6第六讲海上钻井平台
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。
钻井平台
• 我国的钻井平台欣赏
渤海一号 自升式钻井 平台
设计单位:中国船舶工业集团公 司第708研究所 制造单位:大连造船厂 制造国家:中国 出处:中国船舶工业集团公司第 708研究所 建造年代:1972年 纪年:1972 总长:60.60m 载重量:57000t 排水量:30m 型宽:32.50m 型深:5.00m 特点: 本平台式我国自行研制 的第一座海洋工程装置。有4 套桩腿和液压升桩结构。平台 经历过10级大风及唐山大地震 的考验。现已退役。
港海1号 自升式气垫组合钻井平台
设计单位:中国船舶工业集团公 司第708研究所 制造单位:大连造船厂 制造国家:中国 出处:中国船舶工业集团公司第 708研究所 建造年代:1998年 纪年:1998 总长:66.00m 排水量:3213t 型宽:36.00m 型深:4.00m 工作水深：0-2.5米 特点：插拔桩容易、重量轻、 操作方便、高效可靠、成本低； 强度、刚度高
设计单位,制造单位:大连船厂 制造国家: 中国 出处:《大连造船厂》 建造年代: 1982年 长:47.6米， 型宽:45.72米，型深:2.59米 工作水深:30.48米 钻井深度:7619.63米 总升力:4.7072万KN 设计建造和验收按照ABS规范和美国联邦规范
中海油3号
海港1号钻井平 台
• 当前世界上大型、先进的石油钻井浮船
• 发现者精神号(Discoverer Spirit) • 西班牙奥斯坦诺(Astano)船厂2000年建成 具有双井架、双套钻机，工 作水深：3,048m(10,000ft)，钻井深度：10,668m(35,000ft)，配有双 套Emsco EH V-5,000Hp钻机, 生活模块：200人 • 海军勘探者1号(Navis Explorer 1) • 韩国三星船厂2000年3月建，工作水深：3,048m(10,000ft)，钻深能力： 11,000m(36,000ft)，为当今最深，主尺度，201m（660ft） ×40m(131ft)×型深19.5m64ft)，可变载荷：15,000t，生活模块：130 人，钻机主绞车功率：Hitec AHD-6,600Hp • GLOMAR C。R。LUIGS号(Navis Explorer 1) • 北爱尔兰Harland & Wolff船厂于1999年建造，工作水深是目前最深的 一艘船,为3,658m（12,000ft，)，钻深能力：10,668m(35,000ft)，主 尺度为：229.25m(752ft)×36.80m(118ft)×型深17.68m(58ft)，生活 模块：150人
平台抛起锚作业第一章 海上钻井平台与三用拖轮简介第1章
第一章 海上钻井平台与三用拖轮简介一、海上钻井平台简介（一）自升式钻井平台（Jack up rig ）（图1-1-1）：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。
（二）半潜式钻井装置（Semi-submersible drilling rig ）（图1-1-2）：一船情况下半潜式钻井装置由8个锚缆系泊，每个角两根锚缆。
二、海上系泊系统简介（一）悬链锚腿系泊浮筒（CALM buoy ）：由4根或多根锚缆以相同的夹角系固，通常锚缆均有一定的悬垂度，船舶通过一根系泊缆系在浮筒上随风旋转。
（二）单锚腿系泊浮筒（SALM buoy ）：通过一根锚缆将浮筒系到海底的锚点上，此锚点可以是重力式的或是打桩式的。
（三）转塔系泊系统（Turret mooring system ）（图1-2-1）：此系统常用于在恶劣天气下FPSO 或FSO 的系泊，使用多根锚缆接到转台上，FPSO 或PSO 在风流的作用下绕转台旋转。
（四）多点系泊系统（Spread mooring system ）：在海况较好的情况下用于FPSO 和FSO 的系泊，通常将锚缆直接连到船舶的船首和船尾。
