探討深水半潛式鉆井平臺系統(tǒng)技術

張飛

摘要：隨著全球經(jīng)濟的不斷發(fā)展，人們對油氣能源的需求量越來越大，陸地油氣資源儲量越來越少，因此人們加大了對海洋油氣資源的開發(fā)和利用。隨著海洋石油開發(fā)技術的不斷提高，人們開發(fā)海洋石油開始從近海淺水開發(fā)向遠海深水開發(fā)的方向發(fā)展，為了有效開發(fā)深水石油，人們研制出了之中適合深水石油開發(fā)的技術，即深水半潛式鉆井平臺系統(tǒng)。本文針對深水半潛式鉆井平臺系統(tǒng)的設計和使用方法進行分析，希望通過本文的分析能夠進一步提高深水石油開發(fā)效率，滿足人們對石油資源的需求。

關鍵詞：深水半潛式;鉆井平臺;系統(tǒng)技術

隨著海洋石油開發(fā)事業(yè)的不斷發(fā)展，深海石油開發(fā)技術也在不斷提高，尤其是對深水半潛式鉆井平臺系統(tǒng)的應用，不僅提高了深海石油開發(fā)效率，同時也使海洋深水石油開發(fā)事業(yè)得到了進一步的發(fā)展。本文針對深水半潛式鉆井平臺系統(tǒng)的設計流程、特點以及系統(tǒng)配置進行分析，希望通過本文的分析能夠進一步提高深水半潛式鉆井平臺系統(tǒng)的使用效率，保證深水石油開發(fā)工作的順利開展。

一、深水半潛式鉆井平臺系統(tǒng)的設計

在設計深水半潛式鉆井平臺時，應該將鉆井模塊設置在整個鉆井平臺的中心位置。對于平臺上的鉆機，例如雙井架鉆機，可以將其放在雙井架的中心位置，或者是以主轉盤的中心位置為中心，將鉆井放置在中央。深水石油鉆井作業(yè)中需要用到大量的水下工具，對水下工具進行下放和回收，因此可以月池設置在鉆井平臺的中部地區(qū)，方便鉆井工作人員進行水下器具的使用。除此之外，深水鉆井作業(yè)還會用到泥漿泵、泥漿池以及防噴器等設備，這些設備應該統(tǒng)一放置到鉆井平臺上的船體內的專門用來放置設備的艙室內，方便對設備的儲存和維護。

深水半潛式鉆井平臺上的鉆井設備主要集中在平臺上的上層和下層甲板區(qū)域，或者是鉆臺上的月池區(qū)域。對于鉆井平臺管子堆場的長層甲板區(qū)域，可以放置各種各樣的吊車設備，例如隔水管吊車、防噴器吊車，也可以將排管機和固控設備房安置在這個地方。在鉆井的鉆臺區(qū)域可以布置有鉆臺、儀表房、轉盤以及泥漿防噴盒等設備。月臺區(qū)主要是放置月池設備，包括下水工具、隔水管、氮氣瓶以及防噴器等等。至于鉆井平臺的下層甲板區(qū)可以將高壓泥漿泵房、泥漿配漿和凈化房都設置在這個地方。

二、深水半潛式鉆井平臺系統(tǒng)技術

深水半潛式鉆井平臺系統(tǒng)主要包含有提升系統(tǒng)、旋轉系統(tǒng)以及鉆柱升沉補償系統(tǒng)和循環(huán)系統(tǒng)等，下面我們就來對這幾項系統(tǒng)技術進行分析。

（一）提升系統(tǒng)

深水半潛式鉆井平臺上的提升系統(tǒng)，其主要作用是為了完成平臺上鉆柱、油管柱以及套管柱和抽油桿等開采工具的提升、下放和懸空工作，其構成主要包含井架、絞車以及油吊系統(tǒng)。對于半潛式鉆井平臺而言，可以將天車、人鉤以及懸掛油車都可以設置在井架上。井架的類型主要有單、雙井架和半井架，現(xiàn)階段深水半潛式鉆井平臺主要使用的是雙井架的鉆機，并且這種鉆機可以分為兩個系統(tǒng)，分別是雙聯(lián)井架主要輔助井口的作業(yè)系統(tǒng)以及雙聯(lián)井架雙主井口的作業(yè)系統(tǒng)。對于那些水深比較深的鉆井平臺最好是采用雙井架深水鉆機。

