海洋石油944自升式钻井平台散料间布置设计方案

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自升式钻井平台作业设计研究

491 引言自升式钻井平台以其机动能力强、定位方便、稳定性好等突出优点[1]，成为目前海洋浅水油气开发中应用最为广泛的移动式钻井设施[2-3]。

自升式钻井平台除了广泛用于探井作业外，对于没有模块钻机的固定式导管架平台通常也采用自升式钻井平台进行钻完井作业，如果固定式导管架平台既没有模块钻机也没有修井机，平台生产过程中的修井作业通常也需要采用自升式钻井平台进行作业。

固定式导管架平台确定采用自升式钻井平台进行钻完井或修井作业后，需要进行相应的作业方案设计，主要包括从技术可行性方面对自升式钻井平台资源的筛选以及从经济评价方面对可行的自升式钻井平台资源的比选。

本文主要从技术方面对设计工作需要考虑的问题进行研究。

自升式钻井平台作业设计需要考虑的问题主要有作业海域水深、插桩承载力、井槽覆盖能力、设备作业能力、就位分析等。

本文研究的自升式钻井平台只针对带有悬臂梁的自升式钻井平台。

2 自升式钻井平台作业设计影响因素分析2.1 作业海域水深自升式钻井平台在设计时都有一个适用水深范围，平台的最大作业水深受限于桩腿长度以及作业环境状态下的稳定性；最小作业水深受限于自升式钻井平台采用湿拖拖航时船体吃水及桩靴回收形式。

在拿到作业海域环境参数文件后需要根据文件里的水深参数及波浪参数初选可以适用于该海域的自升式钻井平台资源。

通常只有当自升式钻井平台的最大适用水深大于作业海域的最大水深，同时拖航路线的水深大于自升式钻井平台的最小适用水深，相应的自升式钻井平台才能被作为可用于该海域的候选资源，如果自升式钻井平台采用干拖，拖航路线的水深需要大于干拖驳船的吃水深度，才能满足将自升式钻井平台拖航到目标海域的要求。

2.2 插桩承载力插桩承载力需要根据作业海域的土质资料、自升式钻井平台的桩靴尺寸、压载量等参数进行计算，得到桩靴承载力与桩靴入泥深度的关系曲线。

通过曲线可以得到自升式钻井平台在该海域插桩作业时，需要的最小桩靴入泥深度，并判断是否存在穿刺风险。

自升式钻井平台

要有三种作业模式一是从一地到另一地的拖航模式；二是在指定地点工作时的升船模式；三是在两者之间进行的升降桩操作模式。
船型及设计
主要船型有新加坡吉宝船厂的Keppel Fels B Class,美国F&G公司的Super M2以及JU2000/JU2000E，荷兰 MSC公司的Gusto CJ系列（CJ46/CJ50/CJ70，设计作业水深不同），
分类
沉垫式桩靴式
圆柱式
沉垫式将自升式钻井平台的所有桩腿固定在一个桩基系统上。沉垫式桩基结构主要有两大优势：第一，面积更大，因此所受轴向压力小于桩靴结构，这在土质不能承受较大轴向压力时显得尤为重要。第二，在漂浮拖航模式下，沉垫式桩基提供更大浮力，相应提高了钻井平台的载重能力。
沉垫式桩基结构的主要缺点是对于不平坦或具有较大斜面的海底并不适用。
带有独立桩靴的桩基结构的桩靴数量与桩腿数量相同。桩靴式桩基结构最大的优势在于能够适应不同的海底地形。除此之外，桩靴的压载并没有严格的顺序要求。
目前，主流自升式平台多采用桩靴式桩基系统，避免了在软土层地区作业时桩腿插入太长影响作业深度，同时也提高了插桩和拔桩作业时安全性，一般这种桩靴底部会做成突起的过渡形状，像一个小锥形的头部，方便入泥的功用，桩靴上一般自身带有冲桩系统。
美国Letourneau公司的Letourneau 116系列等。我国自升式钻井平台起步较晚，少数设计公司在此方面取得一定进展，例如由深圳惠尔海洋工程有限公司完成的HYSY936自升式钻井平台设计项目是由中国人对深水自升式钻井平台首次进行完整的详细设计，整个设计达到了世界一流水平。
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自升式钻井平台
用于海洋油气勘探开发的自升式平台
01 平台介绍
03 作业模式

海上自升式修井作业平台的设计探讨

４桩腿长度及升船高度的设计
电动齿轮条式升降装置的主要原理是利用电能带动齿轮４．１桩腿长度的设计的转动，使齿轮与平台的桩腿的齿条互相咬合，从而实现桩腿桩腿的长度设计是海上自升式修井作业平台设计的关键，的升降，这种方式升降效率高并且具有持续性的特点，但是其其桩腿的长度关系到平台能否升至海面进行正常作业，桩腿长依赖于复杂的变速机构，体积较大，对各种材料的要求比较严度设计公式如下：Ｌ＝ｈｌ＋＾２＋３＋４＋矗５＋６＋７格，一般用于深水自升式平台。在以上桩腿长度设计公式中，三代表所要设计的桩腿长２自升式平台的构成和型式选择度。２．１自升式平台结构的构成ｌ代表桩腿入土深度，桩腿入土深度与海底土壤状况、载自升式平台的结构构成主要有： ①桩腿：桩腿的主要作用荷、桩腿大小、整个自升式平台的结构型式有关；２代表最大就是完成平台整体的升降，使之能够上升到海面上，实现海上工作水深；３代表水面以上波峰高度；４代表平台底部到波修井作业； ② 平台：平台主要提供工作人员修井作业的工作场峰的高度；５代表平台型深；＾６代表固桩架的高度；７为余地和日常生活场地，并且在迁航的过程中提供稳定的浮力，保量，根据桩腿结构以及桩节距确定的富余高度。由此可见，以证迂航的顺利； ③ 固桩结构：顾名思义，固桩结构就是将桩腿与桩腿的长度要综合多方面因素进行考虑。平台牢牢的固定在一起，形成一个整体，这样平台所承受的载４．２升台高度的设计荷就能通过桩腿传达到海底地基上，固桩结构主要包括固桩在进行海上修井作业时，要保证作业正常，平台应上升一块、固桩架等设备ｕ。定高度，这个高度成为升台高度，升台高度应充分考虑作业海２．２平台结构型式的选择域、季节以及海面状况等自然因素，还应考虑波峰以及波峰距平台型式的选择主要有以下几个依据： ①根据工作水深进平台底部的高度。行选择：如若工作水深较深，应选择桁架式桩腿，如若水深较浅

自升式钻井平台升降系统图例详解

图解自升式钻井平台升降系统（原创）3664人阅读| 3条评论发布于：2010-3-30 15:35:00海洋石油平台分类：采油模块自升式钻井平台半潜式钻井式平台储油船（FPSO）集储油和动力供给平台目前,我从事的工作是以自升式钻井平台建造工程，以平台电气系统设备调试为主要工作，下面介绍自升式钻井平台的概况及重要系统：升降系统。

我曾经参与制造的自升式钻井平台有：JU2000E系列：1~6号；中油海L780-1、L780-2；中海油937(CJ46)；中油海胜利十号。

自升式钻井平台组成：主船体：主甲板面主要承载起重设备；钻井作业配套设备；通风设备；锚机设备；救生筏及悬臂梁液压滑移设备等；机舱机械甲板主要承载主发电、供电系统；暖通空调设备；海水、淡水设备；泥浆、钻井辅助设备；消防系统等；生活区：应急发电、应急供电系统；钻井办公、休息区；餐饮服务间；无线电通讯室；升降控制台；中央DCS系统控制室；救生艇；飞行甲板区；钻井作业区（悬臂梁及钻台）：井架设备；钻台设备；防喷器设备；高压泥浆管线设备悬臂梁设备等；升降系统组成：一升降控制台：CENTRAL CONTROL CONSOLE二升降MCC：JACKING MCC三桩腿单元：LEG UNIT升降马达：JACKING MOTOR桩腿单元:桩腿单元是升降系统的重要组成部分，大部分钻井平台有三条桩腿，它起到将船体支撑在水面上，以便于进行水上钻井作业，同时，根据不同地域水深情况调整适合平台作业的水深高度，使悬臂梁移出达到钻井工位进行钻井工作。

平台的桩腿位于平台主船体的承重端点位置上，一般有三个桩腿，呈花架结构；它的升降移动是靠齿轮齿条传动，齿条间距：319.186mm；升降移动速度：0.45m/min；由升降电机带动齿轮变速箱输出动力给转动小齿轮，小齿轮与焊接在装腿上的齿条咬合达到传动效果，每个桩腿有三个玄管，每个玄管基础支架上有4~6个升降电机，使升降输出动力可靠；升降电机的组成与排列下图背面排列有三组六个电机。

