自升式钻井平台压载原理
自升式钻井平台悬臂梁负荷试验优化方案探讨
工业技术 自 SC【ENCE&TECHNOLO0Y 2 0。1 8 NO .。2 1.1j2圆
升式钻井平台悬臂梁负荷试验优化方案探讨①
秦亮 (上海海洋石油局钻井分公司 上海 201 206)
摘要:白升式钻井平台的悬霄莱系统是关键结构,在设计规定的悬臂果移动曩大范围位置,通过利用钴台游动系统提升驳船和在立根盒 上施加压或铁的办法对悬臂莱进行负荷试验,洲量并记录悬臂莱结构发生的挠度变形量,用以验证悬臂莱的结构强度,是一种被船级社认 可的.较为优化的方案。悬臂莱的最大负荷设置,应符合船级社规范要求。试验同时也对井架及整个游动系统(顶驱,钻井饺车,游车. 天丰)等进行7贞曩试验,验证其性能,本方案优化了试验步骤。大大提高了试验效率和安全。 关键词:悬臂莱 曩大负载 变形 试验 中圈分类号:TE2 文献标识码:A 文章编号:1672-379l(2013)07(c)一0087-02
目前,随着国际社会对于石油能源的
需求越来越大,海洋石油的勘探开发力度 也大幅提高,海洋石洫钻井平台建造数量
越来越多,悬臂梁式钻井平台由于可以在
一个位置进行多口丛式井的钻探而备受欢
迎。在建造钻井平台的过程中,悬臂梁的负
载试验非常关键,它可以确定悬臂梁在不
同位置的负载能力,明确平台以后的作业
载荷,关乎到整个平台的安全。本文对整个
悬臂梁负载试验的程序进行了优化,采用
钻台游动系统提升驳船和在立根盒上施加
压载铁的办法模拟悬臂梁载荷对其进行负
荷试验,系统阐述了试验过程的注意事项
和工作重点,特别是对试验过程中可能存
在的安全隐患提出了针对性的措施,为整
个试验过程安全顺利的进行提供了技术指
导和安全保障。
1说明事项
(1)在悬臂梁负荷试验前,需提前将技
术文件,图纸和方案提交船东、船检人员审
核,并得到相关人员认可后方可进行操作。
(2)悬臂梁负荷试验必须在悬臂梁称重
试验结束后,得到准确的悬臂梁和钻台重
量重心后方可进行。
海洋钻井平台整套
海洋钻井平台
- 1 - / 50
海洋钻井平台各大体系
海洋钻井平台
2009年10月20日星期二
2009
Yu Zhen
Fish-听雨
2009-10-20 海洋钻井平台
- 2 - / 50
关于海洋钻井平台 ..................................................................................................... - 5 -
关于海洋钻井平台(1)............................................................................................ - 5 -
海洋钻井平台的现状 .............................................................................................................. - 5 -
关于海洋钻井平台(2)............................................................................................ - 5 -
海洋钻井平台的发展史 .......................................................................................................... - 5 -
关于海洋钻井平台(3)............................................................................................ - 6 -
半潜式平台系统 ...................................................................................................................... - 6 -
浅谈钻井平台压载水的处理
船电技术l应用研究 Vo1.30 No.5 2010.5
浅谈钻井平台压载水的处理
曹士峰程龙刘新宝
(中海油能源发展股份有限公司监督监理技术分公司,天津300450)
摘要:本文介绍了船舶压载水的排放要求,压载水的危害、处理办法及钻井平台压载水系统。
关键词:压载水处理办法钻井平台 压载系统
中国分类号:TM314 文献标识码:A 文章编号:1003—4862(2010)05-0050.03
Brief Discussion on Drilling Platform Ballast Water Treatment
Cao Shifeng,Cheng Long,Liu Xinbao
(Energy Development Co.,Ltd.CNOOC,Tianjin 300450,China)
Abstract:This paper introduces the discharge requirement of ship ballast water It states ballast water
hazards,processing methodandwater ballastsystem ofdrillingplatfo .
