海洋石油钻采工程技术与装备——海洋石油钻井主设备及其系统(中)
海洋油井平台概述
各类海洋油井平台概述海洋石油钻采设备是海上油气田钻井与采油所用的工具和装备，它的种类繁多包罗万象，但归纳起来大体可以分为四类：1．海洋石油钻井平台；2.海洋石油采油平台；3.水上钻井机械设备；4.水下钻井机械设备。
本文主要介绍前两类，即：海洋石油钻井平台及海洋石油采油平台。
主要分为移动式平台和固定式平台两大类。
其中按结构又可分为：（1）移动式平台：坐底式平台、自升式平台、钻井船、半潜式平台（SEMI）、张力腿式平台(TLP)、牵索塔式平台、浮式生产处理系统（FPSO）、筒状平台（SPAR）。
（2）固定式平台：导管架式平台、混凝土重力式平台、深水顺应塔式平台。
移动式平台坐底式钻井平台坐底式钻井平台又叫钻驳或插桩钻驳，适用于河流和海湾等30米以下的浅水域。
坐底式平台有两个船体，上船体又叫工作甲板，安置生活舱室和设备，通过尾郡开口借助悬臂结构钻井；下部是沉垫，其主要功能是压载以及海底支撑作用，用作钻井的基础。
两个船体间由支撑结构相连。
这种钻井装置在到达作业地点后往沉垫内注水，使其着底。
因此从稳性和结构方面看，作业水深不但有限，而且也受到海底基础(平坦及坚实程度)的制约。
所以这种平台发展缓慢。
然而我国渤海沿岸的胜利油田、大港油田和辽河油田等向海中延伸的浅海海域，潮差大而海底坡度小，对于开发这类浅海区域的石油资源，坐底式平台仍有较大的发展前途。
目前已有几座坐底式平台用于极区，它可加压载坐于海底，然后在平台中央填砂石以防止平台滑移，完成钻井后可排出压载起浮，并移至另一井位。
自升式钻井平台自升式钻井平台被设计成为驳船的模样，具有可以升降的可延伸到海底的桩腿。
虽然有些设计能使其在海深500英尺（152米）的海域工作，但通常用于海深400英尺（122米）的地方，适合于近海。
其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目的地。
到达钻井目的地后，工作时桩腿下放插入海底，平台及平台上所有的钻井设备及其他器械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。
海洋石油钻采工程技术与装备——海洋石油钻井主设备及其系统(下)
补偿器 ，从而大大降低了钻机的重量和 制造成本 （ 据称可降低成本约３ ％ ）。 ０ 在２ ０ 年末统 计共ｌ ｌ ０６ ｌ 艘超 深水钻
车和转盘 的共７ ，占 ． 艘 ６ ％。 ３
挪 威 海 事液 压 公 司 （ ｎ ｉ Ｍａ ｌｔｍｅ ｒ Ｈ ｄａ ｌ ｙ ｒｕｉ ｃ）挪威 海事液压公 司装于半
装 备 知 识
海 洋 石 油钻 采 工程 技术 与装 备
海洋石油钻井主设备及其系统 （ ） 下
口 廖谟 圣 ， 中国石油和石化工程研究会 海洋石油和化工工程专业委员会
德国威尔 士公司 （ ｒ Ｗｉ国Ｗ ｉｔ 也 替代 了浮式钻井庞大的钻柱升沉运动 ｔ 船 ｒｈ 尔士 公 司钻 机绞 车 主要技 术 参数 见表 ４ ０ｈ 交流变频＼ ｒ Ｈ４０钻机绞 ， ０ｐ ５ Ｗｉｈ ５０ ｔＧ
ｔ 提升能 力的双Ｒａ ｍ型＼ 液压 Ｒ ｍ系统钻 ａ 机共４ 套 ，占３６ 艘８ ．％。 意 大利钻 机公司（ ｉ ｃ 意大利 Ｄｒｌ ） ｌ ｍｅ
潜平台的无绞车液压升降钻机又称Ｒ ｍ ａ
钻机 ，其主要 优点是 ：省去了庞大笨重 的绞车 ，用升降液缸 替代了绞车 ，同时
１２４石油与装备 Ｐ ｔ ｌｕ ＆Ｅ ｕ ｍｅ ｔ ｅｒ ｅ ｍ ｏ ｑ ｉ ｎ ｐ
德 国 威尔 士 公 司整套 钻机 设 计 合 理 、制造精 良，产品性能良好 与耐用度 高 是 国际公 认 的 ，其 采用 交流变 频 驱 动 ，调速范围广 、 使用可靠 。 在 ２ ０ 年 末统 计 共 １ ｌ ０６ ｌ 艘超 深 水
井平台 （ ） ， 船 中 配备挪威１ ０ｔ ０ ， ０和５０ ０
海洋石油——精选推荐
海洋⽯油海洋⽯油钻井技术⼀、名词解释1、预钻井：先⽤⾃升式或半潜式平台通过海底基盘进⾏预先的钻井。
2、平台回接：将预钻井的海底井⼝与导管架平台上进⾏连接，称之为回接。
3、井⼝平台：常规井⼝平台上安装⼀定数量的采油树，井液经采油树采出后，通过胆经计量系统计量，⽤海底管线输送到中⼼处理平台或其他⽣产处理设备上进⾏处理。
4、单点系泊系统：⼀种在海上将船舶与其系泊，并通过它来对船舶完成⽯油输运和装卸作业的终端。
5、局部破损稳定性：平台受到局部破损的情况下仍能保持稳定性。
6、酸性⽓体：天然⽓中经常含油⼀定数量的H2S和CO2等酸性组分，其遇⽔后呈酸性。
7、分离质量：指分离器出⼝处标准⽴⽅⽶⽓体所带液量多少。
8、分离程度：指分离器在分离的温度，压⼒下，从其出液⼝中拍出的液体所携带的液离⽓体体积之⽐。
9、脱⽔：油⽓分离器的基本原理是破坏乳化液油⽔界⾯膜的稳定性，使其破裂促进⽔颗粒，凝聚成⼤⽔滴，使⽔从原油中沉降下来。
⼆、填空题1、海洋平台的分类依据功能、移动性与海底是否有接触。
2、移动式平台分类：1）底撑式;①坐底式②⾃升式2）浮动式①半潜式②浮船式3、半潜式平台的组成分类：1）按移动⽅式：⾃航式、⾮⾃航式2）定位式；锚泊定位、动⼒定位、组合定位。
4、固定式钻井平台的分类：桩基式平台、重⼒式平台、张⼒腿平台、绷绳塔式平台。
5、⾃升式平台的作业内容：降、拔、拖、压、升。
6、⾃升式平台可能出现的问题：摇摆、下沉、横向漂移。
7、坐底式平台的可能出现的问题：滑移、掏空、和倾斜。
8、⽔下井⼝装置的核⼼部分是防喷器。
9、浮式坐底平台三种直线运动：进退、横漂、升沉；三种绕合运动：纵摇、平摇、横摇。
10、海洋浮式钻井专⽤设备包括：海洋浮式钻井⽔下设备和⽔⾯专⽤设备；包括；钻柱运动补偿器与紧张器系统。
11、钻井船的定位⽅式：重⼒定位、锚泊定位。
托运⽅式：湿拖与⼲拖。
12、⾃升式平台的升降装置的分类：液压、⽓压、齿轮齿条；形状：圆柱形、衡架形。
海洋石油钻井设备精讲
随着技术的不断进步和应用需求的不断提高，深海钻井技术将向更深的海洋环境、更高的 技术难度和更广泛的应用领域发展，为海洋资源的开发和利用提供更加可靠和高效的技术 支持。
06 案例分析
案例一：某石油公司钻井设备事故分析
事故描述
某石油公司在钻井作业过程中，由于设备故障引发了火灾，导致 人员伤亡和设备严重损坏。
钻头
钻头是直接接触地层并破 碎岩石的部件，有多种类 型，如刮刀钻头、牙轮钻 头和金刚石钻头等。
动力系统
发电机
为钻井设备提供电力，通 常由柴油或燃气驱动。
齿轮箱
将发动机的动力传递给钻 机，通过改变传动比来适 应不同的钻井需求。
液压系统
利用液压能来驱动钻机的 各个动作，如旋转、提升 和下放等。
泥浆循环系统
启动前检查
在启动海洋石油钻井设备前，应进行全面的检查 ，包括机械部件、电气系统、液压系统等，确保 设备处于良好的工作状态。
安全操作
操作人员应接受专业培训，熟悉设备操作规程， 严格按照操作规程进行操作，避免发生安全事故 。
停机与保养
在设备停机期间，应进行必要的保养和维护，如 清洁、润滑、检查等，以保持设备良好的工作状 态。
循环泵
将钻井液循环至钻头和环空，冷却钻头并携带岩 屑返回地面。
防喷器系统
防喷器组
由多个阀门组成，用于控制和封闭井口以防止 井喷事故发生。
