深海半潜式钻井平台的总布置
深水半潜式钻井平台设计_建造关键技术探讨
３０船艇Ｓｈｉｐｓ ＆Ｙａｃｈｔｓ·第２６６期·２·２００７随着世界经济快速增长，石油、天然气需求快速增加，内陆和近海油田潜在资源日趋减少和枯竭，美国和其他工业大国早在２０年前就把石油、天然气开采的目光投向了深远海。
我国政府也十分重视，在“十五”期间，国防科工委在高技术船舶科研计划中优先安排了“新型多功能半潜式钻井平台研制”科研项目，由上海外高桥造船有限公司和第七○八研究所承担，对深远海石油、天然气开发装置进行了较深入的研究。
“十一五”期间，国防科工委、国家科技部“８６３”计划再次投入研究经费，以我国南海油田的实质性开发项目为依托工程，对深远海油、气开发装备的关键技术进行更深入的研究。
本人参与了这些科研项目的立项和实施的管理工作，广泛地接触了我国有关的高等院校、中石油、中海油、石油装备研究所以及国外深水半潜式钻井平台方面的学者和专家，特别是，在深水半潜式钻井平台设计和建造领域的难点和关键技术作了十分深入细致的研究和探讨。
本文就针对这些技术问题作些学术讨论。
中国船舶工业集团公司第七○八研究所 奚立康目前世界上能在大于１５００米水深进行深海钻探的装置只有钻井船和半潜式平台二种。
而半潜式平台性能更加优良：具有极强的抗风浪能力、巨大的甲板面积和装载量、适应更广的水深范围。
经过几十年的发展，目前全球共有约１７５座半潜式平台。
最新型的深水半潜式平台（第六代）的工作水深已超过３０００米，钻井深度超过１２０００米，甲板可变载荷超过１００００吨，作业系统高度自动化、智能化，并且出现了双井架的配置。
半潜式平台虽然被许多国家采用，但由于设计建造的技术密集和资金密集，世界上仅有少数国家能设计建造半潜式平台。
开发设计集中在美国、瑞典、荷兰和挪威等；日本、韩国和新加坡通过引进技术和设计图纸，已成为半潜式平台建造的主要承担者。
我国在上世纪８０年代自主设计建造了工作水深２００米的半潜式平台“勘探三号”；近年来建造了工作水深２０００米的半潜式平台主体结构。
第七章半潜式海洋钻井平台
第七章半潜式海洋钻井平台预览说明:预览图片所展示的格式为文档的源格式展示,下载源文件没有水印,内容可编辑和复制第五章半潜式海洋钻井平台第一节半潜式钻井平台简介一、半潜式平台应用背景辽阔的海洋蕴藏着丰富的资源，其中油气资源的开发是海洋资源开发的重要组成部分。
海洋的平均水深为3730米，其中90%以上海洋面积的水深在200米至6000米之间，74%以上的水深在3000米到6000米间，而目前已探明的海洋石油储量80%以上在水深500米以内，因此有大量的海域面积还有待勘探。
随着世界油气需求的增加，陆上及近海常规水深的开发已趋饱和，海底油气的开采向深水域（水深450-1500米）和超深水域（水深1500米以上）发展。
随着水深的增加，传统的导管架和重力式等平台由于自重和成本的大幅度增大而不适合深水开发，因此适合于深海作业的钻采生产系统成为了研究的热点。
近几十年来，由于墨西哥湾、巴西、西非、北海等深水油气的不断开发，涌现出多种适于深海油气钻采生产的平台型式：张力腿平台（TLP）、Spar、半潜式平台（Semisubmersible）等，其外形及对比如下：半潜式平台又称立柱稳定式平台（Stable Column Platform），是浮式海洋平台的一种常见类型。
半潜式平台由平台主体、立柱（Column）、下体（Submerged Body）或浮箱（Buoyancy Tank）组成，在下体与下体、立柱与立柱、立柱与平台之间通常布置一些支撑连接。
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。
平台本体高出水面一定高度，以免波浪的冲击；下体或浮箱提供主要浮力，沉没于水下以减少波浪的干扰力（当波长和平台长度处于某些比值时，立柱和浮体上的波浪作用力能互相抵消,从而使作用在平台上的作用力很小，理论上甚至可以等于零）；平台本体与下体之间连接的立柱，具有小水线面的剖面，使得它具有较大的固有周期，不大可能和波谱的主要成分波发生共振，达到减小运动响应的目的；立柱与立柱之间相隔适当的距离，以保证平台的稳定。
