第6章 自升式钻井平台介绍
自升式海洋钻井平台浅谈
自升式海洋钻井平台浅谈自升式平台顾名思义是具备自升能力的功能性平台，通过一定长度可以自行升降的桩腿来实现操作高度的变化以适应不同作业水深的要求，有槽口式和悬臂梁式的，现今新建平台基本都是悬臂梁式，一些平台配置有DP(dynamic position）系统从而实现自航和自定位功能，本文仅对不带有DP系统的自升式具备钻井操作能力的平台布置的简析。
自升式平台目前主要有两种形式，独立桩腿式和沉垫式,作业水深范围从12/14 英尺直至550 英尺。
大多数自升式钻井平台的作业水深在250至300 英尺范围内，较浅水深则由一些固定式平台覆盖，比如模块钻机等。
目前主流自升式平台多采用独立桩腿式，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），美国Letourneau公司的Letourneau 116 系列等.各类型平台各具特色,根据不同的可变载荷（后面会提到其影响）和设备功能配置会有不同的租金差别，但其主要差别目前仍是从作业水深来大致区分,从各自平台造价来说，设备配置占据整个平台的较大部分，再加之一些设计费用和专利费，各类型平台取决于客户的想法和习惯以及使用区域的实际情况等因素。
自升式平台目前主要入级的船级社有ABS（美国船级社）,DNV（挪威船级社，目前改为DNV—GL,同德国劳氏合并后简称），CCS（中国船级社）以及较少的BV （法国船级社)，目前最主要的是ABS和DNV，原因是其关于钻井平台的要求较为详细完整，并且出台的相应的专门入级的规范,如MODU等,其网站提供相关规范的免费下载，同时每年会有相应的更新,在进行平台设计时应注意该平台入级的是哪一年的规范，同时按照对应规范进行相关设计，有些更改会对相关系统和设备由额外的要求，将会直接的提高建造成本。
海洋平台图文并貌介绍
海洋平台海洋平台概述海洋平台是在海洋上进行作业的场所，是海洋石油钻探与生产所需的平台。
海洋平台从功能上分有钻井平台、生产平台、生活服务平台、储油平台等。
从型式及原理上分有，桩基式、坐底式、重力式、自升式、半潜式、张力腿式、竖筒平台等多种，桩基式、坐底式、重力式平台用于浅水海域，而从世界范围来讲浅水海域的海洋油气资源已很有限，各国和石油公司已将目光瞄准深海油田，自升式、半潜式、张力腿式、竖筒式等类型的海洋平台成为目前海洋工程领域的热点，下面主要介绍这四种类型的平台。
1 自升式钻井平台Jack-up Platform（Self-elevating Platform）自升式平台由平台体和可以升降的桩腿组成，作业时桩腿支撑在海底，平台升起离开水面一定高度，因此只有桩腿受到波浪和海流的作用，受到的外界负荷较小。
自升式平台的作业水深按作业水域的要求确定，但通常不超过90m。
大多数自升式平台是非自航平台。
拖航时，平台浮在水面上，桩腿高高升起，此时平台如同一艘驳船，应符合各种规则、规范对非自航船舶在海上拖航时，包括完整稳性和破舱稳性及干舷等各种要求。
到达井位后，桩腿下降插入海底，平台升起，进行钻井作业。
现今的自升式平台桩腿数为３根或４根，深水平台采用３条桁架式桩腿。
自升式平台的升降结构主要有两种型式，即液压插销式升降结构和齿轮条式升降结构。
自升式平台的布置与其形状有关，三角形平台的井架总是布置在某一边的中部，而生活区布置在与该边相对的角端，直升机平台则设在靠近生活区附近，矩形平台则将井架与生活区布置在相对的两端边处。
井架及其底座通常为可移动式，拖航时移至平台中间以减少平台的纵倾。
新型的自升式平台，有的将井架及其底座设置在伸至平台外面的悬臂梁上。
由于自升式平台可适用于不同海底土壤条件和较大的水深范围，移位灵活方便，拖船可以轻松把它从一个地方拖移到另一个地方，因而得到了广泛的应用。
目前，在海上移动式钻井平台中它仍占绝大多数。
自升式钻井平台
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
自升式钻井平台简介
中文名称：自升式钻井平台
英文名称：jack-up drilling rig
定义：
使用平台自身的升降机构将桩腿插入海底泥面以下的设计深度，平台升离海平面一定高度钻井作业的可移动装置。
应用学科：
海洋科技（一级学科）；海洋技术（二级学科）；海洋矿产资源开发技术（三级学科）
带有能够自由升降的桩腿，作业时桩腿下伸到海底，站立在海床上，利用桩腿托起船壳，并使船壳底部离开海面一定的距离（气隙）。
拖航时桩腿收回，船壳处于漂浮状态。
作业水深范围从12/14 英尺直至550 英尺。
大多数自升式钻井平台的作业水深在250至300 英尺范围内。
自升式钻井平台有两种型式，独立桩腿式和沉垫式。
平台稳定站立后，大多数悬臂梁可以将钻台外伸到固定平台。
在风大浪急的海面不能进行拖航。
1.支撑型式：桩靴式；沉垫式
2.升降装置：液压缸升降(插桩式)；齿条/齿轮箱
3.桩腿结构型式：筒型；绗架
4.桩腿数量：3腿；4腿
5.槽口：有槽口；无槽口
6.生活楼的布置：横向布置；周边布置
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。
自升式钻井平台可分为三大部分；船体，桩脚和升降机构。
需要打井时，将桩脚插入或坐入海底，船体还可顺着桩腿上爬，离开海面，工作时可不受海水运动的影响。
打完井后，船体可顺着桩腿爬下来，浮在海面上，再将桩脚拔出海底，并上升一定高度，即可拖航到新的井位上。
自升式钻井平台轮机特殊系统简介
船
舶
设
计
通
讯
Ｎ ３ Ｓ ｒ ｌＮ １ ９ Ｏ． （ ｅｉ Ｏ． ） ａ ２
Ｄｅ ｅ ０Ｆ Ｓ Ｐ ＤＥＳ ＧＮ Ｉ
自升 式 钻 井 平 台 轮 机 特 殊 系 统 简 介
约 占全 部移 动 式 平 台 的 ４ ％。它 具有 可 移 动性 好 、 ５
台 的轮 机 特殊 系统 进行 简单 介绍 。
１ 泥 浆 系 统
１１ 泥 浆简 介 ．
用 钢 量少 、 造价 相 对低 等 特点 ， 在各 种海 况下 几 乎都 能维 持 工作 。工 作 水 深 约 为 １０ｍ， 井 深 度 可 达 ０ 钻
