海上钻井平台各系统简介

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，提供生产能力等自升式平台- Jack-up RigDrilling and intervention semisubmersible rig ISLAND INNOVATOR during undocking in China COSCO Qidong base on Sunday 25-th of March.半潜式平台- Semi-submersible Drilling Rig钻井船-Drill Vessel现在市场上主流的海上钻井装置就是上图的自升式平台、半潜式平台和钻井船这三种，下图是一个FDPSO 半潜式钻井生产储油平台，八边形浮体，4个立柱，2个立管平台，整船采用被动式系泊固定方式，上部组块可实现钻井、完井、和修井功能，配备完备的油气处理生产模块，可储油16万桶，此平台结合了钻井平台和FPSO功能，是一种全新的海工平台产品，但目前还不是主流产品，属于概念性产品，目前在建。

The nearly 80 mtr high and deadweight of 30.000 tons main hull of the OCTABUOY under construction at COSCO Qidong base. The OCTAGONAL semi-submersible drilling unit, is an FDPSO semi-submersible drilling production storage总的来说，平台的系统有点和普通的船舶相似，它们是：1，压载系统ballast system2，消防系统，fifi system ,包含fire water system , water mist system , deluge system, foam system, CO2 extinguish system, water spray system 按照每个平台基本设计的不同，会有其中的几个。

3，舱底水系统，bilge system4，海水冷却系统，sea water cooling system5，淡水冷却系统fresh water cooling system6，燃油系统fuel oil system7，润滑油系统lub oil system8，主机排烟系统exhaust system9，废油系统,waste oil and sludge system10，透气溢流系统vent and overflow system11，测深系统sounding system 包含manual sounding system 或者remote sounding system12，启动空气系统starting air system13，平台空气系统，rig air system14，仪表与控制空气系统instrument air system15，饮用水系统，potable system16，生活水排放系统sanitary discharge system17，生活水供给系统sanitary supply system18，盐水系统brine system19，钻井水液系统，drill water system20，钻井基油系统，base oil system21，泥浆供给系统mud supply system22，高压泥浆排出系统mud discharge system23，泥浆处理系统mud process system24，泥浆真空系统mud vacuum system25，井口控制系统subsea control system26，分流器，高压管系系统hp manifold and diverter system27，灌井系统trip tank system28，除气系统mud gas separator system29，测井系统well test system30，隔水套管张紧系统riser tensioner system31，液压系统hydraulic oil system32，泥浆混合系统mud mixing system33，散货系统，包含bulk cement system 以及bulk mud system34，高压冲洗系统high pressure washing down system35，甲板泄水系统deck drain system36，快关阀系统quick closing valve system37，切屑处理系统cutting handling system38，直升机加油系统helicopter refueling system39，排舷外系统overboard discharge system40，刹车冷却系统brake cooling system41，呼吸空气系统breath air system42，推进器系统，包含thruster hydraulic oil and lub oil system43，泥坑冲洗系统，mud pit washing system大致可以分为这些系统，每个系统有它自己特殊的功能。

在整个钻井平台系统中扮演不同的，重要的角色。

首先，对于压载系统- ballast system。

它的作用就是使平台能够相对自由的吃水，保持在深海中的稳性。

简单地来说，就是用泵把船舷外的海水抽到平台里面专门存海水的舱（压载舱）里面去，而且反向也能够把海水从舱里抽出来排到海里去。

这个系统的大致的原理就是这样的。

压载系统包含：1，海底门，sea chest ，一个专用的从舷外抽水的地方（钢结构），在平台的最低层。

2，压载泵，ballast pump , 离心泵，至少要两台。

3，管路和附件，piping and fittings4，压载舱ballast tank 装海水的舱室，现在的船舶设计中都会把压载舱放在平台的最外面，并且分成一个一个独立的小舱。

即使一旦有意外发生的话，就算一个舱破了的话，海水涌进来淹掉了，也不至于所有的舱都进水。

以下图一就是它的简略的原理图：图一怎么来选择压载泵的排量和压头呢？首先我们得确定我们的压载舱总的容积有多大。

然后根据要求，我们得确定在多少时间内能够把这些压载舱充满海水。

很显然排量X时间=容积，所以排量=容积/时间。

通常来说，我们生活在大气压中，初中我们就知道一个大气压可以支持760水银汞柱，当然换算成水的话，大概有10米的水柱。

我们的压载舱的高度，就能够决定我们压载泵的压头，如果压头是5bar，也就是说可以支持50m的水柱，泵可以把水送到50米高的地方。

注：一个大气压就是1bar 。

这样我们很容易地确定了泵的参数了。

管路呢？管路的尺寸，可以由它里面的海水的流速来确定。

泵排量=管的横截面级X 流速，海水在管路中的流水不能太高，海水本身具有腐蚀性，流速高的话很容易造成管路的腐蚀。

为了避免海水管的腐蚀，玻璃钢管广泛应用在压载系统中。

消防系统Fi-Fi system，和陆地上一样，平台上也会着火，一旦失火，不管是对于船舶，还是钻井平台都是一件很严重的事故。

它可以直接导致平台的沉没。

所以消防系统是平台上面一个关于安全方面的系统。

Fire fighting system.各大船级社对消防系统都有比较明确的规定。

首先来谈谈它的组成，包含：1，消防泵，其实也是大排量的离心泵，至少两台2，管路和附件。

3，保压泵，jockey pump，为什么要有这样一个泵？大家都知道的，就算是在陆地上，你可以看看你办公大楼上的一些消防栓，它们平常是不用的。

除非是在失火的情况下才用。

那么现在产生了一个问题，一旦失火的时候，我们的消防栓的水龙头里面必须立刻有水出来。

这就意味着在消防栓里面要保持一定的压力。

但是我们知道液体的可压缩性微乎其微，同时系统又是一个封闭的系统。

所以这里就用到了一个小排量的保压泵。

它的作用就是在平时的状态下保持系统中有一定的压力。

可能有人会问，为什么不直接用大排量的消防泵。

那就有点大马拉小车了，泵可能启动不到一秒，就会在管路压力监测控制系统的作用下停下来。

4，消防压力柜，Hydrophore tank ，有些系统设计里面可能没有，它就是一个小瓶子，里面装一半液体，当然是海水，一半是压缩空气。

这样的一个瓶子就象喝了一半的雪碧瓶子一样，加入在瓶子的下面开一个洞的话，水自然会自动排出来。