深海半潜式钻井平台钻井系统选型探讨
深海半潜式钻井平台钻井系统选型探讨摘要：半潜式钻井辅助平台，由浮箱、立柱和甲板箱组成。
海上移动式钻井平台稳性规范要求不同于普通船舶，因其长宽比较小，需要计算横向、纵向稳性，故通过采用固定转轴法和自由扭曲法计算半潜式钻井辅助平台的稳性。
同时，通过建立稳性模型和风力模型，考虑来自任何方向作用于平台的风力，计算各种复杂的工况。
关键词：深海半潜式；钻井平台；钻井系统；选型引言在造船技术高速发展的时代，只有与时俱进地学习使用先进的设计工具，才能高效率完成超负荷的设计工作，降低劳动强度、提高设计精度、提高设计水平。
通过学习使用napa软件建模计算，研究海工平台稳性规范要求和装载工况，也是船厂转型升级，提升核心竞争力，承接高附加值船舶订单的重大举措。
1.钻井系统设计流程以超深水钻井作业需求为目标，进行钻井系统中钻井模块、循环系统、固控系统等的关键参数匹配计算，完成钻井系统的配置选型，建立模块化动力系统、循环系统、固控系统等的性能和结构参数配置数据库。
结合超深水钻井隔水管在各工况下的力学行为分析，为钻井系统设备的选型、设计和操作提供理论依据。
以功能区模块规划、作业成本规划和降低平台质心等为优化策略，进行钻井系统的设备布置计算，完成钻井系统的布局设计。
开展钻井系统与钻井平台的接口体系分析研究，综合分析钻井系统与钻井平台或钻井船之间的人机接口、机电动力接口、智能接口、气液接口等，进行钻井系统电力模块、液压模块等的匹配分析和控制信道需求设计。
确定不同作业工况下各设备匹配时的电力、液压及控制信号等需求量，进行钻井系统输入接口与钻井平台输出接口的关联性分析，研究相互间的接口关系。
开展钻井系统输入接口与钻井平台输出接口的功能设计，包括动力接口、人机接口、气液接口等，研究通信接口协议与标准。
2设计、生产难点及关键技术2.1总体建造方案制定深水半潜式钻井平台的建造方案时，首先要进行结构的分段/总段划分。
分段划分图是平台建造的指导性文件，分段划分的有效合理直接影响到平台建造周期。
探讨深水半潜式钻井平台系统技术
探讨深水半潜式钻井平台系统技术随着全球经济的不断发展，人们对油气能源的需求量越来越大，陆地油气资源储量越来越少，因此人们加大了对海洋油气资源的开发和利用。
随着海洋石油开发技术的不断提高，人们开发海洋石油开始从近海浅水开发向远海深水开发的方向发展，为了有效开发深水石油，人们研制出了之中适合深水石油开发的技术，即深水半潜式钻井平台系统。
本文针对深水半潜式钻井平台系统的设计和使用方法进行分析，希望通过本文的分析能够进一步提高深水石油开发效率，满足人们对石油资源的需求。
标签：深水半潜式;钻井平台;系统技术随着海洋石油开发事业的不断发展，深海石油开发技术也在不断提高，尤其是对深水半潜式钻井平台系统的应用，不仅提高了深海石油开发效率，同时也使海洋深水石油开发事业得到了进一步的发展。
本文针对深水半潜式钻井平台系统的设计流程、特点以及系统配置进行分析，希望通过本文的分析能够进一步提高深水半潜式钻井平台系统的使用效率，保证深水石油开发工作的顺利开展。
一、深水半潜式钻井平台系统的设计在设计深水半潜式钻井平台时，应该将钻井模块设置在整个钻井平台的中心位置。
对于平台上的钻机，例如双井架钻机，可以将其放在双井架的中心位置，或者是以主转盘的中心位置为中心，将钻井放置在中央。
深水石油钻井作业中需要用到大量的水下工具，对水下工具进行下放和回收，因此可以月池设置在钻井平台的中部地区，方便钻井工作人员进行水下器具的使用。
除此之外，深水钻井作业还会用到泥浆泵、泥浆池以及防喷器等设备，这些设备应该统一放置到钻井平台上的船体内的专门用来放置设备的舱室内，方便对设备的储存和维护。
