自升式海上钻井平台液压升降系统简介
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论文编号XXXX
自升式钻井平台液压升降系统简介
摘要: 本文结合海上平台液压升降系统的实际应用情况，对其功能、结构组成、工作过程、液压和控制等方面进行了介绍。
关键词: 自升式钻井平台、液压升降系统
Abstract: Base on the actual application situation, this paper brief introduce the
function, structure form, the operation principle and hydraulic central control etc parts of
hydraulic jacking system.
Key words: self-elevation drilling platform、 hydraulic jacking system
一、 概述
自升式钻井平台液压升降系统由一套独立的液压驱动系统提供动力，确保桩腿能够克服泥土、砂石等带来的阻力和升降平台自身的重力，将桩腿插入（拔离）海床以及升降整个平台。根据平台升降工况、作业工况、自存工况、预压工况的重量重心计算及环境载荷的计算结果，确定升降系统的正常升降能力、预压升降能力、船体升降速度。海上平台液压升降系统设计应满足以下功能：确保系统有足够的动力克服泥土、砂石等阻力与平台自身的重力，将桩腿体插入（拔离）海床及平台的升降；桩腿在工作过程中，运行平稳，无卡死现象；插桩(拔桩)过程中，液压执行机构将满足一定节距的行程要求；系统设计为自锁式桩腿液压升降系统，在各种工作及非工作状态下，系统可以实现自锁。通过操作计算机或中央控制台完成平台的升降作业。
二、 海上平台液压升降系统的结构及组成
平台液压升降系统采用的是主油缸插销式，共有几套相同的升降机构，以4条桩腿的平台为例，液压升降系统主要部件有：
序号 名称 单位 数量 备注
1 主油缸 台 16 双作用液压油缸及附件。
2 插拔销机构 套 48 每台包括插销油缸、销轴以及可滑动的插销油缸安放基座。
3 液压站及控制系统 台 1 提供液压动力的电机、液压泵站以及控制阀组。
4 液压软管及接头 套 4 包括液压动力站至控制阀模块、控制模块至各油缸之间的所有软管及接头
5 安全装置 套 16 液压自锁装置。
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6 行程检测系统 套 4 检测各主油缸的伸缩行程。
7 位置检测系统 套 4 包括插销油缸轴向以及径向的位置检测装置。
8 控制系统 套 1 包括PLC逻辑控制系统、同步控制系统和动力控制系统。
9 电气控制箱 套 1 包括控制柜、电器控制元器件。
液压升降系统的执行机构分别安装在钻井平台的四个角上，每套执行机构由桩体、上环梁、插销机构、主油缸、下环梁等组成。通过上、下两组插销机构交替伸缩（上环梁为动环梁，下环梁固定在平台船体上），配合主油缸的伸缩，来实现整个桩腿的下桩、插桩、升平台、调平、落平台、拔桩、起桩动作。桩腿升降结构如图1所示：
图1 执行装置结构示意图
插销机构主要由轴套、插销油缸、插销油缸护罩、销轴以及横向位置检测装置及附件组成。如图2所示，在上下环梁各插销孔内各有2个水平位置传感器，用来检测插销的水平位置。在各插销内设有纵向位置传感器，用来检测插销纵向位置，防止在带载插拔销轴时损坏销轴。
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图2 上插销机构结构示意图
主油缸则是为桩腿提供主要动力，顶部与底部分别连接上环梁和下环梁机构。除此之外在主油缸上还将安装位移传感器与行程开关，协助主油缸与插销油缸协调工作。
三、 平台液压升降系统工作原理
平台液压升降系统可以实现七个动作：下桩、插桩、升平台、调平、落平台、拔桩、起桩，其中升平台与插桩工作过程相同，降平台与拔桩过程相同，而调平根据平台高（低）情况不同与拔桩（插桩）相似。根据上述分析与桩体受力的不同将桩腿的全部工作过程分为四个动作：下桩、插桩、拔桩、起桩。升降平台作业前首先将桩与主甲板之间固定楔块卸去，检查升降系统装置工作正常，平台处于可升降的作业状态。
