海上钻井平台分类及技术特点
- 格式:pdf
- 大小:6.37 MB
- 文档页数:84
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。
海洋工程各种平台分类与介绍下面图文并茂简单介绍下海洋平台分类、钻井船、FPSO SEVAN平台,纯属胡扯,各位看官不要喷我,海洋平台简单可以分为以下2大类(1)固定式平台:导管架式平台重力式平台(2)移动式平台: 坐底式平台自升式平台半潜式平台张力腿式平台牵索塔式平台SPAR平台第一个导管架平台(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。
重力式(混凝土)钻井平台: 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。
坐底式钻井平台是早期在浅水区域作业的一种移动式钻井平台。
平台分本体与下体(即浮箱),由若干立柱连接平台本体与下体,平台上设置钻井设备、工作场所、储藏与生活舱室等。
钻井前在下体中灌入压载水使之沉底,下体在坐底时支承平台的全部重量,而此时平台本体仍需高出水面,不受波浪冲击。
自升式钻井平台(Jack-up)又称甲板升降式或桩腿式平台。
这种石油钻井装置在浮在水面的平台上装载钻井机械、动力、器材、居住设备以及若干可升降的桩腿,钻井时桩腿着底,平台则沿桩腿升离海面一定高度;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新的井位。
半潜式平台(Semi)是大部分浮体沉没于水中的一种小水线面的移动式平台,它从坐底式平台演变而来,由平台本体、立柱和下体或浮箱组成。
此外,在下体与下体、立柱与立柱、立柱与平台本体之间还有一些支撑与斜撑连接,在下体问的连接支撑一般都设在下体的上方,这样,当平台移位时,可使它位于水线之上,以减小阻力;平台上设有钻井机械设备、器材和生活舱室等,供钻井工作用。
概念:1.做底式钻井平台:指一种具有沉垫或称浮箱的钻井平台,它利用充水排气或排水充气方式使平台坐入海底或是浮出海面。
2.自升式钻井平台:具有3-4个可自行升降桩腿的钻井平台。
3.绷绳塔式钻井平台:绷绳塔式钻井平台是指平台由塔架支撑,塔架用钢桩打入海底,并用钢绳作为绷绳向四面八方的海底拉紧,固定于海底。
4.张力腿式钻井平台:利用绷紧状态下的锚索产生的拉力与平台的剩余浮力相平衡的钻井平台或生产平台。
5. 重力式钻井平台:借助于其本身的重量直接稳定地坐在海底,从而与海底牢固联结。
6. 桩基式钻井平台:桩基式平台是靠向海底打桩,将平台与海底牢牢地固定。
7. 破损稳定性:破损稳定性是指平台局部性的破坏之后仍然具有足够的稳性保证不翻船。
8. 海流:具有相对稳定速度的海水运动。
9.平台:从事海上油气勘探开发的各种海上建筑物的统称。
10..海水流速:指单位时间内洋流流动的距离(厘米/秒)。
11.可燃冰:又称天然气水合物,指在高压低温条件下由气体与水相互作用形成的白色固态结晶物质,分子式为CH4.8H2O。
12.波压:波浪作用在静止、直立于海水中的平面物体上的正压力。
13. 动力定位系统:依靠平台上的动力系统抵抗外力的影响,自动的保持平台在海上的位置。
14.海雾:由于海洋条件影响而形成的雾。
15.浮动平台的倾侧:浮动平台在海上运动时,浮轴偏离铅垂线,称为倾侧。
16. 船井井口:船体上的一个允许钻柱通过并且能够安装井口装置的贯通上下的开口。
17. 潮流:海水的周期性流动。
18. 浮动平台的静稳性:即静力稳定性,在一定外力作用下,平台将倾侧一定的角度。
外力若减小,则倾侧角度将随之减小。
当外力减至零时,平台将回到正浮状态。
18. 浮动平台的静稳性:即静力稳定性,在一定外力作用下,平台将倾侧一定的角度。
外力若减小,则倾侧角度将随之减小。
当外力减至零时,平台将回到正浮状态填空:水下井口装置的引导系统包括井口盘、引导架、引导绳、张紧装置。
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,因而平台面积可缩小至15×302m。
后者需加大平台面积至16×402m,或采用多层式结构,分层布置设备,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。
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浩瀚的海洋中进行。
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。
目前的海上石油钻井平台可分为固定式和移动式两种。
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。
坐底式钻井平台又称沉浮式或沉底式钻井平台,其上部和固定式钻井平台类似,其下部则是由若干个浮筒或浮箱组成的桁架结构,充水后,使钻井平台下沉坐于海底并处于工作状态,排水后,使钻井平台上浮可进行拖航和移位。
坐底式钻井平台多用于水浅、浪小、海底较平坦的海区。
自升式钻井平台是有多个(一般为3~4个)桩腿插入海底,并可自行升降的移动式钻井平台。
自升式钻井平台基本由两部分组成,一部分是可以安放钻井设备、器材和生活区的平台,另一部分是可升降并可插入海底的桩腿。
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。