海洋钻井工程(1)
国外海对海定向钻工程案例
国外海对海定向钻工程案例海对海定向钻工程是一种在海洋环境下进行的钻井作业，它的目的是在海底或海洋地壳中进行钻井，并获得地下资源。
这种工程在国外被广泛应用于石油和天然气勘探与开发领域。
下面将介绍几个国外的海对海定向钻工程案例，以便更好地了解这项技术的应用和成就。
1. 布尔港海对海定向钻工程（布尔港，墨西哥）布尔港位于墨西哥湾，是墨西哥重要的石油生产基地之一。
为了开发墨西哥湾的海底油气资源，墨西哥国家石油公司（PEMEX）进行了一项海对海定向钻工程。
该工程采用了先进的定向钻井技术，成功钻取了海底油气储层，为墨西哥的能源开发做出了重要贡献。
2. 北海海对海定向钻工程（北海，挪威）北海是全球著名的油气勘探和开发区域，拥有丰富的石油和天然气资源。
挪威石油公司（Equinor）在北海进行了多项海对海定向钻工程。
其中，利用定向钻井技术成功钻取的乌斯特雷姆油田是挪威最大的海底油气田之一。
该油田的开发为挪威经济做出了重要贡献。
3. 加尔夫海对海定向钻工程（加尔夫，美国）加尔夫位于美国境内的墨西哥湾沿岸，是美国重要的海上石油产区。
美国能源公司在加尔夫进行了一项海对海定向钻工程，利用定向钻井技术成功钻取了海底油气储层。
这项工程为美国能源独立和能源安全做出了重要贡献。
4. 卡夫特海对海定向钻工程（卡夫特，巴西）卡夫特位于巴西沿海的圣保罗州，是巴西重要的石油产区。
巴西国家石油公司（Petrobras）在卡夫特进行了一项海对海定向钻工程，利用定向钻井技术成功钻取了海底油田。
这项工程为巴西的能源产业发展提供了强有力的支持。
5. 西非海对海定向钻工程（西非）西非地区拥有丰富的石油和天然气资源，因此海对海定向钻工程在该地区得到了广泛应用。
尼日利亚、安哥拉等国家的石油公司在西非海域进行了多项海对海定向钻工程，成功钻取了丰富的油气储量。
这些工程为西非地区的经济发展和能源安全做出了重要贡献。
综上所述，国外海对海定向钻工程在石油和天然气勘探与开发领域发挥了重要作用。
1 钻井工程概述
- 1 -第一章 海洋钻井工程概述人们普遍认为，石油与天然气是由古时生物遗体逐渐沉积后形成的。
随着沉积物的堆积，地层加厚，压力和温度增加，有机物便在适宜的温度、压力条件下，经过复杂的物理化学变化，转变为石油或天然气。
石油、天然气都很容易流动，它们并不是想象中储藏在地下巨大的湖泊和洞穴中，而是储藏在沉积岩的孔隙中，沉积岩的孔隙对于油气来说是可渗透的，只有当石油、天然气运移并积聚起来才可能形成有工业价值的油、气藏。
大多数石油储藏在地层的圈闭内，每个圈闭上部的盖层对于下面的流体是不可渗透的，如图1-1所示。
井，是人类探查地下资源并将它们采出地面的主要通道。
石油工人怎么知道在何处钻井呢？一般来说，这是地质师的工作，石油地质师通过物探测量获得地下岩石特性的资料（如图1-2所示），然后经过地质分析，确定可能存在油气的圈闭，据此选择合适的井位。
但为了详细掌握地下的地质资料，必须通过钻井来获得，因此，海洋钻井是海洋石油、天然气勘探和开发极其重要的一环。
海洋钻井是围绕井的建设而实施地表（油藏）图1-1 石油与天然气储集示意图- 2 -的耗资巨大的技术密集型工程，钻井过程中，为取全取准各项地质资料所开展的工作叫做录井，主要有岩屑录井、岩心录井、和钻时录井等。
海上钻井平台是海洋钻井采用的主要设备，安装在钻井平台上进行钻井作业的设备称为钻机，如图1-3所示。
下面将扼要介绍海洋钻井工程的基本知识。
爆破发射反射物探车/检波图1-2 物探地震资料收集示意图钻 杆水龙管转 盘绞 车图1-3 海洋钻井常用钻机示意图1、自升式钻井平台自升式钻井平台结构特点是桩腿可以升降，平台做成船形。
当桩腿伸向海底时，平台可以沿桩腿上升到最大潮水位和最大波高以上，如同陆地上固定式平台那样进行钻井作业。
钻完井后，平台下降到水面，借助平台浮力拔出桩腿并向上举升，又可运移到新的井位。
如图1-4所示。
图1-4 自升式平台工作示意图1－自升式平台；2－桩腿；3－直升飞机桩腿的数目最少为三根，桩腿的结构一般为三角形断面的桁架结构。
海洋钻井工程技术简介课件
利用海洋丰富的风能资源，建设海上 风电场，为可再生能源产业提供支持 。
海洋波浪能开发
利用海洋波浪的能量，研发波浪能发 电技术，为偏远岛屿和海上设施提供 电力。
海洋科学研究
海洋地质研究
通过钻井获取海底地层样本，研究海洋地质构造、沉积物分布和地球物理特征 。
海洋生物研究
利用钻井技术获取海底沉积物和岩心样本，研究海洋生物群落、生态系统和古 生物遗迹。
包括半潜式和浮式钻井平 台，可在不同水深作业， 灵活性高。