随着海洋石油由浅海至深海的开发，系泊系统也逐渐发生变化。
水深越深锚链的悬垂长度也越长，锚链的重量也在相应的增加，最后平台将难以承受如此大的重量。
为解决此问题，开始由单纯的锚链系泊变成锚链与钢缆的组合，把锚链铺在海底，在其两端接上钢缆，其中一端接锚另一端接平台，在悬垂的地方换上钢缆，相比锚链而言轻了一些。
但在一些超深的水域钢缆的重量也已超过平台的承受能力，为解决此问题更先进的系泊技术出现了：将钢缆换成合成纤维缆，区别在于图（1-2-1）锚缆有一定的悬垂度，并且在海底有一定的水平长度，图(1-2-3)为绷腿系泊系统（taut leg mooring system ），其系泊锚缆与海底有一定的角度，它承受水平与垂直方向的分力。
海上钻井知识点总结图解
海上钻井知识点总结图解一、海上钻井的概述海上钻井是指在海洋中进行的石油和天然气勘探的行为。
海上钻井通常会利用专门的船舶和平台进行，有时也会利用陆地设备来进行海上的钻井活动。
海上钻井通常会选择在陆地附近的沿海地区设立，这样可以减少物资和人员的运输成本。
二、海上钻井的准备工作1. 海上地质勘探在进行海上钻井之前，首先需要进行海底地质勘探工作。
这包括使用声纳，地震测量等手段，对海底形态和沉积物进行详细的调查和分析。
这些数据对于确定钻井地点和设计钻井方案非常重要。
2. 钻井平台的选择钻井平台是进行海上钻井的重要设备，其选择将直接影响到钻井作业的效率和安全性。
常见的海上钻井平台包括半潜式钻井平台、合肋钻井平台和钻井船等，每种平台都有其适用的环境和作业条件。
3. 钻井设备的准备在进行海上钻井作业之前，需要确保钻井设备的完好和准备工作。
这包括检查钻井管、扩大器、钻头等设备，确保其符合技术要求和安全规定。
4. 海上钻井作业的公共设施海上钻井作业需要船舶和平台上的人员有一个良好的生活和工作环境，因此需要准备好公共设施如餐厅、医务室、住所等，以确保人员的生活和工作安全。
三、海上钻井的作业流程1. 钻井井位的确定在进行海上钻井作业之前，需要确定钻井井位。
这需要根据地质勘探数据，选择合适的位置进行钻井。
这一过程需要考虑到海床情况、地震活动、海流等因素。
2. 钻井管的安装一般情况下，海上钻井作业会选择使用海底定位装置来固定钻井平台或船舶的位置，然后通过下沉钻井管的方式来进行钻井作业。
3. 钻井作业在确定好井位和安装好钻井管后，就可以开始进行实际的钻井作业。
这个阶段主要包括设置井口设备、进行钻井、取心和记录等操作。
4. 钻井液的应用在进行钻井作业时，需要使用钻井液来冷却钻头、防止井壁塌方以及输送钻屑等。
正确选择和应用钻井液是海上钻井作业的关键环节之一。
5. 钻井井筒的评价和固定在完成钻井作业之后，需要对钻井井筒进行评价，确定油气资源的储量和品质，然后再进行井筒的固定，以确保后续可以顺利进行生产作业。
海洋钻井平台组成及功能
海洋钻井平台组成及功能关于海洋钻井平台半潜式的系统，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 extinguishsystem, 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，souding 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 discharege 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 system 27，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，hydaulicoil 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 vavle 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 system1、压载系统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。
