1、第七章 海洋石油钻井设备,第一节 海洋石油钻井平台,一、海洋石油钻井平台的组成,（1）动力设备 （2）钻井设备 （3）固井设备 （4）试油设备 （5）起重与锚泊设备 （6）平台与船体结构 （7）别的设备,二 、 海洋石油钻井设备的特殊问题,1、船体定位问题 2、升沉运动补偿问题 3、装设水下设备问题 4、防腐问题,三、海洋钻井平台的分类,1、固定钻井平台 定义：在海上安装定位后不能移动的平台。 2、移动式钻井平台 定义：完成钻井作业后可以移走的平台。,四、海洋钻井平台的结构及特点,1、固定式钻井平台的分类 （1）桩基导管架式平台 （2）重力式平台 （3）绷绳塔式平台 （4）张力腿式平台 可看作一种垂直锚系的半潜式平台。,2、移动式钻井平台的分类 （1）坐底式平台 （2）自升式平台 （3）半潜式平台 （4）步行式平台,（1）导管架固定平台的结构组成及特点,导管架：由数根导管和连接导管的纵横、倾斜杆系所组成的空间框架结构。 它是平台的支撑部分，是整个平台的关键组件。 桩柱的作用是将导管架与海底固定在一起。 顶部设施简称为甲板，它主要由甲板构架、甲板模块组成。其作用是安放钻井模块、采油模块和

　　2、生活模块。,优点：稳定性高、海面气象条件对钻井作业影响小。 缺点：不能移运、造价高，适用于水深有限的情况下，其成本将随水深而飞速增加。,什么叫弦杆和撑杆？什么叫简单管节点？常见有那几种类型？,1）在管节点结构中，较大直径的杆称为弦杆，较小直径的杆称为撑杆。 2）简单管节点是指支撑（支管）间不搭接，不用节点板、隔板或筋板等加强措施与弦杆（主管）连接的节点。 3）常见的有T型、Y型、K型、TK型和交叉型。,导管架固定式平台,（1）坐底式钻井平台的结构组成及特点,它是一种具有沉淀（浮箱）的移动平台，上部工作平台靠管柱支撑在沉垫（浮箱）上，总高度大于水深，它由沉垫、工作平台、中间支撑三部分所组成。沉垫又称为浮箱，其中装有充水和排水的水泵，利用冲水排气和排水充气的沉浮原理控制工作台的沉降和上升。,优点：钻井时固定牢靠、完井后搬运灵活。 缺点：工作平台高度恒定不能调节；工作平台面积不能过大，否则不易拖运；工作水深较浅，一般为2030m。,坐 底 式 钻 井 平 台,（2）自升式钻井平台的结构及特点,它是一种具有自行升降桩腿，并靠桩腿插入海底而稳定地坐于海底的平台，主要由桩腿和工作平台两部分所组成。,优

　　3、点：对水深适应能力强、稳定性高。 缺点：工作水深受桩腿的限制，不适合深水，在拖航时易受风暴袭击而受到破坏。,自 升 式 钻 井 平 台,自 升 式 钻 井 平 台 工 作 示 意 图,（3）半潜式钻井平台的结构及特点,半潜式钻井平台的结构类似于坐底式钻井平台，当水深较浅时，半潜式平台的沉垫（浮箱）直接坐于海底，这时将它用作坐底式钻井平台。当工作水深较大时，平台漂浮于海水中，相当于钻井浮船。它主要由沉垫、工作平台和支柱三部分所组成。,优点：稳定性较好，移运灵活，适用水深较深。 缺点：造价较高。,半 潜 式 钻 井 平 台,半潜式钻井平台工作状态,（4）步行式钻井平台的结构及特点,它是我国自行设计、世界上独一无二的钻井平台。它既可以在“ 极浅海”或“潮间带”行走，又能在深水中拖航，属两栖钻井平台。步行时步长为12m，是专为我国极浅海和滩海地区的石油勘探而设计的。它是由内船体、外船体、步行机械与液压控制管理系统组成。,适用于水深为06.8m的浅水、及潮间带,运移性好,即能自行又能拖行;步行速度较慢(5060m/h);使用受作业区地质条件的限制,作业区的海底应为泥砂质软土,坡度小于1/2000;结构较

