“海洋石油981”深水钻井平台钻井系统的优化设计
深水钻井技术简介(981性能及深水钻井风险)
主要内容
背景概述 深水钻井特点 深水钻井主要风险 深水钻井工艺技术 阶段成果
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4.1、 表层建井工艺
表层建井工艺挑战为：
1）浅层气 Shallow Gas 3）天然气水合物 5）固井作业质量保证
2）浅层水流 SWF 4）海底滑坡
挑战
表层建井关键工艺及措施：
☻井场地质调查，进行浅层地质灾害分析及评估 ☻无隔水管钻可疑浅层气/水流地层（ 同时使用MWD/LWD） ☻DKD（Dynamic kill Drilling）动态压井技术 ☻PWD（Pressure while Drilling）随钻压力监测
常规浅水调查局限性 常规浅水大部分采用拖带和船载的方式
局限性：拖带设备的拖深控制和定位在深水中存在较多的问题，精度受影响。船载 的设备由于长的传输距离，信号丢失较多，虚假信息较多，解释结果不可靠。
深水井场调查特点
目前深水常用水下自航测量设备（AUV：Autonomous Underwater Vehicle）作 为调查工具的载体。
长昌凹陷中央背斜构造带 长昌33-1、万宁3-1 等
中央峡谷岩性-构造圈闭 带 陵水22-1、23-2等
陵南低凸起西北部 披覆背斜构造带陵 水26-2、32-2等
北礁凹陷北部反向断阶构造带 陵水30-1等
松南低凸起-北礁凸起北部披覆背斜 构造带永乐7-1等
北礁凸起东部披覆背斜构造带 （自营）万宁7-1、14-1等
• 钻井液损失，进而引发井涌或井喷 • 卡钻，井眼垮塌 • 导致提前下套管，增加套管层次等等
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3、 深水钻井主要风险
3.7深水钻井主要风险之七：井控风险 井控难点：
由于水深，隔水管及阻流压井管线长，地层孔隙及破裂压力窗口窄，深水 井控与浅水井控相比的主要困难有：
“深水战略”的坚实一步——聚焦“海洋石油981”钻井平台首钻成功
资料 显 示 ，在 “ 洋 石 油９ １ 海 ８ ”建 造 之 前 ，国外 深 水 钻 井 能 力 已 达 ３５米 ，而 国 内 只 有 ５５ 。 此 ０２ ０米
就 已经 建成 ，在此 期 间 的一 年 时 间里 ，历 经联 调 、试 钻 ，终 于 在 今 年 ４ ６ 月 日来 到 它 的 主 战 场 一 一 南 海 ， ４ ２ 日到 达 当前 井位 ，经 过 了试 运 行 ，做 好 ｒ正 式 月 ７
深 水 井 的钻 探 工 作 ，并 首 次 突 破 １０ 米 深 水 钻 井 作 ００
１ 国土资源 ２ １年５ ６ ０２ 月号
业 ； 中海 油 还 与 法 国公 司Ｔ Ｔ Ｌ 作 ，共 同 完 成 了 Ｏ Ａ合 ３ 口井 的钻 井工 作 。 ３ 这 次 开 钻 的 预 探 井 ，距 离 香港 东南 约３ ０ 里 ， ２公 在 中 国２ ０ 里 专 属 经 济 区 范 围 内 。 井 位 水 深 １９ ０海 ４６ 米 ，预计 完 钻井 深将 达 ２０ 多米 。 ３０ 这样 的选址 很有 讲究 。