ｊｔｎ ｓ ｍ ｆ ｍ ｐ ｉｔｏ ｉ ｐ ｎ ｉｌ ａ ｄｓｅｉｌ ． ｈ ｉｅｅ ｃ ｆ ｐ ｃ ｌ ａ ｈｎ ｒ ｓｓ ｍ ｏ ｃ — ｐｒ ｅｔ ｇ ｙｔ ｏ ｏ ｓ ｆ ｍ，ｒ ｃｐｅ ｎ ｐ ｃ ｔ Ｔ ｅｄｆ ｒｎ ｅ ｅｉ ｃ ｉｅｙ ｙｔ ｎＪ ｋ ｕ ｇ ｉ ｓ ｅ ｒ ｎ ａ ｉ ａｙ ｆ ｏｓ ａｍ ｅ ａ ｉ ａ ｄｒｇ ｌｒ ｙｔ ｏ ｅｎ ｒ ｌ ｅｓｌ ａ ｅ ｒｓｎｅ ｙｕ ｉｇｍｕ ｎ ｇｊｔｎ ｓ ｍ ａ ｐｃ ｌ ｘ ｍ ｌ． ｎ ｅｕａ ｓ ｍ ｎｔ ｏｍａ ｖｓｅ ｓ ｐｅｅ ｔｄｂ ｓ ｄａ ｄｌ ｔ ｇｓ ｔ ｓ ｙ ｉ ａ ｐｅ ｓ ｅ ｈ ｗ ｒ ｎ ｅ ｅｉ ｙ ｅ ｔ ａｅ Ｔ ｅ ｌａｌ ｉｄｃｔｄｔｅ ｐ ｃａ ｏｊｃ ｗ ｉ ｅｓｓ ｍ ｓｒｅ ｕ ａ ｚ ｅｍ ｃ ｉｅｙｓｓ ｍ ｓ ｅｉｌ ｆ ｈ ｎｉｃｅｒ ｉａｅ ｅｉｌ ｂｅ ｔ ｈｃ ｔ ｔ ｖ ｄｔ ｓｍｍ ｒ ｅｔ ａ ｈｎ ｒ ｔ ｃａ ｙｏ ｔ ｙｎ ｈｓ ｈｈ ｙ ｅ ｅ ｏ ｉ ｈ ｙｅ ｐ ｔ
自升式钻井平台
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。
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中海油63号自升式钻井平台2008年全球共有自升式钻井平台（Jackup）446座，分布在南美、北美、亚洲、非洲、欧洲、澳洲各地。
设计水深一般为10米(30英尺)到250米(750英尺)以内，属近海海域。
它们主要集中建造于1980～1983年，之后的建造数量特别少，使用年限基本上在20～30年，而在役的自升式钻井平台船龄大多数超过25年。
因此，该类钻井平台未来更新换代的需求比较大。
1. 主要建造国家及制造厂截止到2008年8月底，在役的自升式钻井平台为428座，其中美国建造了150座，新加坡建造了110座，居世界前两位（见表1）。
无论是从在役还是新订单来看，美国和新加坡都是Jackup的主要建造商。
美国的建造公司主要有：Bethlehem Beaumont, Marathon Vicksburg, Marathon Brownsville, Marathon LeTourneau, Ingalls Shipbuilding, Baker Marine, Levingston Shipbuilding等；新加坡的建造公司主要有：Keppel FELS, Marathon LeTourneau, SembCorp, Bethlehem, Promet等。
表1主要建造国家及其数量（已建和拟建）2. 主要运营商[1]2008年8月底统计数据，世界上自升式钻井平台的运营商大部分在美国，比例达60%以上。
主要营运公司有：美国Transocean有限公司、美国ENSCO国际公司、美国诺布尔钻井公司（Noble Drilling）等（见表2）。
表2 在役的自升式钻井平台主要运营商在新订单方面，美国Vantage Energy公司持有14艘，居世界第一位，其次是美国Rowan 公司持有9艘，而中国油田服务有限公司以7艘订单位居第三位。
海洋工程各种平台分类与介绍
海洋工程各种平台分类与介绍下面图文并茂简单介绍下海洋平台分类、钻井船、FPSO SEVAN平台，纯属胡扯，各位看官不要喷我，海洋平台简单可以分为以下2大类（1）固定式平台:导管架式平台重力式平台（2）移动式平台: 坐底式平台自升式平台半潜式平台张力腿式平台牵索塔式平台SPAR平台第一个导管架平台(Jacket)，适用于浅近海。
导管架平台可以看作最原始，最直接的将钻井设备与海底连接起来的措施。
钢桩穿过导管打入海底，并由若干根导管组合成导管架。
导管架先在陆地预制好后，拖运到海上安装就位，然后顺着导管打桩，桩是打一节接一节的，最后在桩与导管之间的环形空隙里灌入水泥浆，使桩与导管连成一体固定于海底。
重力式（混凝土）钻井平台: 混凝土重力式平台的底部通常是一个巨大的混凝土基础(沉箱)，用三个或四个空心的混凝土立柱支撑着甲板结构，在平台底部的巨大基础中被分隔为许多圆筒型的贮油舱和压载舱，这种平台的重量可达数十万吨，正是依靠自身的巨大重量，平台直接置于海底。
坐底式钻井平台是早期在浅水区域作业的一种移动式钻井平台。
平台分本体与下体（即浮箱），由若干立柱连接平台本体与下体，平台上设置钻井设备、工作场所、储藏与生活舱室等。
钻井前在下体中灌入压载水使之沉底，下体在坐底时支承平台的全部重量，而此时平台本体仍需高出水面，不受波浪冲击。
自升式钻井平台(Jack-up)又称甲板升降式或桩腿式平台。
这种石油钻井装置在浮在水面的平台上装载钻井机械、动力、器材、居住设备以及若干可升降的桩腿，钻井时桩腿着底，平台则沿桩腿升离海面一定高度；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新的井位。
半潜式平台(Semi)是大部分浮体沉没于水中的一种小水线面的移动式平台，它从坐底式平台演变而来，由平台本体、立柱和下体或浮箱组成。
此外，在下体与下体、立柱与立柱、立柱与平台本体之间还有一些支撑与斜撑连接，在下体问的连接支撑一般都设在下体的上方，这样，当平台移位时，可使它位于水线之上，以减小阻力；平台上设有钻井机械设备、器材和生活舱室等，供钻井工作用。
试析自升式钻井平台钻井包介绍
试析自升式钻井平台钻井包介绍1 自升式钻井平台及钻井包主要系统介绍按系统及区域划分，平台主要由提升、悬臂梁滑移、钻井包（含水泥、泥浆、井控、管件作业等系统）、发电机及其配电、生活区及通风空调系统、内外通讯等系统组成。
钻井包作为实现钻井平台核心功能的重要区块，其功能的实现及过程安全控制，在整个平台完工调试中占有极其重要的地位。
以Letourneau workhorse自升钻井平台为例，钻井包主要含钻井控制系统、钻井甲板管件作业系统、高低压泥浆系统、干粉及其控制系统、井控系统、水泥等系统。