浅谈自升式钻井平台生活区设计要点

浅谈自升式钻井平台生活区设计要点随着世界经济和技术的发展，海洋开发已成为全球新技术革命的重要组成部分，而海洋油气开发又是当今海洋开发工程的主要内容之一。

自升式钻井平台，又称为桩脚式钻井平台，是目前国内外应用最为广泛的钻井平台。

自升式钻井平台作为一个可移动的“海上小区”，工作人员长期工作生活在上面，因此，无论是从船员居住角度还是船厂施工角度，生活区设计的合理性显得尤为重要。

标签：自升式钻井平台；生活区；详细设计0 前言在自升式平台的设计过程中，生活区为平台工作人员提供工作、休息、娱乐场所，是自升平台必不可缺的一个重要模块。

编者通过一系列400尺自升式钻井平台结构详细设计经验及查阅大量规范，总结归纳出生活区在设计过程中需要注意的一些细节，通过归纳总结，在后续项目中及时避免，从而达到节约材料，降低成本的目的。

1 自升式钻井平台主要特点及生活区的布置就钻井的工艺方法而论，海上与陆上基本相同。

但海上移动式钻井装置和海底井口之间可能存在深达上千米的海水，而这些海水不停地运动着。

由于波浪、海流、潮汐与冰等对钻井装备及其设备（包括水下设备）的作用必然引起钻井装置（这里指半潜式钻井平台与钻井船）与海底井口之间的相对运动，因此，钻井装置还必须配备与水下设备相适应的运动补偿装置和张紧装置，以补偿钻具在孔内钻井时免受钻井装置运动的影响。

对于自升式钻井平台，因为平台的井口和海底的井口是相对固定的，只要将类似于陆上钻井的井口装置中的导管适当加长，把海底井口与平台连接起来，就可形成泥浆返回所需的环形空间，从而解决了隔开海水的问题。

防喷器可以装在水面以上的平台甲板上，形成所谓的水上井口装置。

这种井口装置与陆上的井口装置差别不大，比较简单。

自升式平台生活区布置有横向现在基本采用周边布置，即将平台生活区移到船艏，采用挑出式与包络式设计，既可减少悬臂梁钻井作业发生事故时，对船员造成的伤害，也可以腾出甲板中部空间给作业堆料。