1、下桩。当钻平台需要就位时，需要下放桩腿并插入海床。通过主油缸的收缩实现下桩和平台起升作业。其具体工作过程如下：
（1）下桩：此时平台处于漂浮状态，下桩过程升降装置受力为桩腿重力。首先操作控制器，使主油缸缩回，桩腿随着主油缸的缩回而向下移动，通过安装在主油缸上的位移传感器检测主油缸的行程，当主油缸缩回至1000mm时，下插销自动切换到伸出状态，随着主油缸缩回，当下插销对准销孔时插销，下插销插到位后触发水平位置传感器，主油缸和下插销油缸自动停止工作。（2）上插销卸载：控制主油缸继续缩回，直至上插销纵向位置传感器发出信号停止动作。即上插销已经脱离桩腿内孔壁，载荷已经全部转移到下插销；（3）上插销拔出：控制上插销油缸伸出，拔销到位后，上插销水平位置传感器发出信号，系统自动停止插销油缸动作。（4）主油缸回位：控制主油缸伸出，通过安装在主油缸上的位移传感器检测主油缸的行程，当主油缸伸出至1000mm时，上插销自动切换到伸出状态，随着主油缸伸出，当上插销对准销孔时插销经过桩腿的下一个销孔，上插销插到位后触发水平位置传感器，主油缸和上插销油缸自动停止工作。（5）下插销卸载：控制主油缸伸出，直至下插销纵向位置传感器发出信号停止动作。即下插销已经脱离桩腿内
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孔壁，载荷已经全部转移到上插销；（6）下插销拔出：控制下插销油缸缩回，拔销到位后，下插销水平位置传感器发出信号，系统自动停止插销油缸动作。（7）重复步骤（1）。
2、插桩（升平台）：当桩腿被放置到海底时，需要利用升降系统将桩体插入海床（或将钻井平台顶起），防止钻井平台滑动。插桩过程与下桩过程类似，不同之处在于受力方式不同，下桩时是销子的上部承受载荷，大小为桩腿自重；而插桩是销子的下部承受载荷，大小为插入泥土是的阻力。
3、拔桩：当钻平台需要移动时，需要将桩腿从海床中拔离。通过主油缸的伸展实现起桩和降平台作业。其具体工作过程如下：
（1）拔桩（降平台）：平台处于漂浮状态，拔桩时是销子的上部承受载荷，大小为海床泥土所产生的摩擦力与吸附力。首先操作控制器，使主油缸伸展，桩腿随着主油缸的伸展而向上移动，通过安装在主油缸上的位移传感器检测主油缸的行程，当主油缸伸展至1000mm时，下插销自动切换到伸出状态，随着主油缸伸展，当下插销对准销孔时插销，下插销插到位后触发水平位置传感器，主油缸和下插销油缸自动停止工作。（2）上插销卸载：控制主油缸缩回，直至上插销纵向位置传感器发出信号停止动作。即上插销已经脱离桩腿内孔壁，载荷已经全部转移到下插销；（3）上插销拔出：控制上插销油缸缩回，拔销到位后，上插销水平位置传感器发出信号，系统自动停止插销油缸动作。（4）主油缸回位：控制主油缸缩回，通过安装在主油缸上的位移传感器检测主油缸的行程，当主油缸缩回至1000mm时，上插销自动切换到伸出状态，随着主油缸缩回，当上插销对准销孔时，上插销插到位后触发水平位置传感器，主油缸和上插销油缸自动停止工作。（5）下插销卸载：控制主油缸继续缩回，直至下插销纵向位置传感器发出信号停止动作。即下插销已经脱离桩腿内孔壁，载荷已经全部转移到上插销；（6）下插销拔出：控制下插销油缸缩回，拔销到位后，下插销水平位置传感器发出信号，系统自动停止插销油缸动作。（7）重复步骤（1）直至桩腿完全脱离海床。
4、起桩：当桩体完全被拔离海床时，钻井平台要利用升降系统将桩腿完全收回。下桩过程与拔桩过程类似，不同之处在于受力方式不同，拔桩时是销子的上部承受载荷，大小为海床泥土所产生的摩擦力与吸附力；而起桩也是销子的下部承受载荷，大小为桩腿本身的自重。
四、 平台液压升降装置的液压动力及控制系统
该液压升降系统有一套液压动力站，每套液压执行系统由控制系统操作，可以单独工作，也可以全部联动。
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1、 液压动力
一套平台升降系统共有几台液压泵，其中有主泵向主油缸供油，有泵向电液比例换向阀供油，有泵为插销油缸供油，提供动力。根据升降平台不同工况，当主油缸空载运动时，系统自动提高泵的流量，降低压力从而提高系统的工作效率；当主油缸处于待载工作的时候，系统自动降低流量，提高压力从而保障系统安全可靠的工作。这样将大大降低系统的整体功率，节约能耗，提高工作效率。