Key words:ballast water;hazard;treating method;drilling platform;ballast system
1对压载水的认识
船舶压载水是用于为船舶提供稳性及调整船
舶的吃水、吃水差,以满足船舶良好的操纵性能
的要求。船舶行驶中携带压载水,从一个海域到
达另一个海域或从一个港口到达另一个港口,通
过媒介造成生物在地理性隔离水体间的传播,船 舶排放压载水是最主要的途径之一,而其危害性
人们最近才认识到。船舶压载水,尤其在港口、
沿海海域装入的压载水含有大量的水生生物,有
时能达到3000多种,平均每立方米压载水有浮游
动植物1.1亿个,大量数据显示外来水生物侵害
海上钻井平台各系统简介
海上钻井知识
1 / 34
钻井平台各系统简介 不知道从什么时候起,石油的价格节节攀升。能源越来越紧张的今天,很多国家把目光从陆地转向了海洋。自从世界上第一个海洋钻井平台制造出来以后,海洋工程有了长足的发展。在几十米甚至上3~4000米深的海底钻一口井并不是一件容易的事,因为在海上环境的复杂多变以及恶劣。经常要承受巨浪和暴风的袭击。而钻井又要保持一个相对稳定的作业环境。才能把一根根长长的钻杆钻进海底。 钻井平台从近海到深海,主要可以分为 座底式,自升式,半潜式、钻井船等。 座底式是指,平台的结构直接座在海床上,几乎和陆上钻井没多大区别。所以它们的可钻探深度很有限。只能在几十米的水深的浅海区域作业。 自升式,又叫jack-up。顾名思义,这种平台可以象千斤顶一样可以升降它的高度。它典型的特征就式3-4条腿。高高的绗架结构。上面安装又齿条。平台本体安装有齿轮。它们一起啮合,传动。在到达钻井区域的时候,腿就慢慢的伸到海床上。平台就靠这几条腿站在海里了。 因为考虑到拖航的稳性,腿不能太长。所以这种平台一般在120~150米水深的近海区作业。 半潜式,最新的已经到了第6代了。这种平台综合了钻井船和坐底式驳船的优点,是漂浮在海面上的。这样的话,它们就可以在更深的水域工作了;船体灌放水,可以调节吃水深度,保持船体稳定。塔的下部是相当容积的浮筒,上面是若干个中空的立柱,支撑着上部平台平台上面是全部的钻井装备和必要的生活设施。整个平台靠浮筒浮在水面。它们带有2~3级动态定位系统,海底声纳定位系统,卫星定位系统等来保证平台的相对稳定的坐标。它们有各种位移补偿装置来补偿海况带来的不稳定状况。 钻井船,钻井船是设有钻井设备,能在水面上钻井和移位的船,也属于移动式(船式)钻井装置。较早的钻井船是用驳船、矿砂船、油船、供应船等改装的,现在已有专为钻井设计的专用船。目前,已有半潜、坐底、自升、双体、多体等类型。钻井船在钻井装置中机动性最好,但钻井性能却比较差。钻井船与半潜式钻井平台一样,钻井时浮在水面。井架一般都设在船的中部,以减小船体摇荡对钻井工作的影响,且多数具有自航能力。钻井船在波浪中的垂荡要比半潜式平台大,有时要被迫停钻,。增加停工时间,所以更需采用垂荡补偿器来缓和垂荡运动。钻井船适于深水作业,但需要适当的动力定位设施。钻井船适用于波高小、风速低的海区。它可以在600m水深的海底上进行探查,掌握海底油、气层的位置、特性、规模、贮量,提供生产能力等 海上钻井知识
移动式钻井平台的介绍
移动式海上钻井平台介绍及新技术的运用
一,概述 海洋占地球表面积70. 9%,平均深度约为3 730 m, 90%以上的水深为200 m~6 000 m,大量海