人工岛
在近岸浅水区建造的人工 岛屿，用于支持钻井作业 。
海洋钻井设备与工具
钻机
泥浆泵
井口装置
防喷器
用于破碎海底岩层，形 成钻孔。
将钻屑从钻孔中排出。
用于控制和密封钻孔的 设备。
在钻井过程中控制井内 压力，防止井喷。
海洋钻井工程设计
地质勘探
智能化与自动化
自动化钻井系统
通过自动化控制系统，实现钻井设备的远程监控和操作，减少人 工干预和操作风险。
智能化钻井决策支持系统
利用人工智能技术，开发智能化的钻井决策支持系统，提供实时钻 井优化方案和风险预警。
智能化钻井装备
研发智能化的钻井装备，如智能钻头、智能稳定器等，提高钻井过 程的稳定性和安全性。
海洋钻井工程技 术简介
目录
• 海洋钻井工程概述 • 海洋钻井工程技术 • 海洋钻井工程应用 • 海洋钻井工程挑战与解决方案 • 未来海洋钻井工程技术展望
01
海洋钻井工程概述
海洋钻井工程定义
01
海洋钻井工程是指利用钻井技术 ，在海洋环境中进行石油、天然 气等资源的勘探和开发的过程。
02
海洋钻井工程涉及多个学科领域 ，包括地质学、地球物理学、海 洋工程学、石油工程学等。
海洋钻井隔水导管施工
施工准备
施工计划制定
根据钻井工程需求和现场环境， 制定详细的施工计划，包括导管 材料选择、施工设备配置、作业
人员组织等。
施工设备检查
对所有施工设备进行全面检查，确 保设备性能良好，满足施工要求。
作业人员培训
对参与施工的人员进行安全培训和 技能培训，提高作业效率和安全性。
导管铺设
01
02
03
导管运输
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管满足钻井工程需求。
调试方法
根据调试内容选择合适的调试方 法，如压力试验、电气测试等。
调试结果记录
对调试结果进行详细记录，为后 续施工提供参考依据。
03 海洋钻井隔水导管施工技 术
施工设备与工具
钻井平台
用于支撑和固定隔水导管，是 施工的基础设施。
隔水导管
用于隔离海水，保护钻孔和钻 井平台。
钻头和钻具
安全措施
制定安全规章制度
建立完善的安全规章制度，明确各级人 员的安全职责，确保施工过程中的安全
操作。
实施安全检查
定期对施工现场进行安全检查，及时 发现和消除安全隐患，确保施工过程
的安全。
定期进行安全培训
对施工人员进行定期的安全培训，提 高员工的安全意识和操作技能，确保 施工过程的安全可控。
配备安全设施
生态保护
在施工过程中加强对海洋生态的保护，避免对海洋生物和生态环境造 成影响。
应急预案
01
制定应急预案
针对可能出现的紧急情况制定应 急预案，明确应急组织、应急流
程和应急措施。
03
进行应急演练
定期进行应急演练，提高员工应 对紧急情况的能力和自我保护意
1[海上钻井发展状况及环境特点]海洋钻井工程
![1[海上钻井发展状况及环境特点]海洋钻井工程](https://img.taocdn.com/s3/m/9dd2cf647e21af45b307a8a7.png)
四、海上石油开发特殊性
由于海洋环境的特殊性，决定了海上油气田开发与 陆上油气田开发有相当大的差异，对专业技术的要求有 很大的不同，这主要是由客观环境的截然不同所决定的。 主要有以下十个显著的特点：
1、自然环境恶劣； 2、平台工作空间有限； 3、油气田建设装备工具复杂、科技含量高； 4、投资大、牵涉面广、管理难度大及未知领域多； 5、采用低成本和技术创新的策略带来高风险；
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七、海洋钻井的类型
海上钻井、海底钻井和深海科研钻井三类。 海底钻井:
机械设备直接降到海底，进行钻井作业； 深海科研钻井:
获取岩芯； 海上钻井:
通过海上钻井平台实现原油开采。
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海底钻井平台
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海上钻井平台
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深海科研钻井平台
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海洋钻井的特点
1．要有坚不可摧的井场。 2．要有隔水管、引导系统、防喷系统、套管头。 3．要有定位系统和升沉补偿装置。 4．先进的交通、通讯及良好的生活保障。 5．有一套防腐措施和设备。 6．普遍采用丛式井(定向井)技术。 7．井身结构复杂，套管尺寸大，层次多。 8．注意安全。 9．遵守海洋法、环境法。
