浅谈海洋平台钻井设备的安装

浅谈海洋平台钻井设备的安装

发表时间：2017-10-16T17:56:28.570Z 来源：《基层建设》2017年第18期作者：李金英

[导读] 摘要：海洋钻井平台作为海上油气勘探开发的重要装备之一，目前已在世界范围内受到了普遍关注，吸引了许多国家加大对海洋油气钻井设备的投入。本文从海洋平台钻井设备的安装特点出发，介绍了设备的安装形式、安装工艺以及注意事项，有助于从业人员了解和掌握海洋钻井设备的安装。

世特（天津）海洋工程有限公司天津市 300467

摘要：海洋钻井平台作为海上油气勘探开发的重要装备之一，目前已在世界范围内受到了普遍关注，吸引了许多国家加大对海洋油气钻井设备的投入。本文从海洋平台钻井设备的安装特点出发，介绍了设备的安装形式、安装工艺以及注意事项，有助于从业人员了解和掌握海洋钻井设备的安装。

关键词：海洋平台；钻井设备；安装

1 海洋钻井系统的主要设备

钻井系统主要设备通常由以下几个部分构成：（1）结构系统，包括钻井平台、水下结构、井架；（2）补偿和张紧系统：主动升降补偿器、天车补偿器、直接作用张紧器；（3）提升和旋转系统：电动绞车、钻井钢丝绳、天车、钻井钢丝绳滚筒、顶部驱动、液压转盘等；（4）管子处理系统：管件甲板搬运机、管子输送器、井中心铁钻工、泥浆筒、抓管鹰、鼠洞、吊桥、指梁、隔水管运送机、钻杆输送机、隔水管输送机、钻台操作臂等；（5）防喷器和采油树运送系统：防喷器撬块、防喷器运输台车、采油树吊、采油树撬块、采油树运输台车、舱顶/舱底导向装置等；（6）钻井控制和监视系统：设备控制/可编程控制器、钻井显示系统、数据采集、演示/控制系统、必要的计算机硬件，钻井控制舱等；（7）钻井泥浆系统：泥浆搅拌设备(大料袋切割器、平行升降台、泥浆漏斗、离心泵、大缓冲罐供料器等)、泥浆处理设备(除气器、搅拌器、泥浆枪、泥浆罐清洁机等)、泥浆泵等；（8）钻井水泥系统：水泥撬块单元、水泥罐、水泥稳压罐等；（9）杂项：万向工作车、绞盘、马达控制中心等。

2 海洋钻井设备的安装特点

海洋钻井模块为了适应各种恶劣气候和风浪的袭击，机械设备的安装具有以下特点。

2.1布置空间有限

海洋平台位于海上，布置空间相对有限，因而必须对设备进行合理布置,以在有限的空间实现配置的最优化。安装设备时,除了要考虑钢结构支撑的强度外，还应做到定位精准，确保管线将物料有序地传输到位，从而保证机械设备的正常运行。

2.2安装定位点特殊

海洋平台机械设备一般都定位于结构梁上，主要是基于以下几方面的考虑：便于力的传递，满足刚度和强度的要求；减少振动、降低噪声，避免设备振动较大时甲板与结构梁发生开焊；有利于设备的安装调平；鉴于海洋环境湿度大，且腐蚀性较强，设备定位于结构梁上，可有效减缓腐蚀，从而延长设备的使用寿命。

2.3可移动式安装

由于海上平台建造费用高、使用周期长，采用可移动式安装，可便于设备的定期维修。对于那些仅在前期钻井作业中使用的设备可进行租赁，对于这类设备采用可移动式安装，既可保证设备的完好性，又减少了安装拆卸的工作量。提高工作效率的同时，又节省了费用。

3 设备安装前的准备工作及安装工艺

3.1安装前的准备工作

设备安装前的准备工作一般应包括以下几点：

设备的入库检查：通常船厂会安排专业的设备管理员来负责，由设备管理员按照制造商的装箱单来一一核对是否有缺少部件，再仔细检查包装和外观，如有不全或损坏，应及时拍照并记录，交予船东或制造商来处理并存档。

准备设备的吊装方案，包括起吊设备和安装路径等。根据各个设备不同的特性、外形尺寸等来制定相应的方案并加以讨论和确认。根据最终确认的方案来准备要使用的各种材料和工具。

3.2设备的安装工艺

根据产品规格书，仔细了解制造商在规格书中提出的安装要求，再对施工人员进行详细的施工交底，制定相应的安装工艺。安装工艺一般应包含：设备的定位、安装底座与设备的接触面的平整度、底座的螺丝按要求上紧到一定的力矩、间隙的调整以及其他附件的安装等。