深水半潜式钻井平台上的钻井设备主要集中在平台上的上层和下层甲板区域，或者是钻台上的月池区域。
对于钻井平台管子堆场的长层甲板区域，可以放置各种各样的吊车设备，例如隔水管吊车、防喷器吊车，也可以将排管机和固控设备房安置在这个地方。
在钻井的钻台区域可以布置有钻台、仪表房、转盘以及泥浆防喷盒等设备。
半潜式钻井平台双联钻机钻台布局设计
收稿日期:2008-04-08基金项目:国家“863”高技术研究发展计划项目(2006AA09A104)作者简介:岳吉祥(1971-),男(汉族),山东垦利人,高级工程师,博士研究生,主要研究方向:石油机械、人因工程、超硬材料。
文章编号:167325005(2008)0620113205半潜式钻井平台双联钻机钻台布局设计岳吉祥,綦耀光,肖文生,杨轶普(中国石油大学机电工程学院,山东东营257061)摘要:为建造具有自主产权第六代深水半潜式钻井平台,对双联井架钻机钻台总体布局和钻台自动化处理装备的布置进行了设计分析。
双联井架钻机钻台采用中心布局,分析了与钻台直接关联设备设施不同配置方案的优缺点,优选钻台在平台的布局方案;对主、辅钻井中心采用偏心布置,兼顾作业顺畅和平台动力性能;制定钻台自动化装备布局原则,按双联井架钻台作业工艺流程及设备设施作业衔接关系进行钻台布局,同时基于人因学原则,合理布置转盘、大小鼠洞、顶驱、铁钻工、排管机、多功能机械臂等钻台自动化装备;钻井控制室布局采用集中式布局,实现了基于工艺流程的控制方式,改变基于设备功能集成方式。
在系统分析基础上,完成适合半潜式双联井架钻机钻台布局方案。
结果表明,合理的钻台布局设计不但确保双联钻机钻台自动化作业流程,提高了作业功效和安全性,而且为整个平台布局规划提供了良好基础。
关键词:半潜式钻井平台;钻台设计;钻台布局;自动化作业;双联井架钻机中图分类号:TE 922;TE 951 文献标识码:AD r ill floor l ayout of dua l derr i ck r i gs of sem i 2sub m ersi bledr illi n g pl a tform sY UE J i 2xiang,Q I Yao 2guang,X I A O W en 2sheng,Y ANG Yi 2pu(College of M echanical and Electronic Engineering in China U niversity of Petroleum ,D ongying 257061,China )Abstract :I n order t o construct the 6th generati on se m i 2sub mersible drilling p latfor m s with the independent intellectual p r op 2erty rights,the general layout of drill fl oor and the arrange ment of the aut omated handling equi pment were studied .D rill fl oor of se m i 2sub mersible drilling p latf or m is the work center of drilling .The ulti m ate positi oning scheme of drill fl oor was op ti 2m ized thr ough comparing different layouts of equi pments and instru ments directly affiliated with drill fl oor .The main and aux 2iliary drilling centers adop ted off 2center arrange ment,which