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本章主要内容
一、 世界及我国海洋石油储量 二、 海洋石油钻井的发展 三、 我国海洋石油的发展 四、 海上石油开发特殊性 五、 海洋钻井需要多学科知识 六、 我国海洋石油装备的发展历程 七、 海洋钻井的类型 八、 海洋环境及环境载荷 九、 海洋钻井开发中事故
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八、海洋环境及环境载荷
除了与陆地一样承受天气的影响外，还要承受海洋这一特 殊环境的影响。海浪、海冰与台风、季风的综合作用对油气田 生产设施将产生巨大的破坏力，以致影响海上正常作业和油气 井的正常生产。
海洋钻井
概念：1.做底式钻井平台:指一种具有沉垫或称浮箱的钻井平台，它利用充水排气或排水充气方式使平台坐入海底或是浮出海面。
2.自升式钻井平台：具有3-4个可自行升降桩腿的钻井平台。
3.绷绳塔式钻井平台:绷绳塔式钻井平台是指平台由塔架支撑，塔架用钢桩打入海底，并用钢绳作为绷绳向四面八方的海底拉紧，固定于海底。
4.张力腿式钻井平台:利用绷紧状态下的锚索产生的拉力与平台的剩余浮力相平衡的钻井平台或生产平台。
5. 重力式钻井平台：借助于其本身的重量直接稳定地坐在海底,从而与海底牢固联结。
6. 桩基式钻井平台：桩基式平台是靠向海底打桩，将平台与海底牢牢地固定。
7. 破损稳定性：破损稳定性是指平台局部性的破坏之后仍然具有足够的稳性保证不翻船。
8. 海流：具有相对稳定速度的海水运动。
9.平台：从事海上油气勘探开发的各种海上建筑物的统称。
10..海水流速：指单位时间内洋流流动的距离(厘米/秒)。
11.可燃冰：又称天然气水合物，指在高压低温条件下由气体与水相互作用形成的白色固态结晶物质，分子式为CH4.8H2O。
12.波压：波浪作用在静止、直立于海水中的平面物体上的正压力。
13. 动力定位系统：依靠平台上的动力系统抵抗外力的影响，自动的保持平台在海上的位置。
14.海雾：由于海洋条件影响而形成的雾。
15.浮动平台的倾侧：浮动平台在海上运动时，浮轴偏离铅垂线，称为倾侧。
16. 船井井口：船体上的一个允许钻柱通过并且能够安装井口装置的贯通上下的开口。
17. 潮流：海水的周期性流动。
18. 浮动平台的静稳性：即静力稳定性，在一定外力作用下，平台将倾侧一定的角度。
外力若减小，则倾侧角度将随之减小。
当外力减至零时，平台将回到正浮状态。
18. 浮动平台的静稳性：即静力稳定性，在一定外力作用下，平台将倾侧一定的角度。
外力若减小，则倾侧角度将随之减小。
当外力减至零时，平台将回到正浮状态填空：水下井口装置的引导系统包括井口盘、引导架、引导绳、张紧装置。
海洋石油钻井工艺
海洋石油工程钻井工艺工程海洋钻井前先将钻井机械装在定位于海中的平台，钻井工艺基本上与陆地钻井相同。
但由于钻井装置和海底井口之间存在着不断动荡的海水，因此海上钻井具有特殊性。
一钻井平台的选择钻井平台主要分为活动式平台，固定式平台，半固定的张力腿式平台，拉索塔式平台其主要依据是水深，海底地质条件，海洋环境，钻井类型，后勤运输条件等活动式平台，由于机动性能好,故一般均用于钻井。
坐底式平台特别适合于浅海(10米左右及岸边的潮间区)油田的钻井和采油工作。
自升式平台和半潜式平台主要是供钻井之用，当油田的规模很小而又不宜设置固定式平台时，也可做采油用。
活动式平台整体稳定性较差，对地基及环境条件有一定的要求。
固定式平台整体稳定性好，刚度较大，受季节和气候的影响较小,抗风暴的能力强。
缺点是机动性能差,一经下沉定位固定，则较难移位重复使用。
桩基平台属钻井、采油平台,工作水深一般在十余米到200米的范围内（个别平台超过300米）,是目前世界上使用最多的一种平台。
从设计理论和建造技术来衡量，它都是一种最成熟和最通用的平台型式。
钢筋混凝土重力式平台是70年代初开始发展起来的一种新型平台结构，目前主要用于欧洲的北海油田。
这种平台具有钻井、采油、储油等多种功能，水深在200米以内均可采用，最佳水深为100～150米。
半固定的张力腿式平台及拉索塔式平台是两种适合于大深度海域（200米以上）的平台结构。
是近年来发展起来的新结构型式，具有明显的优点。
但仍处于研究试制的阶段。
活动式平台，由于机动性能好,故一般均用于钻井。
坐底式平台特别适合于浅海(10米左右及岸边的潮间区)油田的钻井和采油工作。