（二）旋轉系統(tǒng)

旋轉系統(tǒng)的作用主要是為了使鉆井中的鉆具進行旋轉，從而不斷的將巖石進行破碎，旋轉系統(tǒng)的主要構成是旋轉裝置，由轉盤、頂部驅動裝置等部件構成的?，F(xiàn)在深水半潛式鉆井平臺中深水鉆井使用最多最廣泛的是最新型的大扭矩交流變頻頂驅，使用的是頂驅提升載荷以及鉆機最大鉤載配套，而且使用的滑車還具有伸縮的功能，充分滿足旋轉系統(tǒng)的需要。轉盤的大小需要進行設計，其直徑應該保持在1536.7mm以下，當開始下放隔水管的時候，需要確保轉盤的開口與浮筒的外壁之間的距離應該保持在76.2mm到127mm之間?，F(xiàn)在最新的深水半潛式鉆井平臺一般在水深3600m的深度進行作業(yè)，一般都會配置直徑大于1371.6mm的隔水管，這時就需要根據(jù)隔水管的直徑大小對轉盤的直徑進行控制，使其保持在1917.7mm這個數(shù)值上。

（三）鉆柱升沉補償系統(tǒng)

海洋石油鉆井作業(yè)中如果是在半潛式鉆井平臺上進行鉆井作業(yè)，則需要配備鉆柱升沉式的補償系統(tǒng)，通過對這一系統(tǒng)的運用就可以有效保證平臺在升降的過程中不會對鉆柱造成很大的影響，從而保證鉆柱的鉆壓是穩(wěn)定的，這樣鉆井平臺在進行升降運動時就可以保持鉆具持續(xù)的運行，開展鉆進工作，進一步提高鉆具的鉆井效果。鉆柱升沉補償系統(tǒng)可以分為被動補償型和主動補償型兩種類型，但是如果按照補償機構安裝位置的不同來劃分的化可以劃分為天車型、絞車型和游車型三種不同的類型。深水鉆井作業(yè)中普遍適用的升沉補償方式主要是天車型和絞車型這兩種主動升沉補償類型。對于超深水半潛式鉆井平臺而言可以根據(jù)需求對這兩中補償方式進行選擇。例如如果采用的雙井架鉆機，如果要減輕整個平臺的質量重心，就需要通過降低井架的質量來實現(xiàn)，這時就可以采用絞車型的主動升沉補償系統(tǒng)。

（四）管柱處理系統(tǒng)

管柱處理系統(tǒng)是石油鉆井裝備中的一種，主要是由多個不同的具有機械化、自動化和智能化的設備構成而成的，現(xiàn)在的鉆井管柱處理作業(yè)中已經(jīng)實現(xiàn)完全或者是大部分機械操作來代替人工操作，來完成鉆桿、鉆鋌以及套管等鉆井工具的輸送、連接和下放、提升的全部作業(yè)或者部分作業(yè)，管柱處理系統(tǒng)設備根據(jù)擺放位置的不同可以分為堆場區(qū)的設備和鉆臺區(qū)的設備，堆場區(qū)的設備主要包含有抓管吊機和動力貓道，而且要求抓管吊機需要將整個管柱的堆場區(qū)進行完全覆蓋，動力貓道的處理功能可以最大限度的擴展到隔水管的區(qū)域。鉆臺區(qū)的設備則主要包括的動力鼠洞、排管裝置以及扶正和夾持裝置等。

（五）固控系統(tǒng)

對于深水半潛式鉆井平臺而言，使用的固控系統(tǒng)一般是采用五級以上的固控系統(tǒng)，主要包含有刮泥器、振動篩以及除砂、除氣器，在設置固控系統(tǒng)的參數(shù)和配置可以根據(jù)鉆機的循環(huán)排放量以及泥漿的處理過程來確定固控系統(tǒng)。

總 結：

綜上所述，隨著人們對海洋石油的開發(fā)和利用，以及海洋鉆井技術的不斷發(fā)展，海洋石油鉆井作業(yè)開始從近海淺水向遠海深水的方向發(fā)展。為了滿足深水石油作業(yè)的需求，現(xiàn)在人們普遍使用深水半潛式鉆井平臺系統(tǒng)。本文針對深水半潛式鉆井平臺系統(tǒng)技術進行分析，希望通過本文的分析能夠不斷促進我國深水石油鉆井事業(yè)的發(fā)展。

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