can take int o account operati on fl ow and dyna m ic behavi or .The layout p rinci p le and p r ogra m were made according t o operati on fl ow,linking up and mani pulati on relati on .A ll aut omated e 2qui pments on drill fl oor were coll ocated based on hu man fact ors,which include r otary table,big and s mall mouse holes,t op drive,r oughneck,p i pe handing machine,multi 2mani pulat or ar m s and drill cabin .A t last,the ulti m ate general layout was comp leted based on systematical analysis .The results show that legiti m ate layout of drill fl oor not only increases efficiency and safety,but als o supp lies sketch t o whole p latf or m layout design .Key words :se m i 2sub mersible drilling p latf or m;drill fl oor design;drill fl oor layout;aut omated operati on;dual derrick rigs 2006年,我国启动半潜式钻井平台设计建造研究,目标平台适合作业水深3k m ,钻井能力10km 。
半潜平台资料
海上半潜式平台的相关调研资料汇编4.1海洋石油981海洋石油981深水半潜式钻井平台，简称“海洋石油981”，中国海油深海油气开发"五型六船"之一，是根据中国海洋石油总公司（简称“中海油”）的需求和设计理念，由中国船舶工业集团公司第七〇八研究所设计、上海外高桥造船有限公司承建的，耗资60亿元，中海油拥有自主知识产权，由中海油服租赁并运营理。
该平台采用美国F&G公司ExD系统平台设计，在此基础上优化及增强了动态定位能力，以及锚泊定位，是在考虑到南海恶劣的海况条件下设计的，整合了全球一流的设计理念、一流的技术和装备，所以它还有着“高精尖”内涵。
除了通过紧急关断阀、遥控声呐、水下机器人等常规方式关断井口，该平台还增添了智能关断方式，即在传感器感知到全面失电、失压等紧急情况下，自动关断井口以防井喷。
设计能力可抵御两百年一遇的超强台风，首次采用最先进的本质安全型水下防喷器系统，具有自航能力，还有世界一流的动力定位系统。
主要参数海洋石油981深水半潜式钻井平台长114米，宽89米，面积比一个标准足球场还要大，平台正中是约56层楼高的井架。
该平台自重30670吨，承重量12.5万吨，可起降中国最大的“Sikorsky S-92型”直升机。
作为一架兼具勘探、钻井、完井和修井等作业功能的钻井平台，“海洋石油981”代表了海洋石油钻井平台的一流水平，最大作业水深3000米，最大钻井深度可达10000米。
该平台总造价近60亿元。
4.2“油服创新号”钻井平台“油服创新号” 钻井平台是按照挪威海域的相关法律、法规、规范、标准来设计和建造的半潜式钻井平台，满足挪威石油安全管理局、挪威海事局、挪威船级社、挪威石油工业技术标准及传统半潜式钻井平台的相关要求，具备在全球海况最复杂的挪威北海海域作业的能力，同时适用于全球其他海域。
