。

这种结构的主要优点是波浪及水流荷载小，但造价随水深成指数倍增长，使用水深受限制。

2绷绳式平台亦称系索塔平台，是将一个预制的钢质塔身安放在海底基础块上，四周用钢索锚定拉紧而成。

它适用于水深较大的海域。

3重力式平台是靠平台自身重量稳坐在海底坚实土层之上。

这种平台的底部是一个或多个钢筋混凝土沉箱组成的基座，基座上有钢立柱或钢筋混凝土立柱支撑上部甲板。

由于整个结构比较大，一般先在岸边开挖的泥坞中建造基座，再拖往有掩护的深水区接高，然后浮运至现场，加载下沉。

目前这种平台一般是作为海底贮油罐或用于钻采海底石油。

其主要特点是抵御风暴及波浪袭击的能力强，结构耐久和维护费用低，但需开挖岸边坞坑，并要有近岸深水施工水域，结构高度因此受到限制。

浮式平台是一种大型浮体，有的可以迁移，有的不迁移。

1可迁移的浮式平台又称活动平台，它是为适应勘探、施工、维修等海上作业必须经常更换地点的需要而发展起来的。

现有的活动平台分坐底式、自升式、半潜式和船式4种。

①坐底式平台（亦称沉浮式平台）多用于水深较浅的水域，其上部为工作甲板，下部为兼作沉垫的浮箱，中间用立柱或桁架支撑。

作业时，往浮箱内注水使之座落海底；作业后，把箱内水抽出，平台依靠自身的浮力升起。

移动式海上钻井平台介绍及新技术的运用一，概述海洋占地球表面积70. 9%,平均深度约为3 730 m, 90%以上的水深为200 m~6 000 m,大量海域面积的资源尚待开发,尤其是石油、天然气等重要经济、战略物资。

据地质学家预测,海底石油天然气总储量约2 500亿吨。

我国是一个海洋大国，在约300万平方公里的海洋辖域内蕴藏着丰富的石油和其它重要资源。

加强开发我国海底石油资源对我国的经济发展有着十分重要的意义。

这就需要一批适合我国海洋石油开采的装备，所以首先对海上石油开采装备，即海上钻井平台进行初步了解显得很必要。

二，平台类型介绍在海上油田的勘探开发过程中，不论是在勘探阶段钻勘探井，还是在开发阶段钻生产井，均要在海上石油钻井平台上进行作业。

海上石油钻井平台大体上可分为固定式和移动式两大类。

固定式钻井装置包括：桩基（导管架）式平台和重力式平台，用于深水作业的顺应式平台，如牵索（绷绳）塔式平台、张力腿式平台、浮力塔式平台；用于浅水作业的人工岛。

移动式钻井装置包括坐底式钻井平台、自升式钻井平台、半潜式钻井平台、钻井船、张力腿式平台和牵索塔式平台。

鉴于我国的海上石油钻井平台大多采用移动式平台，所以重点对各种移动式平台的特点进行探讨。

1，坐底式钻井平台是一种由沉垫（浮箱）、立柱、上层平台（甲板）和抗滑桩等部分组成的移动式平台。

坐底式钻井平台工作时，先由拖轮将其拖至井位，然后灌水下沉，沉垫坐底后，打好抗滑桩，就可钻井作业。

由于坐底式平台甲板高度固定，其工作水深较浅（一般为5m到30m），因而适宜在极浅海区打探井。

这种平台钻垫坐在海底，只要海底土壤密实、平坦无严重冲刷，是比较稳定的，另外平台上设有抗滑桩，可提高平台的坐底稳定性。

坐底式钻井平台的优点是能提供稳定的钻井场地，移动性能好，而且改装后可作为采油平台、储油平台、生活与动力平台等。

缺点是上层平台高度固定，不能调节，工作水深有限；拖航时阻力大；当海底冲刷严重时，钻井易移位，需要采取防滑移、防冲刷及防淘空等措施。

钻井平台简介常文恭钻井平台（DWP）是座落在井口平台（WHP）顶甲板上，完成油井钻井和修井的设备。

钻井平台由钻井设备模块（DES）,钻井支持模块（DSM）和散料储藏设备（BSF）组成。

钻井设备模块由井架（Mast），钻台（Drill floor）和基座（Substructure）构成。

井架是一个约50米高的钢结构，重100-200吨。

顶部装有天车（Crown block assembly）,约7000米钢丝绳，挂游车大钩（Travelling block）,挂顶驱（Top drive）顶驱是钻井核心设备，全自动液压驱动，价格昂贵。