自升式平台和半潜式平台主要是供钻井之用，当油田的规模很小而又不宜设置固定式平台时，也可做采油用。
活动式平台整体稳定性较差，对地基及环境条件有一定的要求。
固定式平台整体稳定性好，刚度较大，受季节和气候的影响较小,抗风暴的能力强。
缺点是机动性能差,一经下沉定位固定，则较难移位重复使用。
海边打井工程施工方案
海边打井工程施工方案一、工程背景及概述海边打井工程是指在海边地区进行井研打井的施工过程。
由于海边地区地下水资源丰富，打井是一种重要的获取地下水方式。
海边打井工程施工具有一定的挑战性，需要克服海水侵蚀、地质条件复杂、环境保护等诸多难题。
本方案旨在对海边地区打井工程施工过程提供一套系统的解决方案，以确保工程施工顺利进行，同时最大限度保护海岸环境。
二、工程内容及技术要求1. 工程内容：本次工程是在海边地区进行的打井工程，需完成以下工作内容：（1）确定井位：根据地质勘测资料，在海边地区选择合适的井位（2）打井施工：利用机械设备进行钻井施工，井深度约为100-300米（3）安装井管：在井内安装井管，并进行井口封堵2. 技术要求：（1）确保钻井设备和井材符合国家标准，保证工程施工质量（2）根据地质条件，采取合理的钻井技术，确保安全、稳定、高效地进行钻井作业（3）严格控制施工过程中的污染排放，保护海洋环境三、施工前准备1. 勘察和设计阶段：（1）对海边地区进行地质勘测，确定井位（2）制定详细的施工方案和施工图纸，为施工提供依据2. 材料和设备准备：（1）准备好符合国家标准的钻井设备和井材（2）为施工区域提供所需的劳保用品、劳动保护设备和生活保障设施四、施工过程1. 井位确定：（1）根据地质勘测资料，选择合适的井位（2）根据地质条件，确定井的深度和直径2. 钻井施工：（1）搭设起重机和钻机，并对设备进行检查和调试（2）启动钻机，进行钻井作业（3）根据地质情况进行取芯取样，并掌握地层结构特征3. 安装井管：（1）井口准备：清理井眼，为安装井管做好准备（2）安装井管：利用井口防喷装置，将井管缓慢下放（3）井口封堵：在井口进行封堵，并安装相应的井口设备4. 施工环保：（1）严格控制污染排放，并进行必要的污染治理（2）保证施工现场的整洁，避免垃圾和污染物的直接排放到周边海域五、施工后工作1. 施工总结：对整个施工过程进行总结，记录施工中的经验和不足，为今后类似工程提供借鉴2. 环境整治：对施工现场进行彻底的清理，清除施工垃圾和封堵材料等，保证环境整洁3. 安全检查：进行工程验收，并对井口及周边设施进行安全检查，确保施工安全可靠六、安全与监测1. 安全措施：（1）施工过程中严格遵守操作规程，确保工程安全（2）对施工现场人员进行安全教育和培训，提高安全意识2. 监测与预警：（1）监测施工现场的环境条件，防范意外事件的发生（2）利用监测设备对井下地层情况进行实时监控，及时发现异常情况并做出预警七、总结与展望本方案对海边打井工程施工过程给出了一套系统的解决方案，并提出了具体的技术要求和施工步骤。
海洋钻井海上钻井工艺技术方案
海洋钻井工程
第二章 海上钻井工艺技术
泥线支撑器与泥线悬挂器区别 1.泥线支撑器用于固定式钻井平台，泥线悬 挂器用于移动式钻井平台；
2.泥线支撑器的内层套管悬挂于外层套管的 座环上。两层套管之间的密封在平台上套管头处。 而泥线悬挂器的套管挂之间不仅存在悬挂关系， 而且两层套管之间的密封在悬挂器处。
20Βιβλιοθήκη 4 4 3 2 1 1防喷器系统各组分部件
海洋钻井工程
半封闸板防 喷器是防喷器的 主要部分。
在出现井喷 溢流时，它可以 抱紧钻杆本体， 封闭钻杆外环形 空间。通过上下 两个半封闸板防 喷器的配合，可 以在井喷溢流情 况下，强行起钻。
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4 4 3 2 1 1
防喷器系统各组分部件
海洋钻井工程
全封闸 板防喷器， 是当井内没 有钻柱并需 要关井时使 用。
32
海洋钻井工程
弯曲接头： 挠性接头，球接头。弯曲接头处在隔水管系统 的最下端。 弯曲接头的作用 补偿钻井平台的平移和摇摆运 动。
33
海洋钻井工程
球形挠性接头 此接头装在隔水管柱的下部，允许弯成一定角 度，以使隔水管适应浮动钻井平台或船的摇摆、平 移等运动。目前常用的有以下几种结构形式：
l ）压力平衡式球形挠性接头
30
海洋钻井工程 一般当工作水深超过 3l m 时，应有张紧器使其承受
拉力，还可以在管外加浮室以增加浮力。对于工作水深超 过 250m 的隔水管柱必须另外进行设计。一般隔水管的临 界压弯长度可按下式计算：
31