“油服创新号” 钻井平台长104.5米、型宽65米、型深36.85米，设计吃水9.5米－17.75米，作业水深70－750米，最大垂直钻井深度7500米，最大可变甲板载荷4000吨，额定居住人员120人，集钻修井、居住等功能于一身。
深海半潜式钻井平台的总布置
ｌ 总 布 置 原 则
平 台总 布置 是 一 个工 艺 流程 确立 、 能 区块 划 分 、 功 系统 布置 规划 、 备参 数 落实 、 构设 计 协调 等练 合没 设 结 计 过程 ， 是半 潜 式平 台总体 设 计 的重 要 内容 之一 ， 不但 对 平 台的作 业 性 能 有 十分 重 要 的 影 并关 注岩 屑处 理 等环 保 问题 。
２ 关 键 技 术 点 分 析
２ １ 可 变载 荷 ． 可变 载荷 是 深海半 潜 式钻 井 平 台关键 性 能 指标 之一 ， 主要 由平 台的作 业水 深 、 井深 度 、 型 、 钻 船 主尺 度所
收 稿 日期 ：０ ６ ｌ — ９ ２０一ｌ Ｏ
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第２ ２卷
第 ３期
中
国
海
洋
平
台
・ ・ ７
文章 编 号 ：０ １ ５ ０ ２ ０ ） ３— ０ ０ — ０ １ ０ —４ ０ （ ０ ７ ０ ０７ ５
深 海 半 潜 式钻 井 平 台 的 总 布 置
刘海 霞
（ 中 国船 舶 工 业 集 团公 司 第 七 （ 八 研 究 所 ， 海 ２ ０ １ ） 上 ０ ０ １）
深水半潜式钻井平台钻井设备配置方案的探讨
钻 井 设 备 配 置 是 深 水 半 潜 式 钻 井 平 台 的 关键 技术 ，直接 关系 到平 台的作业 效 率 ，必 须予 以十 分 重视 。随着石 油天 然气 勘探 开发 事业 的 突飞猛 进 ，
钻井 设备 技术 已有 长足 发展 。探 讨钻 井 设备 配 置方
案主 要 是为 目标平 台 的主要 参数 确 定提供 依据 。本
置 了双联 井架 液压 升 降型钻 机 （ １。在 ２ ０ 图 ） ０５年
３ 月 交 付 使 用 的 ＧＳ （ ｏ ａ ａｔＦ Ｆ Ｇｌｂ ｌ ｎａ ｅ）公 司 的 Ｓ
“ ｖ ｌｐ ｎ ｉｅ 号 及 “ ｅ ｅｏ ｍｅ ｔ ｉｅ Ｄｅｅｏ ｍｅ ｔ ｌ ｒ Ｄｒｌ Ｉ” Ｄ ｖ ｌｐ ｎ ｌ ｒ Ｄｒｌ
层钻 井和 下表 层套 管 作业 。经过适 当的操 作 ，可 以
将 Ｂ ＯＰ 在 水下 直接 移到 下一 井 口。采 油树或 其他
模块 也可 以在 进行 钻井 的同时 安装 。
作者简介：赵建亭 ，男 ，工程师 。１７ ９８年生，２ ０ ０ ２年上海 海运学 院机械设计制造及 自动化专业毕业 ， 现从 事特种机械设计与研究工作 。
在 多 井 口水 下 模 块 作业 时 ， 可 以 同时进 行 水 下 作 业 。主钻 机 在通 过 Ｂ Ｐ隔水 管进 行钻 井 作业 时 ， Ｏ／
Ｉ”号 第 五代深 海 半潜式 钻井 平 台亦配 置 了主 辅井 Ｉ
口双联 井架 作业 系统 。
辅钻机可以不通过 Ｂ Ｐ￣水管进行另一 井 Ｌ的表 Ｏ／ 一 ｊ
响作 了探 讨 。 关键 词 ：深 海 ； 半潜 式平 台 ；钻 井 设 备
中图分 类号 ：Ｕ６ ４３ ２ ７ ８１ ０
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深海半潜式钻井平台的总布置深海半潜式钻井平台的总布置●文/中国船舶工业集团公司708研究所刘海霞随一,总布置原则平台总布置是一个工艺流程确立,功能区块划分,系统布置规划,设备参数落实,结构设计协调等综合设计过程,是半潜式平台总体设计的重要内容之一,不但对平台的作业性能有十分重要的影响,而且也是后续设计和计算的主要依据.通常在方案构思,船型,尺度,表I隔水导管存放形式对比技术形态等要素确定时就需对总布置做初步规划,绘制总布置草图,以配合运动性能,稳性,定位能力等性能计算和总体方案的确定.在注意其构造,用途,作业等特殊要求的同时,应遵循以下基本原则:(1)满足作业要求.