钻井船设备介绍

各类海洋油井平台概述海洋石油钻采设备是海上油气田钻井与采油所用的工具和装备，它的种类繁多包罗万象，但归纳起来大体可以分为四类：1．海洋石油钻井平台；2.海洋石油采油平台；3.水上钻井机械设备；4.水下钻井机械设备。

本文主要介绍前两类，即：海洋石油钻井平台及海洋石油采油平台。

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（SEMI）、张力腿式平台(TLP)、牵索塔式平台、浮式生产处理系统（FPSO）、筒状平台（SPAR）。

（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。

移动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30米以下的浅水域。

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。

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。

自升式钻井平台自升式钻井平台被设计成为驳船的模样，具有可以升降的可延伸到海底的桩腿。

虽然有些设计能使其在海深500英尺（152米）的海域工作，但通常用于海深400英尺（122米）的地方，适合于近海。

其移位时平台降至水面，桩腿升起，平台就像驳船，可由拖轮把它拖移到目的地。

到达钻井目的地后，工作时桩腿下放插入海底，平台及平台上所有的钻井设备及其他器械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。

钻井船介绍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。

钻井船是用来在水上钻井并移位的船。

钻井时漂浮水上，适于深、浅水作业。

多将井架设在船的中央，以减小船体摇荡对钻井工作的影响。

具自航能力，无自航能力的称为“钻井驳”。

采用锚泊系统或动力定位系统，使船锚碇于海底井口上方进行钻井的装置。

早期形式为钻井驳船，多用旧船改装，只适用于浅海风浪较小的海域。

现代钻井船多为专门设计，全部钻井和生活设施都在船上，能自航并有向大型化发展的趋势。

移动灵活、适应水深大、自持能力强。

缺点是受风浪影响大、稳定性差。

采取的技术措施有：①设减摇水仓以减轻船的摇摆，但效果不明显；②采用中间锚泊系统,船中间有一个可转动的大圆筒,筒上安钻机、井架等，筒下用锚链与海底连接，船可围绕圆筒旋转，使之常处于迎风迎浪的位置以减少船的摇摆和位移；③安装一套水下器具，包括柔性接头、伸缩钻杆和升沉补偿装置等，以适应钻井船的摇摆、位移和升沉；④安装动力定位系统，可使船的性能显著提高，在波高7m、流速1.5kn（节）、风速25m/s的海况条件下可以保持固定位置。

能在150～1400m的水深海域作业。

动力定位系统由声纳发生器、接收器、电子计算机及纵向、横向螺旋桨组成。

水下井口的声纳发生器发出信号，船底的接收器能测出船的偏移方位和数值并输入计算机，计算机自动控制相应的螺旋桨运转发出推力使钻井船复位，不需抛锚。

类型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。

钻井船钻井船（Drillship）：是浮船式钻井平台，由船体和上部结构两大部分组成。

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，易受波浪影响，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。

图3钻井船钻井船的建造集中期分三个阶段：一是1975~1977年，二是1981~1983年，三为1998~2000年（建造数量最多）。

现有钻井船中，船龄为10～15年的占一半，20～30年的占一半。

2008年全球共有44艘钻井船，主要分布在巴西、西非和南亚等地。

主要建造国家是韩国和日本。

韩国主要有三星重工、现代重工、大宇造船，日本主要是三菱重工、三井造船、日立造船等。

设计公司主要有荷兰MSC公司、Offshore Discoverer公司等。

此外，近年来，韩国船企不断开发设计出新概念船，在海上钻井设备船开发和建造上已取得国际领先优势，成为国际海洋油气设备市场上高技术含量、高附加值产品。

如三星重工开发出LNG～FPSO，并从英国的石油公司承接到订单；其他如大宇造船、现代重工正在着手研发设计新概念船包括：FDPSO船、破冰FPSO船、破冰油船、破冰箱船、双钻塔式钻井船等。