海洋钻井工程
海水越深，隔水管越重，则需要的张紧力越 大。此张紧力最终要施加到浮动钻井平台上，增 大平台的吃水量。为了减小张紧力，可在隔水管 管外面贴上一层厚厚的泡沫塑料，或隔水管外系 以铝制浮筒（筒内充以高压气体），以便增大在 海水中的浮力，减轻隔水管系统的重量。
海洋钻井海上钻井工艺技术
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海洋钻井工程
2、水下井口装置的系统组成
(1)导引系统
导引系统包括： 井口盘、导引架、导引绳及其张紧装置。
导引系统是整个水下井口装置的基础。
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海洋钻井工程
井口盘是第一个 被安放在海底的圆饼 形部件。中心开孔， 孔内有与送入钻具配 合的“J”槽。用于确 定井位，并固定水下 井口。
将各层套管的重量悬挂在泥线处。这样可以 大大减轻固定平台的承重。每层套管下入时，利 用套管挂悬挂在上一层套管的座环上。泥线支撑 器以上的套管延长到平台上。
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海洋钻井工程
第二章 海上钻井工艺技术
泥线悬挂器的作用:(移动平台钻井 )
泥线悬挂器的作用也是悬挂各层套管柱的重量。每 层套管下入时，利用套管挂悬挂在上一层套管的座环上。 悬挂器以上，是通过一个下入工具与钻柱连接，钻柱延 长到平台上。在注水泥固井之后，将钻柱倒开并起出来， 这样在泥线悬挂器之上是没有套管的。钻完井后，平台 可以移走，泥线以上的海水中没有套管 。
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海洋钻井工程
半封闸板防 喷器是防喷器的 主要部分。
在出现井喷 溢流时，它可以 抱紧钻杆本体， 封闭钻杆外环形 空间。通过上下 两个半封闸板防 喷器的配合，可 以在井喷溢流情 况下，强行起钻。
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海洋钻井工程
最顶部是两个万能防 喷器(也称为多效能防喷器， 或球形防喷器)。
优点：万能防喷器可 以抱紧任何尺寸的钻柱， 可抱紧钻铤，钻杆本体或 接头，套管，电缆，钢丝 绳，甚至可以全封。
海上钻井工艺技术
（1）水上井口装臵有一个长长的隔水管， 穿过整个海水层 （2）水上井口装臵的隔水导管上有一个 泥线支撑器（悬挂器），而陆上没有。
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海洋钻井工程
海上钻井工艺技术
泥线支撑器的作用:(固定平台钻井 ) 将各层套管的重量悬挂在泥线处。这样可以
大大减轻固定平台的承重。每层套管下入时，利
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海洋钻井工程
一般当工作水深超过 3l m 时，应有张紧器使其承受
拉力，还可以在管外加浮室以增加浮力。对于工作水深超 过 250m 的隔水管柱必须另外进行设计。一般隔水管的临 界压弯长度可按下式计算：
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海洋钻井工程
海水越深，隔水管越重，则需要的张紧力越 大。此张紧力最终要施加到浮动钻井平台上，增 大平台的吃水量。为了减小张紧力，可在隔水管 管外面贴上一层厚厚的泡沫塑料，或隔水管外系 以铝制浮筒（筒内充以高压气体），以便增大在 海水中的浮力，减轻隔水管系统的重量。
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海洋钻井工程
弯曲接头： 挠性接头，球接头。弯曲接头处在隔水管系统
的最下端。
弯曲接头的作用 补偿钻井平台的平移和摇摆运
动。
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海洋钻井工程
球形挠性接头 此接头装在隔水管柱的下部，允许弯成一定角
度，以使隔水管适应浮动钻井平台或船的摇摆、平
移等运动。目前常用的有以下几种结构形式：
l ）压力平衡式球形挠性接头
配合连接，连接时只要将母接头套入公接
头并下压，公接头上的钢圈即可进入母接
头的槽内并互相锁紧。
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海洋钻井工程