域面积的资源尚待开发,尤其是石油、天然气等重要经济、战略物资。据地质学家预测,海底石油天然气总储
量约2 500亿吨。我国是一个海洋大国,在约300万平方公里的海洋辖域内蕴藏着丰富的石油和其它重要资源。加强开发我国海底石油资源对我国的经济发展有着十分重要的意义。这就需要一批适合我国海洋石
油开采的装备,所以首先对海上石油开采装备,即海上钻井平台进行初步了解显得很必要。 二,平台类型介绍 在海上油田的勘探开发过程中,不论是在勘探阶段钻勘探井,还是在开发阶段钻
生产井,均要在海上石油钻井平台上进行作业。海上石油钻井平台大体上可分为固定式和移动式两大类。
固定式钻井装置包括:桩基(导管架)式平台和重力式平台,用于深水作业的顺应式平台,如牵索(绷绳)
塔式平台、张力腿式平台、浮力塔式平台;用于浅水作业的人工岛。 移动式钻井装置包括坐底式钻井平台、
自升式钻井平台、半潜式钻井平台、钻井船、张力腿式平台和牵索塔式平台。鉴于我国的海上石油钻井平台大多采用移动式平台,所以重点对各种移动式平台的特点进行探讨。 1,坐底式钻井平台是一种由沉垫(浮箱)、立柱、上层平台(甲板)和抗滑桩等部分组成的移动式平
台。坐底式钻井平台工作时,先由拖轮将其拖至井位,然后灌水下沉,沉垫坐底后,打好抗滑桩,就可钻
井作业。由于坐底式平台甲板高度固定,其工作水深较浅(一般为5m到30m),因而适宜在极浅海区打探
井。这种平台钻垫坐在海底,只要海底土壤密实、平坦无严重冲刷,是比较稳定的,另外平台上设有抗滑桩,可提高平台的坐底稳定性。坐底式钻井平台的优点是能提供稳定的钻井场地,移动性能好,而且改装
后可作为采油平台、储油平台、生活与动力平台等。缺点是上层平台高度固定,不能调节,工作水深有限;
拖航时阻力大;当海底冲刷严重时,钻井易移位,需要采取防滑移、防冲刷及防淘空等措施。我国现有自
海洋自升式钻井平台插桩风险分析
海洋自升式钻井平台插桩风险分析
目前渤海湾自升式钻井平台就位频繁,拖航就位作业日趋常规化。同时采油平台就位侧均经历过多次插桩,桩腿坑越来越多,就位安全风险加大。对钻井平台插桩作业过程中的相关风险进行分析,为现场作业者提供参考,提高对风险的认知程度和防范措施。
标签:自升式钻井平台;插桩;刺穿;滑移
1 引言
中国大规模海上油气勘探开发活动中,关于钻井平台事故已多有报道,其中以自升式钻井平台的插桩就位过程中事故为多。通过对现场实例进行分析,重点提出了作业面对各类风险时的应对措施,并提供参考。
2 插桩主要存在的风险分析
按照海洋石油行业的通用作业流程,钻井平台就位作业前,都会对作业区域进行物探及地质钻孔取样工作。在掌握充分的海底地貌及地质状况的情况下,钻井平台的插桩作业有了相对大的安全保障。但是仍然存在各种风险,主要分为刺穿、滑移、掏空等三种。
2.1 刺穿
2010年9月7日,中国石油化工集团公司胜利石油管理局井下作业公司作业三号(简称胜利三号平台)在渤海埕岛油田作业期间,发生一起倾斜事故,导致36人遇难,其中2人溺水死亡,直接经济损失592万元。分析其事故主要原因,为平台在未进行插桩分析及极限承载力分析的前提下进行作业。冷空气和台风造成的波浪流的作用下,导致桩腿刺穿地层,桩腿下滑从而艏部甲板入泥的重大事故。
刺穿风险防范:在存在刺穿风险的区域就位时,现场人员应及时调整压载程序,逐级进行压载,保证插桩作业中平稳安全。而一旦发生刺穿情况,应尽快评估现场情况,如平台倾斜角度过大及齿轮齒条咬断严重的情况下,应立即组织进行弃平台。如倾斜角度较小的情况下,平台操作人员应遵循“降平台调平”的原则(使刺穿桩腿持续贯入的同时,其余桩腿同步下降),保持平台水平下降,并使平台尽快接触水面。在平台下降的过程中,可以同时进行诸如淡水、海水等可变载荷的卸载工作。