海上钻井平台
第二章海上钻井平台§2--1 海上各类钻井平台简介一、桩基式固定平台固定平台是借助导管架固定在海底的一个高出水面的建筑物，上面铺设甲板，作为平台，用以放置钻井机械及设备。
1.固定平台分类（1）按导管架的结构型式分:有直桩式、直桩—斜桩式、联结式三种（2）按材料分:有木桩、混凝土桩、钢桩三种木桩(强度低，易腐烂)混凝土桩(强度低)钢桩(易腐蚀）（３）按打桩用的设施分:有带桩架、不带桩架两种前者通过打桩架打桩后，打桩架即作为导管架的组成部分后者需在驳船运送来的甲板上打桩，打桩后留下甲板固定好，驳船即离开。
（４）按钻井设备布置分:有带辅助船、不带辅助船两种。
前者将钻杆、套管、泥浆材料、水泥等器材存放在辅助船上，因而平台面积可缩小至15×302m。
后者需加大平台面积至16×402m，或采用多层式结构，分层布置设备，但因高度增加，稳定性差。
（5）按桩的数目分a.单桩腿b.三、四桩腿；c.多桩腿2.固定平台的建造：a. 预制导管架；b.移运到海上；c.打桩增大支撑：爆扩桩、倾斜桩d.架设上层建筑立柱式、桁架式3.平台升离高度：原则：最高潮位、最大浪高时，海水不能打到平台上计算： H=2/3最大浪高＋最高潮位＋1.5米4．固定平台的优缺点优点：１）稳定性好；２）海面气象条件对钻井工作影响小。
缺点：１）不能移运；２）造价高，适用水深有限，它的成本随水深增加而急剧增加。
二、坐底式钻井平台坐底式钻井平台：是一种具有沉垫（浮箱）的平台，借助沉垫可坐于海底，若漂浮海面则可拖航1．沉垫坐底式(1)沉垫（浮箱）钻井时，沉垫中注水，可坐于海底。
完井后，排水充气，平台升起，即可拖航。
沉垫（浮箱）有船舱型及浮筒型两种。
(2)工作平台有正方形、长方形、三角形三种型式，与中间支柱焊接相连。
一边有开口，以便于完井后移运，两侧安置吊梯或起重机，以便从辅助船上搬运器材。
(3)支柱一般采用金属衍架结构，与平台及沉垫相连接，它的高度随工作水深而定，约为20～30m。
海上钻井平台综述
在石油钻井领域中，目前国际上对深水的定义不尽相同：2002年在巴西召开的世界石油大会上提出将400 m作为划分深水的标志线口；Shell及BP公司规定水深超过500 m是深水；全球主要深水钻井承包商之一的Oceaneering公司认为水深超过910 m才属于深水；我国目前采用的深水标准是500 m。
由于全球对原油的消耗量不断增长，陆上和浅水区域的原油产量已不能满足需求，因此深水油气勘探与开发引起各国的高度重视。
而随着深水油气勘探开发受到重视，全球深水钻井装备、深水钻井高新技术研究与应用得到了快速发展，深水钻井关键技术不断取得突破。
1 深水钻井技术的挑战与发展状况1．1 深水钻井技术的挑战水深带来的挑战。
随着水深的增加，钻具、钻井液、隔水管用量和海洋环境复杂性都相应增加，这对平台承载能力、钻机载荷、甲板空间等提出了更高的要求。
随着工作水深的增加，作为深水油气开发的主要装备——浮式钻井平台已经开发出了六代产品。
工作水深从几百米增加到超过3 000 m；载荷也从几千吨增加到上万吨。
另外，随着水深的增加，隔水管需要具备更大的抗挤压能力，对钻井液、完井液的流变性也提了新的要求，同时，海底的所有装备也要承受更低的温度和更高的压力。
风浪流带来的挑战。
深水环境的风浪流会引起钻井船的移位，导致隔水管发生变形和涡激振动，因此对其疲劳强度设计提出了更高的要求。
环境载荷超出隔水管作业极限载荷时，需要断开隔水管系统和水下防喷器的连接。
悬挂隔水管的动态压缩也可能造成局部失稳，增大隔水管的弯曲应力和碰撞月池的可能性。
强烈的海洋风暴对钻井平台具有灾难性的破坏作用，因此深水钻井对海洋风暴的预测及钻井平台快速撤离危险海域提出了更严格的要求。
低温带来的挑战。