设备安装工作不是一项单独的工作，而是贯穿模块钻井建造全过程、关联全部系统的。设备安装有结构部分的支撑需求，有油、水、电、气的运行和传输需求。安装时，对设备底座的尺寸、结构探伤、钢材涂装都有严格的质量要求。要根据设备的安装形式来确定基座形式，可根据设备特性采取垫板、工字梁等结构。在连接方式上可采用螺栓连接、焊接等方式。在设备安装后要进行尺寸检验，从纵、横和轴向等方向测量，对连接位置进行磁粉、渗透、超声波等无损探伤。此外，对管线、电缆的位置、尺寸、接口形式和软连接等也有要求。在制定施工方案时，要考虑到设备的大小、外形及不同的安装位置，从而决定各设备的安装时间。比如舱室中的大型设备，则必须在结构封闭之前先进舱室。

4 设备的安装形式

设备安装时应定位准确、满足强度要求、能承受钻井模块运行的各种工况。按照设备的空间定位，设备的安装形式可分为基座式、悬吊式和嵌入式三种。

4.1 基座式

基座式即设备定位于平台基准面上的安装形式。采用这种安装形式的设备分为静设备和动设备两种。静设备主要包括管汇、常压容器、分离器、油水处理等成撬设备，安装时可直接安装在甲板上；动设备主要包括压缩机、发电机组、泵类设备、锅炉等，安装时，需要考虑调平、减震等方面的要求。

4.2 悬吊式

设备安装在空中的安装形式即为悬吊式。通常采用三角支架或“口”字形吊架与结构梁连接，完成对设备的安装固定。采用悬吊式安装

的情况一般有两种：一种是由于功能实现需要，如空调、风机等；另一种是满足工艺设计的需要，为便于就近及时供料、送料。悬吊式的主要优点是布置紧凑，节省空间；缺点是需要考虑的因素较多，不仅要考虑操作、维修空间，还要与相关专业做好协调工作，防止发生干涉。

4.3 嵌入式

嵌入式是钢结构特有的一种安装形式。采用嵌入式安装可极大地节省空间，但也有缺点，例如：因为设备定位在平台基准面以下，安装相对困难，而且还要便于后期的维护。因此，对设备的安装设计要求较高；必须提前采购设备，而且要在设计前期拿到设备资料，以便向结构专业提供相应的计算参数，使设备所在区域的结构满足强度要求；对施工要求较严，不易控制。通常，只有大型设备如绞车、转盘等采用这种安装形式。

5 设备的安装注意事项

5.1 设备防护等级

在钻井过程中，极易出现可燃油、气等易燃物质，容易引发火灾，因此对钻井模块的各个区域进行了防火等级划分。防火等级不同，相应区域中设备带电装置的防护等级也不同。在安装设备时，要根据各防火区域的防火等级，检查设备的防护等级是否满足要求。如果不满足要求，可考虑增加相应的防护罩等措施。

5.2安装顺序

如果设备周围有栏杆或挡风墙，则要根据设备的实际安装型式、施工空间、施工工具等，确定是先安装设备还是先安装栏杆或挡风墙，以免造成设备就位困难。此外，在钻井模块上，通常为了保证吊装安全而增加一些临时支撑梁，等吊装完成后再拆除。安装此区域的设备时，首先要确认临时支撑的位置是否与设备的定位有冲突。如果有冲突，则必须等钻井模块吊装完成后才可进行安装（通常，需提前将设备置于安装区域）。如果不冲突，则应根据安装位置，判断支撑拆装时，是否会与设备发生干涉；如果干涉，则需要等临时支撑拆除后才能进行安装。

6结论

石油资源是支撑国家发展和维护社会稳定的关键所在，而钻井设备是保证石油开采生产效率和质量的重要部分，因此，必须重视钻井设备的安装工作。海洋平台钻井系统工作的特殊环境和地理位置及整个钻井过程的复杂性，必然决定了钻井系统设备安装的准确性。安装钻井设备时，要依据现场实际情况，本着安全合理、方便可靠的原则，以低成本创高质量，确保钻井设备顺利投入运行生产。

参考文献

[1]刘江歌,宫慧君,海洋钻机模块机械设备安装探讨[J].石油和化工设备，2014（17）.

[2]王欢，基于海洋平台钻井设备安装及完工调试的研究[J].科技信息，2010（10）.

[3]温良波，海上固定平台模块钻机设备安装与调试的质量控制[J].化工管理，2014（6）.