利用PLC逻辑控制信号控制电液比例换向阀、电磁换向阀的不同通电状态可以实现主油缸同步升降、与上插销油缸下插销油缸协调工作，再配以位移与压力检测系统的反馈，系统将稳定的升降钻井平台。
液压辅助设备的回油过滤器使液压系统的油液保持清洁，过滤器上装有堵塞发讯装置，当需要更换滤芯时，控制器自动发出报警提示信号；系统装有液位温计用以检测指示油箱的油位和温度，同时系统利用海水作为冷却介质，防止系统油温过高。空气过滤器保证油箱内部与大气相通及空气的清洁，确保系统稳定工作。
2、控制系统
控制系统对主油缸、上插销油缸和下插销油缸的速度和位置（信号检测与逻辑判断模块）相互协调工作，进行精确控制检测精度可达到1mm。同时，系统按照程序要求对液压站、各电磁换向阀进行逻辑控制，实时检测系统的压力、液位、油温及过滤器状态，并对系统的故障进行诊断、报警、处理。
每个主油缸由一个位移传感器检测油缸伸缩的位移。位移检测信号通过控制电缆传输到控制器，进行比较分析判断，控制器发出控制信号对液压站和液压控制模块进行操作，从而实现桩腿平稳可靠的实现下桩、插桩、拔桩和起桩动作。
通过横向位置检测装置与纵向位置检测装置同主油缸上的位移传感器可以准确得知上下插销油缸的工作状态，防止出现插销插不进等意外情况下造成严重后果。
五、 结语
平台升降系统作为海上自升式平台中的最关键部分，其性能的优劣直接影响平台的安全。该液压升降系统工作性能平稳，在工作及非工作各种状态下，具有多种安全保护措施，能够保证平台在升降操作及海上钻井作业安全，该系统已在海洋石油多个钻井平台广泛应用。
海洋油井平台概述
各类海洋油井平台概述
海洋石油钻采设备是海上油气田钻井与采油所用的工具和装备，它的种类繁多包罗万象，但归纳起来大体可以分为四类：1．海洋石油钻井平台；2.海洋石油采油平台；3.水上钻井机械设备；4.水下钻井机械设备。本文主要介绍前两类，即：海洋石油钻井平台及海洋石油采油平台。主要分为移动式平台和固定式平台两大类。其中按结构又可分为：
（1）移动式平台：坐底式平台、自升式平台、钻井船、半潜式平台（SEMI）、张力腿式平台(TLP)、牵索塔式平台、浮式生产处理系统（FPSO）、筒状平台（SPAR）。
（2）固定式平台：导管架式平台、混凝土重力式平台、深水顺应塔式平台。
移动式平台
坐底式钻井平台
坐底式钻井平台又叫钻驳或插桩钻驳，适用于河流和海湾等30米以下的浅水域。坐底式平台有两个船体，上船体又叫工作甲板，安置生活舱室和设备，通过尾郡开口借助悬臂结构钻井；下部是沉垫，其主要功能是压载以及海底支撑作用，用作钻井的基础。两个船体间由支撑结构相连。这种钻井装置在到达作业地点后往沉垫内注水，使其着底。因此从稳性和结构方面看，作业水深不但有限，而且也受到海底基础(平坦及坚实程度)的制约。所以这种平台发展缓慢。然而我国渤海沿岸的胜利油田、大港油田和辽河油田等向海中延伸的浅海海域，潮差大而海底坡度小，对于开发这类浅海区域的石油资源，坐底式平台仍有较大的发展前途。目前已有几座坐底式平台用于极区，它可加压载坐于海底，然后在平台中央填砂石以防止平台滑移，完成钻井后可排出压载起浮，并移至另一井位。
自升式钻井平台
自升式钻井平台被设计成为驳船的模样，具有可以升降的可延伸到海底的桩腿。虽然有些设计能使其在海深500英尺（152米）的海域工作，但通常用于海深400英尺（122米）的地方，适合于近海。其移位时平台降至水面，桩腿升起，平台就像驳船，可由拖轮把它拖移到目的地。到达钻井目的地后，工作时桩腿下放插入海底，平台及平台上所有的钻井设备及其他器械被抬起到离开海面的安全工作高度，并对桩腿进行预压，以保证平台遇到风暴时桩腿不致下陷。完井后平台降到海面，拔出桩腿并全部提起，整个平台浮于海面，由拖轮拖到新的井位。
自升式钻井平台的发展综述
文章编号:1001-4500(2007)06-0001-06
自升式钻井平台的发展综述
陈 宏1,李春祥2
(1.岸外技术发展有限公司,新加坡629353;2.上海大学,上海200072)
摘 要:简要回顾了自升式钻井平台的发展历程,列举了当前主要深水自升式钻井平台的参数,最后总结了新一代自升式钻井平台的发展趋势。 关键词:自升式钻井平台;悬臂梁;厚壁钢管节点;齿条锁定系统;RPD;带裙边的桩靴;动力放大系数 中图分类号: P75 文献标识码:A