业 水 深３ ０米 ，最大 钻 井深 度 可 达 １ ００ 万米 ，并拥 有 ６ 个 “ 界首 次 ”和 “ 内首 次 ” 。其 中包 括 ：首 次 采用 世 国 ２ ０ 一 遇 的 风浪 参 数 加 上 南 海 内波 作 为设 计 条件 ， ０年 大 大 提高 了平 台抵御 灾 害 能力 ；首次 采 用 动力 定 位 和 锚 泊 定位 的组合 定 位 系统 ，水深 在 １０ 米 以 内时 可 以 ５０ 采 用 全锚 泊 定位 ，水 深超 过 １０ 米 时采 用 伞动 力定位 ５０ 模 式 ，大大 节约 燃 油 ，优 化 节能 模式 ；首 次突 破 半潜 式 钻 井 平 台可 变 载 荷 ９０ 吨 ，为 世 界 半 潜 式 平 台之 ００
深水钻井作业时效管理在海洋石油981的应用
石油科技
装备专委会
CPS-HYYXLW-2014/15-004
珠江口盆地白云凹陷恩平组大型煤系三角洲特征与勘探意义
杨海长、陈莹、韩银学、沈怀磊、曾清波
石油地质
专业委员会
CPS-HYYXLW-2014/15-005
石书缘、胡素云、姜华、洪海涛、刘伟
石油地质
专业委员会
CPS-HYYXLW-2014/15-006
朱超、刘占国、宫清顺、夏志远
浙江省
石油学会
CPS-HYYXLW-2014/15-020
Contourlet变换在地震资料去噪中的应用
李永超、杨英虎
天津市石油学会
CPS-HYYXLW-2014/15-021
准噶尔盆地厚沙漠区表层实测Q采集及计算方法研究
王晓涛、蒋立、薛为平、谭 佳
新疆石油学会
CPS-HYYXLW-2014/15-022
川渝含硫气田腐蚀监/检测及控制技术探讨
张强、黄黎明、江晶晶、蔡忠明、莫林
四川省石油学会
CPS-HYYXLW-2014/15-039
李 骞、钟 兵、杨洪志、 徐 伟、邓 惠
海洋石油分会
CPS-HYYXLW-2014/15-033
时培正、董铁军、杨波、黄承德
海洋石油分会
CPS-HYYXLW-2014/15-034
深水内转塔式FPSO系泊系统方案研究
周 楠、刘 波、李俊汲、唐琰林
海洋石油分会
CPS-HYYXLW-2014/15-035
水下生产系统管汇和控制分配单元集成设计
汪长辉、刘志刚、张保庆、马磊、陈洪涛
石油物探
专业委员会
CPS-HYYXLW-2014/15-018
屹立深海的中国力量：海洋石油981钻井平台全解读
屹立深海的中国力量：海洋石油981钻井平台全解读集高精尖技术于一身据中海油方面提供的资料，世界范围内，类似“海洋石油981”的平台大约有17到18艘。
中海油深水钻井船工程项目组项目副总经理粟京表示，论综合能力，“海洋石油981”可以处于前三。
“海洋石油981”整合了全球一流的设计理念、一流的技术和装备，因此它集“高精尖”技术于一身，其中尤以六大“世界之最”最为典型。
“海洋石油981”之所以能在海上风浪较大的深水区保持不动又准确无误地打井，是因为它首次采用动力定位和锚泊定位的组合定位系统。
简单说，就是在1500米水深海区，用抛锚方式固定平台；在3000米水深海区，抛锚鞭长莫及，就采用动力定位，即在精确计算的基础上，靠8个推进器的反作用力抵消风、浪、流等对船体的作用力，达到平衡定位目的。
这样二位一体的组合定位，国际上没有先例。
该系统让“海洋石油981”成为惊涛骇浪中的“定海神针”，确保平台全天候作业。
“海洋石油981”的中控室，相当于整个钻井平台的“大脑”。
动力定位师靠操作中控室里一排排的按钮将自重为3.1万吨、可变载荷9000吨的“海洋石油981”航行定位，可以保证游离但不偏离一米。
“海洋石油981”最关键的部件之一，便是位于船体最下方，分列4个角落的8个螺旋桨。