隔水管的长度取决于海水的深度。显然在海 水很深的情况下，隔水管系统的重量将很大。在 自重作用下，隔水管可能被压弯；另外，隔水管 在海水中受到海水运动的作用，要承受很大的横 向力，也会使隔水管弯曲。所以隔水管系统需要 张紧。隔水管系统的张紧装臵，原理上与导引绳 的张紧相同，但需要的张紧力更大。
海洋钻井工程
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标准井深结构类型可用于一般的深井和超深井
井眼尺寸 套管尺寸
套管名称
强化 14 11 3/4
毫米 914.4 660.4 444.5 311.15 215.9 152.4
英寸 36 26 17 1/2 12 1/4 8 1/2 6 毫米 762.0 508.0 339.73 244.48 177.8 114.3 英寸 30 20 13
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第二节
海洋钻井的主要特点
三.海洋石油勘探开发的几项最高纪录
•最深的海洋钻井 •最深的海上采油井 •钻井最大水深 •水深最大的固定平台 •最重的钻采平台 •钻井最多的平台 •产量最高的海上油田 •最大油轮 钻于路易斯安那西三角27区块 6983M 位于路易斯安那州近海 深度6173米 1983年美国东海 水深2386米 壳牌石油公司建于墨西哥湾的Cognac 平台 水深312.5M 雪弗龙公司的北海Ninian混凝土平台 重达60多万吨 高167M 加利福利亚圣巴巴拉海峡的Gilda平台 可钻96口井 1951年在沙特发现的Safaniyah油田 55万吨(法国）
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移动式钻井平台分类
座底式钻井平台 自升式钻井平台 半潜式钻井平台 浮式钻井平台
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座底式钻井平台
结构组成
沉垫浮箱 工作平台 中间支撑
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座底式钻井平台
优缺点
优点：
钻井时固定牢靠不受海洋环境的影响 完井后移动灵活
缺点：
工作高度恒定，不能调节 对海底地基要求高 工作水深较浅
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第二章
海上钻井装置
海上钻井平台应满足下面三个条件
•适应海洋钻井区域环境且安全 •成本较低 •满足钻井、采油、测试等各项作业的要求
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•水深最大的固定平台 壳牌石油公司建于墨西哥湾的Cognac
平台 水深312.5M
•最重的钻采平台
雪弗龙公司的北海Ninian混凝土平台
重达60多万吨 高167M
•钻井最多的平台
加利福利亚圣巴巴拉海峡的Gilda平台
可钻96口井
•产量最高的海上油田 1951年在沙特发现的Safaniyah油田
•最大油轮
z 南海东、西部公司以112º50’为界
海洋钻井工程(1)
第二节 海洋钻井的主要特点
一.海洋钻井的主要特点
•要有坚不可摧的井场 •要有隔水、引导、防喷系统、套管头 •要有定们系统和升沉补偿装置 •先进的交通、通讯及良好的生活保障 •有一套防腐措施和设备 •普遍采用丛式井（定向井）技术 •井身结构复杂，套管尺寸大，层次多 •注意安全 •遵守海洋法、环境法
第一节 海洋石油工业概况
z 1984年海上十大产油国
z 英国 11700万吨
沙 特 11250万吨
美国
8900万吨
墨西哥 8600万吨
委内瑞拉
5625万吨 挪 威 3275万吨
埃 及 2515万
吨 印 尼 2210万吨
马来西亚 1870万吨
巴 西 1725万吨
海洋钻井工程(1)
第一节 海洋石油工业概况
船史上的一项重大突破。
海洋钻井工程(1)
“胜利2号”座底式钻井平台简介
“胜利2号”钻井平台长72m，宽42.5m， 主甲板高12.6m排水量4000吨。平台船体结构 象火柴盒，有内体和外体。在拖航、沉浮、座底 等情况下，内外体由锁紧装置连接，平台在陆上 移动时脱开锁紧装置，内外体在微机控制下分别 起降升落，并借助于液压步行机械系统，实行内 外体交替移动。该平台“一步”可跨10m，“步
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第一节 导管架桩基平台