1 自升式钻井平台的发展历程
美国人SamuelLewis早在1869年最先申请了自升式钻井平台专利。从图1给出的自升式钻井平台的
主要发展里程碑可知,直到1954年,世界上第一座自升式钻井平台“德隆1号”(DeLongNo.1,又称Off2
shoreNo.51)才问世。它有10条桩腿,每条桩腿直径1.8m(6ft),长48.8m(160ft),采用了L.B.德隆设计的升降系统。在“德隆1号”建成后6个月,由Bethlehem公司设计的第一座沉垫支撑自升式钻井平台“嘎斯
先生1号”(Mr.Gus1)建造完毕。1956年,美国发明家R.G.LeTourneau(图2)设计的第一座三腿自升
式钻井平台“天蝎号”(ZapataScorpion)建成交付ZapataOffshore公司使用。美国前总统乔治.布什时任
ZapataOffshore总裁,他大胆采用了LeTourneau创新的桁架式桩腿及齿条和齿轮升降系统的平台设计。“天蝎号”平台型长56.7m(186ft),型宽45.7m(150ft),桩腿长42.7m(140ft),总重4000t,是独立桩腿式平
台,也是现代自升式钻井平台的雏形。1963年,第一座由LeTourneau公司[2]设计的斜桩腿式平台“Dixi2
lyn250号”建造完毕。第一座可在北海常年工作的自升式钻井平台“猎户星座号”(OffshoreOrion)于1966年建成。第一座自航式平台“水星号”(OffshoreMercury)于1969年下水。这两座平台皆由当前全球最大
自升式钻井平台轮机特殊系统简介
第３期（总第１２９期） ２０１１年１２月 船舶设计通讯 Ｊ０ＵＲＮＡＬ ０Ｆ ＳＨＩＰ ＤＥＳＩＧＮ ＮＯ．３（Ｓｅｒｉａｌ ＮＯ．１２９） Ｄｅｃｅｍｂｅｒ ２０１ １
自升式钻井平台轮机特殊系统简介
谢智康李辉
（上海船舶研究设计院，上海２０００３２）
［摘要］自升式钻井平台是海上油气钻井钻探的主要装备，有可移动性好、用钢量少、造价相对低等特点。从泥浆简 介、泥浆系统简介和系统原理方面简要介绍了自升式钻井平台上的泥浆系统，又分别从系统主旨、系统原理和系统 特点方面简要介绍了冲桩系统。以泥浆系统和冲桩系统作为典型，表现了自升式钻井平台轮机特殊系统相对于普通
船舶上的常规轮机系统的不同之处，明确指出了系统所服务的特殊对象，突出海工装备上轮机系统的特点。
【关键词］自升式钻井平台；泥浆系统；冲桩系统 ［中图分类号］Ｕ６７４．３８ ［文献标志码］Ａ ［文章编号］１００１—４６２４（２０ｌ１）０３—００５０—０４
Ｅｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｔｏ ｔｈｅ Ｓｐｅｃｉａｌ Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ Ｓｙｓｔｅｍ
ｏｎ Ｊａｃｋ－ｕｐ Ｒｉｇ
Ｘｉｅ Ｚｈｉ—ｋａｎｇ Ｌｉ Ｈｕｉ
（Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｍｅｒｃｈａｎｔ Ｓｈｉｐ Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０００３２，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｊａｃｋ－ｕｐ ｇ，ｗｈｉｃｈ ｗａｓ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ｏｆ ｇｏｏｄ ｍａｎｅｕｖｅｒａｂｉｌｉｔｙ，ｌｅｓｓ ｓｔｅｅｌ ｃｏｓｔ ａｎｄ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｃｏｓｔ ｅｔｃ．，ｗａｓ
ｔｈｅ ｍａｊｏｒ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｏｆ ｏｆｆｓｈｏｒｅ ｄｒｉｌｌｉｎｇ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ．Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｂｒｉｅｆｌｙ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ｏｆ ｍｕｄ ｓｙｓｔｅｍ