海水温度随水深增加而降低，海底温度(即使在热带)一般为4℃左右，有些地区达 3℃，海水的低温可以影响到海底泥线以下约数百米的岩层。
低温带来的问题主要包括：海水低温环境使隔水管中的钻井液流变性发生变化，可使钻井液的黏度和密度增大。
6第六讲海上钻井平台
南海二号半潜式海洋钻井平台
渤海渤西岐口18-1平台
国产巨型海上储油平台通过苏通大桥
2008年4月，世界第六代3000米深水半潜式钻井平 台在外高桥切割点火
2009年4月20日，世界第六代3000米深水半潜式钻井平台，在上海 外高桥造船有限公司顺利下坞，进入关键的搭载总装阶段。
一、由708所与上海外高桥造船厂设计、建造3000米工作水 深的半潜式钻井平台。
二、中国船舶重工集团公司大连造船新厂建造了BG9000型4 艘超深水半潜式钻井平台。
三、由中国与韩国合资的江苏韩通船舶重工有限公司承担建 造、舍凡钻井公司(SevanDrilling)拥有的“舍凡钻工 (SevanDriller)”号半潜式平台，工作水深达当前创世界纪录 的12500英尺(3810米)；中部具有双井架的、钻深能力亦达 当前创世界纪录的40000英尺(12200米)超深井钻机；是世 界第一艘SSP（即舍凡稳定性（减摇）钻井平台）。
（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
坐底式钻井平台
• 胜利二号坐底式钻井平台
• 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30m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。
张力腿式钻井平台
• 张力腿式钻井平台（TLP）是利用绷紧状态下的 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。
矿山地质学课件-海上钻井平台
油氣井田的開拓
一、海上鑽井平臺的組成部分
油井鑽探 輸油氣管道鋪設 中央處理平臺 運輸油氣管道架設 電纜鋪設
海上鑽井平臺組成
中央處理平臺
深水千禧號——鑽井
魔女號——鋪設輸送管網路（氣井—中央平臺）
英仙座號——沿輸送管鋪設控制電纜
孤獨號——建造通往海岸的輸油管
• 鋼質導管架式平臺使用水深一般小於300米， 通過打樁的方法固定於海底，它是目前海 上油田使用廣泛的一種平臺。
導管架式平臺
混凝土重力式平臺
• 混凝土重力式平臺的底部通常是一個巨大 的混凝土基礎(沉箱)，用三個或四個空心的 混凝土立柱支撐著甲板結構，在平臺底部 的巨大基礎中被分隔為許多圓筒型的貯油 艙和壓載艙，這種平臺的重量可達數十萬 噸，正是依靠自身的巨大重量，平臺直接 置於海底。
光明號——負責裝置巨大的錨椿
巨僕三號——運送中央處理平臺
作業
• 海上鑽井平臺的組成部分有哪些？
鑽井平臺的分類
• 海洋鑽井平臺是主要用於鑽探井的海上結 構物。平臺上裝鑽井、動力、通訊、導航 等設備，以及安全救生和人員生活設施， 是海上油氣勘探開發不可缺少的手段。
• 主要分為移動式平臺和固定式平臺兩大類。 其中按結構又可分為： （1）移動式平臺：坐底式平臺、自升式平 臺、鑽井船、半潛式平臺、張力腿式平臺、 牽索塔式平臺
四、由上海船廠與美國Frontter公司簽訂於2007年3季末以後 開始建造4-5萬噸動力定位深水鑽井船。
南海二號半潛式海洋鑽井平臺
渤海渤西岐口18-1平臺
國產巨型海上儲油平臺通過蘇通大橋
2008年4月，世界第六代3000米深水半潛式鑽井平 臺在外高橋切割點火
2009年4月20日，世界第六代3000米深水半潛式鑽井平臺，在上海 外高橋造船有限公司順利下塢，進入關鍵的搭載總裝階段。
海上钻井工艺技术课件
– 隔水管系统：
» 作用：隔离海水；形成泥浆循环通道；
» 包括：隔水管；伸缩隔水管；挠曲接头及球接头； 张紧绳及张紧系统；
– 快速连接器：
» 快速连接和拆卸上述三部分。
1.1 海上钻井井口装置
• 水下井口装置—导引系 统