桩： 用于承受平 台的垂直重 量及水平环 境推力
•支承桩 •磨擦桩
上部结构：由承受作业机 械（机器）和其它载荷的 各类桁架及平台甲板组成。
•上层平台：用作安放井架、 绞车、钻具堆放场地及宿舍 等 •下层平台：安放泥浆泵、 泥浆池、防喷器、发电房、 固井设备、仓库等
z 井眼尺寸
z
英寸 36 26
17 1/2 12 1/4 8 1/2 6
z
毫米 762.0 508.0 339.73 244.48 177.8 114.3
z 套管尺寸
z
英寸 30
20 13 3/8 9 5/8
7 4 1/2
z 套管名称
表层套管 表层套管 中间套管
尾管
z 强化 14 11 3/4 （代替121/4 95/8）用于复杂的高温高压深井
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第二节 海洋钻井的主要特点
二.海上投资
•海上石油投资是较大的 •海上油气田开发费用随水深增加而增加
墨西哥海上油田开发费用 水深 30M 比陆地油田高1倍 水深 180M 比陆地油田高1--2.5倍 水深 300M 比陆地油田高2--8倍 •开发费用这么大，为什么各石油公司还要把钱往水里扔呢？
海上每米进尺的探明储量比陆上高27倍 海上每吨储量的探明成本比陆上低6.7--23倍
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第二节 海洋钻井的主要特点
三.海洋石油勘探开发的几项最高纪录
•最深的海洋钻井
钻于路易斯安那西三角27区块 6983M
•最深的海上采油井 位于路易斯安那州近海 深度6173米
•钻井最大水深
1983年美国东海 水深2386米
z 1958年起有十多个国家对我国沿海进行了多次大规模的地 质调查和勘探。
z 我国自己也对沿海有关海域进行了勘探开发。 z 南海海域：58年在莺歌海坳陷区域打顿钻发现原油； 63
年用座底式平台钻了第一口海上井；75年用自升式钻井平 台在莺歌海Ⅱ号构造打井，发现工业油流。 z 黄海海域：74年开始，地质部在黄海打了勘探井，发现 了含油、气坳陷和多个可能的油藏。
整体铺设 分块铺设
井架的移位
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井架的移位
15
14
13
12
16
1
2
11
6M
5
4
6
7
3
10
8
9
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第二节 其它固定式平台 z 重力式平台 z 张力（腿）式平台 z 绷绳塔架式平台
海洋钻井Байду номын сангаас程(1)
重力式平台
七十年代初出现，它完全借助于其本身的 重量直接稳定地座在海底 分为混凝土重力式平台和钢质重力式平台 混凝土重力式平台： z 重力式平台由沉垫、立柱、甲板三部分组成 z 沉垫有多种形式：圆形、六角形、正方形 z 立柱有：三腿、四腿、独腿等几种 z 甲板有钢质和混凝土两种
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第一节 海洋石油工业概况
z 渤海海域：66年用固定式平台钻了第一口探井，67年3
月获得工业性油流，到目前已有多个油田（海四井油田、 埕北油田等）投入采油，已发现多个高产含油区。84年 11月渤海石油公司使用“渤海7号”自升式钻井平台在辽 东湾地区打成了一口日产凝析油226方和天然气53万方的 探井。
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2020/11/25
海洋钻井工程(1)
第一章 绪论
z 海洋石油工业概况 z 海洋钻井的主要特点
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第一节 海洋石油工业概况
一.海洋石油工业的发展史 z 海洋石油开发是从1887年美国在加利福利亚州西海岸
架木质栈桥打井开始的。 z 六十年代进入飞跃发展阶段：
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海面气象条件对钻 井工作影响小
如有工业性油气， 可很快转换成采油 平台
缺点：
不能够移动和 重复使用 造价较高，其 成本随水深增 加而急剧增加
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第 一 节
导一 管结 架构 桩组 基成
平 台
.
