海洋鉆機(jī)模塊機(jī)械設(shè)備安裝探討

朱振濤

（中海油田服務(wù)股份有限公司，天津 300450）

0 引言

與陸地鉆井相比，海上鉆井還會(huì)受地理?xiàng)l件、氣候環(huán)境等因素影響，因而相關(guān)的鉆井設(shè)備與陸地設(shè)備有很大的區(qū)別。我國(guó)最早開始的是陸地石油的開采，海洋石油開采的歷史實(shí)際上并不長(zhǎng)，但是其發(fā)展非常迅速，海洋中蘊(yùn)含著大量的資源，受需求的不斷增長(zhǎng)和設(shè)備需要不斷轉(zhuǎn)移等問題的影響，傳統(tǒng)的鉆機(jī)已經(jīng)不能滿足海洋鉆井的需求。與傳統(tǒng)移動(dòng)式鉆機(jī)相比，模塊機(jī)械設(shè)備可移動(dòng)性低，具有可拆卸性強(qiáng)、易安裝、可靠性高、操作性高、可維護(hù)性高等特點(diǎn)，在海洋鉆機(jī)中非常常見。

1 模塊鉆機(jī)的安裝特點(diǎn)

模塊鉆機(jī)的安裝分為多個(gè)步驟和流程，主要的安裝流程系統(tǒng)有起升系統(tǒng)、旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)、泥漿循環(huán)系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和防噴系統(tǒng)。各個(gè)系統(tǒng)彼此獨(dú)立又互有關(guān)系，所以必須要確保每個(gè)系統(tǒng)的正常工作和運(yùn)行。

1.1 設(shè)備采用可移動(dòng)、可拆卸式安裝

海上鉆機(jī)設(shè)備的安裝費(fèi)用非常高昂，成本是陸上設(shè)備安裝的幾倍，因而要盡量保證設(shè)備的使用年限和較長(zhǎng)的使用周期，從而減少成本投入?；蛘咧苯釉陉懙厣贤瓿芍饕M裝，現(xiàn)在運(yùn)用最多的是鋼樁平臺(tái)，這種平臺(tái)可以事先在岸上預(yù)制好做成導(dǎo)管型式，用駁運(yùn)船運(yùn)到目的地，或者依靠中空的浮力拖至目的地，下沉到海底上，再將樁管由導(dǎo)管內(nèi)插入，并用打樁機(jī)打入海底一定的深度。相較于陸上開采石油，海上石油的開采技術(shù)還不夠成熟和完善，而且受條件的限制，導(dǎo)致設(shè)備可能會(huì)經(jīng)常移動(dòng)和拆卸保養(yǎng)或者是更換部分零件以滿足實(shí)際的需求，這就要求保證設(shè)備具有可移動(dòng)性和可拆卸性。如半潛式鉆井平臺(tái)，平臺(tái)本體與下體之間連接的立柱，具有小水線面的剖面，主柱與主柱之間相隔適當(dāng)距離，以保證平臺(tái)的穩(wěn)性；下體間的連接支撐一般都設(shè)在下體上方，這樣，當(dāng)平臺(tái)移位時(shí)，可使連接支撐位于水線之上，以減小阻力；平臺(tái)本體高出水面一定高度，以免波浪的沖擊；下體或浮箱提供主要浮力，沉沒于水下以減小波浪的擾動(dòng)力（圖1）。

圖1 半潛式鉆井平臺(tái)

1.2 安裝要盡量簡(jiǎn)潔

海上的設(shè)備安裝本身就比較困難，如果安裝程序等不夠簡(jiǎn)潔，不僅會(huì)造成安裝的困難，還可能導(dǎo)致設(shè)備安裝出現(xiàn)問題，不能達(dá)到實(shí)際使用的目的。所以，在海上安裝設(shè)備，其安裝程序、安裝步驟和操作等需要盡量簡(jiǎn)潔，這樣不僅可以節(jié)約安裝時(shí)間、安裝成本，使設(shè)備盡早投入使用，而且還能在很大程度上保證安裝的安全性和可靠性。

1.3 安裝方式需合理

因?yàn)槭窃诤Ｉ习惭b設(shè)備，受自然條件的影響，實(shí)際可操控的空間非常有限，所以必須采用合理、科學(xué)的安裝方式，最大限度地利用有限的空間和資源。