控制盘
控制防喷器的开启和关闭，通过液压或气动方 式进行操作。
安全阀
在紧急情况下自动关闭防喷器，以防止事故扩大。
03 海洋石油钻井设备操作与 维护
操作规程
1 2 3
自动化钻井技术是利用自动控制系统和智能化设备，实现 钻井作业的自动化和智能化，提高钻井效率和安全性。
海洋石油钻井知识介绍
脱气器：用于分离掉泥浆中的天然a气。
11
钻井常用工具介绍－井口工具
井口工具包括各种卡瓦、吊卡、吊环、 大钳、气动、液动工具
一．吊卡
吊卡是我们应用的提升工具之一，吊卡从结构上 分为：平台肩吊卡；18度吊卡；卡瓦式吊卡；气
动吊卡；单根吊卡等。
平台肩吊卡主要用于套管、油管、钻铤等带台肩 的管串，目前我们用的主要有套管吊卡、钻挺吊
盘等工作机。传动系统在传递和分配动力的同时具有减速、并车、倒车等特 种功能。
钻机的传动方式分为：
机械传动（包括万向轴、减速箱、离合器、链传动和三角带传动等）
机械－蜗轮传动（液力传动）
电传动
液压传动
6. 控制系统：为使钻机各个系统协调地工作，钻机上配有气控制、液压控制、
机械控制和电控制等各种控制装备，及集中控制台和显示仪表等。
8
钻机设备介绍
四．钻井仪表：
1. 指重表：表示钻井钢丝绳受力大小的仪器，由指重表和灵敏表组成，内圈黄
针（指重表）指示大钩悬重，外圈白针（灵敏表）钻井时可以指示钻压。打 捞时可以指示接触鱼顶的状态、阻卡时显示出井内摩擦阻力的大小。
2. 泥浆泵压力表：一般由两只，分别指示两台泥浆泵的压力。 3. 泥浆泵冲数表：记录瞬时泵冲和累计冲数，可用于井控压井、固井、挤水泥
卡。
18度吊卡是我们最常用的吊卡，主要应用在18度 钻杆管串的起升，从2-7/8”~5-½”尺寸不等。
卡瓦式吊卡主要用于小尺寸钻具或油管管串，它
的负荷比较小，尺寸范围主要在1.050”~3-½”,负 荷在20T~75T不等。
气动吊卡属于半自动化的吊卡，目前我们用的还
不多。下套管用的卡盘应该属于这个范畴，方便
7. 钻机底座：用来安装钻井设备、方便钻井设备钻井设备的移动等。
海洋石油钻井采油工程技术与装备——海洋石油钻井采油平台(中)
设 计和ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ建 造最 终 均 通过 第 三方 检
的要 求 范 围 内 。
吊装的方案 。
验单 位 （ Ｉ ￣ ＤＮＶ或 Ａ ］ ＢＳ）批 准 。从而 确保设计建造的平台质量和符合相关安
全法规。 自升式 平台 自升式平 台结 构设计
对于半 潜式平 台和 钻井船 及Ｆ Ｓ ＰＯ 全 部入浸海水部 分（ 即全浸 区） ，主 要采 用 施 加低 压直 流 电的 阴极 保 护法 ，按
可靠 性与技术的先进性 。
度 （ 如平 台 设计 寿命 为２ 年 、水温 为 ０
ｌ ３） 、海 水 电阻率 为２ ｎ和最 大 ０ （ ℃ ５
主要依靠供货厂商对设备或设施涂 防腐 蚀油漆 、镀锌 、 缠绕 防腐蚀胶带 ，重要
机械外露的运动部件 采用特殊 的防腐蚀
材料或二次镀铬 、镀镉等 。
法规。 平 台 飞 溅 区 的 防 腐 蚀 措 施 对 于平
台的飞溅 区，即是平 台 （ ） 波浪和 船 在 潮汐作用下干湿经常交替发生 的区域 ，
用系统 ，坚持国际招标 、优先选择国产
平台 （ ） 船 的防腐蚀措施
平 台 （ ）所 处 防 腐蚀 位 置分 为 船
全浸区 、飞溅区和大气区三种 。不同区
全浸 区的 防腐蚀 措 施 对 于 自升
用耐海水腐蚀 的超低碳不锈钢 、蒙 乃尔 合金等制作 。
旋流分离器 、天然气高效脱水系统 、平 台公 用系统中的天然气压缩机组 、双燃 料 （ 柴油 、天然气 ）燃气轮发 电机系统
式 、坐 底式 平 台及导 管 架 等固 定式 平 台全部入浸 海水部分（ 即全浸 区） ，主要 采用 目前国 际通 行 的牺 牲 阳极 的保 护
海洋工程装备-海洋油气资源开发装备(甘丰录)
海洋油气资源开发装备分类
钻井平台
钻井平台是海洋油气资源开发 的主要装备之一，用于钻探和 开采海底油气资源。根据不同 类型，钻井平台可分为固定式 、自升式和半潜式等。
采油平台
采油平台主要用于海底油气的 收集和初步处理，通常与钻井 平台配合使用。采油平台可分 为张力腿平台、重力支撑平台 和Spar平台等。
进行钻井作业。
海洋油气资源开发装备的应用前景
随着全球能源需求的不断增加，海洋 油气资源开发装备的应用前景广阔。
数字化、智能化技术的应用将进一步 提高海洋油气资源开发装备的效率和 安全性，降低生产成本。
未来，海洋油气资源开发装备将更加 注重环保、安全和智能化，以适应更 加严格的国际标准和法规要求。
未来，我国将继续加大海洋油气资源 开发装备的研发和制造力度，推动我 国海洋工程装备产业的快速发展。
市场拓展
鼓励企业积极参与国际市场竞争，提升品牌 影响力和竞争力。
05 未来海洋油气资源开发装 备的发展趋势
未来海洋油气资源开发装备的技术发展方向
深海油气资源开发装备技术
随着深海油气资源的不断开发，对深海油气资源 开发装备技术的需求将不断增加，包括深海钻井 平台、深海采油设备、深海管道等。
环保和可持续发展技术
海洋工程装备是推动海洋经济发展的 重要支撑，能够带动相关产业链的发 展，创造更多的就业机会和经济效益。
海洋工程装备的发展历程与趋势
发展历程
我国海洋工程装备经历了从无到有、从弱到强的过程，目前已经具备了自主研 发和制造各类高端海洋工程装备的能力。
发展趋势
未来我国海洋工程装备将朝着更加智能化、绿色化、集成化、国际化的方向发 展，重点发展深海油气资源开发装备、海洋可再生能源开发装备等领域。
海洋石油钻采工程技术与装备——海洋石油钻井主设备及其系统(中)
石油机 械有 限 责任 公 司 （ 以下 称宝 石
机 械 ） 油 钻 机 产 品 系列 如 下 ；Ｚ １ 、 石 Ｊ ０
ＺＪ】 、 Ｚ Ｊ ５ ２０ 、 ＺＪ ３０ 、 ＺＪ ４０ 、 ＺＪ ５０ 、
油 钻机 已有 的 系列产 品 型号 分别 为 ：
ＺＪ１５、 ＺＪ２０ 、 ＺＪ ３０ 、 Ｄ Ｊ ） ＺＪ５（ 、 ４（、 ）
Ｚ ７ ／５ ０ Ｊ ０４ ０ ＤＢ； Ｚ ９ ／８ ０ Ｂ等 各 型 号 Ｊ０５ ５ Ｄ
０ｉ ）》２ ０ 年 １ 月号 的 新钻 机 设 计 Ｉ ０６ ２
（ 以下称兰石国民油井公司 ）于 １９ 年 ９８
研制 出国 内第一 台Ｚ ４ ／２ ０ 交流变 Ｊ０２ ５ ＤＢ
ｌ 套用于中石 油集团海洋工程有限公司 ０
（ 简称中油海 ）的 自升式 钻井平台上 ；
２０ 年 ～ ０ ５ 研 制 成 功 Ｚ ９ Ｄ ， Ｈ ０ ４ ２ ０年 Ｊ０ ９０ ） 【 ｍ交
ｚ ７） Ｊ０币 Ｚ １ ０ Ｊ（ 、Ｚ ９ ¨ Ｊ ２ 。这８ 型号 中 ， 种
７ ７ ￣ＩＪ 系 列钻 机 。 ＿ ｏ Ｚ１０ Ｊ ２
１ ０２石油与装备 Ｐ ｔ ｌｕ ｅｒ ｅ ｍ＆Ｅ ｕ ｍ ｎ ｏ ｑｉ ｅｔ ｐ
装 备 知 识
宝 石机械 于１ ９ 年研 制 出第一 台 ９７ １５０ ，０ ｍ直流 电动钻机后 ，近年陆续研制
作 少 量变 更设 计后 均可 应 用于 海上 油