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第一节 导管架桩基平台
导管架：导管架的作用 •支承上部结构 •作为打桩定位和导向的工具 •将平台上面的负荷比较均匀地传 递到桩上 •可安装系靠船的设备 •可作为安装上部结构时的临时工 作平台
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第一节 导管架桩基平台 二.导管架的运送、就位及安装
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第一节 导管架桩基平台
提升法：水深30M 以内
滑入法+起重机：水 深30--70M（如图）
滑入法+控制压载机： 水深70--120M
浮运法：水深120M 以上
打桩：少则四根，多则 十多根，打入深度少则 50M，多则几百米 铺设平台上部结构
行”平均速度为每小时60至海1洋0钻井0工m程(1)。
自升式钻井平台 德 朗 1 号
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结构组成
自升式平台由工作平台、桩腿和升降 机构组成 z 工作平台的形状有三角形、四边形、
五角形等多种形状
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桩腿
z 桩腿数目有3,4,5,6,12,14,18腿等多种 z 桩腿直径从两米多到十多米不等 z 桩腿外形
“渤海7号”打的井 30”导管 50M 20”表面套管 445M 13 3/8 ” 1775米 技术套管 9 5/8 ” 2505米 技术套管 7” 尾管 3500米
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标准井深结构类型可用于一般的深井和超深井
z
毫米 914.4 660.4 444.5 311.15 215.9 152.4
55万吨(法国）
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第二章 海上钻井装置
海上钻井平台应满足下面三个条件
•适应海洋钻井区域环境且安全 •成本较低 •满足钻井、采油、测试等各项作业的要求
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第二章 海上钻井装置
海上钻井平台的分类
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第二章 海上钻井装置
固定式与移动式平台比较情况
优点：
稳定性好
z 降下平台
y 固定活动部件，关闭密封舱门，注意天气预 报，检查升降机构
y 抛锚 下降速度1ft/min
z 拔起桩腿
y 冲桩 迅速同时提桩 固桩
z 拖航
y 拖航方式有串联和并联
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自升式平台的安置与撤离
z 压载
y 压载有两种： 一种是靠自身重 量压载，另一种 是压载舱压载
z 升起平台
缺
移 z 不适于更深海域
z 拖航时，易遭风暴的袭击
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半潜式钻井平台
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半潜式钻井平台
结构组成
抛锚作业
沉垫浮箱
其外形有矩形、鱼雷形、潜艇形及上下 平坦、左右两侧为椭圆等多种形式
上部平台
y 平台纵向和横向倾斜不能大于1度 y 平台离开水面高度一般在6~18m之间
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自升式平台的优缺点
z 对水深适应性强 z 无桩脚底垫时，用钢量少，造价较低
z 在出现意外的高海浪时，平台可增大离水面 优 的距离
z 桩脚插入海底时，有良好的搞侧向移动性
z 平台离开水面后，可维修整个船体
z 桩腿下部有底垫时，容易造成整个装置的飘
z 1953年出现第一台自升式钻井平台 z 1953年出现了浮式钻井船 z 1961年出现了半潜式钻井平台
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移动式钻井平台分类
z 座底式钻井平台 z 自升式钻井平台 z 半潜式钻井平台 z 浮式钻井平台
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座底式钻井平台
结构组成
沉垫浮箱 工作平台 中间支撑
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圆筒形 柱型 四边形
三角形 桁架型
矩形
z 桩腿箱和底垫
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升降机构
z 升降机构的作用是 升降平台和拔桩。 它分为两类：一类 是孔穴插销液压升 降装置，另一类是 齿轮齿条式电动升 降装置