ｆｒｏｍ ｐｏｉｎｔｓ ｏｆ ｍｕｄ ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ，ｍｕｄ ｓｙｓｔｅｍ ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ，ａｎｄ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ｏｆ ｌｅｇ
浅谈JU2000E自升式钻井平台重要结构焊接质量管理
浅谈JU2000E自升式钻井平台重要结构焊接质量管理
【摘要】
本文主要围绕JU2000E自升式钻井平台的重要结构焊接质量管理展开讨论。首先介绍了研究背景和研究目的，然后对JU2000E自升式钻井平台的概述进行了阐述，分析了其结构设计与焊接工艺。接着介绍了焊接质量管理措施以及焊接工艺参数优化的方法，并讨论了焊接质量检测的方法。对研究进行了结论总结，提出了未来研究方向的展望。本文将深入探讨JU2000E自升式钻井平台的焊接质量管理问题，为钻井平台的建造和维护提供重要参考。
【关键词】
JU2000E自升式钻井平台、焊接质量管理、结构设计、焊接工艺、焊接质量检测、焊接工艺参数、质量管理措施、结论、展望、研究背景、研究目的。
1. 引言
1.1 研究背景
JU2000E自升式钻井平台是目前海洋石油钻井领域中的关键设备，具有自升、自航、自定位和自补偿等功能，广泛应用于深海油气勘探和开发工程中。在钻井平台的结构设计中，焊接是一项重要的工艺，直接影响着整个平台的结构强度和安全性。对JU2000E自升式钻井平台的焊接质量管理至关重要。 在实际生产中，焊接质量问题往往是导致钻井平台事故的重要原因之一。不合格的焊接会导致钻井平台结构脆弱，容易发生疲劳断裂等问题，严重影响着平台的安全运行。对JU2000E自升式钻井平台的焊接质量进行有效管理和控制，是提高平台整体性能和安全性的关键所在。
针对JU2000E自升式钻井平台的焊接质量管理问题，需要对其结构设计和焊接工艺进行深入分析，并制定相应的焊接质量管理措施。通过优化焊接工艺参数，提高焊接质量，并采用有效的焊接质量检测方法，确保焊接质量达标，进一步提升钻井平台的整体质量和安全性。
1.2 研究目的
研究目的主要是为了探讨JU2000E自升式钻井平台重要结构焊接质量管理的关键问题，找出影响焊接质量的因素，提出有效的管理措施，优化焊接工艺参数，并探讨适用的焊接质量检测方法。通过研究，可以提高JU2000E自升式钻井平台的结构强度和稳定性，确保其安全运行和长期使用。本研究旨在为未来类似领域的研究提供参考，并促进相关技术的进步和发展。通过深入探讨焊接质量管理的重要性和方法，可以有效提升JU2000E自升式钻井平台的整体品质和竞争力，为相关行业的发展做出积极的贡献。
自升式海洋平台桩腿调研
自升式海洋平台桩腿及相关技术
背景和意义
随着陆地油气资源开采力度的日渐加大和油气储量的不断减少，占全球资源总量34%的海洋石油资源已成为人们关注的焦点和新一轮油气勘探开发的热点。2010－2014年海洋石油所占比例从35%提高至39%，深水石油产量所占比例将从7%提高到15%。海洋石油需求增加带动海洋油气资本开支增加，2010－2014 年全球深水油气开发资本开支达1670亿元，比前5年增长37%。其中海工装备目前每年500－600亿美金投资额，预计2015－2018 年将增至每年800亿美金。[1]
在开采海洋石油的海工装备中，海洋平台占有很重要的份额。海洋平台主要指自升式海洋平台、半潜式海洋平台、钻井船及其他平台等。对于保有量和手持订单来说，整个钻井装备中，自升式海洋平台保有量和手持订单最多，是全球保有量最大的海洋石油钻井装备，主要用在浅海。自升式海洋平台的设计年限一般是 20 年，经过翻新之后，可再使用10年[1]。到2014年，全球有多达 80%的自升式平台服役临近30年，其中一些已经无法翻新或有效地添加先进科技装备，必须由新的取代，自升式平台具有很大的潜在市场。另外，世界商船运力的日趋饱和，面临着产能过剩等问题。所以各船厂纷纷把眼光都投向这一领域，可想而知未来这一领域充满竞争。自升式海洋平台领域中桩腿的建造，一直被视为最为基本、也最为重要的专题。尤其是随着海洋开发活动由浅水发展到深水，桩腿面临的环境条件也越来越严酷，这又对自升式海洋平台的设计建造提出了更高的要求。