同时,根据桩腿的压载情况和桩靴所处位置的土质特征及载荷与入泥关系的资料,分析判断降平台到水面是达到漂浮吃水状态还是站立漂浮吃水状态。确定站立漂浮吃水状态时,要根据情况排掉部分压载水,增加平台的漂浮性,减少桩靴地基对平台的承载力,避免风、浪、流环境载荷对平台一侧产生的推压力,使
南通迪施公司成功研制自升式海洋石油钻井平台关键装备
2010年第4期 中国修船 第23卷 南通迪施公司成功研制自升式海洋石油钻井平台关键装备 自升式海洋石油钻井平台关键装备——提升系统, 作为该类平台的核心装备之一,承担着平台船体起升、压载、定位 和锁紧等任务。由于平台安装、承载和作业要求的特殊性,更决定了研制提升系统必须解决结构紧凑、速比大、承载力高 等技术关键点,并运用大量的极限加工技术。目前,国际上仅有欧、美、日和新加坡等少数发达地区国家掌握平台提升系 统建造的关键技术。 2010年6月8日,南通迪施有限公司自主研发的平台提升系统,克服重重困难,获得圆满成果,美国ABS船级社完全 认可了该型平台提升系统原型机试验的各项数据。该提升系统系国内首制,其结构、大模数非标准七齿齿轮设计与制造、 大型单壁悬臂整体式行星架设计与制造等方面均取得了大量创新成果,形成了具有我国自主知识产权的海洋平台关键装备 研制技术。研制成果总体上达到了国际先进水平,填补了国内空白。 近年来,中国海洋工程制造业,特别是各类海洋钻井平台、FPSO、穿梭油轮等制造能力不断提升,以中远船务、大连 造船厂为代表的国内造船厂承揽了大量各类钻井平台制造业务,标志着全球海洋石油钻井平台建造市场正向中国逐步转 移。南通迪施有限公司从掌握配套产业高端技术、培育优势产业的高度出发,派出精兵强将负责项目的研发与管理。经过 两年的技术攻关,按计划研制了提升系统样机,完成了项目研发指标,取得了预期效果。该系统除了完全满足500英尺以 内自升式海洋平台的使用要求之外,还可应用于其他海工产品,如风车安装船等驱动系统。 (南通迪施有限公司供稿) ,’’’’’’’’、 2中远报道: -tIIlI‘IIl‘ “运输者”:再度相逢,满意依旧 日前,来自DOCKWISE旗下的“运输者”轮在舟山中远船务圆满完成各类试验以及相关调试后,成功完成各项修理工 程,启程奔赴新加坡。“运输者”轮系DOCKWISE旗下“T—Class”半潜驳中的一艘,是中远船务负责为该船东改造的6 艘半潜驳系列的第一艘。该轮于2007年曾在南通中远船务进行改造,此次来舟山中远船务修理当属回“娘家”。 由于该轮在上个航次中曾经搁浅,此次修理以海损修理为主。同时,根据船检要求该轮左右深燃油舱要新加横舱壁分 隔,在工程后期船东又追加蒸汽驱动压载泵以及副锅炉换新等新工程。 在得到船东确认来公司修理后,各相关部门和工区给予高度关注,随即就该轮工程和修理方案展开研究讨论。从船东 提供资料中了解到,该轮从艏部一直到4 压载舱左右都有外板变形,艏部区域更是受损严重,而艏侧推间则全部被海水淹 没,内部艏侧推及马达以及液压、电器控制系统基本全部报废。为此,公司决定安排两个坞次给该轮,即初期勘验和后期 装配。该轮海损部位最终总计换板480 t,前后两次坞期总计25天。 