在电脑控制系统精确的分析计算下，螺旋桨各方位恰当运转，才使得钻井平台不会“随波逐流”。
即使任何两个螺旋桨失效，平台也会在其它螺旋桨的“借力补力”下，正常运转。
此外，“海洋石油981”首次采用南海200年一遇的风浪参数对平台的总强度和稳性进行校核，平台可以在南海恶劣海况条件下高效安全作业；又如，“海洋石油981”上首次成功研发的世界顶级超高强度R5级锚链，在不增加重量的基础上比R4级增加了100多吨的拉力，平台在调试中曾遇到两次风力超过15级强台风的袭击，抛锚状态下的平台稳若磐石，没有位移，R5锚链起了关键性的作用。
“海洋石油981”还首次采用最先进的本质安全型水下防喷器系统，可预防类似墨西哥湾重大漏油灾难的发生。
“海洋石油981”深水半潜式钻井平台建造质量管理实践
１１ 制定 明确 的质量 分级原 则和 处理措 施 ．
对于可能出现的质量问题，项 目 组采取 了质量问题分级管理的做法。该方法将建造过程 中发生的 质量问题分为红、橙、黄三级预警处理，明确各预警级别的定义、处理原则及相关方，质量分级预警
首先在 项 目组 内部进 行沟 通 ，并 与船 厂 的质量 管理 人员和 管理 层进 行 了讨 论 ，大家 获得 了共 识 ，处理
１２ 编 制项 目质量 管理 工具 ．
为确保 项 目的各类 问题 能得 到合 理快 速 的处 理，项 目组 在 开工前 编制 了各类 问题 处理 质量 管理 工 具 ，并 依据项 目质 量管理 分级 预警 机制 原 则 ，对发 生 的各 类质 量 问题按照 轻 重缓急 、处 理方 式 、责 任
１ 质量管理分级ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ警机制 的创新
质量 管理 分级预 警是 指通 过对 出现 的质 量 问题 ，按 照 问题 的 轻重缓 急进 行 归类 ，明确 重 点 ，并
通 过 因果 图、帕累托 图等 质量 管理工 具迅 速分 析 出隐藏 在质量 问题 背后 的主 要原 因 ，一方面 极大地 提高 了质量 管理 的效 率 ，另一方 面也对 承包 商 的质量 管理 意识起 到 了警示 和推 动作用 。
５ ２卷
增刊 ２
中
国
造
船
Ｖｏ ． ２ Ｓ ｅ ｉｌ １ ｐ ｃａ ２ ５
２１ ０ ９月 １年
Ｓ ＩＢＵ Ｌ ＮＧ ＯＦＣ ＮＡ Ｈ Ｐ Ｉ ＤＩ ＨＩ
Ｓ ｐ． ０１ ｅ ２ １
文 章 编 号 ： １０ —８２２ ）２０ ６ ・６ ０４ ８ （０ Ｓ —５ ５０ ０ １ １
问题做到有章可循。 分级处理原则也一目了 避免了出项质量问题后， 题处理级别上 （ 然， 在问 如发放
一种981钻井平台互动展示装置的设计
Sheji yu Fenxi!设计与分析一种981钻井平台互动展*装置的设计王明旭朱云龙石爱军吴少明秦承运（合肥探奥自动化有限公司，安徽合肥230027）摘要:“海洋石油981”深水钻井平台是我国开发深海油气资源的战略装备，但对该钻井平台己有的科普展示，以缩小比例仿真模，展示计AR互台，展示钻井平台定位、直升机降落、油轮、的计钻井平台模、三自运系统、大尺寸弧面投影展示钻井平台DP3动力定位该机电装互动趣味性好，展示效果佳，可推科普展示合关键词:海洋石油981AR技术;机电模型；多媒体投影0引言“海洋石油981”深水钻井平台（以下简称“981钻井平台”）体、模@、定位）、水系@系统、采油树、集油器等）等组成，最大作业水深3050m,甲板面，高45层楼，DP3定位定位的合定位系981钻井平台国油气资源的探开发深海,对于保障我国能源安I维护领海有叭对981钻井平台，国国舶博览会上曾展出该平台模，但模展示枯燥,知识内容少。