气 钻 井 （见表 ４ 】）；Ｚ ４ Ｄ和 Ｚ ５ 一 Ｊ０ Ｊ０ 型 可用 于石 油 采油 的修 井作 业 。其 中 ｚ ｇ Ｄ 或９ Ｄ ）和Ｚ Ｉ ０ Ｊ０ （ ０ Ｚ Ｊ２ 型可用于超 深 水油气钻井。
井钻机的主要生产厂家
海洋石油模块钻机井控系统设计
901 设计目的在钻井作业过程中，井控系统既能够有效控制井涌、井喷等突发情况，又能保护好油、气、水层，顺利完成井下作业施工，保证钻井作业的安全进行；同时，井控系统也是保证钻井作业人员自身安全、钻井设备财产安全、保护海洋环境的重要条件。
2 设计基础井控，顾名思义就是井涌控制和压力控制。
是利用一定的技术手段控制地层孔隙压力，使作用于井筒内的钻井液液柱压力始终大于地层孔隙压力，防止地层孔隙压力过高，造成井喷、井涌等意外情况，保证钻井作业的顺利进行。
井控系统设备需满足地层压力要求。
以南海某平台7000m模块钻机为例，配备一台压井泵，操作压力为69MPa；防喷器，操作压力69MPa；节流压井管汇，操作压力为69MPa；液气分离器，操作压力为常压。
3 井控系统流程及设备选型设计3.1 井控系统流程井控系统流程见图1。
图1 井控系统流程图当井筒内地层压力发生异常，迅速开启压井泵，通过压井管线向井筒内注入压井液，同时，迅速开启节流压井管汇的节流阀快速泄压，保证井筒内的钻井液液柱压力大于地层孔隙压力，防止井涌、井喷等事故发生。
当井底压力稳定后，井底被污染的钻井液通过节流管线被替换出来，被污染的钻井液中的固体泄放至泥浆回流槽，经振动筛等固控设备处理后回收利用；气体经过液气分离器碰撞、沉降分离后，气体放空到天车以上4m，液体返回至振动筛进行筛分处理。
其次，通过节流阀得快速泄压能够起到保护防喷器组的目的。
3.2 主要设备选型设计1）压井泵。
目前，海洋石油模块钻机压井泵一般都选用的是柱塞泵，压井泵出口压力选取原则是要高于最深层地层压力。
根据《SY /T 6918—2012 石油天然气行业钻井和修井设备 钻井泵》规定：压井泵出口压力分为5个级别：20.7 MPa、27.6 MPa、34.5 MPa、51.7 MPa、69 MPa。
由于本文介绍的模块钻机所在油田地层压力最高为55Mpa，故选择压井泵的出口压力为69 MPa。
第七章海洋石油钻井设备(第一讲)
3.海洋油气田开发概况及我国的石油战略 钻井机械电子教案
全球已有一百多个国家在北海、墨西哥湾、南美洲、北美洲、西非、里 海及太平洋沿岸，进行海上油、气勘探，其中对深海海底勘探的有五十
多个国家。随着工程技术的不断创新，海底石油和天然气勘探将向深水
区发展，储量将继续增加。
钻井机械电子教案
中国海上油气勘探主 要集中于渤海、黄海、东 海及南海北部大陆架，预 测石油资源量为275.3亿吨 ，天然气资源量为10.6万 亿方。 目前我国海洋原油的 发现率仅为12.3％，世界 平均探明率为73%；海洋天 然气发现率仅为10.9％， 世界平均探明率为60.5%。 极具勘探开发潜力。
钻井机械电子教案
7.1 海洋石油钻井平台
与陆上石油钻井相比，由于地理位置和环境条件不同， 海洋石油钻井在设备、装置等多方面具有其特殊性。 海洋石油钻井平台的作用：提供安装设备、配备器材、 存放物资的场地，作业及生活场所。
钻井机械电子教案
7.1.1 海洋石油钻井平台的组成
1.动力设备 （1）钻井用动力设备； （2）船用航行动力设备（轮机）； （3）浮动定位动力设备； （4）桩脚升降用动力设备； （5）辅助工作用动力设备。 2.钻井设备 除陆上钻井用到的绞车、转盘、井架和钻井泵等，此 外还有一些特殊设备，主要包括： （1）升沉补偿装置； （2）钻井水下设备； （3）钻杆排放装置。
钻井机械电子教案
（1）坐底式钻井平 台 我国——六十年代初 起步，现有7座坐底 式平台，在浅海石油 开发中发挥了重要作 用，并培养和锻炼了 一支设计、建造、操 作和管理的队伍。 应用——渤海沿岸的 胜利油田、大港油田 和辽河油田等。
"胜利三号"坐底式钻井平台
钻井机械电子教案
详解世界海洋油气勘探技术与装备
经典技术与装备展示，设计师的世界你可懂？全球海洋油气资源丰富，近十年发现的大型油气田，海洋领域约占60%，世界新增储量的70%来自海洋，海洋油气勘探开发技术还处于初期阶段。
海洋油气勘探技术按勘探阶段可分两类，第一类主要有海洋地球化学勘探、海洋拖缆地震勘探、四维勘探、可控源电磁勘探以及微生物勘探技术，第二类以勘察船为主的探井技术以及光学传感器技术;海洋油气开发技术以各种海上平台为主，包括浅海钻采的固定平台、自升式平台，深海钻采的半潜式平台、钻井船和FPSO，以及起重铺管船、定位系统、外输系统、水下设备和工程船舶技术等。
海洋油气勘探开发技术向深海技术发展是必然趋势，发达国家的油气勘探开发技术日渐成熟。
图1 深海概念1.浅海勘探技术及装备油气目标地球化学探测。
海洋油气目标地球化学探测技术主要应用于勘探目标区，其目的是识别目标区可能存在的海底油气渗漏，查明目标区的油气潜力，进而为钻探井位优选提供依据。
在对目标地球化学探测发现的海底油气渗漏异常进行分析的基础上，要进一步开展地质、地球物理和地球化学结果综合评价，把海底表面渗漏与深部含油气系统结合起来，从烃类生成、成熟、运移和演化入手，揭示含油气系统信息，在此基础上，对主要目标区和局部构造进行排序，选取最有利的位置，提出井位建议。
海洋拖缆地震技术。
海洋地震勘探在水深大于3～5m时，采用地震工作船施工，激发系统采用多枪气枪激发，接收系统采用压电检波器，按不同需要固定在海上拖缆上，工作船引导拖缆按测线方向前进，形成边行驶，边激发，边接收的工作方法。
海洋地震勘探需要精确的实时卫星定位系统，随时记录激发点和接收点的准确位置，包括海水流向造成的拖缆不同偏移方位。
因此海洋地震勘探与陆地相比，其方法和装备都要复杂得多(见下图)。
图2 海上拖缆地震勘探工作海上地震拖缆模式主要应用在采集二维、三维以及四维地震数据上，由于其数据采集的高效性，海上拖缆地震采集模式被广泛使用，海上拖缆地震勘探模式不受水深的限制，在浅水水域和深水水域都可以进行地震数据采集。
海洋工程装备---海洋油气资源开发装备(甘丰录)
钻井平台的分类
固定式
按运
桩基式 重力式 张力式 棚绳塔式
地撑式
海 洋 钻 井 平 台 类 型
移性 可分
坐底式 自升式 半潜式 钻井船
移动式 浮动式
按钻 井方 式分
浮式平台 稳式平台
半潜式 浮船式 张力式 固定式 自升式 坐底式
钻井平台的分类
辅助船平台
自升式平台
半潜式平台 （系泊）
半潜式辅助船
半潜式平台 （动力定位）
主要建造国家情况（ ） 主要建造国家情况（2）新加坡
代表企业：吉宝岸外与 吉宝集团在自升式钻井平台建造、半潜式钻井平台建造，以及FPSO改 装方面实力突出。新加坡吉宝集团在全球有20多家船厂 新加坡吉宝集团在全球有20 新加坡吉宝集团在全球有20多家船厂 – 吉宝远东船厂主要从事半潜式钻井平台和自升式钻井平台建造； 吉宝远东船厂主要从事半潜式钻井平台和自升式钻井平台建造； – 吉宝船厂主要从事FPSO改装； 吉宝船厂主要从事FPSO改装； FPSO改装 – 吉宝新满利船厂（Keppel Singmarine）主要从事辅助船建造； 吉宝新满利船厂（ Singmarine）主要从事辅助船建造； – 吉宝美国船厂（Keppel AmFELS）主要从事自升式钻井平台建造。 吉宝美国船厂（ AmFELS）主要从事自升式钻井平台建造。 – 另外，吉宝集团还在海外拥有吉宝巴西船厂（BrasFELS）、吉宝荷 另外，吉宝集团还在海外拥有吉宝巴西船厂（BrasFELS）、 ）、吉宝荷 兰船厂（ Verolme），从事平台总装和维修升级等。 ），从事平台总装和维修升级等 兰船厂（Keppel Verolme），从事平台总装和维修升级等。