1.1 钻井控制系统钻井控制系统采用主流钻井AMHPION控制系统，此系统由操作人员自设备操作终端-钻井椅输入指令，信号采集-输入/输出模块进行信息收集，信息处理器-单板机进行信息集中处理，不间断供应电源确保电源供应以实现系统的持续运行，而且系统提供延展、备用接口，供客户进行设备更新或升级选择。
1.2 管件作业系统（Pipe Handling System）及简要工作流程管件作业是钻井系统重要作业环节，主要由钻井绞车（Drawworks）、顶驱（Top Drive）、管吊（Pipe Handing Crane）、猫步机（Catwalk Shuttle）、铁钻工（Rough Neck）、猫头（Cathead）、转台（Rotary Table）及排管机（Pipe Racking system）等设备组成。
整个钻井平台的管件作业分为井口（Tripping）及离线（Offine Standbuilding）两部分：首先，作业以管甲板为起点，采用特殊夹管器（Gripper yoke）作为专用工具，管吊将钻具（钻杆、钻铤等）吊起放置于猫步机;其次，操作人员自钻井椅操作设备，猫步机配合排管机将单根钻具送入钻井甲板狐狸洞，铁钻工完成上扣作业，排管机将接好的整柱钻具放入排管器，重复上述作业，完成管件的离线储备作业，供增加钻深时管件接长使用。
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U2000E简介
4.2.4 斜拉筋 材料——ASTM A106 GR B or C · 纵向冲击试验值最小值在-27℃时27 J。 斜拉筋也必须满足船级社的下列要求和其它的铸碳钢要求： · 最高含碳量 0.21%； · 锰最小含量 0.60%； · t>25 mm，进行细砂抛光处理。 斜拉筋：直径φ168,壁厚11
6.BOP搬运系统
7.隔水管张紧系统
四、桩腿制造流程介绍
4.1 JU2000E（海洋石油942）桩腿概述
4.1.1 桩腿分段长度 海洋石油942桩腿全长约167米（从桩靴底部到桩腿顶部）。桩腿总长约164米 （包括盲齿条在内）。 桩腿从下往上分为7个分段制造：G1到G7； 每段的长度分别为： G1=19634.4 mm（包括盲齿条） G2/G3/G4/G5/G6=25603.2 mm G7=16459.4 mm
4.2 桩腿材料
(仅供参考)
JU2000E桩腿材料规格如下： 4.2.1 桩腿齿条 材料——调质钢 ASTM A517 GR Q ，A 级超声波探伤检查，屈服极限为690 MPa，抗拉强度为790/930 MPa，V 型缺口冲击最小平均值，纵向在-37℃、T/4 厚时为69 J，在 -27℃、T/2 厚时为69 J ，无裂纹和叠层的气切割齿，1/4 厚度 处的硬度为260 布氏硬度，真空除气，细晶粒最高含硫量为0.01%，最高含碳量 为0.18%。 厚度178MM，宽838MM 4.2.2 桩腿弦管 淬火、调质钢 ASTM A517 GR Q ，A 级超声波探伤检查，屈服极限为690 MPa，抗拉强度为790/930 MPa，V 型缺口冲击最小平均值，纵向在-37℃、T/4 厚时为69 J，在 -27℃、T/2 厚时为69 J ，最高含硫量为0.010%，最高含碳量 为0.18%。腿弦管成形后应进行热处理或应力消除。 壁厚83MM，宽700MM 4.2.3 斜拉筋和水平拉筋 材料——最小屈服极限 520MPa，纵向V 型缺口冲击测试在-40℃时41 J 或 在-37℃时45 J，最高含碳量0.18% 斜拉筋:直径φ273,壁厚21.4 水平拉筋:直径φ324,壁厚28.6
移动式平台之自升式钻井平台
移动式平台之自升式钻井平台
文字概述
自升式钻井平台又称甲板升降式或桩腿式平台。
这种石油钻井装置在浮在水面的平台上装载钻井机械、动力、器材、居住设备以及若干可升降的桩腿，钻井时桩腿着底，平台则沿桩腿升离海面一定高度；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新的井位。
自升式平台的优点主要是所需钢材少、造价低，在各种海况下都能平稳地进行钻井作业；缺点是桩腿长度有限，使它的工作水深受到限制，最大的工作水深约在120m左右。
超过此水深，桩腿重量增加很快，同时拖航时桩腿升得很高，对平台稳性和桩腿强度都不利。
自升式平台有自航、助航和非自航之分，但大多数为非自航。
平台形状有三角形平台(三根桩腿)、矩形平台(一般为四根桩腿)和五角形平台(五根桩腿)等。
为了在较深水域和环境恶劣的海况下工作时减少平台所受的力，最佳的自升式平台应是单桩腿平台。
欧洲北海使用的自升式平台大都是此种单桩腿的自升式平台。
新加坡伯利恒公司为我国建造的“渤海6号”自升式钻井平台，长50．6m，宽51．8m，高3m，有三根桩腿，直径均为3．6m，可容纳船员93人。
生活舱和工作舱可适用于冬季作业。
读图明意
图1、壳体式桩腿自升钻井平台
图2、壳体式桩腿自升钻井平台示意图
图3、桁架式桩腿自升钻井平台。
自升式平台介绍
自升式钻井平台(Jackup)
自升式钻井平台(Jackup)
自升式钻井平台的型式与设计
1. 支撑型式 • 桩靴式/沉垫式 2. 升降装置 • 液压缸升降(插桩式)/齿条/齿轮箱 3. 桩腿结构型式 • 筒型/绗架 4. 桩腿数量 • 3腿/4腿 5. 槽口 • 有槽口/无槽口
6. 生活楼的布置
1965~2005年自升式钻井平台设计作业水深统计
550m
1(0-49) 120 100
1(50-99)
80
11(500) 60 40 20 10(450) 0 4(150-199) 平台数量 9(400) 5(200-249) 3(100-149)
8(350-399) 7(300-349)
6(250-299)
1990~2005年各型平台建造数量统计
KeppelConsultants FELS (MSC) bv Marine Structure
MSC CJ**
8 21 4
FELS Mod V B
Tarzan LeTourneau LeTourneau Super Gorilla
4
10 7 6 2 13
0 5 10 15 20 25
4. 桩腿数量: 3腿/4腿
自升式钻井平台的型式与设计
5. 槽口: 有槽口/无槽口