以平台的功能目的为核心和基本出发点,合理布置钻井设备,确保钻井作业的可行性,便利性.(2)确保稳性,运动性能,定位能力等技术性能,这是平台安全运营的根本.(3)妥善考虑平台的各部分质量分布,注意平台的重力平衡,合理性与施工工艺.(4)防火及防爆等安全问题至关重要,在初步规划总布置时即要避免或降低在危险区域中布置机械,电气等设备所引起的安全隐患和成本费用增加.(5)与主尺度,结构形式,系统要求等综合考虑.(6)注意设备维护及升级的空间,适当为钻井新技术的应用(如双梯度钻井,欠平衡钻井等)和平台的功能扩展预留空间,并关注岩屑处理等环保问题.=,关键技术点分析1,可变载荷可变载荷是深海半潜式钻井平台关键性能指标之一,主要由平台的作业水深,钻井深度,方式1与方式2的重心高度差对平台整体的影响(平台作业状态排水量以50000t 计入):(11.93—11.1)×2700/50000=0.04m2011/5WWW.shipsources.corn造船工业43■特别关注S皿eCia-肌ention船型,主尺度所决定.可变载荷通常指甲板(含立柱)可变载荷,主要包括人员,备品,钻井设备可变载荷(防喷器,采油树,测井设备等),钻具(隔水管,套管,钻杆,油管等),钻材(水泥,土粉,重晶石,袋装品,泥浆).钻井水,盐水,基油等钻井液及燃油,淡水均布置在下浮体内,从性质而言也属可变载荷,但从对平台性能的影响而言,其敏感度不如甲板可变载荷,所以一般所指的可变载荷并未计入此部分.但对于深海半潜式钻井船,可变载荷应包括以上各部分.可变载荷大,有利于减少供应物资的运输次数,降低作业成本,保证连续钻井作业,提高经济效益.钻井平台的可变载荷随作业水深和钻井深度而增加,深海作业一次带足钻一口井所需的可变载荷是不现实的,应根据海域环境,油田开发整体规划,供应船能力,平台自持力,作业费用等确定合理的可变载荷大小,在船型尺度和总布置设计中细化可变载荷各分项的大小,布置.可变载荷的布置应围绕钻井作业流程展开,以确保工艺流程顺畅;注意平衡平台重力以减少调载量,降低平台重心以提高可变载荷量或平台稳性储备.常用钻具钻材(隔水管,套管, 钻杆,日用泥浆等),钻井专用设备(防喷器,采油树等)应位于上层甲板, 备用泥浆设于立柱内.原料(重晶石, 土粉,水泥)可设于上层甲板或立柱内,视具体布置情况而定.钻井水,盐水,基油,燃油,淡水布置在下浮体内.少数平台将隔水导管,套管等钻具放在立柱内,平台重心虽可降低, 但管子处理不方便,影响作业效率,现在一般不取.2,双井系统新一代深海半潜式钻井平台,应用双联井架的主辅井口作业理念,在同一平台上配备两套钻井系统,主系统钻井,辅系统接管,维修,钻井等,以提高作业效率.主系统的大钩提升能力一般为2000kips(907.2t),辅系统的大钩提升能力一般为1O00kips (453.6t).单井13作业时,辅系统可并行组装,拆卸井下组件,钻具和管子立根,可在开钻表层时下放套管,防喷器等.在多井口水下模块作业时,主钻机通过防喷器/隔水管进行钻井作业,辅钻机可不通过防喷器/隔水管进行另一井13的表层钻井作业和下表层套管作业.主辅井13横向布置于平台甲板,纵向处于平台中心,井口横向距约1Om,横向位置各有不同.(1)主井13在平台中心,辅井口位于平台左舷,中心点运动性能最佳,有利于钻井作业.(2)主辅井口距平台中心3m/7m或1:2,有利于大钩载荷相应的重力平衡.主井口若偏于中心3m,垂荡增加量较小,并不影响钻井作业.(3)主辅井口对称布置于左右舷,对实现双钻井的平台而言,主辅井均可获得较好的运动性能.主辅井口的44造船I业2011/5表2DPS0—3两种机舱方案对比位置还要综合考虑辅井口的功能定位, 管子堆场的布置等确定.月池(通海井) 开口横向布置,具体大小和详细位置根据井口位置和防喷器,采油树的下放方式等确定.3,隔水导管存放形式隔水导管的存放形式主要有3种:平放,立放,立放+平放.