– 井口盘用水泥浇铸成钢 骨水泥结构；
– 送入井口盘应该有临时 导引绳；
– 用临时导引绳将导引架 及导管送入并座位；
1.2 海上套管程序
• 导管井段的施工—浮动式 平台（常规法） – 第二步：钻孔。
» 依靠临时导引绳下钻， 使钻头准确进入井口盘； 钻柱上带伸缩钻杆；
» 用海水“有进无出”法 钻出36“的井眼；钻完 后立即用高粘度泥浆替 入。防止海水浸泡井眼 垮塌。
» 起钻。
导向臂
1.2 海上套管程序
• 导管井段的施工—浮动式平台 （常规法）
第一章 海上钻井工艺技术
1.1 海上钻井井口装置 1.2 海上套管程序 1.3 海上井控技术 1.4 海上固井技术 1.5 海上泥浆技术 1.6 海上完井与测试 1.7 双梯度钻井介绍
1.2 海上套管程序
• 海上套管程序的系列化
– 由于井口装置的防喷器体积很大，一般一个平台只 搞一套防喷器组。每个钻井平台根据自己的特点， 选定一套适应防喷器组的套管程序，以后就基本上 不再改变。
» 对油层的损害； » 造成巨大的资金损失。
海上石油钻井工程平台
固定式钻井平台的分类：桩基式，重力式；张力式和绷绳 塔式四类。
各平台的适应水深：重力式平台适用的水深较浅； 桩基式平台适用的水深稍深； 张力式和绷绳塔式平台可在较深的水
域使用。
2、张力腿式平台
张力腿式平台本身是一个浮动平台，平台的贮备浮力远远大于平台的重 力，靠缆绳或锚链(称作张力腿)的张力将平台与事先固定在海底的锚桩上拉 紧，平衡一部分浮力，并使平台较好地固定在海面上。
这种非刚性地连接，不仅可减小平台的摇摆和倾斜，而且由海底地震引 起的海床运动，也在到达平台之前被大大减弱了。
由于在工作期间一半潜入海面以下这种特点，被命名为半潜式钻 井平台。这种钻井平台在水深较浅时，也可以坐在海底进行钻井，与 坐底式一样。
1、上部平台
半潜式是从坐底式发展而来，所以上部平台部分，与坐底式平 台类似，但比坐底式平台要先进得多。
上部平台的结构：一般分两层，上层为主甲，下层为机舱。
主甲板的用途：主要放置钻机、井架、钻具、起重设备、消防、 救生设备、各种工作间和生活区(一幢楼房)，还有直升飞机平台等。
时可增加钻井甲板。 上层甲板的用途：主要放置钻机、井架、钻具、起重设备、各种
工作间和生活设施，以及直升飞机平台等。 下层甲板的用途：主要是机泵组，固井设备，泥浆循环系统，以
及各种材料库罐等。 平台的尺度：其大小主要依据钻井工艺要求、钻机能力、材料设
备、自给程度及工作人数等决定。 平台的形状：在外形上，有矩形、梯形和三角形等形状。考虑到
(2)我国1974年自己设计建造的“勘探一号”双体钻井船。
由两条各长99.23米，宽14.3米的3000吨的货轮改装而成。 先将两条船之间用巨大的桁架连接起来，成为一个整体，然后 在上面铺设钻井甲板。拼装后排水量达到8000吨，并可利用原 船的动力自航。
海上钻井平台
海上钻井平台概述海上钻井平台主要用于钻探井的海上结构物。
上装钻井、动力、通讯、导航等设备，以及安全救生和人员生活设施。
海上油气勘探开发不可缺少的手段。
主要有自升式和半潜式钻井平台。
①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。
1953年美国建成第一座自升式平台，这种平台对水深适应性强，工作稳定性良好，发展较快，约占移动式钻井装置总数的1／2。
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。
②半潜式钻井平台上部为工作甲板，下部为两个下船体，用支撑立柱连接。
工作时下船体潜入水中，甲板处于水上安全高度，水线面积小，波浪影响小，稳定性好、自持力强、工作水深大，新发展的动力定位技术用于半潜式平台后，工作水深可达900～1200米。
半潜式与自升式钻井平台相比，优点是工作水深大，移动灵活；缺点是投资大，维持费用高，需有一套复杂的水下器具，有效使用率低于自升式钻井平台。
海上钻井平台主要特点和火灾危险性1．结构复杂，火灾蔓延快。