2 設(shè)備安裝模式

設(shè)備的安裝質(zhì)量直接影響到設(shè)備的正常運(yùn)行，甚至?xí)绊懙秸麄€(gè)工程的進(jìn)行。安裝質(zhì)量的優(yōu)劣，會(huì)影響到設(shè)備的使用效率和設(shè)備的安裝費(fèi)用、維修養(yǎng)護(hù)費(fèi)用等。目前常見的安裝方式有懸吊式、基座式和鑲?cè)胧?，這需要根據(jù)實(shí)際的需求和環(huán)境等因素進(jìn)行選擇。

2.1 懸吊式安裝方式

懸吊式一般是采用吊架與結(jié)構(gòu)梁結(jié)合實(shí)現(xiàn)設(shè)備的安裝，適宜在較為高的空間施工。一般是補(bǔ)充材料或者是在外圍安裝空調(diào)等時(shí)，會(huì)采用懸吊式的安裝方式。懸吊式具有布置緊密、節(jié)省空間的優(yōu)點(diǎn)，但是在使用時(shí)必須考慮實(shí)際的情況和后續(xù)維修的空間、維修的可能性等因素，因此相較于其他安裝方式，其在整體控制上較為困難（圖2）。

2.2 基座式安裝方式

定位于安裝平面上的安裝方式為基座式。模塊鉆機(jī)的一些基礎(chǔ)模塊需要采用基座式安裝方式，如發(fā)動(dòng)機(jī)、電機(jī)組、壓縮機(jī)、分離器和油水處理器等，都需要采用基座式安裝方式。因?yàn)檎麄€(gè)鉆機(jī)設(shè)備的基礎(chǔ)就在于此，主要的噪聲來(lái)源也是來(lái)源于此，所以在安裝時(shí)必須要考慮設(shè)備的平整、穩(wěn)定和減噪等問題。

3 安裝時(shí)的注意事項(xiàng)

圖2 井架吊裝示意

海洋模塊鉆機(jī)安裝受其環(huán)境和施工空間等的影響，因而其安裝時(shí)具有其自身獨(dú)特的特點(diǎn)。在安裝時(shí)需要根據(jù)其特點(diǎn)，針對(duì)其特殊的安裝空間和環(huán)境，需要注意以下內(nèi)容。

3.1 安裝順序

安裝順序主要針對(duì)的是不同設(shè)備模塊之間，關(guān)系到結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)之間的銜接。在安裝之初就需要考慮這個(gè)問題，因?yàn)椴煌K、不同的安裝順序，直接影響到安裝工藝的難易程度和設(shè)備空間使用情況等。本文主要是基于海洋安裝空間有限、模塊設(shè)備需緊湊安裝進(jìn)行考慮，在安裝時(shí)要考慮設(shè)備的安裝形式、施工空間、所采用的施工工具等，這些都會(huì)影響設(shè)備的安裝情況。而且，為了確保整個(gè)安裝過程的安全性，在安裝時(shí)還需在外圍安裝一些簡(jiǎn)易柵欄，在安裝結(jié)束后再拆卸。根據(jù)實(shí)際情況，有時(shí)候還需要安裝一些臨時(shí)性的支擋結(jié)構(gòu)。如果安裝鉆機(jī)與一些臨時(shí)的支撐設(shè)備出現(xiàn)沖突，則需要保證鉆機(jī)設(shè)備吊裝完成后再進(jìn)行安裝。但是當(dāng)一些安全設(shè)備的安裝和鉆機(jī)的安裝出現(xiàn)矛盾時(shí)，要首先保證安全設(shè)備。

3.2 防火區(qū)域的選擇

海上鉆機(jī)安裝就是為了采集海洋資源，特別是海洋里的石油資源。而石油是一種易燃物質(zhì)，所以必須要有明確的防火區(qū)域，這需要根據(jù)不同的模塊鉆機(jī)，進(jìn)行防火級(jí)別和安全級(jí)別的劃分。不同等級(jí)的防火區(qū)域和安全區(qū)域?qū)τ谠O(shè)備的要求和施工要求也不同，應(yīng)根據(jù)不同的等級(jí)要求進(jìn)行設(shè)備的選擇和安裝。

4 結(jié)束語(yǔ)

相較于傳統(tǒng)設(shè)備，鉆機(jī)模塊機(jī)械設(shè)備具有良好的性能，更加適用于海上環(huán)境。海洋鉆機(jī)模塊機(jī)械設(shè)備在海洋資源開采中使用得越來(lái)越廣泛，提升了對(duì)海洋自然資源的開采和利用情況。作為整個(gè)工程的基礎(chǔ)，設(shè)備安裝在工程中的作用越來(lái)越重要。