立放隔水导管可从立放状态直接移送到井架内,平放隔水导管需通过输送机从平放状态转为立放状态后送到井架内,占用时间较多.立放可提高隔水导管处理与整体作业效率,但同时提高了重心,对平台稳性不利.立放伸入甲板,自下甲板穿过中间甲板,主甲板,为专门存放区域,隔水导管消耗后仍不易做其它布置.平放一般位于主甲板,其区域可与套管存放区域交替,综合使用.可见,立放和平放两种存放形式各有优缺点,而立放+平放的组合形式兼顾了作业效率,区域利用等.根据目前半潜式钻井平台使用情况,对于最大作业水深3048m(10000f t)的平台,其常用作业水深多为2286m(7500ft),隔水导管等钻材可按2286m水深设计平台自带量,若水深超过2286m再行补给.组合存放形式可按2286m立放+2286m平放. 为了解隔水导管存放形式对稳性的具体影响,作如下分析.选用隔水导管规格:内径0.533mIc5f.1慢IlfOI—r_f1●—■■■●If3i●——■■■●■f6lt厂:==-+l:==f●■-c6lI●■—■lf3{●—■■●_iO¨7,—Lf11-tf●1f21l图14机舱布置形式(21"),单根长度22.86m(75ft),共3048m(10000ft),外加直径为1.372m (54")浮力材料,总重2700t.立放需深入甲板内,其占用面积按双层计入,底端距下甲板取0.5m 间隙.3048m平放堆高为8.2m,762m平放堆高为2.05m.为便于比较其对稳性的影响,重心高统一相对下甲板而言.平台上层甲板建筑层高一般为3.45/3.5m,本分析中下甲板距主甲板取为7.0m.表1中列入立放于主甲板的形式仅为分析比较用,由于处理系统不易设置,重心过高等,在布置上不作此选择.对于平台稳性而言,重心提高0.04m的影响可忽略.通过数据分析,可见前3种存放形式在面积和重心方面略有不同,但并无较大区别.从提高作业效率而言, 隔水导管立放是较佳方式.对于目前最大作业水深3048m的平台,常用作业水深多为2286m,考虑平放区域与套管区域公用,作业效率与占用面积的综合,取2286m立放+762m平放较佳.隔水导管平放或立放均以横向对称布置为宜,避免增加平台横倾.4,机舱数目与布置新一代深海半潜式钻井平台多采用动力定位+锚泊定位的双定位系统, 动力定位级别为DPSo-2或DPSo-3,相较DPSo-0或DPSo-1而言提高了动力定位的冗余,保证单个故障情况下的平台定位要求,对钻井作业的安全性, 可靠性和作业效率有利.DPSo-2一般设2机舱,以提高安全性.根据规范要求,DPSo3的主机及配电系统至少布置在两个舱室内,以满足一舱失火或浸水的单个故障发生时平台的定位要求.机舱数目多取2或4个,配机组8台.个别平台设计,机舱取为3个,配机组6台,但较少采用.在相同功率要求,相DPSo-3条件下,由表2分析可知,主电站装机总功率和单机功率,2机舱方案比4机舱方案均需增大5O%.以某平台为例,根据电力负荷估算,在DPSo-3单个故障情况下保持泥浆循环时总负荷为3万kW,若设置4个机舱,需配置主机8×(5000～5500kW).若改为2个机舱,则需配置主机8x(7500kW),总功率增加2万kW,2011/5WWW.shipsources.corn造船I业45 ■特别关注S皿eCia_肌ention机组总重量增大150t,初投资增加600万美元,且机组尺寸特别是长度增大将对总布置甚至主尺度产生不利影响.动力定位DPS0-3采用4机舱+4主配电板室的方案有利于降低总装机容量和单个发电机容量,单个推力器容量,提高安全性.先进的自动化监测,控制系统可以减少舱室分隔增多引起的常规现场巡视操作需要,并给作业人员带来方便.2机舱方案的布置比较确定,设于甲板艉部,左右舷对称,与艏部的生活楼远离.每个机舱临近附设一配电板室,满足控制要求.4机舱方案布置形式有多种选择,须结合隔水导管,泥浆区等关键布置及箱型甲板尺度,结构形式等主要技术形态综合考虑.