为在规定时间内完成修理项目,相关工区全力安排劳动力,科学组织生产,生产效率发挥到了极致,该项目顺利通过 验船师的报检,得到了船东的高度认可。 (郭志强供稿) l’’,-’ l,’-,',','''',',''''’',''',',',,,,',',','l’,’'l,',''''''',',''',',','●'''',',''','''' 3结束语 经过40多年的试验研究与工程实践,通过设 计合理的机组结构型式、适当增大机组设计制冷 量、在机组上设置高效自动抽气装置以及在吸收 器、蒸发器和发生器上增设液囊结构,溴化锂吸收 式制冷机组逐步满足了舰船使用条件,溴化锂吸收 式制冷技术在舰船上得到了较好应用,并收到了良 好效果。但是,目前舰船上应用的溴化锂吸收式制 冷机组仍存在制冷量衰减后难以恢复和操作人员劳 动强度大等问题,应尽快研制辛醇等表面活性剂吸 附器或新型表面活性剂,解决表面活性剂在舰船溴 化锂吸收式制冷机组上的应用问题;研发新的自动 控制技术以满足机组在冷却海水温度急剧变化情况 下的正常运行。 收稿日期:2010—02 ・37・ 、vv 一讯一 一简一 -t^^
桩靴基础自升式钻井平台在砂土层下伏粘土层中的插桩分析
第2期 船海工程 第42卷
坏模式及土壤的回填情况进行插桩计算,最后给
出插桩综合计算分析结果及建议。
在插桩计算中,主要是进行桩靴基础的极限 承载力(Q)的计算,这就首先需判断桩靴基础上
部土壤的回填情况,然后根据土壤是否回填选择
不同的极限承载力(Q)计算公式进行计算。一般 情况下,强度从非常软到软的粘性土较易发生回
填,强度从稍硬到硬的粘性土和粒状土不易回填。
对于砂土层下伏粘土层的层状土在不同的破 坏模式下,相应的极限承载力(Q)的计算公式主
要有以下几种。
1)一般剪切破坏模式下,近似于圆形或者方 形基础的极限承载力Q用下式计算。
Q=q.A+ V(回填情况) (1)
Q=qaA+ 。V+Po'A(不回填情况)(2)
式中:A——桩脚尖的最大平面积,m ;
y,——由桩脚尖排出土的平均有效重度,
kN/m ; 桩脚尖的体积,m ;
P —— 覆压力,kPa;
g ——桩脚尖的单位面积极限承载力,
q =SuN ,用于不排水(粘性)土,
q =0.3y2 BNr+P0(Nq一1),用于排
水粒状土; 其中:.s ——桩脚尖下B/2深度以内平均不排水
抗剪强度,kPa;
Ⅳ Ⅳr——据内摩擦角而定的排水粒状土 量纲一的量承载力系数;
P。——桩脚尖深度处的有效上覆压力,kPa;
:——桩脚尖下B/2以内土的平均有效重
度,kN/m ;
——不排水粘土的量纲一的量承载力能
力,No=6(1+0.2D/B)≤9;
——桩脚尖的直径(最宽断面),m;
D——桩脚尖人泥深度(最宽断面),m。
2)刺穿破坏模式下,通常采用YOUNG和 FOCHT提出的3:1荷载扩展分析法,承载力g 为
q =6S (1+0.2 D /B )AP /Ap≤q (硬层)
(3) 式中:A 。——等效基础面积,
A p=Ap[1+2H/3B] ;
——等效基础直径,B =B+[2/3] ;
11 2 D ——等效基础深度,D =D+日;
自升式海上钻井平台的拖航与就位
龙源期刊网
自升式海上钻井平台的拖航与就位
作者:曹玉庆
来源:《中国水运》2015年第10期
摘 要:海上钻井平台的拖带由于其特殊的形状和工作性质不同于普通的货船或驳船的拖带。钻井平台在拖带前要做好充分的准备,而拖到目的地后往往需要非常精确的就位在指定的井口上。这就对执行拖航作业的船舶和船长提出了更高更严格的要求。
