移動式采油平臺海水塔井固定方式優(yōu)化研究

孫金偉 穆勝軍 許海東 李艷莉 譚靜軒

（中海油能源發(fā)展采油服務(wù)公司，天津塘沽，郵編：300452）

0 引言

移動式采油平臺主要是為解決淺海海域邊際油田“蜜蜂式采油”開發(fā)問題而研制的自升式采油平臺。移動式采油平臺的海水供給系統(tǒng)采用海水塔井的型式，該裝置在使用過程中容易受風(fēng)、浪、流的影響產(chǎn)生晃動，從而撞擊甲板并在海水塔井上產(chǎn)生裂紋。

1.海水塔井固定形式介紹

目前海水塔井系統(tǒng)大量應(yīng)用于鉆井平臺，采用液壓升降的型式。目前所采用的海水塔井系統(tǒng)一般均設(shè)計在主船體內(nèi)，且設(shè)計規(guī)模比較大，且有獨立的布置和操作空間。一般海水塔井系統(tǒng)的泵塔均選用齒條型海水塔，這樣海水塔可以利用齒條沿著固定點垂直升降。目前在鉆井平臺上應(yīng)用的海水塔井系統(tǒng)的固定點比較容易選取，一般選取甲板并設(shè)置上下兩個傳動齒輪作為固定點，這樣傳動齒輪和甲板之間容易布置成一條垂線。海水塔井在非工作狀態(tài)時利用甲板和上部傳動齒輪實現(xiàn)兩點固定的型式，而工作時利用采用甲板、上下兩個傳動齒輪實現(xiàn)三點固定的型式[1]。

2.海水塔井固定形式分析

移動式采油平臺是一種新型的海上生產(chǎn)裝置，根據(jù)其設(shè)計特點其可以分配給海水塔井系統(tǒng)的空間資源比較少，而目前應(yīng)用于鉆井平臺上的海水塔井傳動齒輪由于實現(xiàn)傳動效果和維修效果的原因一般設(shè)計比較大。因此在移動式采油平臺上個并不適合選用傳動齒輪式的液壓提升系統(tǒng)，而采用由控制站直接控制的液壓提升系統(tǒng)。因此整個系統(tǒng)就無法將傳動齒輪作為固定點來使用，而如果海水塔井系統(tǒng)只在主甲板和二層甲板設(shè)置固定點的話，這樣在非工作狀態(tài)和工作狀態(tài)均只有兩點固定。受風(fēng)、浪、流的影響比較大，海水塔會產(chǎn)生晃動。因此需要對其優(yōu)化，在合理的位置增加固定點以實現(xiàn)工作和非工作狀態(tài)下的三點固定。

3.移動式鉆井平臺海水塔井優(yōu)化

3.1 移動式采油平臺的海水塔井塔架采用三角形洐架的方式，可以保證海水塔井穩(wěn)定的固定在平臺船體內(nèi)，且占用空間資源少，見圖1。

圖1

3.2 移動式采油平臺上的海水塔井選用三角桁架結(jié)構(gòu)。由于需要貫穿二層甲板、主甲板和船底，因此只有在這三個地方設(shè)置固定點才能保證海水塔井自如的升降，且固定點需保持一條直線[2]。對此，考慮在移動式采油平臺二層甲板、主甲板和船底各設(shè)一個固定點，同時在二層甲板和主甲板之間增設(shè)一個活動環(huán)梁，見圖2。固定點位置根據(jù)海水塔工作和非工作狀態(tài)下的重心決定。固定點用不銹鋼楔塊將海水塔固定住。這樣可以保證海水塔在工作和非工作狀態(tài)時永遠(yuǎn)為三點固定[4]。非工作狀態(tài)下，海水塔底部與船底平齊，海水塔由二層甲板固定點、活動環(huán)梁和主甲板固定點固定；生產(chǎn)狀態(tài)時由活動環(huán)梁、主甲板固定點和船底固定點固定海水塔，這樣也避免了由于固定位置與海水塔重心不對稱造成的不穩(wěn)定狀況，可以從根本上規(guī)避了海水塔的晃動。

4.結(jié)論

對移動式采油平臺海水塔井固定形式的設(shè)計主要從系統(tǒng)設(shè)計原則、系統(tǒng)配置資源和操作條件三個方面來考慮和實施[3]。海水塔井系統(tǒng)通過增設(shè)活動環(huán)梁以及在船底增加一個固定點實現(xiàn)海水塔的固定，這種型式屬于首次應(yīng)用在生產(chǎn)型平臺上。這種型式的設(shè)計保證了在生產(chǎn)和非生產(chǎn)狀態(tài)下海水塔可以再重心兩側(cè)均勻布置有三個固定點，保證海水塔受力時不會產(chǎn)生單側(cè)受力從而晃動，有效地解決了移動式采油平臺由于可用空間資源少而造成的海水塔無法合理固定的問題。

[1]《海上移動平臺安全規(guī)則》(中華人民共和國船舶檢驗局 1992)；

[2]鋼質(zhì)海船入級規(guī)范 中國船級社 2009人民交通出版社；

[3]海洋石油工程設(shè)計指南。