另一方面，悬臂梁悬挑作业时，会将平台整体重心往船艉移动。

自升式钻井平台总布置的研究

SHIP ENGINEERING 船舶工程V ol.32 Supplement2 2010 总第32卷，2010年增刊2 自升式钻井平台总布置的研究任宪刚1，白勇1,2，贾鲁生1（1．哈尔滨工程大学船舶工程学院，哈尔滨 150001；2．浙江大学建筑工程学院，杭州 310027）摘要：介绍自升式钻井平台的布置原则，并对国际上流行的几个自升式钻井平台的主要性能和布置进行介绍和研究.自升式钻井平台的关键技术点包括可变载荷、钻井系统、钻具堆场和动力系统，理清平台的作业流程和各个系统之间的关系非常重要，文章最后将该布置原则应用于一个实例当中.关键词：自升式钻井平台；钻井装置；总布置中图分类号：U661.4, U674.38文献标志码：A 文章编号：1000-6982 (2010) S2-0121-05 Study on the General Arrangement of Jack-upDrilling PlatformREN Xian-gang1, BAI Yong1,2, JIA Lu-sheng1(1. College of Shipbuilding Engineering, Harbin Engineering University, Harbin 150001, China; 2. College ofArchitecture Engineering, Zhejiang University, Hangzhou 310027, China)Abstract: The general arrangement principal of jack-up drilling platform and the main performances of some latest units are introduced. The key technical points including variable load, drilling system, drilling tool storage and power system are analyzed. Then the general arrangement is illuminated synthetically. It is very important to clear the flow process and mutual relations among all systems. Finally, the principle of general arrangement is applied in a practice.Key words: jack-up drilling platform; drilling unit; general arrangement随着油气勘探开发日益向深水推进，自升式钻井平台发展迅速，目前作业水深范围最深达到152m，钻井深度最大达到12000m，甲板可变载荷最大达到7000t.自升式钻井平台产生于1951年，目前在世界范围内具有最为广泛的应用，数量不断攀升，在移动式平台中占据主要地位.目前自升式钻井平台大致分为以下几种：1）按有无悬臂梁可分为：凹槽式自升式钻井平台和悬臂梁式钻井平台；2）按桩腿数量可分为：三腿、四腿、五腿自升式钻井平台；3）按桩靴的形式可分为：独立插桩式和席底式自升式钻井平台；4）按桩腿的结构形式可分为：圆壳式和桁架式自升式钻井平台；5）桁架式自升平台又按照桩腿的形状分为：三角形和四边形桩腿的自升式钻井平台，等等.为提高我国深水海洋工程装备能力，加快我国深水油气资源开发，已展开适用于海域的91.44m、106m、120m水深的自升式钻井平台的技术研究，主要包括总体方案及设计基础、船型和主尺度、总布置、结构形式、主要设备配置、海域特定条件等关键技术专题.本文旨在阐述自升式钻井平台的总布置专题，详细说明了总布置原则、平台关键技术点、总布置程序及操作流程，并针对一布置实例按照上述原则进行布置探讨.1 平台总布置原则钻井平台总布置是一个三维的布置、性能的集成.在施工实践中，尽管很多学者提供了不同的模型，但是三维布置均没有得到完美的解决.本文基于收稿日期：2010-05-19；修回日期：2010-07-05作者简介：任宪刚（1982-），男，博士生，研究方向：海洋工程专业.自升式作业流程，介绍一个复合/集成的布局法则，目的是改进效率、同时兼顾稳性和安全.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、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，以配合水动力性能、稳性、拖航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[7]：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，确保钻井作业的方便和高效.2）考虑操作成本.3）确保稳性、水动力性能、拖航等技术性能，这是平台安全运营的根本.4）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.5）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.6）与主尺度、结构形式、系统要求等综合考虑.7）尽可能大的操作空间，确保安全和高效，注意设备维护及升级的空间，适当为钻井新技术的应用和平台的功能扩展预留空间，并关注岩屑处理等环保问题.8）相关设计指南和标准.2 关键技术点分析2.1 可变载荷可变载荷是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、船型、主尺度所决定.可变载荷通常指在钻井操作期间容易移动的载荷，主要包括人员、备品、钻井设备可变载荷(防喷器、测井设备、井试设备等) 、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、淡水、盐水、柴油、滑油、立根载荷、导管张力等.可变甲板载荷（VDL）是一个重要的概念，通常来说，使用可变甲板载荷来衡量平台的性能指标，而不是可变载荷.钻井水、盐水、基油等钻井液及燃油、淡水均布置在船体内，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甲板载荷并未计入此部分.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，提高经济效益和钻井性能.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[6].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(套管、钻杆、钻铤、导管等)位于悬臂梁上和主甲板上、钻井设备及管处理设备位于钻台上、防喷器应位于钻台下甲板上，备用泥浆设于船体内.原料(重晶石、土粉、水泥) 可设于上层甲板的罐中，视具体布置情况而定.钻井水、盐水、基油、燃油、淡水布置在船体内[1].2.2 总布置程序将自升式钻井平台看作由平台船体支撑的移动式钻井装置.高效钻井和材料运输系统式两个关键因素.因此布置程序可以总结如下：1）参照国际先进船型作为参考，研究其布置工艺；2）编制操作流程—布置基础；3）依据操作流程中的材料类别编制运输模式；4）依据运输模式分层；5）依据操作功能划分组块；6）在不同的层采用不同的布局法则；7）依据重心结果调整重心，以提高稳性[7].3 执行总布置3.1 几种形式自升式钻井平台的布置对比研究自升式钻井平台由以下几个系统组成：钻井系统、居住系统、升降系统、动力系统、泥浆系统、控制系统、压载系统、甲板机械及其他设备系统.对于钻井平台而言，钻井系统是其关键系统，因此这个系统的布置对于整个平台的设计来说极为关键，其他所有系统功能均应该围绕钻井系统的位置而布局.本文研究的是国际先进美国F&G公司的Super M2系列、荷兰GustoMSC公司的CJ46系列和美国F&G公司的JU2000系列的布置情况.表1为三种平台主要参数的对比情况.3.2 操作流程钻井平台的主要功能是钻井，因此上部布置应适合操作.井架位于平台的焦点，不仅是结构框架的枢纽，也是钻井操作的中心.其他设备提供动力、钻井材料、仪表、泥浆和其他服务.图1为平台布置的操作流程.从图1中可看出：井架是钻井操作的焦点，钻井支持/服务系统提供各种基本服务支持，包括钻杆、套管（由管装卸系统运输），泥浆、电力供给、液压、气动和补偿功能、机器维修、废物排放、电器维护、气体干燥；居住处所，锚泊系统.表1 三种平台主要参数对比参数Super M2 系列CJ46 系列JU2000E 系列参数Super M2 系列CJ46 系列JU2000E 系列总长/m 59.74 65.25 70.4 钻井水/ m 3 1208 2000 1676 总宽/m 55.78 62 76.2 预载水/t 7032 10762 15800型深/m 7.62 8~7.75 9.44 散料泥浆/水泥/ m 3 306 425 493 桩腿总长/m 125 132.3/147.4167 日用/备用泥浆池/ m 3 600 740 630 拖航时桩腿投影无无无袋装存储/袋 5000 5000 5000前腿与后腿中心距离/m 35.05 39.9 45.72 钻井深度/m 9144 9144 9144 两后腿中心距离/m 36.5 46.02 47.55 工作水深/m 91.44 106 120 桩靴直径/m 12.19 15.5 17.98 居住人数/人 110 100 120 悬臂梁最大外伸/m 16.76 21.336 22.86 操作最大可变载荷/t 4082 3500 6530 悬臂梁最大横移/m 4.572 6.09 4.572 生存最大可变载荷/t 2721 2500 2993 燃油/m 3 644 800 750 最大组合钻台载荷/t 1000 1134 1180图1 操作流程示意图3.3 运输模式依据操作流程中的不同材料可分为以下几个运输模式：管子运输系统通过抓管机拾起并通过猫道运输；特殊设备通过特殊吊卡和特殊推车运输到井口中心；泥浆、动力（电力、液压、气动）通过管线运输.目标平台的具体的运输模式：设置主辅猫道分别运输套管（包括大直径套管和水平排放的隔水管）和钻杆.外形、质量和特征不同的材料，运输的费用和效率不同，其运输模式也不同.运输的费用和效率导致不同的布置，对管子运输，费用最高、空间占用率最高，而对于管线运输相比之下效率最低. 3.4 层划分根据从上层到下层的运输模式划分为三层—钻台、主甲板、机械甲板，内底甲板，见图1.钻杆、套管和隔水管等运往钻台.主甲板不仅用作存储区，还作大型设备操作区和固控系统区.泥浆处理系统、动力支持系统和录井系统布置在下甲板.这种系统的特点是通过管线他们可被到井钻井活动中心.或他们可从钻井活动中分离.他们的距离对操作费用影响很小. 3.5 模块划分实现复杂系统更好的布置，模块划分工艺是介绍总体作业流程.划分原则是基于钻井操作功能和相邻位置.模块是基本布置单元.每个模块再依据相同的原则设计.依据与钻机的关系等级和在操作流程中引起的费用，所有设备被分为以下模块，列出如下：井架钻机系统有三个模块：钻井中心模块，包括井架、钻台和悬臂梁系统；钻井辅助动力模块，包括液压站、气动站和平台动力控制模块；钻机动力控制模块用于支持VFD/MCC 服务.管子处理系统有一个模块：钻井管子处理模块，包括管子存放区、猫道和抓管机，该模块用作管子的存储和搬运.井控系统包括二个模块：防喷器（BOP ）存储和装卸模块及其他大型海底设备存储和装卸模块.一个动力模块用于满足平台动力供应.泥浆系统分为四个模块：泥浆混合系统、泥浆管汇固体运输模式管子堆场抓管机+猫道液压和气动液压站和气动房管线电缆发电机和配电板井控设备特殊吊机+ 运输滑轮固井系统泥浆循环泥浆净化泥浆循环系统三除设备、离心泵泥浆混合系统岩屑回收岩屑处理立柱临时存储自动排管机主井口净化系统、泥浆循环系统和固井模块.两个钻机支持和控制模块，一个是支持和控制锚泊定位和动力定位系统，另一个是主控制模块，控制整个平台.五个服务模块是居住区、仪表、机修、废物排放和空气干燥模块.3.6 布置规则因为自升式平台是非常复杂和巨大系统，单一的规则不能断定优化方案.在不同的层采取不同的规则.钻台和主甲板采用最低搬运费用和最高操作效率规则.该布置用于实际中从顶部至底部，上部的设备可以占用下部的空间[4].3.6.1 钻台布置钻台高于主甲板.它是主要工作场所，用于接收钻杆、套管.管子处理模块位于钻台层内.猫道面对钻台开口，用于管子运输.依次布置管子堆场，优先是钻杆区.梁位于主甲板上，上部主要为钻杆堆放区，猫道位于悬臂梁之上，用于运送悬臂梁甲板上的钻杆到钻台[2].3.6.2 钻台下甲板布置钻台下甲板（悬臂梁中间平台）位于钻台下层.两个大的井控系统模块布置在钻台下甲板上，依次是BOP处理模块，包括BOP吊，BOP推车，下部隔水管总成（LMRP）推车，BOP导向系统，BOP支撑和移动小车，BOP提升装置（它可执行BOP的操作）、BOP控制系统和BOP储能器装置.还有一个海底设备模块，包括吊机，小车和提升装置.海底系统的操作程序是吊机吊起采油树，放在小车上，然后搬运到井口中心，然后升降齿轮装置下放它.3.6.3 主甲板布置井架钻机右侧是泥浆净化模块，位于主甲板之上，悬臂梁右侧，可以进行泥浆固相处理和收集.锚位于平台的角上，塔式吊机位于平台两侧.大的工作空间可以改善操作安全.保留的空间也有助于以后平台的升级.平台设计的目标是提供一个集钻井、调试、维护和操作于一体的平台.平台建造完工后，新的设备主要放在上甲板上，因为下甲板不容易增加大型设备.3.6.4 机械甲板布置下甲板布置采用最适面积法.机械甲板的特点是设备通过管汇输送到钻井中心，或与钻井中心分离.距离对操作费用和效率影响不大.另外还需考虑模块之间的关系、人员因素法则和安全路线（可能在模块之间或在模块内部）三个因素.机械甲板特征：1）机械甲板是空间不规则的和离散的区域，该甲板被分成舱室及加强结构；2）模块具有不同的相互关系.布置这些模块时需要考虑一些关系，例如泥浆模块的操作，泥浆混合模块、泥浆循环模块和固井模块彼此之间是相关联的，因此应该就近布置.它们也接近主甲板上泥浆净化模块的位置，动力模块接近泥浆动力模块，便于动力的传递.基于当前条件，该最适面积法则被采纳.当体积小的模块放置到适当位置后，体积大的模块优先放置在大的区域.这里有1个大模块，包括泥浆处理模块和1个动力模块.泥浆处理模块是最大的模块，只能被放置在船中前面区域，与主甲板上布置的水泥灰罐相接近，便于泥浆的运输.动力系统与泥浆泵系统可放置在船中间位置.以上的布置是可行的方案[3].3.6.5 内底甲板布置内底甲板主要布置压载、淡水和油舱等，这需要根据设计要求和最适面积法来布置.3.7 根据重心调整布置计算重量重心以校核布置的合理性.设备布置对重心有很大影响.根据计算得出的重量重心位置，对上述布置设备作略微调整，以满足重心的要求.具体调整步骤按照保持大型设备重心居中，可移动设备重心的变化由压载舱室的布置来调整补偿.3.8 布置原则应用实例依据上述布置原则，本文对Super M2自升式钻井平台的局部布置提出一些建议：1）将泥浆净化系统调整至悬臂梁内部，如图2所示.图2 Super M2泥浆净化系统布置固控系统固控系统(a) 调整前(b) 调整后2）将Super M2的泥浆池和泥浆泵位置调至平台尾部，如图3所示.图3 Super M2 泥浆泵和泥浆池位置以上调整可以达到实现改善： 1）由于减少了泥浆池到钻台中心的距离，缩短了泥浆流入和返回的距离，从而提高了钻井效率.2）由于将泥浆净化系统移动至悬臂梁内部，提高甲板空间利用率，增大了甲板可用空间.3）由于泥浆净化系统由原来的垂直布置二层高度，变成现在的一层布置，因此平台重心得到降低. 4）由于泥浆循环管路变得更短，因此平台的重量得到略微降低.4 结论本文通过对当前国际先进的几个自升平台系列布置研究，并结合总布置一些基本原则，总结出了平台布置的一般方法，这些方法和实例可以作为今后开展此项研究的基础，本文的布置分析不一定非常详细和周全，但是本文可以让读者掌握了解到平台的总布置要着眼于其功能所在，平台布置是一个多学科、多行业交叉的系统.不同的业主对不平台的要求不同，工作环境的不同，地质情况的差别，各个平台布置的侧重点也不近相同，需要结合实际情况具体加以分析.参考文献：[1] DNV . CIassfication nots No. 30.4[S]. Foundations,1992.[2] 李昊, 自升式平台悬臂梁设计工具研究[D]. 大连:大连理工大学, 2007.[3] 朱启宪. 海洋平台结构可靠性的优化设计[J]. 中国海上油气, 1991(3): 1-10.[4] 张孝友, 孙永泰. 作业三号平台悬臂梁及移运系统研究[J]. 中国海洋平台, 2003, 18(4): 31-33. [5] ABS. MODU Rule[S]. 2006.[6] J.D.Sorensen, M. H. Faber, R.Rackwitz, et, al .Reliablity Anlysis of an offshore Structure [C]// OMAE92 Cal gary, ASM: 92-130.[7] 王力. 自升式平台整体与局部有限元模型关系[D].天津: 天津大学建筑工程学院, 2008.（上接第108页）2）目前国内正在研发中，仅在少数船厂刚刚试行，现在我船厂也在准备典型船中试行，充分积累数据和经验，待条件具备后再在后续船中推行.针对公司生产运营情况和特点，目前组织“立体总组尾总段地面轴舵系镗孔”和“轴系总段对中”课题组进行工法研究，编制有关的工艺文件和作业指导书.组织技术、生产部门技术人员选择典型船继续展开干船坞和静水浮态二钟状态中分别进行轴系校中测量，继续收集和数据分析，并且在整个过程进行跟踪测量，根据典型船积累的数据和经验，确定后续船上实施的最佳方案. 5 致谢！感谢张研修高级工程师在这篇论文完成过程中给予的指导和教诲！参考文献：[1] 习玉峰. 船体生产设计[M]. 第1版. 北京: 人民交通出版社, 2002.[2] 国防科学技术工业委员会. 中国造船质量检验标准[S]. 2005.[3] 陆俊岖. 船舶建造质量检验[M]. 第1版. 哈尔滨: 哈尔滨工程大学出版社, 1996.[4] 周建良, 邹鸿钧. 船舶轴系校中原理及其应用[M].第1版. 北京: 人民交通出版社, 1985.(a) 调整前柴油机舱泥浆泵舱泥浆池(b) 调整后泥浆池泥浆泵舱柴油机舱。