主要内容
1. 海洋工程装备介绍 2. 海工企业及制造格局介绍 3. 钻井装备相关企业介绍
海洋石油钻采工程技术与装备——海洋石油钻井主设备及其系统(上)
海 洋 石 油钻 采 工 程 技 术 与装 备
统一设在平台 （ ） 船 上的动力发 电配 电
系统 中 。
式钻井 专用设备及其系统两类 。
本 讲仅 简摘 述海 洋 石油钻 井设 备 备系统 包括 ：（） １ 泥浆 （ 冲洗液 ）制 或 备与净 化 （ 固相 含量 控制 ）系统 ； 即 （）固井系统 ；（）测井系统 ；（） ２ ３ ４ 非浮 动式钻 井平 台上的井控 系统 ；（）钻具 ５ 拧 卸排 放系统 ； （） ６水泥粉 、粘土粉和 重晶石粉的储存与输送系统 等。 海洋 石油 钻井 配备 的钻 井主 设备 系统通常与陆地钻井主设备通用 ，但为 适应海上钻井特 点进行设计改造 且大都
（ 大约９ ％左 右￣ Ｉ 事故可避 免或 易于 ０ Ｌｑ － 排 除 ）、特 别适用于钻丛式定向井 和水 平 井 ，因此 ，海洋石油钻机必 需全部采 用Ｔ Ｓ ￣ Ｄ ｛ 井系统 。 采 用 特 殊 设 计 的 海 洋 井 架 及 下
体结构 ，一次性 设计布置固定安装于各
层 甲板
机 、泥浆泵 、固井 、发 电设备等设计成 部 结 构 。对于 自升式 和 座底 式钻 井平 台，为适应 台风等海洋环境和便于安装 为模块化设 备。
Ｔ ，大 多设汁采用特殊四角的塔式井 ＤＳ 具有 更高 的 安 全性 、可靠 性 和适 架 ；为适 应 海洋 丛式 钻井 ，钻 机底 座 机按提升和 下降钻柱方式分为绞车型与 应性 。海洋石油钻机要求 具有较 高适应 的 下部 结构 ，还 设计 了ｘ方 向或Ｙ方向 液缸或其它机械垂直升降型 （ 如齿轮 齿 海洋环境的能力（ 如防盐雾腐蚀等） 此 液压移动装置 以移动井位 ；为适应Ｂ ； ＯＰ 条升降型 ）；按钻机的传动方式 分为电 外 ，海洋石油钻井作 业费 用昂贵 （日作 组 、导流器的安装 ，钻 台与钻机底座下
海洋石油钻井设备精讲
新型钻头设计
提高钻头破岩效率，降低钻井成 本，是设备技术创新的关键环节 ，新型钻头设计将具有更高效率
和更长寿命。
设备的绿色环保发展
01
废弃物处理与利用
02
节能减排技术
海洋石油钻井过程中产生的废弃物， 需要得到有效处理和利用，设备将更 加注重环保设计，降低环境影响。
设备将采用更高效的能源利用技术， 如液压蓄能、电能回收等，以降低能 耗，减少碳排放。
现代化阶段
引入先进的自动化、智能化技术， 提高设备的作业效率、安全性和环 保性能。
02
CATALOGUE
主要海洋石油钻井设备介绍
钻井平台
定义与功能
钻井平台是海洋石油钻井作业的基础设施，用于支撑和安装钻井设备、提供工作人员生活 空间以及存储钻井所需的物资。
类型与特点
常见的海洋钻井平台类型包括固定式平台和移动式平台。固定式平台通常安装在海底，稳 定性好但灵活性差；移动式平台（如自升式平台、半潜式平台和船式平台）可根据需要移 动至不同井位，灵活性更高。
启动与停机
操作人员应掌握设备的正确启动和停机顺序，确保设备在 启动和停机时能够平稳运行，避免对设备造成不必要的损 坏。
运行监控
在操作过程中，操作人员应密切监视设备的运行状态，及 时发现并处理异常情况，确保设备正常运行。
设备维护与保养
日常保养
每天对设备进行清洁、润滑、紧 固等日常保养工作，确保设备处 于良好的运行状态。
03
低污用环保 材料，降低设备本身的环境污染；同 时，在钻井过程中，将采用低污染钻 井液等技术，减小对环境的影响。
设备智能化与自动化前景
智能化控制技术
引入人工智能、大数据等技术，实现设备的实时监控、故障预警 、优化控制等智能化功能。
海洋油气装备自主化及做强做大的思考与建议——海洋石油天然气勘探开发所需的主要装备(下)
海洋油气装备自主化及做强做大的思考与建议——海洋石油天然气勘探开发所需的主要装备（下）海洋油气装备自主化及做强做大的思考与建议海洋石油天然气勘探开发所需的主要装备(下)口李树清/原中国石油和石油化工设备工业协会专家杨双全/中国石油和石油化工设备工业协会秘书长海洋油气勘探开发主要配套工程装备钻井采油辅助装备系统该系统包括海洋修井设备系统,既有专门的钻修井平台(船),或为进行修井作业临时将修井设备装在钻井平台上;海洋油井试油设备系统,通常装在钻井平台上;海洋测井,录井设备系统,通常装在钻井平台上;海洋供应和维修系统,为生产,生活提供物资供应,设备维修后勤服务.海洋钻采船舶通用工程系统该系统包括船舶动力与电力设备系统,装于钻采平台(船)上;锚泊定位系统,装于钻采平台(船)上,含锚泊系统,单点系泊,动力定位等.安全与消防系统,装于钻采平台(船)上;水下作业与潜水设备系统,包括海底遥控作业船(ROV),饱和}饱和潜水设备系统;海水和淡水供给系统,装于钻采平台(船)上.水处理与环保系统,装于钻采平台(船)上;空调和冷藏设备系统,装于钻采平台(船)上,用于加热,通风和空调的设备;救生设备系统,包括导航,指挥,呼救系统,密闭救生系艇,救生阀等,均置于钻采平台(船)上;通信联络系统,包括卫星通讯,船上固定或移动电话通讯,以及高频通讯设备等,均置于平台(船)上;监测仪表和自动化系统,装于钻采平台(船)上;空中运输系统,包括直升机平台及服务于直升机的通讯,燃油加注系统及应急系统,装于钻采平台(船)上;气象和配套的电子记录监测系统,装于钻采平台(船)上.海洋油气钻采主要海上施工装备系统该系统包括海上大型浮吊,用于钻采平台安装或大型构件的吊装;铺管船,用于海底油气管线的铺设;潜水作业船;三用工作船,用于平台,施工船舶的拖航,油气水及器材物资供应或守护;管道开沟埋设船,管道维修船;海上作业守护船,半潜式运输船,用以运输自升式和半潜式平台等;其他专用施2o1o年o8月总第33期(双月刊J47 专家视点≤灞≥嘉t豢剐》_l,工装备等.表一世界领先的海洋油气装备设计制造企业世界知名企业莠胃≯TransoceanInc.,Gtoba!SanTaFe,N'煳eDrilling,FrontierDdllingA8,D|8mondOffshoreENSCO=挪威器ead棚Ud.Dolphin络,Od~l;剩:Saipem;巴西:Petrobms姜霸a村onaIoiI1IIf酬va.o,IdecoDtesser~nenlal毫mg∞GardnerDenveri露孽霸潮MatimeHydrau!~器.一一|葵凰#翻协de&Goldman,GUsto,DiamondO~om,NobieDril)ing.Structurecons蕞f1cB;挪藤;.A}KvaemerM;瑞典;GV Aon$潮晒AB葡装尊乱啪MSe.…≯纂圉;JRayMcOe~;iiilSB:1hn{§黟l荷兰:Heemm~;毫韩国l.