钻台是一个约16米*18米重达5-6百吨的可以在基座上滑动确定井位的钢结构模块，主要设备均安装在其上。

如：主绞车（Drawworks）用于提升大钩和顶驱。

转盘（Rotary table）旋转联接钻管。

高压管汇（High pressure manifolds）联接高压泥浆进出，固井高压水泥进出，防井喷系统联接。

防井喷控制系统（BOP control system）.泥浆回收系统（Mud treatment systems）有振动筛（Shale shaker）,除泥沙，除钻屑，除害气柜及设备。

基座是一个可以在甲板轨道上滑动，支持钻台和井架的钢结构。

DES模块上，各种类型的机动，液动，气动和各个电气控制柜，用不同电缆，不同管线，组成一座自动控制的钻井设备。

钻井支持模块（DSM）是为DES模块钻井提供电力，高压泥浆，设备仪表控制空气的机电设备模块。

主要设备：柴油发电机组，（4 x 1000KW）高压泥浆泵（HP Mud pumps）每台功率1200KW，约40吨。

空气压缩机及干燥器（Air compressors & air dryer）泥浆混合泵，输送泵，增压泵泥浆储存柜，混合柜，泥浆枪，搅拌器。

电气开关控制系统设备。

空调设备及系统消防系统。

顶甲板为钻杆存放区。

DSM模块也是一个机管电仪组成的自动化大设备。

第二章海上钻井平台§2--1 海上各类钻井平台简介一、桩基式固定平台固定平台是借助导管架固定在海底的一个高出水面的建筑物，上面铺设甲板，作为平台，用以放置钻井机械及设备。

1.固定平台分类（1）按导管架的结构型式分:有直桩式、直桩—斜桩式、联结式三种（2）按材料分:有木桩、混凝土桩、钢桩三种木桩(强度低，易腐烂)混凝土桩(强度低)钢桩(易腐蚀）（３）按打桩用的设施分:有带桩架、不带桩架两种前者通过打桩架打桩后，打桩架即作为导管架的组成部分后者需在驳船运送来的甲板上打桩，打桩后留下甲板固定好，驳船即离开。

（４）按钻井设备布置分:有带辅助船、不带辅助船两种。

前者将钻杆、套管、泥浆材料、水泥等器材存放在辅助船上，因而平m。

台面积可缩小至15×302m，或采用多层式结构，分层布置设后者需加大平台面积至16×402备，但因高度增加，稳定性差。

（5）按桩的数目分a.单桩腿b.三、四桩腿；c.多桩腿2.固定平台的建造：a. 预制导管架；b.移运到海上；c.打桩增大支撑：爆扩桩、倾斜桩d.架设上层建筑立柱式、桁架式3.平台升离高度：原则：最高潮位、最大浪高时，海水不能打到平台上计算： H=2/3最大浪高＋最高潮位＋1.5米4．固定平台的优缺点优点：１）稳定性好；２）海面气象条件对钻井工作影响小。

缺点：１）不能移运；２）造价高，适用水深有限，它的成本随水深增加而急剧增加。

二、坐底式钻井平台坐底式钻井平台：是一种具有沉垫（浮箱）的平台，借助沉垫可坐于海底，若漂浮海面则可拖航1．沉垫坐底式(1)沉垫（浮箱）钻井时，沉垫中注水，可坐于海底。

完井后，排水充气，平台升起，即可拖航。

沉垫（浮箱）有船舱型及浮筒型两种。

(2)工作平台有正方形、长方形、三角形三种型式，与中间支柱焊接相连。

一边有开口，以便于完井后移运，两侧安置吊梯或起重机，以便从辅助船上搬运器材。

(3)支柱一般采用金属衍架结构，与平台及沉垫相连接，它的高度随工作水深而定，约为20～30m。