通常有两个机舱位于甲板艉部,另两个机舱的布置有多种选择.下文对平台进行区块划分做另两个机舱布置,并分析其可行性(参阅图1).(1)两个机舱位于甲板艏部.生活楼一般设于艏部,机舱位于生活楼之下,噪音,振动等对生活模块的安全和舒适不利,且机舱占据了生活楼的部分区域导致生活楼上移,主甲板以上层数增加,受风面积增大,对稳性不利.(2)两个机舱位于井El区前部两侧.对甲板横向尺度要求较大,视甲板结构呈井字型或口宇型其难易度不同.(3)两个机舱位于井I=1区前部.避开生活楼,安全性较好.若隔水导管立放且布置于该区域,机舱布置可转为井口区前部两侧(即(2)形式). (4)两个机舱位于井13区两侧.此区域一般为钻井作业专用辅助区,设置泥浆区,BOP液压间,空压机间等,不宜布置机舱.(5)两个机舱位于井口区后部两46造船I业WWW.shipsources.corn2011/5 侧.对甲板横向尺度要求较大,视甲板结构呈井字型或1:3字型其难易度不同;但该区域可能布置灰罐,配浆室等. (6)两个机舱位于井13区后部.4个机舱集中可使布置紧凑,管系统一.若该区域布置泥浆区,机舱布置可考虑转为井口区后部两侧(即(5)形式). (7)两个机舱位于甲板艉部.即在甲板艉部区域布置4个机舱,均需A一60防火壁隔开,相应的配电板室布置在其前部,总面积占用较少;布置紧,管系统一,但安全性不如分散布置.在平台四角立柱区域,为梯道,管系,电缆等区域,不可做机舱布置:机舱位于井IZl区前部,与隔水导管是否立放于此区域密切相关;机舱位于井口区后部,与泥浆区布置密切相关.若隔水导管立放,机舱布置宜选择第(2)(6)(7)形式:若泥浆区布置于井口区后部,机舱布置宜选择第(2)(3)(7)形式.每机舱附设的配电板室应临近布置.平台采用DPSO-3系统后可不另设应急发电机室,而设泊船室(Dead ShipGeneratorRoom),泊船发电机组容量视负荷要求而定,可向初始启动主发电机组和安全控制系统供电, 同时兼停泊发电机使用.5,其它要点说明甲板布置应整体进行功能区块划分,以井13区为核心布置管材,泥浆, 设备等,围绕钻井工艺流程实现布置和优化,注意重力平衡,分系统要求, 安全性要求等.箱型甲板结构分为13字形结构和井字形结构.立柱延伸至箱型甲板的, 是1:3字形结构,甲板区块划分灵活, 甲板布置灵活.立柱不延伸至箱型甲板的,是井字形结构,甲板区块划分统一,区块尺度受立柱尺度局限,甲板布置统一.钻井系统的布置综合考虑工艺流程,作业效率,全局布置,重力平衡,重心降低等.生活楼位于艏部,左右对称布置,远离井口区等危险区,且和机舱相对分离.为降低受风面积,生活楼设置层数不应过多,力求安全,舒适.立柱,浮体的布置比较常规,无太大差异.立柱内的垂向分舱是按作业吃水,破舱安全确定.外侧设置梯道, 管系,电缆,内侧设置不同的功能区域以布置备用泥浆和部分原料罐等可变载荷,可变载荷量由立柱布置空间和总体性能而定.在立柱中层外边缘, 若空间允许和安全要求,可设置隔离空舱以提高破舱稳性.立柱底层可根据平台配备的不同,分别布置压载舱, 空舱,储存舱,锚链舱等.双浮体内艏艉端布置泵舱,推力器舱等设备舱,纵中设管隧,其余为基油,淡水,钻井水,燃油,饮用水,压载水等液舱.基油舱,淡水舱,燃油舱宜布置在浮体内侧,以减少破损泄漏时造成的危害.推力器舱若设8 个,每端2个推力器舱宜错位布置,以减少相互干扰,提高效率.锚链舱也可布置于浮体艏艉端.若采用杆形横撑连接立柱底部,横撑内部为空舱.若采用翼形横撑或板形横撑连接于浮体,横撑尺度较大, 内部可布置压载舱.三,结语典型的新一代深海半潜式钻井平台,满足深海钻井的7000～10000t可变载荷要求,配备横向布置的双井系统,隔水导管以立放为主,平放为辅,以8机组,4机舱达到动力定位DPSo-3,确保平台性能要求,实现安全高效作业.随着研究技术的提高和工程经验的积累更优化的布置应用于更先进的深海半潜式钻井平台将进一步推进深海能源的勘探开发.皿。