瓣代,童星,炎字;帮翎城:骞整岸瀚海攀,胜科海孽'国外海洋油气装备现状总体看,全球主要海洋工程装备建造商集中在新加坡,韩国,美国及欧洲等国家,其中新加坡和韩国以建造技术较为成熟的中,浅水域平台为主,目前也在向深水高技术平台的研发,建造发展,而美国,欧洲等国家则以研发,建造深水,超深水高技术平台装备为核心.按照业务特点和产品种类,海洋工程装备建造商可分为三大阵营:处于第一阵营的公司主要在欧美,它们垄断着海洋工程装备开发,设计,工程总包及关键配套设备供货;第二阵营是韩国和新加坡,它们在总装建造领域快速发展,占据领先地位;我国还处于制造低端产品的第三阵营.欧美国家企业是世界海洋油气资源开发的先行者,也是世界海洋工程装备技术发展的引领者.随着世界制造业向亚洲国家的转移,欧美企业逐渐退出了中低端海洋工程装备制造领域,但在高端海洋工程装备制造和设计方面仍然占据垄断地位.并且欧美企业也垄断着海洋工程装备运输与安装,水下生产系统安装和深水铺管作业业务,主要企业如法国TechNip公司,意大利Saipem公司,美国McDermott公司和Subsea公司等.在亚洲,韩国,新加坡,中国和阿联酋是主要的海洋工程装备制造国.韩国垄断了钻井船市场,截至2009年底,三星重工,大宇造船,现代重工和STX造船手持钻井船33艘,市场占有率48石油与装备Petroleum&Equipmentjllll—◆_0ll_|||0j酋妻妻主量竺.苎2:::竺具体而言,美国,法国,加拿曼加和皇式钻井曼大,,"三4:!占率;.翥式钻井平台手持订单39座,市场占有率:二二一……………………' 啦领域企业名称尊一韭务范;主饕石母枣黉动力设备高压誊流IABB全球顿先的电力和自动化技术集宙人,l冀及国全球建筑机械,矿用设备柴油和天替卡特彼勒34o0,350o和铷∞臻弱发动机与发卡特彼勒气发动机以及工业用燃气轮机领域的技电机蛆,卡特镀勒发动机D399潦特镀勒荚然米领先者和领先制造商气发动机等钻采设备国民油井垒球最大,实力最强的石油钻采机械制供应葱《NOVl造商MlssfON离心泵及配件,JwS拳泵及配件,OMEGA大泵及配件,各种泥浆泵l及霹件流体传输产品,油田钻荣王具垒球最大的多元化经营的跨国集团,产电力的供应与输送,照明设备,工韭自动亿设通用电气品涉及飞机gI鼙,网络电视及灯泡等领备,燃气轮机和压缩机设备以麓安装调试等技电气设备域米服务l供应商西I]子全赭名电气供应商集成仪表謦,发电与配专家视点序号1中船重工2中船工业3中国远洋4中海油5地方企业名称青岛北海重工山海关船舶重工天津新港船舶重工武昌造船厂上海外高桥上海船厂船舶公司南通中远船务连云港中远船坞海洋石油工程股份公司(4个基地烟台莱佛士蓬莱巨涛海工公司江苏熔盛重工振华重工韩通船舶重工宏华海洋油气装备企业名称宝鸡石油机械四川宏华石油设备江汉石油四机兰州兰石国民油井南阳二机石油装备渤海石油装备江苏金石机械华北荣盛机械上海神开石化装备蓝科高新(兰石所)TsC海洋集团北京宝石MH海洋石油烟台杰瑞公司表四国内海洋工程装备主要制造企业主要产最自升式,半潜式钻井平台,FPSO浅海自升式平台,FPSO,导管架,半潜驳坐底式平台,FPSO改装海洋工程模块海洋工程辅助船舶半潜式钻井平台自升式钻井平台,钻井船FPSO,FSO,半潜式平台,圆筒形钻井平台FPSO改装导管架平台,上部模块,海底管线/电缆半潜式钻井平台,FPSO,铺管起重船导管架,钢桩,生活模块起重铺管船,FPSO自升式平台,起重船,铺管船FPSO自升式,半潜式,圆筒形平台表五国内海洋油气钻采装备主要制造企业主赛客户中海油服,海洋工程,Noble钻井公司,挪威海洋钻井公司中石油,渤海石油胜利油田,中油海中石油中石油,希腊TOISA,挪威美国渤海石油公司新加坡中海油中海油,新加坡,美国中海油中海油中海油,西班牙ADHK挪威Sevan主要海洋钻采产品或服务海洋钻机模块,自升式钻井平台,坐底式平台,修井平台等成套海上设备,水下隔水管,辅管绞车研制.提供海上平台改造设备支持.海洋钻井模块(4Q00—9000m),海洋修井机,配件.海洋钻采平台海洋修井机(钻修两用成套设旅J,海洋橇装循环设备,海洋压裂防砂设备,海洋橇装固井设备及海洋高压组台管汇钻井模块(工程设计,设备采办,建造及技术服务),配件海洋钻修设备及配件.是国内重要的海洋钻采设备供应商之一滩海油气开发人工岛,人工井场提供丛式并组钻修井装备(模块化钻机,钻机轨道,移动平台,钻井液循环系统,修井和辅助装备)海洋立体管汇水下防喷器综合录井仪,防喷器,井口装置及采油树海洋石油油气水处理系统装备钻井装备(含绞车,泥浆泵,转盘,电控系统),水下防喷器吊装运移系统,隔水导管吊装系统,水下采油树吊装系统,自升式平台升降系统等.提供海上钻井平台总包解决方案.海洋钻井平台,钻井模块和钻井设备的系统设计,提供钻井设备的琴部件,备件及技术服务和技术咨询.海洋平台固井撬,海上混砂撬,高压柱塞泵,天然气发动机一压缩机组,液氟设备,液氟泵车缩机组,油气分离处理设备,海洋工程结构,海底遥控作业船等在技术上领先于世界各国;世界石油工业主要的钻采设备约70%以上由美国制造输出.英国和挪威的钻采平台自给率达80%,但其平台装备的钻井,井控,固控,测井,固井等设备及海底完井设备约90%来自美国;还在动力定位技术,钻机顶部驱动技术方面具有领先优势. 法国石油工业技术仅次于美国,与英国齐肩,其高压石油软管制造技术,半潜式,自升式平台建造技术,测井技术, LPG储运设备制造技术等全球着名.意大利的海上铺管技术,管线涂敷技术,瑞典的动力定位铺管技术,荷兰的大吨位海上浮吊技术装备及海底工程地质调查技术,德国的石油钻井设备制造技术,海上液压工业装备技术,大功率变频电力拖动技术及仪器仪表技术等处于世界领先地位.日本由于其造船,冶金,电子技术领先于世界,在平台建造,海洋工程结构和石油管材(含油气输送管线,钻杆,套管,油管),平台上配套的机,电,仪等技术方面具有较强的国际竞争力.韩国,新加坡的海洋石油钻采平台建造技术也在世界市场崭露头角.国内外海洋油气开发主要企业传统的海洋强国(美国,欧洲,日本)基于根深蒂固的海洋文化和海洋意识,在长期的海洋权益斗争和海洋开发实践中积累了丰富的海洋知识,创造了海洋产业先行发展的优势,形成了通过先进海洋科技和高端海洋产业引领世界海洋经济发展的能力,特别在海洋油气装备研发制造领域持续创造了领先优势,并造就了一批世界领先的海洋勘探开发企业及其制造企业(见表一一表三),引领着海洋油气勘探开发的发展方向,国内海洋工程装备主要企业与海洋油气钻采装备主要制造企业见(表四,五)值得特别指出的是国内第一家实现海工装备自主化企业——Tsc海洋集团.TSC在短短三年问通过全球并购,旗下已拥有包括英国AnsellJones,美国Patriot海洋吊机和DeepWaterSystem 等业内资深专业公司在内的l6家海洋钻采专业公司,在全球设有l5家销售,服务基地和7家制造厂,成为提供钻井平台成套装备能力的三家国际性企业(美国NOV,挪威MH,中国TSC海洋集团)之一.圆2010~-08F]总第33期(双月刊)49 23456789竹"坦他。
第四章 海洋石油工程概述
一、自然环境恶劣
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。海上飓风被称为海上气象恶魔
，严重威胁着海上平台的安全。