自升式钻井平台散料系统生产设计浅析

自升式钻井平台散料系统生产设计浅析工作所需要的压缩空气，并配有2个容积为3.4m³的起动/杂用空气瓶用来存储压缩空气，平台压缩空气的用途主要是提供主机起动、日常杂用、仪表控制以及散料输送所需的空气。

平台上配有空气干燥器用来除去空气中的水分，含水的助吹空气容易造成散料的结块，影响散料输送的效果。

散料系统吹灰空气的压力为4.5bar，因此平台上设有一个压缩空气减压阀站，经过减压阀站的压缩空气便经过助吹管线来提供散料输送所需的动力。

通常自升式钻井平台设有一根3″的空气助吹总管，空气助吹总管伴随散料输送管路布置，在适当的位置开2″空气助吹支管到散料输送管路。

1.2.3 散料输送系统的控制系统自升式钻井平台散料输送系统选用的阀门均为电、气双作用遥控阀门，平台上设有遥控阀控制箱来控制阀门的开关，实现对散料输送方向的控制，另外，散料罐、缓冲罐等设备安装有称重单元、压力传感器等监视仪表来测量散料罐的重量、压力等。

钻井平台的散装材料存储及输送系统隶属于钻井平台泥浆控制系统，控制系统需实现以下控制或监视功能：罐间批量输送、罐内定量补给、散料输送率调节、清空除尘器、管路清扫、高位报警、重量监视、罐内压力监视、阀位监视、升沉及倾斜补偿、重量与体积换算以及系统故障报警。

2 自升式钻井平台散料系统关键技术研究2.1 散料罐的选择和布置在散料罐的选用时，首先要根据钻井平台散料总存储量及散料罐的数量来确定单个散料罐的存储容量，然后根据散料间的层高和房间面积确定散料罐的罐体直径和高度。

在散料罐的外形尺寸确定后，再根据平台的总体布置来确定散料罐上各种接口及仪表的位置。

自升式钻井平台的散料罐的罐体由筒体、椭圆形上封头、锥形段和下部平板封头组成，锥形段的角度需要根据物料特性和吹灰性能来合理设置。

散料罐通常设有三条支撑腿，每条支撑腿下方设有称重单元，以用来监测散料罐内散料数量。

散料罐上通常设有5″进料口、5″出料口、6″透气孔、3″吹灰空气进口、2″安全阀释放等接口。

新型模块化自升式钻井采油两用平台的方案设计

新型模块化自升式钻井采油两用平台的方案设计作者：乔添朱益田天王晨铎来源：《教育教学论坛》2018年第21期摘要：本文提出了一种模块化自升式钻井采油两用平台的设计思路。

通过对现有平台工作装备的分析，划分该平台所需的工作模块，并介绍其相应的建造和安装方法。

在此基础上对其可行性以及优越性做了初步分析，为平台的设计提供了一条可行的思路。

关键词：钻井采油两用平台；模块化；自升式平台；方案设计中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）21-0088-02目前海工装备建造市场受油价低迷的制约，订单量锐减，对各类平台的需求量均有降低。

在这种情况下，建造一种成本更低，能同时胜任多种工作的船型可以更好地迎合目前市场的需求。

以此为出发点，我们设想建造一种具有钻井、采油两种功能的平台，将船型设定为自升式平台，而对其两种不同工作模式之间的切换拟采用模块化的方法。

通过一些特殊设计实现自升式钻井采油两用平台的所需功能。

本文从目前自升式钻井平台及导管架采油平台的建造方法出发，对模块化自升式钻井采油两用平台的设计思路、模块化设计及其可行性进行了分析研究。

一、设计思路当前近海油气田开发的主要工作大致分为两大阶段：第一阶段为自升式钻井平台拖航到指定位置插桩后，进行钻井作业，钻井作业结束之后该平台拔桩移位到下一工作地点。

第二阶段是建造完成的导管架平台被拖航至井口所在的位置，打桩固定后进行采油作业。

整个过程中需用到两座平台，而且两座平台要分别进行安装，所以整个工作周期相对较长，成本高昂。

而我们的两用平台则可以较好地解决这一问题，平台在钻井工作结束后，通过吊装模块进行装备的更换，从而直接实现平台功能的转换，将两种工作用同一平台完成。

通过这种方法节省了单独制造导管架采油平台的成本和进行导管架平台安装的时间，可以显著提高工作效率。

为了实现这种功能，我们需要设计出一种可行的模块化方案，使各个模块安装到位后可以分别满足钻井、采油的工作需求。

海上的移动工厂—钻井平台内舾装设计

海上的移动工厂—钻井平台内舾装设计摘要：本文以自升式钻井平台(下简称为CP-300)为例概述了海上钻井平台的生活楼的内舾装设计，并简单探讨了内舾装的施工工艺等问题。

关键词：钻井平台；舾装；设计1引言内舾装又称居装，包括舱室的划分和保温、防火的设计，船用家具与卫生设施的制造安装，厨房冷库和空调系统的组成与安装，船用门窗的安装。

随着人类对油气资源开发利用的深化，油气勘探开发从陆地转入海洋。

因此，钻井工程作业也必须在浩瀚的海洋中进行。

在海上进行油气钻井施工时，几百吨重的钻机要有足够的支撑和放置的空间，同时还要有钻井人员生活居住的地方，海上石油钻井平台就担负起了这一重任，现代的钻井平台俨然是一座可以移动的工厂。

钻井平台是一种综合性的产品，涉及行业可划分为两大类，即石油钻采和船舶制造。

但细分起来所需要了解的知识可谓是林林总总，如钻井工艺、固井工艺、录井工艺、结构、内舾装、外舾装、轮机、电气和管系等。

现在国际上越来越提倡人权，提高工作人员工作以及生活的品质，内舾装作为平台工作人员日常接触最多的部分，设计和建造过程中要以总体结构为基础，与其他专业充分协调，并坚持以人为本的安全性、美观性和舒适性的三大原则来进行，并且要满足环境保护的原则。