自升式海洋平台的组成
自升式海洋平台主要由沉垫、桩腿、升降装置、平台（模块）等组成。
1、沉垫：自升式平台的沉垫要沉入海底，并以此为基础用传动机构使平台上升和下降。故除在平台要移动工作地点时之外，该沉垫主要考虑的不是水动力特性，而是其沉入海底后的压强大小。为此，自升式平台的沉垫一般设计成整块式，通常见到的以 A 字形居多，如图2.1所示。其结构基本形式仍与平台（模块）相仿。沉垫内主要是压载水舱，也有部分舱室作它用。
海洋自升式井架起升设计
设计与制造 ２０１２年第５期（总第１２１期）・机械研究与应用・
海洋自升式井架起升设计
杨建平，刘兴邦 （兰石国民油井公司，甘肃兰州７３００５０）
摘要：自升式井架是海洋石油钻井平台的一种常用井架，其起升形式采用液压绞车为动力，通过起升滑轮系统完成 井架垂直起升过程。通过对井架起升原理及过程的阐述，确立井架底段在井架起升过程中的重要作用，确定 井架底段关键的尺寸；通过对井架体起升工况下的静力学计算，用ＳＡＦＩ ６．５．１．２软件完成对井架底段载荷分 析，合理选定主要受力构件的材料和截面。 关键词：自升式井架；液压绞车；导向装置；设计与分析 中图分类号：ＴＨ１２２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００７—４４１４（２０１２）０５—０１０６～０３ Ｄｅｓｉｇｎ ｆｏｒ ｏｆｆｓｈｏｒｅ ｂｏｏｔｓｔｒａｐ ｍａｓｔ ｒａｉｓｉｎｇ Ｙａｎｇ Ｊｉａｎ—ｐｉｎｇ，Ｌｉｕ Ｘｉｎｇ—ｂａｎｇ （Ｌａｎｚｈｏｕ ＬＳ－ｎａｔｉｏｎａｌ ｏｉｌｗｅｌｌ，Ｌａｎｚｈｏｕ Ｇａｎｓｕ ７３００５０，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂｏｏｔｓｔｒａｐ ｍａｓｔ ｉｓ ｂｅｃｏｍｉｎｇ ａ ｐｏｐｕｌａｒ ｏｐｔｉｏｎ ｆｏｒ ｏｆｆｓｈｏｒｅ ｄｒｉｌｌｉｎｇ ｒｉｇ．Ｉｔ ｉｓ ｆｅａｔｈｅｒｅｄ ｉｎ ｖｅｒｔｉｃａｌ ｒｉｓｉｎｇ ｂｙ ｔｈｅ ｈｙｄｒａｕ— ｌｉｃ ｗｉｎｃｈ ａｎｄ ｓｈｅａｖｅｓ ｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｉｓ ｔｅｘｔ ｈｉｇｈｌｉｇｈｔｓ ｔｈｅ ｉｍｐｏｒｔａｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｂｏｔｔｏｍ ｓｅｃｔｉｏｎ ｉｎ ｍａｓｔ ｒａｉｓｉｎｇ ｔｈｒｏｕｇｈ ｉｔｓ ｒａｉｓｉｎｇ ｐｒｉｎ— ｃｉｐｌｅ ａｎｄ ｐｒｏｃｅｓｓ，ａｓ ｗｅｌｌ ａｓ ｓｅｔｔｉｎｇ ｆｏｒｔｈ ｔｈｅ ｃｒｉｔｉｃａｌ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｓｅｃｔｉｏｎ；Ｉｎ ａｄｄｉｔｉｏｎａｌ，ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｓｅｔ ｆｏｒｔｈ ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｔｏ ｃｈｏｏｓｅ ｐｒｏｐｅｒ ｍａｔｅｒｉａｌ ａｎｄ ｓｅｃｔｉｏｎ ｆｏｒ ｌｏａｄ—ｂｅａｒｉｎｇ ｍｅｍｂｅｒｓ ｔｈｒｏｕｇｈ ｓｔａｔｉｃ ｌｏａｄ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｏｆ ｒａｉｓｉｎｇ ｔｈｅ ｍａｓｔ ｂｏｄｙ，ｕｓｉｎｇ ＳＡＦＩ ６．５．１．２ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｔｏ ｃｏｎｄｕｃｔ ｔｈｅ ｆｏｒｃｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｍａｓｔ ｂｏｔｔｏｍ ｓｅｃｔｉｏｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｂｏｏｔｓｔｒａｐ ｍａｓｔ；ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｗｉｎｃｈ；ｇｕｉｄｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ；ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ａｎａｌｙｓｉｓ