1979年11月25日“渤海2号”钻井平台在井位迁移时倾覆，1983年12月25日
海洋油气资源
2006-2010年深水油气产量占比例
最大首推非欧近海， 特别是西非安哥拉和 尼日利亚），占40% ；其次是北美近海， （特别是美国墨西哥 湾），占25%；其三 是拉丁美洲（特别是 巴西近海），占20% ；亚洲占10%；西欧 占3%；澳洲占2%；其 他为1%。
海洋油气资源
世界十大深水油藏发现国wo-07.09p59 Top 10 dentries
海况划分为：海冰、海浪、潮汐、海流、热带气旋这几个海
洋特殊环境状况，这几个都是可能导致海洋石油开发失败或
不安全事故发生的自然主导因素，比如：
海冰
推倒平台
海浪
构建物疲劳损伤减少构建物的寿命
潮汐
钢结构腐蚀严重影响运输
海流
海底管线弯曲
热带气旋
人工岛大面积进水
海上波浪对海上平台的影响很大。1980年8月，狂风巨浪摧毁了墨西哥湾的4 座钻井平台，1989年11月，美国的“海浪峰”号钻井船被巨大海浪掀 翻。据1989年的统计，全球的海洋钻井船已经有50多座被海浪吞没。直到现 在，海浪同样不可抗拒，只能加强预测和防范。 我们将重点介绍海洋自然环境条件中的风、波、流和海冰对于海洋石油开发 的影响。
潮汐后的泥滩
潮汐进入海湾
船只搁浅
海流
海流是海水按照一定的方向、路线连续不断的流动。一般上讲，海流分为洋流、
海洋石油钻采装备与结构 第八章 钻井船
第八章钻井船第一节钻井船简介1 .钻井船的概念钻井船（drilling ship）是深海石油开采工艺过程中最为重要的工具之一。
通常所提到的钻井船是指用于在水上钻井并可以移动的船。
这种船在钻井时漂浮在水上，适于深水作业；采用锚泊系统或动力定位系统，使船锚碇于海底井口上方进行钻井；大多数将井架设在船的中央，以减少船体摇荡对钻井工作的影响；多具有自航能力。
而无自航能力的钻井船又称为“钻井驳”。
2. 钻井船的分类钻井船是浮船式钻井平台，它通常是在机动船或驳船上布置钻井设备。
平台是靠锚泊或动力定位系统定位。
其大致分类如下：1）按其推进能力分:有自航式和非自航式；2）按船型分:有端部钻井、舷侧钻井、船中钻井和双体船钻井；3）按定位分:有一般锚泊式、中央转盘锚泊式和动力定位式。
3. 钻井船的优缺点早期形式为钻井驳船，多用旧船改装，只适用于浅海风浪较小的海域。
现代钻井船多为专门设计，全部钻井和生活设施都在船上，能自航并有向大型化发展的趋势。
其主要优缺点如下：1）优点：移动灵活、适应水深大、自持能力强、载重储藏量大等。
2）缺点：建造成本较大，建造周期长；受风浪影响大、稳定性差、开工率较低等。
从以上缺点中我们可以看出浮船式钻井装置船身浮于海面，易受波浪影响，可以采取的技术措施有：①设减摇水舱以减轻船的摇摆，但效果不明显；②采用中间锚泊系统。
船中间有一个可转动的大圆筒,筒上安钻机、井架等，筒下用锚链与海底连接，船可围绕圆筒旋转，使之常处于迎风迎浪的位置以减少船的摇摆和位移；③安装一套水下器具，包括柔性接头、伸缩钻杆和升沉补偿装置等，以适应钻井船的摇摆、位移和升沉；④安装动力定位系统，可使船的性能显著提高，在波高7m、流速1.5kn （节）、风速25m/s的海况条件下可以保持固定位置。
动力定位系统由声纳发生器、接收器、电子计算机及纵向、横向螺旋桨组成。
水下井的声纳发生器发出信号，船底的接收器能测出船的偏移方位和数值并输入计算机，计算机自动控制相应的螺旋桨运转发出推力使钻井船复位，不需抛锚。
海洋石油装备概论-第1章
第一章 概述
1.1 海 洋 石 油 开 发 环 境
海洋中蕴藏丰富的石油天然气资源，100多 个国家和地区在海洋开展了石油钻采业务，已 在海上发现1600多个油气田。 中国海岸线长约18000km，按联合国公约， 属中国管辖的海域约有488万平方公里。南海 面积约为200万平方公里，是世界上四大海洋 油气聚集中心之一。南海石油储量估计约有 230~300亿吨；天然气储量约有338万亿立方米， 70%在深水。 形势表明：深海油气资源勘探开发，必将成 为中国未来的海洋石油、天然气的主战场。
第一章 概述
1.1 海 洋 石 油 开 发 环 境
海浪 是大风掀起的，随着风的持续，海浪 持续拍打海上平台等钻采设施，会产生持续载 荷，因此需要高强度的材料来抵御海浪。 海流 是海水大规模相对稳定的沿着一定方 向、路线连续不断的流动。 海面上的风所引起的影响深度仅仅几百米， 是表层流，它的流动随深度而减弱。 海水温度与盐度变化导致海水密度分布变化， 并决定海洋压力场的海水流动。 海流不仅使平台桩柱或基础周围的海底发生 冲刷和淤积，还会对桩柱本身产生一定的冲击 力，会影响水下的结构和设施。
地球表面积为 5.11亿平方公里，其中海洋面 积约占地球表面积的70.9%，大约是3.62亿平 方公里。 全球海洋平均深度3730m，水深在200m以内 的近海大陆架水域面积占海洋总面积的7.5%， 水深在3000~6000m的占海洋总面积的73.8%。 2002年在巴西召开的世界石油大会上，为了 对海洋油气勘探开发以水深来进行划分，将水 深在400m以内界定为常规水深，将水深 400~1500m界定为深水，将水深超过1500m界 定为超深水。
钢桩穿过导管打 入海底，并由若 干根导管组合成 导管架。
第一章 概述
我国海洋石油钻井技术及装备发展探讨
我国海洋石油钻井技术及装备发展探讨中海油田服务股份有限公司山东德州253200摘要：油气资源是否能够得到持续的供给，对于一个国家的经济发展来说，无疑是一个至关重要的因素。
为此，为了确保石油的供应可以得到有效的提升，应从两个方面入手，一个是要加大原油和天然气的进口，另一个是要对原油和天然气的产量进行提升，并对海洋石油的开发力度予以强化，为我国的经济发展提供大量的能源。
现阶段，我国对于海洋石油的发展已经初具成效，但在实际情况下，还有较大的改进力度，所以，我们将继续投入大量的精力，对海上石油钻井技术及其发展进行深入的研究。
关键词：海洋石油；钻井技术；装备；发展引言在现代工业社会不断发展的过程中，石油资源是人类赖以生存和发展的物质基础。
在新时期，伴随着国家经济的迅速发展，对石油资源的需求量也在不断增加，仅凭国内的采油量已经不能满足需要。
根据数据显示，每年进口的原油约占国内原油需求的70%。
为了适应国家对石油资源的巨大需要，开展海洋石油资源的勘探和开发工作具有十分重大的现实意义。
要想更好地开发海洋石油资源，就必须要更好地进行海洋石油钻井技术的研发。
海上石油钻井产业对海上石油钻井技术的需求十分严格，这是一个高科技、高资本密集型的产业，要想把海上石油资源的钻探与开采做好，就一定要大力开展海上石油钻井技术的研发工作。
1我国海洋石油钻井技术发展现状近年来，我国在海洋油气钻探技术方面取得了一定进展，取得了一定的进展。
要想发展和应用海上石油钻井技术，就必须要有一个海上石油钻井平台作为支持，所以，进行海上石油钻井技术的研究工作是其发展的必要条件。
近几年来，国家加大了对海洋石油钻井平台的研发和生产，参与到海上石油资源钻机的数量也在增加，在此过程中，海洋石油钻井平台也在不断地改进，为今后的钻井技术奠定了良好的基础。
我国海洋石油钻井技术的发展相对滞后，各种海洋石油钻井装备的起步阶段最大的问题就是人才的缺乏。