借助国家科技支撑计划“高新技术互体验系列展品展示关键技术研发”课题，本文设计了981钻井平台机电模型，AR技术屏幕，综合展示了钻井平台定位、直升降落、油轮、的以及钻井平台DP3定位过程。
1装置总体结构装981钻井平台模型、三自运系、AR互动工作台、DP3定位体验台、弧面展墙、仪成。
装置总成结构如图1所示。
国家科技支撑计划资助课题“高新技术互动体验系列展品展示关键技术研发"（2015BAK34B02）资助模型仿照981钻井平台缩小制，自运动系统实现模拟运动。
DP3定位体验台设置3个风浪模式选择按钮、1确定”按钮1DP3定位”按钮，按下按钮，投仪在展墙播放关体内容，模行模拟运AR互台包含摄像头15英寸触摸屏，可以观看AR 体演示内容。
2装置展示工作流程2.1平台动力定位互动展示DP3动力定位系统是世界上最先进的技术，以不借助定位，不断检测出平台实际位与目位置偏差，根据风、浪、流等外界干扰力，计算出平台恢复到目标位置所需小，控制系，持平台位置在符合求的范围内［2#3"。
海洋石油修井机优化设计探讨论文（最终5篇）
海洋石油修井机优化设计探讨论文（最终5篇）第一篇：海洋石油修井机优化设计探讨论文1石油修井机液控系统存在的主要问题1.1安全隐患严重液压站当中所配备的高低液位报警系统、油温自控系统无法使油温、油位等信息被及时的报告给司钻控制房，在修井作业之时，若本地报警系统出现了故障问题，司钻将难以及时获取到油温与油位的警报信息，由此便极有可能会造成严重的安全隐患。
电驱动修井机绞车盘刹控制手柄零位信号无法为自动化控制系统所及时获取，一般状况下大都是采取触摸屏来实现对于绞车的控制，盘刹手柄在突然启动之时，工作钳比例可实现对阀门的控制，若此时转速不为零则绞车将会做出刹车动作，在这一情况下若绞车主电机依旧处于高速旋转状态，便极易大致电机受损。
1.2缺乏人性化采用电力驱动的修井机液控系统具体可被分成机具控制系统与盘刹控制系统两类，且仅能够在本地控制箱当中来实现对液压站的开启或暂停，无法促使司钻控制房实现远程开启或暂停。
电驱动修井机液压绞车与猫头在司钻空置房当中所采取的远程控制方式为气控液方式，在操作之时有着十分明显的延时性现象，操作起来极为不便，在紧急作业时这一缺陷将更加明显。
2系统优化设计2.1液压站远程自动化控制液压远程控制需要可以在司钻房当中实现对以下几项设备的开启与暂停控制，其具体包括有：冷却风机、盘刹电机、加热器、循环油泵、机具泵电机等。
综合考虑修井机电控系统触摸屏与自动化控制系统，在触摸屏当中组态设置出距离切换，对于盘刹电机、加热器、冷却风机、循环油泵等采取开启与暂停软输入控制，利用自动化控制系统以及PROFIBUS总线技术来实现互相通讯，依据司钻处于触摸屏的操作执行状态下来进行有关的输出控制，达成对于电机在远距离条件下的开启与暂停控制。
2.2高效率优化设计2.2.1液压绞车控制采用电控液来取代传统的液压绞车气控液，可在司钻控制房当中远程实现对液压绞车的精确化控制。
通过司钻控制房所供应的电力来源，整个石油修井机的控制系统是通过液压绞车电控液控制手柄、电磁比例换向阀、数字放大器等所共同构成。
深水钻井技术简介(981性能及深水钻井风险).