海上钻井平台内部结构十分复杂，为了满足生产、生活的需要，往往将一个大空间在分成多个房间，造成内部舱室紧凑、走道宽度狭小，层间高度低矮，楼梯坡度较大，出入口小，一旦发生火灾，极易造成火势迅速扩大蔓延。
2．可燃物较多，火灾荷载大。
由于平台舱室在装饰装修过程中，大量使用了可燃材料。
平台在生产过程中，需要使用大量油料；在试油期间，排放石油、天然气等易燃易爆物品，扩大了平台危险区，遇到火源极易引起火灾。
3．电机设备多，用电量大。
平台各种类型的钻井电机及生产辅助设备繁多，生活电器集中安放，部分电器线路还敷设嵌置在装饰层中，一旦电机设备、生活电器发生故障或电线超荷载、短路等，很容易造成火灾。
4．人员密集，相对孤立，易造成重大伤亡。
平台职工居住十分密集，外协人员还不时上平台，居住拥挤，且对平台通道不熟悉。
海洋平台
钢质导管架式平台通过打桩的方法固定于海 底，它是目前海上油田使用最广泛的一种平台。 使用水深一般小于300米，自1947年第一次被用 在墨西哥湾6米水域以来，发展十分迅速，到 1978年，其工作水深达到312米，目前世界上大 于300米水深的导管架平台有7座。其优点是可事 先做成导管架形式，在岸上预制好，然后到海上 进行打桩。平台的整体性好，施工快。它的主要 缺点是抗海水腐蚀性能差。所以，有的地方，曾 采用过抗海水腐蚀性能好的铝制平台，但因造价 昂贵，未能普遍应用。
基础结构（ 即下部构）。 包括导管架和桩。
导管架可事先在岸上预制好。然后，或用 驳船运至目的地，或依靠中空的浮力拖至目的 地，下沉并坐在海底上。再将桩管由导管内插 入，并用打桩机打入海底一定深度。桩支承全 部荷载并固定平台位臵。桩数、长度和桩径由 海底地质条件及荷载决定。导管架立柱的直径 取决于桩径，其水平支撑的层数根据立柱长细 比的要求而定。在冰块飘流的海区，应尽量在 水线区域（潮差段）减少或不设支撑，以免冰 块堆积。
半潜式钻井平台
半潜式钻井平台（SEMI）由坐底式 平台发展而来，上部为工作甲板，下 部为两个下船体，用支撑立柱连接。 工作时下船体潜入水中，甲板处于水 上安全高度，水线面积小，波浪影响 小，稳定性好、自持力强、工作水深 大，新发展的动力定位技术用于半潜 式平台后，工作水深可达900-1200 米。半潜式与自升式钻井平台相比， 优点是工作水深大，移动灵活；缺点 是投资大，维持费用高，需有一套复 杂的水下器具，有效使用率低于自升 式钻井平台。到目前为止，半潜式钻 井平台已经经历了第一代到第六代的 历程。据统计，目前世界范围内有深 水自升式钻井平台65艘，大部分工 作在墨西哥湾和北海。其运营商主要 为美国石油公司。
自升式钻井平台由平台
海上钻井平台概述
历史与发展
早期发展
未来趋势
自20世纪初以来，海上钻井平台经历 了从简易木筏到现代化设施的发展历 程。
未来海上钻井平台将更加注重环保、 智能化和自动化，以降低成本和提高 生产效率。
技术进步
随着科技的不断进步，海上钻井平台 在结构、材料、装备和工艺等方面不 断改进，提高了钻井效率和安全性。
海上钻井平台的重要性
新型钻井设备
针对海洋环境的特殊要求， 研发新型的钻井设备，如 深海钻井装备、高压油气 分离技术等。
监测与控制技术
利用先进的监测和控制技 术，实时监测海上钻井平 台的运行状态，确保作业 安全。
环保法规的挑战
排放限制
随着环保法规的日益严格，海上 钻井平台的排放限制也更加严格，
需要采取有效的环保措施。
废弃物处理
制定完善的应急预案，包括火灾、爆 炸、泄漏等突发事件的处理方案，确 保在紧急情况下能够迅速应对。
安全措施
采取多种安全措施，如安全警示标识、 防护设备、安全检查等，保障员工的 人身安全和生产安全。
04 海上钻井平台的挑战与前 景
海洋环境的影响
风浪影响
海上钻井平台受到风浪、潮汐和 洋流等自然因素的影响，需要具 备足够的稳定性和抗风浪能力。
人员配置
海上钻井平台需要配置不同专业背景 的人员，包括工程师、技术人员、操 作工、安全员等，以确保平台的正常 运营和安全生产。