严格遵守SOLAS公约及其修正案、国际劳工组织公约和相关船级社、相关政府机构、相关组织的规范及准则。

2内舾装工程设计2.1钻井平台内舾装设计概况CP-300是一艘三桩腿的带悬臂梁结构的自升式钻井平台，钢质非自航，生活楼设置在船体的艏部，可以提供105人的生活居住条件，平台船籍为CCS。

生活区距离钻井区域较远，安全性好。

生活楼布置在平台艏部内侧，生活楼主体分四层布置，01甲板为公共设施区，布置有餐厅、厨房、更衣室、洗衣房等；02、03甲板为居住区，主要布置了单人间、双人间和四人间，配套有公共浴室、盥洗室和卫生间。

生活楼顶部布置中央控制室。

内舾装工程的设计部分包括生活区域划分、防火区域划分、门、窗、内装板、绝缘、敷料、卫生设备、舱室设备、医务室设备、厨房洗涤设备、冷库、家具、室内梯、纺织品和五金件等，门类十分繁多，所以这里我们只对重点方向进行阐述。

自升式海洋平台设计技术

圆柱腿自升式平台
一、自升式钻井平台简介
（二）自升式钻井平台
➢工作时桩腿下放插入海底，平台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。
桁架腿自升式平台
一、自升式钻井平台简介
自升式钻井平台
二、自升式钻井平台总体、舾装设计介绍
（三）舾装设计
➢按《海上移动平台安全规则（1992）》配备系泊设备。配丙纶系船索，设置带缆桩10个，每个带缆桩配有导缆孔。
二、自升式钻井平台总体、舾装设计介绍
（三）舾装设计
➢主甲板中部左舷配备有一台柴油机驱动桁架式起重机，吊重35吨；右舷配备电动液压桁架式起重机，吊重35吨。满足平台重物的起吊与人员上下要求。
（一）钻井平台
➢主要用于钻探井的海上结构物。上装钻井、动力、通讯、导航等设备，以及安全救生和人员生活设施。海上油气勘探开发不可缺少的手段。主要有自升式和半潜式钻井平台。
自升式钻井平台
半潜式钻井平台
一、自升式钻井平台简介
（二）自升式钻井平台
➢由平台、桩腿和升降机构组成，平台能沿桩腿升降，一般无自航能力。1953年美国建成第一座自升式平台，这种平台对水深适应性强，工作稳定性良好，发展较快，约占移动式钻井装置总数的1／2。
二、自升式钻井平台总体、舾装设计介绍
（二）结构设计
➢平台主体甲板、船底、舷侧、纵舱壁为纵骨架式结构；横舱壁以及两端板为横骨架式结构，并设有水平桁以减少肋骨在横舱壁扶强材的跨距。肋骨间距为0.5m，纵骨间距为0.5m～0.54m，强横梁和底肋板间距为1m～1.5m。为了减少甲板纵桁、甲板强横梁的跨距，在一些主要构件交叉点上设有支柱和斜撑，吊机基座及燃烧臂基座插入船体焊接，周围甲板用14mm垫板加强。平台在主要机械舱室设有二层底结构，二层底板距基线为1m，设置纵隔板、横隔板及纵骨加强，为便于施工及保持透水性在横隔板上设置人孔。

海洋石油944自升式钻井平台大桩靴管路布置方案

ｍｅｎｔｐｌａｎ，ｍａｋｉｎｇｔｈｅｂｅｓｔｐｉｐｉｎｇａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ，ｌｉｍｉｔｉｎｇｗｅａｋｅｎｔｈｅｉｎｔｅｎｓｉｔｙｏｆｔｈｅｈｕｌｌ
国加紧争夺海洋资源为背景，包括海洋石油钻井平台在内的各种海洋工程船舶及设备的建造需求日益增长。
海洋勘探开发日益向深水推进，自升式钻井平台发展尤为迅速。在目前国际上比较主流和成熟的自升式钻井平台的设计中，海洋平台９４４为了适应更为疏散的地质条件，首次采用大桩靴方案，同时为优化桩靴冲桩和拔桩效率，改进了冲桩喷嘴的安装、维护及更换方案，优化冲桩管路布置，减少削弱桩靴结构强度、增加操作人员
Ｄｅｃ．，２０井平台大桩靴管路布置方案
尹海波
（招商局重工江苏公司，江苏南通２２６１１６）
摘要：由于陆地油气资源有限，海洋储量丰富而且已探明和开采数量只占总储蓄量的极少部分，又有各
ｌｙ．Ｉｎｍｏｓｔｏｆｔｈｅｐｏｐｕｌａｒｄｅｓｉｇｎｏｆｄｒｉｌｌｐｌａｎｔｓｉｎｔｈｅｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａ１，ＨＹＳＹ９４４ｈａｖｅｄｏｍｕｃｈ

浅谈自升式钻井平台泵舱的优化布置

浅谈自升式钻井平台泵舱的优化布置随着油气勘探开发日益向深水推进，自升式钻井平台发展迅速。

对比国际上正在使用的自升式钻井平台，为提高舱室空间，将机械甲板上使用的轮机泵组集成到双层底甲板，节省了机械甲板的空间，优化管路和电缆的布置，便于泵的管理与维护。

标签：钻井平台；海洋平台944；CJ50；泵舱自升式钻井平台产生于1951年，目前在世界范围内具有最为广泛的应用，数量不断攀升，在移动平台中占据主要地位。

平台主要由数个桩腿、甲板以及升降装置组成的大型复杂结构系统，广泛应用于近海石油工业。

文章以CJ50型钻井平台的泵舱布置为基础，介绍泵舱改造的优化方案，旨在就钻井平台局部优化的设计思路进行探讨。

1 HYSY944与JU-2000E的方案比较按照国际主流平台设计原则，普通平台在垂直方向上基本采用以下布置：双层底主要布置淡水舱、燃油舱及必要的压载水舱；以上设立机械甲板，对于工作水深和钻深要求较高的机械设备较为复杂的平台应考虑设立多层机械甲板。

其中，许多平台的轮机泵组布置在各个机械甲板的舱室中，如JU-2000E，海洋石油281等平台。

这样布置挤占了舱室内其他设备的空间，造成管路和电缆的布线拥挤，并使通道狭窄。

1.1 JU-2000E的舱室布置介绍JU-2000E型自升式钻井平台由美国FRIRDE&GOLDMAN公司设计，是典型的自升式平台。

国内的中集来福士、大船重工、外高桥等都建造过该类型的平台。

JU-2000E在双层底甲板的布置符合主流平台的设计原则，如将泥浆池，燃油舱，钻井水舱等液舱布置在双层底甲板。

而相关的轮机泵组布置在机械甲板的各个舱室，如泥浆灌注泵布置在泥浆泵舱；污油泵，燃油服务泵和燃油输运泵布置在主机间；增压消防泵，基油泵和主消防泵布置在空压机间；泥浆混合泵布置在散料间等。

1.2 海洋石油281的舱室布置介紹由数据可知，281属于较小的平台。

它是一艘自升式生活支持平台，用于国内近海石油勘探开发。

海洋石油平台平面布置设计研究

海洋石油平台平面布置设计研究摘要：随着社会的发展与进步，重视海洋石油生产平台平面布置设计原则对于现实生活中具有重要的意义。

本文主要介绍海洋石油生产平台平面布置设计原则的有关内容。

关键词：海洋；石油生产平台；平面布置；设计原则引言本文简要地介绍海洋石油生产平台平面布置设计的一般原则，并根据有关油田的设计经验，对海洋石油平台平面布置设计的基础、平台甲板的概念和平台区域的划分及设备的布呈等方面，提出了一些值得注意的问题。

本文对合理布置平台设备、压缩平台面积和降低工程造价，具有一定的参考价值。

一、海洋石油生产平台的概述海洋石油生产平台是一个远离陆地的海上油气处理厂。

在这个处理厂内，不仅有油气生产设备、机械转动设备，还居住有操作设备的人员。

因此，在进行平台平面布置设计时要考虑到许多因素。

首先，应考虑的是安全和防止环境污染，包括: (1)保护人员的生命安全；(2)尽可能降低灾害性事故发生的可能性；(3)事故发生后，尽可能减轻事故的后果；(4)保护设备、财产，保护环境。

人员的安全，不仅要保证人员安全地操作、维修，而且要保证在平台发生事故时，操作者能安全地、迅速地逃离现场或脱离平台。

保护设备也是一个很重要的方面。

例如在正常或非正常情况下，能释放设备里可燃烧的天然气和原油，隔绝火灾对其它设备的影响等。

其次应考虑满足平台的生产要求。

如设备和设备之间应留有足够的操作、维修空间，使生产能安全地、高效率地进行。

空间的利用不仅要考虑操作的方便，而且要考虑经济、合理.在允许的范围内，尽可能地节约平台空间。

另外，布置合理，减少投资，便于施工、吊装，也是应考虑的因素。

平面布置应当遵守政府的有关法规、章程，国际上最新的标准、规范，以及业主的要求，平台入级和第三方检验的要求等，还应当满足API RP 2G《海上建筑物上生产设施的推荐作法》的有关规定。