自升式钻井平台的型式与设计
6. 生活楼的布置: 横向布置/周边布置
自升式钻井平台(JACKUP)综述
•
海上钻井的起源
•
• • • •
海上平台的基本型式
自升式钻井平台的型式和设计 自升式钻井平台建造数量和船型分布统计 全球主要自升式钻井平台设计公司情况简述 平台的选型
•
自升式钻井平台简论
（ 洋 石 油 工程 股 份 有 限公 司 ， 津 ３ ０ ５ ） 海 天 ０ ４ １
［ 摘
要］ 自升 式 钻 井 平 台 对海 洋石 油开 发 过 程 起 着 积 极 推 动 作 用 。 绍 了 自升式 钻 井 平 台的 组 成 和各 部 分 功 能 ， 介 基
本 结 构 和 作 业 模 式 。最 后 介 绍 自升 式 钻井 平 台 的设 计 和检 验 。
１１ 主船体 ．
稳定性。 通过 预先 计算 的预压 载水量 保证 当船 体 升离海
自升 式 钻 井 平 台 的主 船 体 部 分 是 一 个 水 密 结
构 ， 以 承 载机 械 ， 现钻 井 采 油 功 能 。 当其 浮 于 用 实
面指 定高 度后 对桩 腿施 以足够 载荷 以得 到海底 的稳
更 恶 劣海 况进 军 的热望 及在 某些 海域 海底 土壤 的不
识 ， 后分 章 介绍 钻 井船 的 特性 、 业 模式 、 然 作 船级 社
的人 级
１ 自升式 钻 井 平 台组成 及 各 部分 功 能
自升式钻 井平 台主 要 由主船体 、 桩腿 结构 、 机械
设备 三部 分组 成 ¨。 ２ ］
定 支 撑 ｌ。现代 典 型 的 自升式 钻井 平 台 能够 在水 深 １ ］
海面 上 时 ， 主船 体部 分产 生 的浮力用 以平衡 桩腿 、 机 械、 结构 等 的重 力 。主船 体 的不 同设 计 参 数影 响 整
个 装 置 的性 能 。现介 绍如 下 ：
５ ０英 尺 （ 英 尺 ＝ ５４ｃ 的恶 劣 的环 境 中工 作 （ ０ １ ２ ． ｍ） 波
首 先 介 绍 关 于 钻 井 船 各个 组 成 部 分 的一 些 背 景 知
自升式平台介绍
JACK-UP INTRODUCTIONLiu Dahui2010-12-17Content一．自升式钻井平台的型式和设计二．自升式钻井平台建造数量和船型分布统计三．全球主要自升式钻井平台设计公司情况简述四．主要设计公司船型介绍五．自升式钻井平台的结构及强度分析介绍六．自升式钻井平台的操作工况及关键参数一.自升式钻井平台的型式和设计一.自升式钻井平台的型式和设计1.支撑形式：沉垫式/桩靴式一.自升式钻井平台的型式和设计2.升降装置: 液压缸升降(插桩式)/齿条/齿轮箱一.自升式钻井平台的型式和设计3.桩腿结构型式: 筒型/绗架一.自升式钻井平台的型式和设计4.桩腿结构型式: 三角形/方形一.自升式钻井平台的型式和设计5.桩腿数量: 3腿/4腿一.自升式钻井平台的型式和设计6.槽口: 有槽口/无槽口一.自升式钻井平台的型式和设计7.生活楼的布置: 横向布置/周边布置二.自升式钻井平台建造数量-65~05年二.自升式钻井平台建造数量-70-10年二.自升式钻井平台建造数量-水深（65~05年）二.自升式钻井平台建造数量-设计公司（90~05年）二.自升式钻井平台建造数量-设计公司（by2010）三.全球主要自升式钻井平台设计公司情况简述三.全球主要自升式钻井平台设计公司情况简述-F&G三.全球主要自升式钻井平台设计公司情况简述-Keppel三.全球主要自升式钻井平台设计公司情况简述-CBD CORALL三.全球主要自升式钻井平台设计公司情况简述-MSC(bv)三.全球主要自升式钻井平台设计公司情况简述-MSC(bv)四.主要设计公司船型介绍-F&G “JU2000”四.主要设计公司船型介绍-F&G “L-780 Mod V”四.主要设计公司船型介绍-F&G “L-780 Mod VI”四.主要设计公司船型介绍-MSC-”CJ50”四.主要设计公司船型介绍-MSC “CJ62 S120”四.主要设计公司船型介绍-MSC “CJ70 150MC”四.主要设计公司船型介绍-Letourneau “Super Gorilla XL”四.主要设计公司船型介绍-Letourneau “Super Gorilla”四.主要设计公司船型介绍-Keppel “Mod V”四.主要设计公司船型介绍-Keppel “B Class”四.主要设计公司船型介绍-Keppel “Mod V”五.自升式钻井平台的结构及强度分析介绍I.HullII.Legs & FootingsIII.Equipments五.自升式钻井平台的结构及强度分析介绍-HULL.I.Watertight-buoyancyII.Supply SpaceIII.Length、Width、Draft五.自升式钻井平台的结构及强度分析介绍-Legs & Footings .I.Support WeightII.Resist Environmental LoadIII.Length \Support Area五.自升式钻井平台的结构及强度分析介绍-Legs五.自升式钻井平台的结构及强度分析介绍-Legs五.自升式钻井平台的结构及强度分析介绍-Chord &Rack五.自升式钻井平台的结构及强度分析介绍-Spud Can五.自升式钻井平台的结构及强度分析介绍-Equipments .I.Marine EquipmentsII.Mission EquipmentsIII.Elevating Equipments五.自升式钻井平台的结构及强度分析介绍-Elevating Equipments .Jacking System Rack chock System五.自升式钻井平台的结构及强度分析介绍-Elevating Equipments五.自升式钻井平台的设计工况-考虑载荷I.100 knot WindII.Owner Specified Wave/CurrentIII.Pinned Seabed Support ConditionIV.P-DeltaV.Inertial Load五.