中央峡谷岩性-构造圈闭 带 陵水22-1、23-2等 北礁凸起东部披覆背斜构造带 （自营）万宁7-1、14-1等 陵南低凸起西北部 披覆背斜构造带陵 水26-2、32-2等 松南低凸起-北礁凸起北部披覆背斜 构造带永乐7-1等 北礁凹陷北部反向断阶构造带 陵水30-1等
a.深水海域已成为全球油气资源的
重要接替区。近年在全球获得的重大勘 探发现中，有50％来自海洋，主要是深
水海域。
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1、 背景概述
1.2为什么要开发深水油气：
b.国内的深水主要集中在南海，石油蕴
藏量约在230亿至300亿吨之间，天然气蕴藏 量约16万亿立方米，占中国油气总资源量的三 分之一，其中70%蕴藏于153.7万平方公里的 深海区域。
• 风速（1分钟平均）： • 有效波高： • 流速（表面）：
45节 6米 1.8节
隔水管连接 工况
作业条件
• 风速（1分钟平均）： • 有效波高： • 流速（表面）：
50节 6米 2节
正常作业条件：平台漂移≤5％（ 2o－ 4o） 限制作业条件：平台漂移5％～10％ （4o－ 6o） 隔水管解脱： 平台漂移大于10％ （6o－ 9o）
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1、 背景概述
1.2为什么要开发深水油气：
c.随着经济的发展，中国油气对外依
存度不断提高，叩开深水油气资源的
“大门”，成为立足国内寻求油气资源 的重要战略选择。
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1 、 背景概述
1.3 世界深水勘探开发的现状
自上世纪90年代以来，全球深水区块 不断被发现和开发，近年来深水勘探 开发的势头更是愈发强劲：
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中
国
造
船
学术论文
２ 设计系统 的设计 、建 造 与检验 需满足 ＡＢ Ｓ和 Ｃ ＣＳ《 海 上移 动平 台入级 与建造 规范 》 ，美 国石油 学会 （ Ａ Ｐ Ｉ ） 关 于钻 井 设备 及其 装 置 的规 范要 求 ，还 需 满足 美 国船 级 社 （ （ Ｇ ｕ ｉ ｄ ｅ ｆ ｏ ｒ ｔ ｈ ｅ Ｃ ｅ ｒ ｔ ｉ ｉ ｆ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ
２ ． ３ 区域 等级
钻井 系 统主 要 区域等 级划 分 为 ：井 架 主要 空 间为 非防 爆 区域但 所有 电气 设备 需满 足 二类 防爆 区 域要 求 ，钻 台面风墙 以下井 口区域 外 的区域 为二类 防爆 区 ，月池 区域井 口半径 １ ． ５ ｍ 以内为一类 防爆 区 ，半径 ３ ｍ 以 内为 二类 防爆 区 ，主 甲板与 上船 体底面 之 间的空 间为二 类 防爆区 ，隔水管 堆场 围阱 区 为 二类 防爆 区，泥 浆池和 振动 筛房 为一类 防爆 区 ，其它 空间 为非 防爆 区。
主 要活 动组 合钻 柱和 钻 井作业 不 能 同时进 行 。
（ ４ ）缺少采油树下入吊车。不能使用平台下采油树 ，或者后期需对平 台进行改造。 （ ５ ）自 动化程度低 。通常采用简单的控制与操作 ，操作人员多，工人劳动强度大。由于工人与
各种 设 备 的直接 接触 ，作业人 员 的不 安全 性相对 较 高 。 由于 以上 不足 的存 在 ， 决定 了传 统 半潜 式钻井 平 台作业 效 率较低 和 劳动 强度较 大 。 “ 海洋 石油 ９ ８ １ ” 平 台为 国际上最 先进 的第 ６代 深 水半潜 式 钻井 平 台， 在 项 目设计 阶段 如何 解 决 以上 问题 成为 钻井 系统
架特 点 的基础 上进 行 钻 台的布 置 、月池 与主 甲板 的布 置 ，从 而进 一步对 设备 进行 配置 与优 化 。
１ 传统钻井系统存在 的缺 点