二、平面布置设计原则平台布置要考虑多种因素.首先根据环境条件和爆炸性混合气体存在的危险性将平台分为若干区域，然后在区域内布置设备。

海洋石油平台课程设计

《海洋石油平台设计》课程设计目录第一章综述 (1)1.1 平台概述 (1)1.1.1 海洋平台的分类 (1)海洋平台结构的发展历史及现状 (2)海洋平台结构的发展趋势 (4)1.2 海洋环境荷载 (5)海风荷载 (5)海流荷载 (5)波浪荷载 (6)海冰荷载 (7)地震作用 (8)1.3 ANSYS软件介绍 (8)1.3.1 ANSYS 的发展历史 (9)1.3.2 基本功能 (9)分析过程 (10)第二章导管架平台整体结构分析 (15)2.1 导管架平台简介 (15)2.2 平台整体模型建立 (15)工程实例基本数据: (15)平台几何模型的建立 (16)、波流耦合作用下导管架平台整体结构静力分析 (25)结构整体静力分析 (25)2.3.2 静力结果分析 (28)2.4 导管架平台整体结构模态分析 (32)结构模态计算 (32)观察模态分析结果 (33)2.5 波浪作用下平台结构瞬态动力分析 (38)瞬态动力分析 (38)动力分析结果处理 (42)第三章平台桩腿与海底土相互作用模拟 (47)3.1 基础数据 (47)前处理过程 (48)静力求解计算 (53)3.4 结构模态分析 (60)第四章总结 (68)第一章综述1.1 平台概述海洋平台是一种海洋工程结构物,它为开发和利用海洋资源提供了海上作业与生活的场所。

随着海洋开发事业的迅速发展,海洋平台得到了广泛的应用,如海底石油和天然气的勘探与开发、海底管线铺设、海洋波浪能的利用、建造海上机场及海上工厂等。

目前应用海洋平台最为广泛的领域当属海上油气资源的勘探与开发。

用于海上油气资源勘探与开发的洋平台按功能划分主要分为钻井平台和生产平台两大类,在钻井平台上设有钻井设备,在生产平台上则设有采油设备。

若按结构型式及其特点来划分,海洋平台大致可分为三大类固定式平台、移动式平台和顺应式平台。

1.1.1 海洋平台的分类1.固定式平台固定式平台靠打桩或自身重量固定于海底,目前用于海上石油生产阶段的大多数是固定式平台,它又可分为桩式平台和重力式平台两个类别。