自升式钻井平台的设计工况-极限参数I.Deepest WD for Drilling is approximately 450ftII.Maximum WH is 100ftIII.Strongest sustained wind speed is109 knotIV.Longest Leg Length is 700 ftV.Maximum total elevated load is approximately 46，000kips（20，909Ton）五.自升式钻井平台的强度分析I.In-placeII.TransitIII.Elevated HullIV.Cantilever/Drill floorV.Jack case and lower guide/Jack bracing foundation VI.Cantilever /Hull InterfaceVII.Spud can五.自升式钻井平台的强度分析-“In-place”五.自升式钻井平台的强度分析-“In-place”I.Leg strength checkII.Stability checkIII.Jacking/Rack chock system checkIV.Preload Capacity check五.自升式钻井平台的强度分析-“Transit”I.Field TransitII.Ocean TransitIII.Leg Strength Analysis五.自升式钻井平台的强度分析-“Elevated Hull”I.PreloadII.Maximum VDLIII.Storm SurvivalIV.Drilling。
自升式钻井平台简介
自升式钻井平台具有结构简单、操作方便、稳定性好、适应性强等优点，是海 上钻井作业中应用最广泛的设备之一。
平台的主要部件和系统
船体
自升式钻井平台的船体通常采 用钢结构或混凝土结构，具有
足够的强度和稳定性。
桩腿
自升式钻井平台的桩腿是可伸 缩的支撑结构，用于支撑平台 在海床上，通常采用钢管或混 凝土结构。
02
定位阶段
将自升式钻井平台移动到指定位置， 通过锚泊系统或动力定位系统进行精 确定位。
பைடு நூலகம்
03
桩腿插入阶段
在平台就位后，将桩腿插入海床，确 保平台稳定。
起升阶段
在完成钻井作业后，将桩腿收回船体 内部，然后升起平台，将其移动到下 一个作业点或返回陆地。
05
04
钻井阶段
在桩腿支撑下，启动钻机进行钻井作 业，根据需要更换不同型号的钻头和 钻杆。
以确保作业安全。
03
平台适应性比较
自升式钻井平台需要适应各种作业环境和条件，如海洋环境、气候条件
、水深等。在选择平台时，需要考虑平台的适应性和灵活性，以确保顺
利完成作业任务。
平台的选择标准与决策因素分析
作业需求与目标
选择自升式钻井平台时，需要根据实际的作业需求和目标进行评估，包括钻井深度、作业 效率、安全性等。同时，还需要考虑未来的扩展性和升级性，以满足未来的需求。
平台规格与能力
选择平台时，需要根据实际的海况和环境条件选择适合的平台规格和能力，以确保平台的 稳定性和适应性。同时，还需要考虑平台的重量和尺寸，以确保运输和安装的便利性。
成本与预算
选择自升式钻井平台时，需要考虑成本和预算因素，包括购买价格、运营成本、维护费用 等。需要根据实际需求和预算进行权衡和选择，以确保投资回报和经济效益。
自升式钻井平台u2000e简介
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自升式钻井平台技术创新与未 来发展展望
技术创新成果展示
智能化技术
自升式钻井平台在智能化技术方面取得了显著成果，包括自动化钻 井、远程监控、故障诊断等，提高了钻井效率和安全性。
环保技术
随着环保意识的提高，自升式钻井平台在环保技术方面也取得了重 要突破，如采用清洁能源、减少废弃物排放等，降低了对环境的影 响。
发展
随着科技的不断进步，自升式钻井平台也在不断升级和改进，如采用新型材料 、优化结构设计、提高自动化程度等，以适应更复杂的环境和更高的作业要求 。
类型与分类
类型
自升式钻井平台根据其结构和功能的不同，可以分为普通自升式钻井平台、半潜式钻井平台和张力腿式钻井平台 等。
分类
普通自升式钻井平台通常由桩腿、升降系统、平台主体和钻井系统组成，适用于一般水深和海底地形；半潜式钻 井平台则具有更好的适应性和稳定性，适用于更复杂的水域环境；张力腿式钻井平台则采用浮式结构，具有更高 的作业效率和灵活性。
01
02
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升降机构
包括升降柱、升降缸等， 用于将井架从海底提升到 海面或从海面下降到海底 。
锁定机构
在升降过程中，锁定机构 用于确保井架的稳定性和 安全性。
控制系统
对升降系统进行控制和监 控，确保升降过程的顺利 进行。
动力系统
柴油发电机
为钻井平台提供电力，确 保各个系统的正常运行。
电动机
驱动钻井平台的各个设备 ，如绞车、泥浆泵等。
环保要求解读
污染防治
采取有效措施，减少钻井过程中产生 的污染物，如油污、废气、废水和垃 圾等。
环保设施
配备环保设施，如油水分离器、废气 处理装置等，确保污染物得到有效处 理。
ARO Drilling自升式钻井平台说明书
These specifications are intended for general reference purposes only, as actual equipment and specifications may vary based upon subsequent changes, the contract situation and customer needs. All equipment shall be operated and maintained at all times, in compliance with ARO Drilling standard operating manuals, policies and procedures, and within its stated operational limits or continuous rated capacity, in order to assure maximum operational efficiency.General DescriptionClassification ........................................................ ABS, A1 Self-elevating Drilling Unit. Flag .................................................................................................... Marshall Islands. Overall Dimensions (Hull)............................... 228ft. long x 220 ft. wide x 26 ft. deep. Legs .........................................................................................3 x 491 ft. long, triangle. Gear Unit Height ....................................................................................................30 ft. Longitudinal Leg Centers ...................................................................................129 ft. Transverse Leg Centers .....................................................................................142 ft. Drafts ..............................................................................................18 ft. load line draft. Accommodation ...................................................................................... 108 persons. Displacement ..............................................................................36,346 kips operating. Variable Deck ............................................... 10,470 kips operating / 5,298 kips transit. Transit Speed ........................ average 2.5 knots (min. 185 MT bollard pull / towboat). Operating Water Depth ......................................................................................375 ft. Maximum Drilling Depth ...............................................................................35,000 ft.Drilling EquipmentDerrick Loadmaster Model 2500 KIP, 36 ft. x 36 ft. Base, 175 ft.Hookload Capacity 2,500,000 lbs. on 16 Lines static hook load capacity. Top Drive Lewco LL-DDTD- 750V2 , OEM 1,500 Hp AC Motor - Output Torque 72K ft. lbs. Cantilever / Drill Floor 80 ft / 15 ft Port & Stbd. Travelling Block Lewco Model LBLK-1250, 2,500,000 lbs.Crown BlockLoadmaster, Capacity: 2,500,000 lbs.Drawworks Lewco Model 4500 Driven by (2) 1,500 hp AC Motors with 2-inch Drill Line;Auxiliary Brake Baylor 15050W & Eaton Airflex 2 x 248. Rotary TableLewco Model D495 Driven by (1) OEM 1,150 hp AC Motor,Load 2,500,000 lbs.Cementing Eqpt. BJ 40-75-2 Electric Unit 15K psi WP Driven by (2) 525 hpVariable speed AC motors.Torque Wrench Varco IR30120 Iron Roughneck.Mud SystemMud Pumps (3) Lewco W3000, Triplex 3K hp Driven by (2) OEM 1,500 hp AC Motors. HP Mud System Rated for 7,500 psi.Mud Pits4,005 BBLS Total Active Pits (6) Mud Pits (2) Slugging