关键词:钻井平台 拖轮 拖航 就位 抛起锚
前言
随着陆上石油资源日益枯竭,包括中国在内的世界各国都将石油勘探与开采投向了海洋。根据我国勘探成果预测,在渤海、黄海、东海及南海北部大陆架海域,石油资源量就达到275.3亿吨。而在海上进行石油开采最重要的设施就是钻井平台。移动式钻井平台可分为自升式钻井平台(又称为桩脚式钻井平台)和半潜式钻井平台等。无论哪种平台在移位、就位或进厂维修时都需要拖轮拖航或协助。
拖航前的准备
1、气象海况条件
根据平台设计及相关作业规范要求,不超过规定的气象海况即可,在我国海域通常要求风力不超过浦氏6级,浪高不超过2米。并要求能随时得到未来至少72小时的气象预报。在出现恶劣气象时能及时采取应急措施或选择避风地点。另外,如果海面有结冰或海水温度低于0摄氏度以下,平台是不宜进行升降或拖航作业。
2、主拖轮选择
我国海域内普通的自升式钻井平台拖航一般要求配备一条主拖拖轮,拖轮的配备根据CCS《海船拖航指南》的要求,在风速20m/s(风从船首方向吹来),船首水流速度1节,有义波高5m的情况下,拖船至少能够保持被拖船的航向,且在静水中的拖航速度应不少于6节,通常要求主拖轮主机功率8000HP以上。
接拖
接拖地点分为码头接拖和海上井位接拖。码头接拖由于平台的桩腿处于升起状态,且旁边没有井口,作业相对简单。这里重点阐述一下从海上井口起拖的方法。
移动式钻井平台稳性与压载计算方法及应用
第4l卷第2期 2012年04月 船海工程 SHIP&0CEAN ENGINEERING Vo1.41 No.2 Apr.2012
DOI:10.3963/j.issn.1671-7953.2012.02.043
移动式钻井平台稳性与压载计算方法及应用
程龙
(中海油能源发展股份有限公司监督监理技术公司,天津300452)
摘要:分析移动式钻井平台稳性计算的相关条件,在明确平台性能、稳性计算等基本概念的基础上,结
合实际论述平台稳性与压载计算的应用实例,介绍移动式钻井平台的稳性和压载计算的基本计算方法。
关键词:钻井平台;稳性计算;方法及应用
中图分类号:U674.38 文献标志码:A 文章编号:1671-7953(2012)02-0170-04
在海洋石油勘探开发中钻井平台的拖航、就
位和升降平台作业过程中存在着重大风险源,钻
井平台的稳性与压载计算是识别海上风险源的重
大专项技术之一。油田拖航与远距离拖航都要控
制和保持钻井平台的稳性。掌握钻井平台稳性与
压载计算方法可降低和消除平台拖航、就位和升降
作业过程中的重大事故的发生。国家相关法律法
规规定,稳性压载人员应当接受稳性与压载技术培
训,并取得合格证书;稳性计算结果要由平台检验
部门审核认可,然后由其签发适拖确认书,方可降
平台拖航。因此,研究并掌握钻井平台稳性与压
载计算方法具有重要的意义和实际应用价值。
1 钻井平台拖航稳性的相关条件
钻井平台稳性是指平台受倾斜力矩作用离开
其平衡位置而倾斜,当倾斜力矩消除后能自行恢
复原平衡位置的性能,包括平台拖航时的漂浮稳
性和升起状态的站立稳性。钻井平台拖航稳性条
件要求,保持钻井平台的水密性、检查控制钻井平
台的重心高度。影响钻井平台拖航稳性的不利因
素如下。
1)新增设备增重。重量增加以后干舷会减
小,还可能引起不必要的纵倾或横倾。
2)环境载荷增重。附着的冰雪。
3)其它增重。海生物或桩靴上部表面沉积