钻井平台简介
钻井平台简介
常文恭 钻井平台（DWP）是座落在井口平台（WHP）顶甲板上，完成油井钻井和
修井的设备。钻井平台由钻井设备模块（DES）,钻井支持模块（DSM）和散料
储藏设备（BSF）组成。
钻井设备模块由井架（Mast），钻台（Drill floor）和基座（Substructure）构成。
井架是一个约50米高的钢结构，重100-200吨。顶部装有天车（Crown block assembly）,约7000米钢丝绳，挂游车大钩（Travelling block）,挂顶驱（Top drive）
顶驱是钻井核心设备，全自动液压驱动，价格昂贵。 钻台是一个约16米*18米重达5-6百吨的可以在基座上滑动确定井位的钢结
构模块，主要设备均安装在其上。如： 主绞车（Drawworks）用于提升大钩和顶驱。 转盘（Rotary table）旋转联接钻管。
高压管汇（High pressure manifolds）联接高压泥浆进出，固井高压水泥
进出，防井喷系统联接。 防井喷控制系统（BOP control system）. 泥浆回收系统（Mud treatment systems）有振动筛（Shale shaker）,除泥
沙，除钻屑，除害气柜及设备。 基座是一个可以在甲板轨道上滑动，支持钻台和井架的钢结构
。 DES模块上，各种类型的机动，液动，气动和各个电气控制柜，用不同电
缆，不同管线，组成一座自动控制的钻井设备。
钻井支持模块（DSM）是为DES模块钻井提供电力，高压泥浆，设备仪表
控制空气的机电设备模块。主要设备： 柴油发电机组，（4 x 1000KW）
高压泥浆泵（HP Mud pumps）每台功率1200KW，约40吨。
空气压缩机及干燥器（Air compressors & air dryer）
泥浆混合泵，输送泵，增压泵 泥浆储存柜，混合柜，泥浆枪，搅拌器。
电气开关控制系统设备。
空调设备及系统
中船“400英尺自升式钻井平台开发研究”通过验收
中船“400英尺自升式钻井平台开发研究”通过验收
中船集团的“400英尺自升式钻井平台开发研究”项目近日通过了验收。这是中国在海洋工程领域取得的重要突破，标志着中国在海洋工程技术上迈出了坚实的一步。
钻井平台是海洋工程关键设备之一，它主要用于在海底进行石油、天然气等资源的勘探和开采工作。由于海底环境的复杂性，特别是深海环境的恶劣条件，对钻井平台的要求非常高。自升式钻井平台是一种适用于深海环境的钻井设备，其具有自升降能力，能够适应不同深度的海域。
该项目的研究目标是开发一种能够适应400英尺水深的自升式钻井平台。研究小组经过多年的努力，克服了水下工程的种种难题，最终成功研制出了符合国际标准、具备自主知识产权的自升式钻井平台。
通过验收，意味着该项目的研究成果达到了预期目标，具备实际应用的能力。该钻井平台在性能方面具有较高的综合水平，能够满足400英尺水深下钻井的要求。同时，该平台还具备防风、防浪等安全保障措施，能够应对海洋恶劣环境的挑战。
该项目的通过验收对中国的海洋工程技术发展具有重要意义。一方面，该平台的研发为我国勘探和开采海洋资源提供了技术支持，为国家能源安全做出了贡献。另一方面，该项目的研发成功也标志着中国在海洋工程领域的技术实力已经达到了国际先进水平，将有助于提高中国在国际市场上的竞争力。
此外，该项目的推动还起到了技术创新的促进作用。研制过程中，研究团队克服了许多技术挑战，积累了丰富的经验和专业知识。这些经验和知识的积累将为我国在海洋工程领域的研发工作提供重要的参考和支持，有助于推动我国海洋工程技术的进一步发展。
总之，“400英尺自升式钻井平台开发研究”项目的通过验收是中国海洋工程技术发展的重要里程碑。这不仅为我国在深海勘探和开采领域提供了重要支持，还标志着我国在海洋工程领域的技术实力已经达到了国际先进水平。希望今后能够有更多类似的研究项目取得成功，为中国海洋事业的快速发展贡献更多力量。
自升式钻井平台导航系统设计