目前，我国的海上石油钻探技术发展中，主要面临以下问题：海上石油钻探设备的国产化程度不高，据不完全统计，目前国内海上石油钻探设备的国产化率仅占1/5，仍有相当多的设备需要从国外进口，而这20%的设备中，国内设备仅完成了非常少的工作，技术含量也相对较低，这已成为制约我国海上石油钻探技术发展的一个重要因素。
海洋工程装备---海洋油气资源开发装备(甘丰录)
上海振华重工
上海外高桥
中远船务
• • • • 新加坡团队 国外订单 世界首座圆筒型深水半潜钻井平台 大连中远船务从事改装FPSO(浮式生产储 油装置)
熔盛重工
具备3000米级深水铺管能力、4000吨级重型起重能
力和DP3级全电力推进的动力定位，并具备自航 能力的工程作业平台，能在除北极外的全球无限 航区作业。
第二梯队： 中国
•中东的阿联酋、南美的巴西、横跨亚 欧大陆的俄罗斯、以及越南、印度和 印尼等国家不甘落后，成为第三梯队。 第三梯队： 主要原因是这些国家石油资源丰富， 中东、巴西、 俄罗斯、越南、在发展油气生产的同时，努力提升自 印度、印尼 己的建造实力。
海洋工程装备建造商分为三大阵营
：在欧美公司大型跨国石油公司的需求引领下，垄断着海洋工程关键装备 开发、设计、工程总包及关键配套设备供货和高端制造领域，代表：法国 Technip公司、意大利Saipem公司、美国McDermott公司、挪威Aker Solutions公司、SBM.钻井系统、动力定位系统、FPSO单点系泊系统、水下生
大连船舶重工
是国内建造数量最多、产品线最为齐全的海工装备 建造企业，具备了海工总包能力。
300英尺自升式钻井平台“DSJ300-1” 下水。 400英尺总包
辽河油田石油装备制造总公司CP-300、四川宏华石油设备有限公司开发 的自升式钻井平台HHJ1 已完成初步设计和详细设计，进入生产设计 阶段。这是四川宏华开发的第一座自升式钻井平台。今年该公司将投 资10亿元加快建设位于江苏启东的海工装备建造基地，加快推进四川 宏华整体从陆地钻机生产商向陆地和海洋钻机生产商的转型。
移动式
浮动式
按钻 井方 式分
浮式平台 稳式平台
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海洋石油钻采工程技术与装备——海洋石油钻井主设备及其系统（中）海洋石油钻采工程技术与装备——海洋石油钻井主设备及其系统(中)海洋石油钻井,完井采油工程装备,是勘探,开发井的钻井,完井采油必需的关键手段,掌握这些装备的技术及钻井,完井采油工艺技术,是获取海洋油气的关键所在.笔者积近四十年海洋石油勘探,开发装备设计,制造与工程管理的实践经验总结编撰成书并分期在我刊独家刊登,希望对我国近一步扩大海洋油气勘探,开发有所帮助.该《海洋石油钻采工程技术与装备》一书,已-Y-2oio年6月由中国石化出版社出版发行.全书共八章48.227字,本刊将分期筒摘相关各章部分文字概要,以飨读者.以下内容节选自该书第四章"海洋石油钻井主设备及其系统"(分上,中,-F.2期介绍).海洋石油钻采工程技术与装备海洋石油钻井主设备及其系统(中)口廖谟圣/中国石油和石化工程研究会海洋石油和化工工程专业委员会海洋石油钻机系列与典型钻机主要参数与特点我国海洋钻井,修井可使用的电驱动钻机系列目前我国国产陆地石油钻机已有的系列产品型号分别为:ZJ15,ZJ20,ZJ30,DJ4(),ZJ5(), zJ7(),ZJ90币?ZJ120.这8种型号中,102石油与装备Petroleum&Equipment ZJ70,ZJ90和zJ]2oa',j钻井深度能力分别可达7'{lI)()m,9,000m和l2,000m,作少量变更设计后均可应用于海上油气钻井(见表4一】);ZJ40D和ZJ50 型可用于石油采油的修井作业.其中zJg0D(或90DZ)和ZJI20型可用于超深水油气钻井.国内可用于海洋石油钻井钻机的主要生产厂家宝鸡石油机械有限责任公司宝鸡石油机械有限责任公司(以下称宝石机械)石油钻机产品系列如下;ZJ10, ZJ】5,ZJ20,ZJ30,ZJ40,ZJ50,7_J7o~IZJ120系列钻机.装备知识宝石机械于1997年研制出第一台 1,500m直流电动钻机后,近年陆续研制出ZJ20DB,ZJ40DB,ZJ70DB和ZJ120/其中ZJ40DB 9000DB型交流变频钻机.型交流变频钻机于2005年和2006年已分别为东海春晓气田提供了海洋钻机模块和为平湖八角亭平台提供钻井修井钻机模块.ZJ70DB交流变频钻机的钻井深度能力可达7,000m(相当25,000fi),经过适应海洋石油钻井的相关改进,已有 l0套用于中石油集团海洋工程有限公司 (简称中油海)的自升式钻井平台上; 2004年,2005年研制成功ZJ90D9,0【H)m交流变频石油钻机(相当30,000ft),其关键设备全部实现国产化并出口美国, 在以后相继实现产业化生产(至2009 年l0月累计生产9台套);宝石机械的ZJ120/9000DB型12,000m超深井钻机于 2007年11月1613成功下线,并于2009年8 月完成国内第一口钻深达7,560m的UDD 钻井.经相关适应海洋平台改造后可用于海上超深水超深井钻井.宝石机械 ZJ90/6750DB型9,000m石油钻机主要技术参数见表1.ZJ90/6750DB型9,O00m石油钻机主要技术特点:采用先进的全数字矢量控制变频系统及高速,大功率,宽频交流电动机,一对一控制方式,完全实现单轴齿轮传动绞车,转盘,泥浆泵0,100%范围的无级调速;MCC (马达控制中心)系统采用先进的 SIEMENS智能软启动系统和ET一200技术,实现对辅机的保护和监控;绞车为辅助刹车为主电机能耗单轴齿轮传动,制动,通过变频系统制动单元定量控制制动扭矩,实现游车平稳下放,速度可调,并可实现叵压自动送钻;绞车采用独立变频电机传动装置及计算机控制技术,实现恒钻压自动送钻,智能游车位置自动控制及对起下钻和钻进工况进行实时监控;建立了基于以太网的 SCADA系统接口,可实现钻机网络融于油田ERP管理系统;通过气,电,液控制和钻井仪表参数一体化,工业监视,多点对讲系统,钻机司钻智能化控制,为钻井工艺创建一个数字化,信息化,智能化设备管理平台.超深宝石机械的ZJ120/9000DB型12,0(X)m兰石国民油井石油工程有限公司兰州兰石国民油井石油工程有限公司 (以下称兰石国民油井公司)于1998年研制出国内第一台ZJ40/2250DB交流变频钻机,2004年又研制生产了9,000m 直流电驱动钻机,并于当年投入使用. 自从与美国国民油井公司合资后,大多采用国民油井公司图纸生产.兰石国民油井公司系列钻机成为美国国民油井公司在国际市场供应装备的重要补充. 兰石国民油井公司适于海上石油钻井的交流变频电驱动钻机产品主要有:ZJ40/2250DB;ZJ50/3150DB;ZJ70/4500DB;ZJ90/5850DB等各型号钻机型号j名义钻深m(链裤砖127/114rr~n)?最大钩载k妇j绞车饕强转盘开妻nm泥浆桑镪散目蹦磬峨麓奠发动机错舔号[含ZJ90D(或90DZ)型9,000m钻机] 石油钻机.其特点与技术参数与下述NOV(国民油井瓦科)公司的相关产品相同.