海洋石油生产平台平面布置设计原则

海洋石油生产平台平面布置设计原则第6卷第1期1994年2月中置海上油气(工程)V ol6,No1CHINAOFFSHOREOILANDGAS(ENGINEERING)Feb?1994海洋石油生产平台平面布置设计原则.墓生i.洋石油开盅工器设计(北京)公司.北京.100027摘要本文简要地夼耋矗海洋石油生产平台平面布王设计的一般原则,并根据有关油田的设计经验.对海洋石油平台平面布王设计的基础,平台甲板的概念和平台区域的划分及设奋的布王等方面.提出了一些值得注意的问题.本文对合理布王平台设奋,压缩平台面积和降低I程适价,具有一定的参考价值.t,.jl关键调海洋石油平台平面布王设计原则;钮l,,j?l.,——一———————～'J1综述海洋石油生产平台是一个远离陆地的海上油气处理厂.在这个处理厂内,不仅有油气生产设备,机械转动设备,还居住有操作设备的人员.因此在进行平台平面布置设计时要考虑到许多因素.首先应考虑的是安全和防止环境污染.包括;(1)保护人员的生命安全I(2)尽可能降低灾害性事故发生的可能性I(3)事故发生后.尽可能减轻事故的后果I(4)保护设备,财产.保护环境.人员的安全.不仅要保证人员安全地操作,维修.而且要保证在平台发生事故时,操作者能安全地,迅速地逃离现场或脱离平台.保护设备也是一个很重要的方面.倒如在正常或非正常情况下,能释放设备里可燃烧的天然气和原油,隔绝火灾对其它设备的影响等.其次应考虑满足平台的生产要求.如设备和设备之间应留有足够的操作,维修空问.使生产能安全地,高效率地进行.空间的利用不仅要考虑操作的方便.而且要考虑经济,合理.在允许的范围内.尽可能地节约平台空间.另外.布置合理.减少投资.便于施工,吊装,也是应考虑的因索.平面布置应当遵守政府的有关法规,章程.国际上最新的标准,规范,以及业主的要求.平台入级和第三方检验的要求等.还应当满足AP]RP2G{海上建筑物上生产设施的推荐作法'的有关规定.平面布置的基本步骤是:在得到基础资料并作了一定的准备工作后.根据环境条件.并综合考虑其它因素.确定平台方位,高度.然后考虑爆炸性混合气体存在的危险性.将平台分为若干区域.进行设备布置.1.1平面布置设计基础,●●●r中置海上油气(工程)1994年在平面布置之前,首先应得到设计基础资料业主要求,并完成一些最基本的准备工作;(1)环境资料,如海况,气象条件及地理位置等;(z)油藏基础资料I(3)油田开发方案I(4)钻/修井要求,井口形式,井数等I(5)工艺及公用系统流程图I(6)各辅助系统的基本构成和要求,如电气,仪表,通讯,安全,消防,探测,救生系统等I(7)设备表,包括各种所需的机电,工艺,公用及辅助系统的设备尺寸,重量以及其它重要参数;(8)平台人员的配备,生活设施的配置I(9)供应船停靠位置I(1O)直升飞机型号I(11)海底管道,立管的布置要求I(1z)海上施工的考虑吊装要求,如浮吊的能力,可获得性和适应性等.环境条件,地理位置.如风向,风力对平台方位,设备的布置都有影响l平台远离陆地.海况条件恶劣.应适当增加平台的贮藏面积.1.2甲板的概念及平台方位甲板的层敬取决于设备的布置.一般分为下层甲板,中层甲板和上层甲板.如上层甲板放置设备,上层甲板上还应设防雨甲板{如下层甲板不能满足开式排放要求,在下层甲板下还应设置一个放开式排放罐的小平台.另外为操作方便两层甲板之间还可设置局部二层.每层平台的高度应按设备高度和操作,维修要求进行设计}个别设备过高可考虑穿甲板.底层甲板的高度应设计在波峰高度1m上如平台被设计成能抗波浪和海流的.那么该平台下层甲板可低一些.在确定平台方位时,应考虑海水,波浪海潮及主导风向.在设计直升飞机甲板停靠设菔,火炬及安全系统,起重机,救生系统和通讯系统时,耍特别注意主导风向的影响.如直升飞机要求逆风起降,火炬系统要求能利用自然风把火焰产生的热量和烟气排到平台外. 2平面布置设计原则平台布置耍考虑多种因素.首先根据环境条件和爆炸性混合气体存在的危险性将平台分为若干区域,然后在区域内布置设备.在各个区域内,设备与设备之间应留有一定的空间以保证安全操作和维修.整个平台还耍考虑人员的安全,留有安全逃生通道及安装救生设备.另外还应当从整体上考虑各设备之间的互相影响.如火炬臂,吊机,通讯设备对直升飞机起落的影响}吊机操作时对火炬臂,通讯设施的影响等.平台设备布置要有利于生产流向,合理布置,节约面积,缩短配管距离.2.1平台区域划分平台可分为综合平台和单一功能平台.按平台的规模来分,又可分为大型平台和中/小型平台.平台的大小不同,其布置方法也有所不同.对任何一个生产/生活平台来说,在考虑平台布第6卷第1期赵英年,蔼洋石油生产覃台平面布置设计原则置时,可将平台分为以下几个区域:(1)井口区5(2)油气分离和生产处理区f(3)公用设备区f(4)动力和其它辅助设备区f(5)生活区;(6)直升飞机甲板区.小型生产/生括平台.又可分为三层甲板.日9上层甲板,中层甲板和下层甲板.中层甲板考虑放井13和工艺设备,下层甲板放公用和辅助设备,上层甲板为生活楼,楼顶为直升飞机甲板.每层甲板都有排放管汇,用于排放溢流液,i中洗水及雨水等.2.2平台区域划分的原则平台区域划分的原则是根据爆炸性混合气体存在的危险性来划分的.根据APIRP500B和ZC标准,平台区域可分为危险区和非危险区.危险区又可分为0类,1类及2类危险区.根据ZC标准,危险区划分如下:0类危险区0类危险区是指连续或长期存在爆炸性混合气体的区域.1类危险区1类危险区是指在正常生产中可能产生或积聚爆炸性混合气体的区域.2类危险区2类危险区是指有可能短时间产生或积聚爆炸性混合气体的区域.一般来说.井口区可划为1类危险区}油气分离和生产处理设备可划为2类危险区,公用设备(除燃料气结合点外)动力及其它辅助设备可划为非危险区f生括区,直升飞机甲板应放在非危险区.一般情况下,危险区和非危险区要用防火墙分隔.防火墙是用于隔绝火焰的蔓延及减步火区喷淋面积.防火墙是用中间带不可燃的隔热夹层的钢板组成的.所以防火墙不仅要求耐高温,防烟,而且要求有足够的强度.如cIASSA一6O的防火墙要求的强度高于CLASSB,并且要求非受火面的平均温度不能超过140"C的起始着火温度.同时耐火时间为6O分钟,或者非受火面任何一点的温度不能超过18O℃的起始着火温度.防火墙根据其强度和耐火时间分为三级CLASSA{耐火时间为一小时;CLASSB:耐火时间为半小时CLASSH耐火时间为两小时.3平台设备布置设备布置应进行整体考虑.各设备之间应留有一定的空间.既要满足操作,维修的需要,又要提供安全逃生通道,另外还应兼顾管网走向,电缆托架,HV AC管系以及通讯电缆等.设备布置应注意以下几点;(1)考虑操作,维修空间①起吊空间,包括吊机通道;起落架空间;货物起吊孔f设备堆放场.②维修空间,包括换热器等设备盘管的抽换,板式换热器的清洗f消防枪的移动;泵,电机的更换f设备太修;人孔吊架;堆放场地附近移动空间.③操作,包括阀门操作,仪表能见性}消耗品的更换f巡回检查通道;噪音防护罩.④逃生,包括易于直接逃到安全区域和救生艇集散地;担架进出通道f封闭区域的逃生路线.⑤消防及应急措施,包括喷淋嘴到被消防设备的净空;消防水龙通道f消防设备放置点的通道,从消防炮到被消防设备的视线.中田海上油气CE程)1994正(2)荷载集中的区域应有足够的支撑.(3)对有可能出现机械事故的设备.其位置应予以特别考虑.(4)应急通道可做为正常操作通道布置于每层甲板的四周,并能清楚地,直接地,安全地到达救生艇集散地.(5)应考虑临时设备的吊装要求及将来设备的预留空间,吊装要求.(6)穿甲板的高大设备,如脱氧塔的布置应有利于吊装维修.(7)重量较大的设备,应考虑布置于甲板辅线内或主支承结构附近.以利优化甲板结构t减少结构及建造投资.3.1井口区设备布置井口区有高压设备及高压油/气流,所以井口区是平台上最危险的区域,应安装在远离生活楼的地方.井口区应禁止有火源设备,避免造成天然气聚积,并尽可能地敞开,以利于自然通风,救火消防艇扑灭井口区火灾.井口区的设备包括:井口采油树,井口控制设备,生产/测试管汇等.井口平台的层高取决于采油树及有关设备和维修空间的高度.采油树之间应留有一定的空间.以便于操作和维修.不同压力的采油树其空间要求也有差别.一般来说,两个采油树间最小中心距为2m,正常间距为2～2.5m.采油树下隔水套管应有一定的强度,以抵抗船只及漂浮物的冲击.井口区应设保护甲板以防落物,并设吊孔以便于将来吊装.井口管汇要提供一定数量的预留头,以备将来井数增加.还应考虑修井情况,如修井机的型号,尺寸,荷载等I如用修井船进行修井,井口区还应考虑与修井船配合的空间,并能使修井机到达任一井位.3.2工艺区设备布置工艺区的设备布置与油气生产处理要求有关.一般工艺区可划分以下几个小区:(1)油气分离器区{(2)油气换热器区}(3)脱油脱水区{(4)油气外输和清管收发器区.工艺区有高压油气分离设备,应尽量远离点火源.转动机械是一种潜在的点火源,因此在危险区要有足够的保护,应采用防爆电机等工艺区应尽可能保持自然通风,使可能泄漏的天然气排到甲板之外,减少爆炸的可能性.从井1:3到分离器的管道应合理布置,分离器应尽量靠近井1:3区,以减少管道的长度,摩阻和可能出现的油气泄漏.工艺区设备的布置要尽可能与工艺流向相一致.工艺区的管壳式换热器应予特殊考虑,对所有的管壳式换热器,应留有足够的抽芯空间.应尽量避免将两个管壳式换热器叠在一起.如面积有限,确需叠在一起时,换热器不得超过两台,并要考虑抽芯导轨.原油外输的立管要能抵抗意外事故的冲击.清管收发器应位于平台边缘敞开的区域,利用自然风吹散油气.还要留有足够的空间来操作收发器.工艺区内管道的布置应简单,清楚,经济,安全,易支撑并有一定的灵活性.管道之间最小间距为(1)管道底部到甲板面的最小距离为350mm,I(2)管道法兰边缘到另一管道保温边缘的最小距离为25mmI(3)管道保温边缘到结构钢的最小距离为25mm;(4)管道架空的最低高度为2500mm.工艺管件,法兰应尽可能减少,以防止可能落物的冲击引起油气的泄漏.工艺管道最好减步通过其它区域的可能性.如果这种情况不能避免,那么工艺管道最好不第6卷第l期赵英年t海洋石油生产平台平面布置设计厚则要装法兰,并在其它区的外面装自动切断阀.工艺区还应注意噪音源,防止噪音影响操作人员.3.3溢流排放系统所有甲板面都必须是液封的,不能有液体泄漏.平台溢流或漏失的原油,冲洗水,雨水等要利用排放管汇排放到罐中.排放管汇应设有水封.排放系统的设计应满足平台排放的要求.排放罐内的液体不能直接排海,应达到政府颁布的排放标准,以保护环境.3.4公用设备区设备布置公用设备应放在工艺区和辅助设备区之间,或放在工艺区的下一层甲板上.公用设备区内尽量不要布置工艺管道,阀门和设备,以防止油气泄漏.公用设备区通常有火源,因此燃料气/油要减少到最小程度.有火设备,如燃气透平,柴油机,蒸汽锅炉,热介质炉等可以放在该区.有火设备未经特别防护不能直接放在工艺区的上部或下部.烟气的排放要避开直升飞机起落区.3.5动力及辅助设备区设备布置该区要远离井口区,可邻近生活区.该区设备包括:主发电机,备用发电机,应急发电机,消防用柴油机,马达控制中心,开关板,变压器以及相应的辅助设备设施.一般来说,动力区的噪音较大,应考虑防护.发电机应放在安全的地方.如这一要求不能满足,应将其封闭,封闭区内应保证足够的正压通风.应急发电机在紧急情况下,应能保证正常起动.发电机还应考虑维修空间,如柴油机缸盖打开,曲轴的更换,电机的抽芯等.燃料气应排到安全的地方.维修间应有必要的工具,以利维修设备,元件及制造小物件.库房应有足够的空间堆放消耗品及备件.3.6生活区生活区应位于与平台井口区相对的另一端,并且在平台上风向的一边.因为生活区是火源之一,如果生活和生产在同一平台上,应用防火墙或足够的空间将它们隔开.防火墙可以是住房建筑的一部分,但在这些墙上不应设门窗,并尽可能减少其它开口.防火墙等级通常选取CLASSA一60.该区应作为安全避护和逃生的主要场所,并能容易地通到两个主要逃生设备中的一个.如在一楼平台边缘设救生艇和逃生集散地#救生艇容量应按平台人员的100考虑. 在紧急情况下,生活区的通讯系统应保证有足够时间,使人员逃离平台.生活区应设计得使作业者感到安全,并远离操作区.在布置住房时,要为全体人员提供足够的娱乐区.公用设施,如发电机,空调等,可和生活区放在同一区,此时应采取措施控制噪音和烟气.3.7直升飞机甲板直升飞机甲板的设计可按APIRP2L的规定.直升飞机甲板应位于安全区,可作为操作人员上平台的地方,也可作为人员逃生的场所.设计直升飞机甲板时,应考虑至少有两个不同方向的通道通向直升飞机甲板.其中一个作为正常操作用,另一个作为逃生路线,在每一日入171都应配备消防工具和救生工具. 直升飞机甲板应位于平台上风向.目为直升飞机一般都是逆风起落的.烟气和冷风中国海上浊气(工程)排向直升飞机甲板,以免引起空气的涡流,造成直升飞机起落困难.直升飞机甲板一般放在生活楼上,并与上层甲板空间间距最小为 1.8m.直升飞机周围如有高于直升飞机甲板的设施(如无线电设施)应予以特别注意.由于直升飞机总是逆风起降的,设计直升飞机起降区应考虑主导风向.起降区高出物的高度应满足规范要求.直升飞机甲板一般要设加油站,安全网和挂钩.3.8甲板吊机的布置吊机的数量和形式的选择取决于平台的尺寸和形状.吊机的位置应设置在容易把设备吊入和吊出的地方,应设在靠船的一侧.吊机布置时应注意以下几点:(1)吊机操作时,驾驶员应能清楚地看到起吊点和堆放点I(2)在多层平台上应考虑设备堆放场和吊孔I(3)软管的悬挂点应位于供应船停靠的一侧I(4)操作者应急通道. 吊机要尽可能布置在设备的堆放区,如果不能满足这一要求.吊机到堆放场之间就应有必要的保护.吊机还应有机械自锁装置.以防止吊臂撞向其它构件.3.9火炬系统的布置火炬应布置在与平台住房楼相对的一端,并通常要求下风布置,以利于热量的散失.火炬布置还应考虑对供应船的影响.火炬臂的选择应基于平台构造形式和火焰辐射强度.火炬分液罐应位于火炬系统的最低位置,以保证火炬管道中的残存液能排到分液罐中. 按APIRP521的规定,火焰摄小辐射强度为:(1)对结梅和设备的辐射应限于16kW/ m:,(2)对作业者在任何位置的辐射应限于9.4kW/m.}(3)对没有任何避护人员的辐短时间内限于 6.3kW/m'(4)对没有任何避护人员的辐射.在长时间内限于4.7kW/m}(5)对连续地暴露于火焰辐射下的操作者,其辐射强度限于1.58kW/m.3.10救生艇的布置对于人员救生,首先应提供逃生通道,其次应提供足够的救生设备.主要救生设备包括:救生艇,救生筏}直升飞机,救生软梯,救生服,救生圈等.一般来说,救生艇应位于甲板的最低一层,并留有人员集散地.集散地的设计应按0-6 mz/人×救生艇定员数.这个区域不能存水,不能有落物和热辐射,还应配救生衣,与救生通道连在一起,并能保证在最不利的环境条件下逃生.救生艇定员按全平台定员的150～20O考虑.3.11逃生通道的设置逃生通道应能保证平台上所有人员逃生,逃生通道必须标有明显标记.所有逃生通道上都不能有障碍物,应尽量减步转弯,并能保证担架通行.逃生通道最小宽度为 1.2ITX,高度为2?3m.如果逃生通道有100人通过的话,通道宽度就为1.5m.超过7m长的死胡同"应该设逃生通道和应急出口.逃生通道的热辐射不能超过6.3kW/m.所有作为逃生通道的门应向外开.生活区和人员集中的区域,原则上最少有两条不同方向的通道.有机械设备和工艺设备的房间应最少有两个不同方向的出口,并通向逃生通道.小的房间,如果房间的任一点到房间出口不超过5m,该房间就可考虑只设一个出口,3.12安全保护设施的设置第6卷第1期赵英年.搀详石油生产平台平面布I设计愿刚安全保护设麓包括被动保护设旆和积极保护设施.被动保护设麓如防火墙,通风,区域划分,防火漆等.危险区的结构锕要求采取必要的保护措施,如撩防火漆喷淋等.对高压大型容器的支撑也应保护.如喷淋,耐火支座等.积极保护设麓分为固定的和可移动的消防系统两种t包括消防泵,水喷淋系统泡沫系统,HALON系统,消防炮水龙带干橱等.在平台上至少应设两台海水消防泵,其中一白为柴油机驱动.每台都应满足一个最大火区的消防要求.电动消防泵也可兼做为备用公用海水提升泵.HALON系统用于装有电气,仪控设备的封闭房间内,可自动操作和手动操作.当HALON启动时,要关闭通风系统,关闭门窗,人员要撤离现场.水喷淋量按不同火区分为工艺区/单体压力容器,lO.2L/min/mI井口区,24.4L/mln/ mI烃类泵,10.2L/mln/mI开式甲板区,6.5L/min/m'I生活区t4.1L/min/mI仓库区t6-i L/min/m0.4主要参考规范(1)APIRP2G.海上建筑物上生产设麓的推荐作法;(2)美国海岸警备队章程I(3)APIRP2A.海上固定平台的规划设计和建造的推荐作法I(4)DnV海上设旆平台布置规格书,(5)APIRP2L.海上固定平台直升飞机甲板的布置设计和建造.'收瞢日I9l?1993一OI一28,绾辑-王胂来)作者简介昧南峰工程博.生于1851年.1877年毕业于清华大学热船工程幕,瑰在{.洋石油开发工程馒计(北京)公司工作.单彤文.助理工程厣.生于1966年,1988年毕生于上{.变叠大学功力机械工程摹.瑰在{.洋石油开发工程馒计(北京)公司工作.陆少宇,工程博.生于1852年.1883年毕业于阿北广擅电视大学电子秉.瑰在牟洋石油开发工程设计(北京)公司工作.李樽武,讲厣.生于1853年.1882年毕业于东北厣范大学.理在中国石油天拣气管道取工学院工作.何晓凡I生于1868年,1981年毕生于夭尊塘沽职大电嚣维謦专业.瑰在韵{.{.联电子仅丧工程公司工作.李大华.翻研究员.生于1855年.1882年毕业于暗尔滨建筑工程学院,1980年取得博士学位.瑰在目索地震局工程力学矸究所工柞.昧立盲.高级工程厣.生于1939年.1858年毕业于重庆石j由学校钻井专韭,现在甫{.石油东部公司工作.汪汉琨.高级工程厣.生于1934年.1858年毕业于(罗)布加勒新特石油学院采油工艺专业,现在南{.石油东部公司工作.任教台.工程师.生于1962年.1983年毕业于青岛{.洋大学{.洋化学专韭,现在{.洋石油开发工程设计(塘沽)公司工作.付昱毕.工程师.生于1845.1968年毕业于唐山饺遭学院桥罐专生.1981年毕业于北京囊空工艺研究所研究生班?现在{.洋石油开发工程设计'北京)公司工作.姜伟.高级工程厣.生于1965年.1882年毕生于西膏石讷学靠帖井工程专业?现在{.洋石讷渤{.公司钻井部工作.李丕稿.高级工程厣,生于1939年.1962年毕业于上{.交通大学水面舰艇专业.瑰在{.洋石油开发工程设计(塘沽)公司工作..张兆车(女).工程厣.生于1944年.1870年毕生于北京石油学院工业经济专业.瑰在{.洋石油i簟公司工程帮工作.。