自升式钻井平台导航系统设计
张筠如，黄赞 （上海中集海洋工程研发中心，上海２０１ ２０６）
摘要：文章介绍了自升式钻井平台上导航系统的组成设备，分析了设计系统所依据的规范，阐述了设备的技术要求和安 装要求，为系统设计提供了详细的理论依据和借鉴思路．． 关键词：自升式钻井平台；导航灯；雾笛；障碍灯
０引言 熟悉海事局航行通告的人一定知道，在沿海港口
航道图或者海图上通知标注设置平台的重要参数，除
了平台的位置坐标、安全区范围以外，必须还有灯光 声号的信息。
自升式石油钻井平台具有良好的移动性和稳定性
可以由拖船拖带迂航至指定作业水域。当其插桩完毕 且其主体沿支撑于海底的桩腿升至海面以上预定高度
进行作业时，它就具备了海上固定平台的特性，必须
按照相应的规范设计并安装一套可以为过往船只、飞 机提供声光信息的导航系统。
１自升式石油钻井平台导航系统简介
１．１组成 海上自升式石油钻井平台的导航系统一般包括障
碍灯、导航灯（也可称为助航灯）、雾笛、控制盘、电
池组和光控开关组成。 １．２作用 海上石油钻井平台是建造在大海之中的钢结构物 体。设置导航系统的目的是用可视和音响信号系统保
证平台的安全，避免来往航行及作业船舶的碰撞，防
止直升飞机降落时的碰撞。
１。３设计内容 导航系统设计的主要工作是根据规范的要求，对
海上平台的导航系统进行系统设计，对导航灯和雾笛
安装位置的设计和设备选型设计。 １．４设计规范
平台的建造规格书会约定平台的船级、规范、规 则和证书。对于导航系统的设计，主要依据的规范有：
相关船级社规范、国际海事组织可移动海上钻井船
建造和装备法规（１ＭＯ Ｃｏｄｅ ｆｏｒ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ
Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｏｆ Ｍｏｂｉｌｅ Ｏｆｆｓｈｏｒｅ Ｄｒｉｌｌｉｎｇ Ｕｎｉｔｓ）：英 国民用航空手册ＣＡＰ４３７。延伸可参考的规范有国
际航标协会关于海上构筑物上设置标志的建议（ＩＡＬＡ
第四章__海洋钻井设备概述
32 第四章 海洋钻井设备概述
陆上钻井时，钻机等设备都安装在地面上的底座上；在海上钻井时，不可能将钻井设备安放在海里，因此就需要一个安放钻井设备等的场所，这个场所就是海洋钻井平台。
§4-1海上钻井平台的类型与性能
一、海上钻井平台的分类
（一）按运移性可分为两类：
1、固定式钻井平台
2、移动式钻井平台（坐底式钻井平台、自升式钻井平台、半潜式钻井平台、浮式钻井船、步行式、气垫式）
（二）按钻井方式分可分为：
1、浮动式（浮式）钻井用的平台：半潜式、浮船、张力腿式
2、稳定式（稳式）钻井用的平台：固定、自升、坐底
二、海上钻井平台的结构及特点
1、固定式钻井平台
它是从海底架起的一个高出水面的构筑物，上面铺设平台，用以放置钻井机械设备，提供钻井作业场所及工作人员生活场所。
（1）结构组成：
a、导管架 这是整个平台的支撑部分，是用钢管焊接而成的一个空间钢架结构。它的制造工艺复杂，就拿两管相交处的相贯线的加工来说，一般的切割工艺都不能满足要求，必须用数控切割机 33 床进行加工，这就需要先求出相贯线方程，输入机床的控制台，方可进行切割。再如管节点的焊接，必须采用手工电弧焊，多层多道焊接，焊完后需进行超声波无损探伤，如发现夹渣或焊不透，必须刨掉重焊，一次返工后仍不合格，则这个管节点就得报废。也许有人认为这样的要求太苛刻了，但这并不过分。因为导管架大部分浸于海水中，受到海洋环境载荷的作用，很容易产生腐蚀疲劳破坏，管节点是导管架的薄弱点，这个课题在世界范围内，已进行了多年研究。86年国家经委组织了国内一些科研机构对这个问题进行了研究，我室也有幸参与了这一科研工作，做了大量的实验研究，到目前为止，这个问题还没彻底解决。
1）管节点
导管架的薄弱环节是管节点，管节点的类型有许多种，如下图所示。
由两根正交的管子构成的管节点叫做T型管节点。如撑杆与主管以锐角相交，该连接称为Y型节点。如果两根撑杆都在弦管的一侧，即每根撑杆的中心线与弦管的轴线形成锐角，该连接称为K型节点。如果一根撑杆与弦管垂直，另一根以锐角相交，该节点称为N型节点。当两根撑杆从弦管两侧正交并使所有三根管子处于同一平面，该连接称为X型节点或十字型节点。