总体而言，在钻井设备中，目前自升式钻井平台、半潜式钻井平台和钻井船在海洋石油勘探中使用最为广泛，它们均有各自的特点，比如适用于深海钻井的主要是半潜式钻井平台和钻井船，其中深海半潜式钻井平台技术从第一代已发展到第六代，目前以第六代为主，适用于工作水深为3,048～3,810米的极恶劣海洋环境，采用动力定位系统；而现有的钻井船也大多数采用动力定位，适用于1,000多米的水深。

所以，深海半潜式钻井平台主要活跃在英国北海、美国墨西哥湾、巴西、西非、澳大利亚等海域，现有钻井船主要活跃在巴西海域、美国墨西哥湾和西非海域，而自升式钻井平台只能活跃于近海海域。

工程船的类型及其特点分析工程船是指专门用于建设、修复、维护和清淤水道、港口及河流等工程的船舶，其具备较强的工程作业能力和适应各种复杂环境的能力。

本文将从常见的工程船类型和其特点两个方面进行分析。

1. 钻井船钻井船是一种主要用于海洋油气勘探或井下作业的工程船。

其主要特点如下：(1) 钻井船通常具备高度自给自足的能力，能够从事远离陆地的作业。

(2) 钻井船采用钻塔、钻井舱和起钻设备等专业设备，能够实施深水钻井和超深水钻井作业。

(3) 钻井船的甲板面积大，可用于存放各种作业设备及物资。

同时，钻井船多设有动态定位系统，能够保持稳定的作业位置。

2. 疏浚船疏浚船是一种用于对水道、港口、河流等进行清淤的工程船。

其主要特点如下：(1) 疏浚船通常搭载强大的疏浚设备，如吸管或挖泥船等。

这些设备能够有效地清除水道底部的淤泥、沙粒等。

(2) 疏浚船在设计上通常较长，以增加其作业效率和容纳更多的泥沙。

同时，安装回转、升降等机构可实现多方向的疏浚作业。

(3) 疏浚船常具备较大的自航能力和一定的工作半径，能够到达不同地区进行疏浚作业。

3. 海底电缆敷设船海底电缆敷设船是一种主要用于敷设海底电力、通信等电缆的工程船。

其主要特点如下：(1) 海底电缆敷设船配备专业的敷设设备和作业系统，能够进行定点敷设、无缝连接等作业。

(2) 海底电缆敷设船的甲板面积大，能够存放较长的电缆，并实现电缆的安全敷设。

(3) 海底电缆敷设船多为多船体设计，具备较大的稳定性，从而在恶劣的海洋环境下能够安全进行工作。

4. 海岸工程船海岸工程船是一种主要用于建设和修复海岸线的工程船。

其主要特点如下：(1) 海岸工程船通常配备抓斗、挖机等设备，能够对海岸线进行疏浚、加固和清理等工作。

(2) 海岸工程船的船体结构坚固，具备一定的自航能力和作业稳定性，能够适应海岸工程的需求。

(3) 海岸工程船在设计上通常考虑到防风、防浪等因素，以保证在恶劣的海洋环境下能够安全有效地进行作业。

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。

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。

海上钻井知识点总结图解一、海上钻井的概述海上钻井是指在海洋中进行的石油和天然气勘探的行为。

海上钻井通常会利用专门的船舶和平台进行，有时也会利用陆地设备来进行海上的钻井活动。

海上钻井通常会选择在陆地附近的沿海地区设立，这样可以减少物资和人员的运输成本。

二、海上钻井的准备工作1. 海上地质勘探在进行海上钻井之前，首先需要进行海底地质勘探工作。

这包括使用声纳，地震测量等手段，对海底形态和沉积物进行详细的调查和分析。

这些数据对于确定钻井地点和设计钻井方案非常重要。

2. 钻井平台的选择钻井平台是进行海上钻井的重要设备，其选择将直接影响到钻井作业的效率和安全性。

常见的海上钻井平台包括半潜式钻井平台、合肋钻井平台和钻井船等，每种平台都有其适用的环境和作业条件。

3. 钻井设备的准备在进行海上钻井作业之前，需要确保钻井设备的完好和准备工作。

这包括检查钻井管、扩大器、钻头等设备，确保其符合技术要求和安全规定。

4. 海上钻井作业的公共设施海上钻井作业需要船舶和平台上的人员有一个良好的生活和工作环境，因此需要准备好公共设施如餐厅、医务室、住所等，以确保人员的生活和工作安全。