Pits. Mud Mixing Pumps (2) Derrick Premium 250 Driven by 125 hp AC Motors. Desanders & Desilters (3) 12 inch Cones & (24) 4 inch Cones.Degasser(1) Brandt DG-12 w/ JP12 Jet Pump Eductor with dual vacuum pumps, 1,200 gpm.Mud Processing Pumps (2) Derrick Premium 250 Driven by 125 hp AC Motors. Shale Shakers(5) Brandit King Cobra II, flow rate 3,000 gpmStorage CapacitiesFuel Oil .................................................................................................... 5,141bbls. Liquid Mud ...................................................6,679bbls total (6 pits + 2 slug pits). Base Oil ..................................................................................................... 5,29 bbls. Brine ........................................................................................................... 5,29 bbls. Drill Water .............................................................. 10,431 bbls (incl. combo tanks). Potable Water ......................................................................................... 1,724 bbls. Bulk Material .............................................................. (mud + cement) 13,820 cu.ft. Sack Storage ..........................................................................................1,600 sq. ft. Maximum Drilling Payload …………………………..………………… 9,670,000 lbs. Sand Traps ……………………………………………………………………… 506 bbls. Pipe Storage (Main) …………….…………..…………………. 2,400 sq. ft x 7 ft. high. Pipe Storage (Cantilever) …….……….……………..………. 2,352 sq. ft x 7 ft. high.BOP & Well ControlBOP Rams (2) 18-3/4” 15K Cameron Type TL, Doubles With 4 x 3-1/16” 15K Outlets, H2S Trim - and (1) 13-5/8” Hydril GX 10K. BOP Annular (1) 18-3/4” Hydril GX 10K .BOP Handling (4) J D Neuhaus 125 Ton each hoist, 55 ft of lift. DiverterHydril Model MSP 30 Annular BOP, 1K psi WP.Control Unit 3K psi BOP Control Unit (80) 15 Gal. bottles With 1,100 gal.reservoir tank Choke Manifold (30) Cameron 3-1/16” Type FLS Manual 15K psi, H2S Trim .(1) Cameron 3-1/16” Type FLS Hydraulic 15K psi, H2S Trim. (4) Cameron 4-1/16” Type FLS Manual 10K psi, H2S Trim . (2) 3-1/16” 15K psi Adjustable Chokes, H2S Trim .(2) 3-1/16” 15K PSI Hydraulic Drilling Chokes, H2S Trim . (2) 3-1/16” 15 psi Positive Chokes, H2S Trim .Power & MachineryMain Power (6) Caterpillar 3516-C diesel engines rated at 2,150 hp.