对 于传 统 的半潜 式钻 井平 台来说 ，其 钻井 系统通 常存 在 以下几 个 主要 不足 ：
（ １ ）井架为单井架。单井架通常净空高为 １ ８ ０英尺（ １ 英尺＝ ｏ ． ３ ０ ４ ８ ｍ，下同。 ） ，只能处理三根单 根组合起来的立柱。井架功能简单，通常只能进行简单排管和起下钻井作业 。
（ ２ ）只 能从钻 台前 后两 个方 向进 行 管子 和 Ｂ ＯＰ处理 作业 。各 种 作业转 换 时准备 时 间长 ，场地 的
清 理与 倒换 等都 占用 一 定 的作 业 时 间， 降低 了作业 效率 。 （ ３ ）不 能 同时进行 钻 井和 排 管作业 。 由于井架 内空 间小 ，井架 内通 常 只能进 行 一项 作业 活动 ，
５ ４卷 增刊 １ ２ ０ １ ３年 １月
中 国 造 船 Ｓ ＨＩ Ｐ Ｂ ＵＩ Ｌ Ｄ Ｉ ＮＧ Ｏ Ｆ Ｃ ＨＩ Ｎ Ａ
Ｖｏ １ ． ５ ４ Ｓ ｐ ｅ ｃ ｉ ａ ｌ １
Ｊ ａ ｎ． ２ ０ｌ ３
文章编号 ：１ ０ ０ ０ ． ４ ８ ８ ２ （ ２ ０ １ ３ ） Ｓ １ － ０ ０ ２ ９ — ０ ７
２ ． ４ 控 制原则
钻 台上所 有设 备 实现集 中控制 ，从 司钻房 进行 集 中远程遥 控 。主 甲板设 备如 ＢＯ Ｐ吊车 、隔水 管
吊车 、采油树 吊车 等使 用单独 控制 。司钻房集 中控 制 时，各 设备 之 间为避免 相互干 扰 需要安全 保护 系
统。
钻井 系统设计 的优化
Ｄｒ ｉ ｌ ｌ ｉ ｎ ｇ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍｓ ） ）的要求【 。
２ ． ２ 主要设 计条 件 钻井 系统 的 设计 主要 取决 于钻 井 的作业 能 力 ，井架 的形 式选 择 ，使用 的隔水 管形 式等 ，并 要求 在 以上 因素确 定后 从空 间 、作业 方 向等各 方面优 化 设备布 置 ， 以达 到 作业效 率 的最大 化 。 本项 目要 求 的钻井 作业 能力 为：最大 作业 水深 ３ ０ ０ ０ ｍ，最大 钻井 深度 １ ０ Ｏ ０ ０ ｍ；井 架 的形式要 求使 用 比单 井架 效率 更高 的双井 架或 一个 半井架 ；隔水管 使用立 式存 放方 式 ，并确 定单根长 度 ７ ５英尺 。
“ 海洋石 油 ９ ８ １ ＂深水钻井平 台钻井系统 的
优 化 设 计
林瑶 生 ，晏绍枝 ，李浪清 ，黄映城
（ 中海油深水钻井船工程项 目 组， 北京 １ ０ ０ ０ １ ６ ）
’
摘
要
“ 海 洋石油９ ８ １ ”是 我国 自行设计与建造的第六代深水半潜式钻 井平 台，担负着开发南 中国海深海油 田 的艰 巨使命。钻 井系统是钻 井平 台作业 的中心 ，其布 置的合理性决定着钻 井作 业的效率。 因此，如何 对钻 井系统进行优 化设计，成为平 台设计时一项非常关键 的工作。本 文通过对 已 建成 “ 海洋石油９ ８ １ ”平 台钻井 系统 的设计进行分析 ，总结 出该钻 井系统 的设 计优 点，为今后平 台设 计建造提供指 导性参考 。
关 键 词 ：海洋石油 ９ ８ １ ；钻井系统；一个半井架；双井架
０ 引 言
对于 海 上石 油钻井 平 台 ，钻 井 系统集 中了大 部分操 作 设备 围绕 井 口进 行优 化集 中布 置 ，是钻井平
台作业的中心，其设计的合理性决定着钻井作业 的效率。钻井系统的设计首要确定井架的类型 ， 在井
钻井 系 统通 常布 置在 平 台的最 上层 ，为井 口作 业 的 中心 。钻 井 系统 需要 处理 的工 作主 要有 ：组 合钻 柱 、起 下钻 柱 、存放 及运送 隔水 管 、起 下 隔水 管、起 下 防喷器和 起下采 油树 等 。 对 于传 统平 台来 说 ，为提 高 作业 效率 ，其 钻井 系统 通 常采 用单 井架 或在 单井 架 的基础 上增 加 预 接钻 柱 功能 。但钻 台 、井架 及主 甲板 月池 的布置 没有太 大变 化 ，特 别是钻 柱及 隔水管 上钻 台 、防喷 器