三、海上钻井的作业流程1. 钻井井位的确定在进行海上钻井作业之前，需要确定钻井井位。

这需要根据地质勘探数据，选择合适的位置进行钻井。

这一过程需要考虑到海床情况、地震活动、海流等因素。

2. 钻井管的安装一般情况下，海上钻井作业会选择使用海底定位装置来固定钻井平台或船舶的位置，然后通过下沉钻井管的方式来进行钻井作业。

3. 钻井作业在确定好井位和安装好钻井管后，就可以开始进行实际的钻井作业。

这个阶段主要包括设置井口设备、进行钻井、取心和记录等操作。

4. 钻井液的应用在进行钻井作业时，需要使用钻井液来冷却钻头、防止井壁塌方以及输送钻屑等。

正确选择和应用钻井液是海上钻井作业的关键环节之一。

5. 钻井井筒的评价和固定在完成钻井作业之后，需要对钻井井筒进行评价，确定油气资源的储量和品质，然后再进行井筒的固定，以确保后续可以顺利进行生产作业。

海洋钻井平台简介海洋钻井平台（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。

最新的海底钻探船技术与设备海底钻探船是目前进行海洋石油勘探和开采的关键工具之一。

随着对海洋石油资源需求的增加，海底钻探船的技术和设备也在不断发展和创新。

本文将介绍最新的海底钻探船技术与设备，包括动力系统、钻井设备、海底工具和自动化系统。

首先，最新的海底钻探船采用先进的动力系统，以提高效率和可靠性。

传统的海底钻探船通常使用柴油发动机作为主要动力源，但此类发动机存在排放和能源效率的问题。

因此，新一代海底钻探船采用了更环保且效率更高的动力系统。

例如，液化天然气（LNG）被广泛用于驱动发电机，以替代传统的燃油。

这不仅减少了温室气体排放，还降低了燃料成本，提高了整体经济性能。

其次，钻井设备也在不断演进，以满足深海和超深海环境下的钻探需求。

新一代的海底钻探船配备了更强大和先进的钻井设备。

例如，高压高温（HPHT）井是当前海底钻探的一个重要领域，对钻井设备的要求更高。

最新的海底钻探船配备了可承受高压高温条件的钻头、钻杆和钻井液系统，以适应这种特殊的钻井环境。

此外，还采用了先进的透平泵、高效的循环系统和精密的控制系统，以确保钻井操作的安全和稳定。

海底工具是海底钻探船不可或缺的一部分，用于钻井和测试操作。

最新的海底钻探船配备了一系列先进的海底工具，以满足不同的工作需求。

其中之一是钻井底部组件（BHA），它包括钻头、直立器等，用于向海底钻进并进行地层取样。

这些海底工具通常由高强度、耐高温材料制成，以确保在恶劣的环境条件下的工作效果和寿命。

此外，还有测试工具，如测井工具、射孔枪和固井工具，用于测试井的产能和封隔效果，并进行后续处理。

最后，自动化系统在提高海底钻探船的安全性和效率方面发挥关键作用。

这些系统可以监测和控制钻井过程中的各种参数，以确保操作的准确性和安全性。

例如，自动化系统可以实时监测井口压力、井眼温度和井筒液位等，以及调整钻井参数，从而减少人为操作的风险，提高钻井效率。

此外，一些海底钻探船还配备了远程操控系统，使操作人员可以通过遥控设备在安全的地方远程操纵海底设备。