钻井平台中循环式散料系统设计

钻井平台中循环式散料系统设计邵明智;倪崇本;王旭【摘要】针对国内钻井平台散料系统结构形式单一、建造成本高的问题,结合传统正压式散料系统,以常压散料舱代替压力散料罐,应用正负压组合的方式开展钻井平台中循环式散料系统的设计研究.对气力输送的分类以及该循环式散料系统的系统构成、工作原理、工艺流程以及控制系统等问题进行了详细阐述,总结提出了该系统的优势.为钻井平台中循环工散料系统的设计提供参考.%In view of the domestic drilling platform in the structure of bulk handing system is single,high construction cost problems,combined with the traditional positive pressure powder feeding system,atmospheric bulk tank is used to replace pressure bulk tank,method of combination of positive and negative pressure is used to research the design of circulating type bulk drilling platform in the system.And the classification of the pneumatic conveying,system configuration,working principle,technological process and control system and so on are elaborated.Moreover,the advantage of the cyclic dry bulk handing system is summarized.It provides reference for design of cyclic dry bulk handing system in drilling platform.【期刊名称】《中国海洋平台》【年(卷),期】2017(032)002【总页数】6页(P95-100)【关键词】钻井平台;散料系统;循环式;设计【作者】邵明智;倪崇本;王旭【作者单位】江苏科技大学,江苏镇江212003;上海船舶工艺研究所,上海200032;上海船舶工艺研究所,上海200032【正文语种】中文【中图分类】P75在海洋工程中，散料系统作为油气开发的重要配套系统之一，被广泛地应用于各类钻井船和海洋平台中，如自升式平台、半潜式平台以及海工辅助船(PSV,AHTS)等[1]。