四川宏华集团四川宏华集团的交流变频70E型(即ZJ70DBS型) 7,000m石油钻机已出口使用于巴基斯坦,并在美国《世界石油杂志(World 0iI)》2006年12月号的新钻机设计 (Newrdesigns)专栏,由该杂志进行了整页篇幅的文字和照片报道,这可以说是我国首次出现在《世界石油杂志(WorldOil)》新钻机设计的可喜报道.四川宏华集团于2001年研制出DBS 系列数控变频电动钻机,适于海上石油钻井的数控变频电动钻机产品主要有:ZJ70DBS,ZJ50DBS,ZJ40DBS.ZJ70DBS钻机的主要技术参数见表3. 表4—1可用于海洋石油钻井修井的国产钻机系列型号规格表1名义钻深藏嘲ll7000~9.O00m 矗走镝载?6.750kN绞车最大鹱弱摩4.Q.0hp 提升鬟缀蒸7x8钻井裘型号jFF-一21620?0卜IHLL21台~ 转盘景tZP375Z井蘩肴羧寝+4…8ml铀彝瀑_'2m侍蝴绞锻ACI觏与5x\l1,310kW壤整麴寨.辅助零麓4oo州定霸攀'" (料'f仃.3×2l200hp66o0)(3x1,00)(3×1.… 2AT5 ×1,9~kW23512351 表2名义铺嚣范围9,000~12,000m最太钩毅9.000kN绞车最大输A功率6,OOOhp 传动方式AC—DC—AC豢油发电机组台馘舄额定魂率5×900kW辅助柴油发电机组壤定功率400kw 表3名义钻深127mFn锚杆量夫钧载曩大钻柱质量0绞毒霸窟赣A辅攀l糟盘舞童德溜蘩鬟赣窟功率数i0钻狃装帆慧霸攀嚣传魂寿凌夔流变攘电动机恩潮率7.ODOm4,;5~kN2.520kN1.940kW(2?00hp)m953mm37.5in) 1.176kW(1,6oohp)X3台5.200kWAC'VFD-AC5.885kW2011年02月总第36期(双月刊)103 l}一一一装备知识其它生产厂家还有:上海三高石油设备有限公司,河南中原总机厂石油设备有限公司(生产2,000m,7,000m电驱动,机电复合驱动和机械驱动钻机), 南阳二机石油装备公司(生产的海洋修井机也在海洋油田得到应用)等. 国外海洋石油钻机的主要生产厂家美国国民油井瓦科公司(National O_lWellVarco)美国国民油井瓦科公司(NationalOilWellVarco),简称NOV 公司,是目前世界上最大的石油钻机成套设备制造商,她最早创建的美国国民供应公司(NationalSupplyLtd.)制造钻机成套设备已逾80年历史.l0年前, 在美国国民公司的基础上,先与美国油井公司(OilWellLtd.)合并称为美国国民一油井公司(NationalOilWel1), 随后包揽了美国锥科公司(Dreco), HitecAHD公司,RossHill等公司,美国瓦科公司(Varco)近年也加入美国国民油井公司集团,成为美国国民油井瓦科公司.但这些世界上着名的石油钻机成套设备制造商仍然生产各具特色的石油钻机成套设备.简述如下:原美国国民供应公司及其后国民油井公司的钻机系列原美国国民供应公司(NationalSupplyCo.)及其与油井公司(OilwellCo.)合并后的国民油井公司(Nat'lOilwellCo.)适于海上钻井修井钻机绞车功率分别为:2,()00, 3,000,4,000,5,000(Natl2040型5,000hp),7,200hp.美国国民油井公司现生产的大功率钻机绞车具体型号有:Nat'1Oilwell, 7,000hp;AHD1,000AC-~g动;Hitec 麴徽章功率曩提升能力蠢t攀jll{州hp_】警{t一lst段1,716/2,3002495,340275.375 It2,574/3.45034.0,454375,5002,984/4,000454,590500650 fv5,148/6,9OO680.907750,1000 104石油与装备Petroleum&Equipment AHD6,600hp,AHC-750-GE6,O00hp 和Nat'1OilwellSSGD1250,6,900hp钻机绞车.美国国民油井公司可作为主动型钻柱运动补偿的AHD型数控变频驱动钻机绞车有四个级别可为主动型钻柱运动补偿的AHD型数控变频驱动钻机绞车(表4—2).美国国民油井公司(原美国国民供应公司)钻机没计合理,结构轻巧,重量较轻,产量最多,是用户满意,信誉较好的产品.据2006年末统计共l11艘超深水钻井平台(船)中(半潜钻井平台共 83艘,钻井船28艘,下略)配备美国 Nat'l公司钻机绞车和转盘的共4l艘,占 36.9%.原美国大陆一艾姆斯科公司(Continental—Emsco)原美国大陆一艾姆斯科公司适于海上钻井修井钻机绞车功率分别为:2,000,3,000,4,000,5,000hp(EmscoEHV型).大陆一艾姆斯科公司也属于NOV集团,原大陆一艾姆斯科公司钻机也是世界着名的,至今仍有数量众多的深水和超深水钻井平台配备该公司的产品, 我国海洋石油钻井平台上也装有此类钻机;该钻机使用可靠,设计合理,也是用户较为满意,信誉较好的产品. 在上述统计共l?艘超深水钻井平台(船)中,配备原大陆一艾姆斯科公司钻机绞车和转盘的共29艘,占 26.1%.原美国油井(OilwelI)公司如前所述.原美国油井公司也属于NOV集团,美国Oilwell公司的E3000型电驱动3,O00hp钻机绞车由于其长期在陆地使用的可靠性与耐用度,也是海洋钻井平台(船)使用的产品.如:在2006年末统计共ll1艘超深水钻井平台(船) 中,配备美国Nat'1OilwellE一3000的共 15艘,占13.5%.原美国锥科公司(Dreco)原美国锥科公司适于海上钻井修井钻机绞车功率分别为:2,000,3,000和4,O00hp.原美国锥科公司生产的 D4000AC钻机绞车(4,000hp),海洋钻井井架和司钻控制台等也很着名, 也适用于海洋钻井.原美国瓦科公司(Varco)美国瓦科公司近年也加入NOV集团,原美国瓦科公司绞车适于钻井修井平台选用的产品有1,500,3,000,4,500和 6,000hp~机.原美国瓦科公司钻机绞车采用最新设计,具有较优的自动送钻等功能. 原美国瓦科公司RST系列钻机转盘共有三种型号,最大通孔直径分别为1537mm(60.5in),1257mm(49.5in)和 953mm(37.5in). 原美国瓦科公司是世界上最着名的井口机械化设备制造公司,使用方便,运行可靠.因此,世界深水,超深水钻井选择井口管子排放机械化设备的同时,与此紧密相依的井口钻机转盘[转盘内配备有PS21/30型液压动力卡瓦,以利于配合液动大钳起下钻杆和套管的需要,其中PS2l型适应起下钻杆和套管的范围为60.33mm(2—3/8in) 至355.6mm(14in),PS30型适应起下钻杆和套管的范围为60.33mm(2—3/8in)至 508mm(20in)],也是顺理成章被选择的产品.如:在上述统计共1l1艘超深水钻井平台(船)中,配备原美国Varco公司转盘的共l7艘,占15.3%. 美国英格索兰一埃德科公司(IRI Ideco)适于钻井修井平台选用的钻机绞车功率分别为:2,000,3,000hp. 英格索兰一埃德科公司C一3000E 型钻机有AC一3000和E一3000两种,其钻井深度最深可达10,670m (35,O00f1).圆。