　　4、复杂。原理：内外船体坐于海底，支撑整个平台，4个顶升油缸将内外船体顶起，由两个牵引油缸拉着外船体沿着内外船体的轨道运行1个步长。,我国独立研发的步行式钻井平台,平台俯视图,（3）浮式钻井船的结构及特点,它可利用改装的普通轮船或专门设计的船体作为工作平台，船体主要用钢材制成，也有用钢筋混凝土制成的。后者节约金属且耐腐蚀，但要用预应力钢筋混凝土，以保证其强度、抗冲击及抵抗震动的能力。主要由船体和定位设备两部分所组成。,优点：移运灵活、停泊方便、适用水深大。 缺点：稳定性差、受海上气象条件影响大。,船舶专用设备,现代船舶推进装置可分为五大类： （1）柴油机推进装置（最常见） （2）汽轮机推进装置 （3）燃气轮机推进装置 （4）联合推进装置 （5）核动力推进装置,柴油推进装置主要有四种形式： （1）直接传动推进装置（最基本） （2）齿轮传动推进装置 （3）电力传动推进装置 （4）可调螺距螺旋桨推进装置,移动式平台拖航,1、平台拖航，航行信号应符合什么要求？ （1）白天航行用的国旗、风斗、球菱球应完好； （2）夜间航行用的红白红信号灯、井架顶红灯、艉灯、左右舷航灯等应完好； （3）气（雾）笛应完好，号钟

　　5、应挂好； （4）平台其它灯光不应影响航行灯光信号。 2、自升式平台拖航，其升降装置应符合什么要求？ （1）桩腿处于拖航状态规定的位置，并进行相对有效固定； （2）液压马达或电动马达的扭矩要符合相关规定要求； （3）升降控制室要有专人负责； （4）深水塔应处于极限位置，并进行相对有效固定。,3、平台拖航过程中，对平台检查有何要求？,（1）平台启拖1h内，岗位人员应对平台做一次全方面检查，确认平台处于安全状态； （2）拖航中平台应安排专人每1h进行一次巡回检查，重点内容是： 水密性检查 活动载荷固定情况 拖带系统 航行信号 平台四角吃水和倾斜度,平台拖航过程中遇有风暴应采取哪些措施？,（1）利用“K G”曲线，对漂浮状态时的载荷分布进行计算，以满足风暴拖航稳定性要求； （2）风暴到来之前，应将平台拖至预定的避风海域；若来不及到避风海域避风，应迅速调整平台重心高度，使之符合风暴中拖航的要求； （3）关闭所有水密门窗，并时刻保持与拖轮、护航船的联系；平台人员要穿好救生衣，随时处于应急状态。,浮 式 钻 井 船,第二节 海洋钻井水下装置与升沉补偿,一、钻井水下装置 定义：海上钻井时，钻井平台在海面之上，而井

　　6、口在海底，为实现正常钻井，需要在海底井口与平台之间装设一套隔绝海水、适应平台摇摆、控制井口装置。 钻井水下装置包含：钻井导向装置、套管头组、防喷器组、隔水管柱、连接装置等。,钻井导向装置,作用：引导水下井口设备坐于海底井口盘上。 组成部分：导向架、井口盘、导管。 导管架和导管起到导向作用。,隔水管柱,作用：隔开海水。 它是从平台到海底输送钻井液并作为钻柱导向装置的一根管件。 组成部分： （1）隔水管接箍 作用：连接各隔水管节。 （2）隔水管节 （3）挠性接头 （4）伸缩隔水管 作用：补偿平台的升沉运动，使隔水管柱不因平台运动而断裂。 （5）张紧器 工作原理：利用气液储能器的液压推动活塞，随着平台的升沉而放长或收短钢丝绳，以保持导向绳及隔水管的张力恒定。 目前使用的张紧器主要有导向索张紧器和隔水管张紧器两种。,隔 水 管 线系 统,连接装置,作用：保证井口装置外罩与防喷器之间以及防喷器顶部与下部的水下隔水管柱之间形成主压力密封。 常用的连接器为液压卡块式。 组成：上接斗、下接头、卡块、液缸等。,二、升沉补偿,1、增设伸缩钻杆 1）伸缩钻杆的类型 全平衡式 部分平衡式 2）使用伸缩钻杆存在的问题 钻压不能调节 对伸缩钻杆的要求高 不利于特殊作业,2、增设升沉补偿装置 1）游动滑车型升沉补偿装置 组成：液缸、上下框架、储能器、锁紧装置。 工作原理：当平台作升沉运动时，液缸与上框架随平台作上下运动，而下框架、活塞、大钩及钻柱基本不动，从而补偿了工作平台的升沉运动。 2）天车型升沉补偿装置 组成：浮动天车、主气缸、液缸和储能器。 液缸起缓冲作用。 原理：当平台作升沉运动时，井架沿轨道上下运动，主气缸中的气体压缩或膨胀，而天车与大钩基本上保持不动，这样就补偿了工作平台的升沉运动。,

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