(6) Kato 6P6.6-3200HR generator rated at 1,525 kW. Emergency Power (1) Kato 1,525 kW generator.Power Distribution OEM VFD system rated at 10,500 kW.CranesDeck Cranes(3) LeTourneau PCM-220 SS Pedestal Cranes.Special Features & Other InformationHelideck Sikorsky S-61N & S-92 helicopters (Aviation Spec.CAP 437). Pipe Handler (1) KnuckleBoom Pipe handler PKM700T in Stbd Cantilever Cranewith 82 ft boom.Conductor Tens 48 inch Bore size and 330 kips rating.Jacking 6 pinions per chord, 4 x chords per leg, 1,000 kips per pinionfor normal operation and 400 kips per pinion for normal Jacking.ROWAN MISSISSIPPIHigh Specification JackupDesign : LeTourneau Technologies 240-C Class Jack-Up Built : Vicksburg, Mississippi Year Built / Last Upgrade : 2008ROWAN MISSISSIPPI - 74These specifications are intended for general reference purposes only, as actual equipment andspecifications may vary based upon subsequent changes, the contract situation and customerneeds. All equipment shall be operated and maintained at all times, in compliance with ARO Drillingstandard operating manuals, policies and procedures, and within its stated operational limits orcontinuous rated capacity, in order to assure maximum operational efficiency.。
钻井平台系统介绍
钻井平台系统介绍钻井平台系统介绍1.序不知道从什么时候起，石油的价格节节攀升。
几乎要突破100美元心理大关了。
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，海洋工程有了长足的发展。
在几十米甚至上3~4000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，半潜式等。
所谓的座底式是指，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，这种平台可以像千斤顶一样可以升降它的高度。
它典型的特征就是3-4条腿。
高高的桁架结构。
上面安装有齿条。
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。
这种平台和普通船舶一样，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。
它们带有2~3级动力定位系统，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。
2.钻井平台的发展历程海洋钻井是一个多学科的结合的行业。
先讲讲海上钻井的发展历史。
以下是摘自环球石油杂志的一篇文章《海上钻井平台的发展历程》。
当今的钻井装置发展更加现代化和人性化，对环境的保护也日益改善。
对平台的防污染，安全性能，人员的保护的要求更高。
随着各船级社和国际组织如，ABS ，DNV ，CCS，IMO ，MARPOL ，HSE ，NORSOK ，USCG， SOLAS ，NMD 等对条款的不断更新，对平台的要求也越来越高。
自升式钻井船部分简介
自升式钻井平台动力管理系统，包括：数据采集模块(1)、中央PLC模块(2)、第一通讯模块(3)、第二通讯模块(4)、钻井PLC模块(5)和变频器模块(6)；数据采集模块(1)通过中央PLC模块(2)与第一通讯模块(3)相连，第二通讯模块(4)通过钻井PLC模块(5)与变频器模块(6)相连。
本实用新型实现了无人机舱功能，轮机员不必经常守候在机舱随时准备根据钻井工况的需要增减机组，而是可以将更多的时间去检查维护其他辅助设备。
另外，电站自动管理转换时间短，相应迅速，节约了宝贵的钻井时间。
自升式钻井平台升降系统，升降MCC：JACKING MCC.升降控制台控制结构：整个平台升降的操作主要集中在升降控制台，在升降控制台上通过操作升或降按钮，将升平台或降平台指令由通讯数据线传达到三个升降马达控制柜（MCC），控制升降马达完成升降动作。
升降MCC是升降系统的执行机构，由升降控制台下达控制命令给PLC控制器，由PLC控制器执行电气元件的动作，每个桩腿一组电气控制柜。
自升式钻井平台升降机构，该钻井平台设有弦杆，在该弦杆上固定有齿条，在钻井平台上还固定有固定框架。
该升降机构包括升降电机、（其电机采用变频式电动机，具有节能、稳定、调速等优点）平行轴齿轮减速机构和行星齿轮减速机构；驱动电机输出的动力经平行轴齿轮减速机构传递给行星齿轮减速机构，行星齿轮减速机构设有一动力输出轴，该动力输出轴上安装有爬升齿轮和轴承，爬升齿轮与齿条啮合，轴承支承于固定框架上；其特点是，轴承的数量为两个，该两个轴承分别设置在爬升齿轮的两侧。
本实用新型通过设置在爬升齿轮两侧的一对轴承受力，从而提高了提升载荷和安全性自升式钻井平台排管系统，包括：垂直排管机、转盘、遥控泥浆防喷盒、遥控液压猫头、遥控动力鼠洞、指梁和遥控操作铁钻工、手动大钳、手动泥浆防喷盒、气动旋扣钳、手动鼠洞和大钳尾桩；所述手动大钳及气动旋扣钳通过平衡配重悬挂在井架适当位置上；所述转盘的长度方向和指梁与转盘相邻的侧面大致相垂直，手动鼠洞设置在与所述遥控动力鼠洞相对于转盘另一侧的位置；大钳尾桩设置在井架“Ｖ”门处钻台上；手动泥浆防喷盒设置在钻井平台上。