培训
针对不同岗位的人员，提供相应的培 训课程，包括技能培训、安全培训、 管理培训等，以提高员工的专业技能 和安全意识。
生产流程与管理
生产流程
海上钻井平台的生产流程包括钻井作业、采油作业、油气处理等环节，需要合 理安排各环节的工作，确保生产的高效进行。
海上钻井平台分类及技术特点
缺点
{ {
重量比混凝土轻 预制过程中对水载要求不高 拖船马力小 对地基承载力要求不高 贮油量 用钢多，易腐蚀
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重力式平台的特点
由于整个结构比较大，一般先在岸边开挖 的泥坞中建造基座，再拖往有掩护的深水区接高， 然后浮运至现场，加载下沉。目前这种平台一般是 作为海底贮油罐或用于钻采海底石油。 其主要特点是抵御风暴及波浪袭击的能力 强，结构耐久和维护费用低，但需开挖岸边坞坑， 并要有近岸深水施工水域，结构高度因此受到限制。
台、半潜式钻井平台以及浮式钻井船。可随意移动， 特别适用于钻勘探井或纵式生产井。 钻井模块既可以放到固定式平台上，也可以 采用移动式平台，但是上部模块价格比较贵，一套要 好几亿美元以上，所以一般都放到移动式平台上面， 一般是打一枪换一个地方。
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1、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30m以下的浅水域。
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导管架式平台的结构
基础部分是由导管架和桩管组成。 导管可事先在岸上预制好。然后， 用驳船运至目的地，或依靠中空的 浮力拖至目的地，下沉并坐在海底 上。再将桩管由导管内插入，并用 打桩机打入海底一定深度。 上层建筑 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
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张力腿式平台的特点
张力腿式平台本身是一个浮动平台，平台的 贮备浮力远远大于平台的重力，靠缆绳或锚链(称作 张力腿)的张力将平台与事先固定在海底的锚桩上拉 紧，平衡一部分浮力，并使平台较好地固定在海面上。 这种非刚性地连接，不仅可减小平台的摇 摆和倾斜，而且由海底地震引起的海床运动，也在到 达平台之前被大大减弱了。
坐底式钻井平台
海上石油钻井平台
海上石油钻井平台的安全与环保措施
海上石油钻井平台的安全措施
• 安全培训：对平台工作人员进行安全培训和教育，提高安全意识 • 安全制度：制定和完善平台的安全管理制度，确保安全生产 • 应急预案：制定平台的安全应急预案，提高应对突发事件的能力
海上石油钻井平台的环保措施
• 环保设施：在平台上设置环保设施，减少污染物的排放 • 环保监测：定期对平台的环保指标进行监测，确保符合环保要求 • 环保管理：制定和完善平台的环保管理制度，提高环保管理水平
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海上石油钻井平台的运营与维护
海上石油钻井平台的运营管理模式
海上石油钻井平台的运营管理
• 作业调度：根据油公司的需求，安排平台的钻井作业计划 • 安全生产：确保平台在作业过程中的安全性和稳定性 • 环境保护：减少平台对海洋环境的影响，保护生态环境
海上石油钻井平台的运营模式
• 合同制：油公司与钻井平台运营商签订租赁合同，明确双方的权利和义务 • 合作制：油公司与钻井平台运营商共同投资、共担风险、共享收益
海上石油钻井平台的维护与保养
海上石油钻井平台的维护
• 日常维护：对平台设备进行定期检查、保养和维修，确保其正常运行 • 定期检查：对平台结构、设备等进行定期检查，评估其性能和安全性 • 应急维护：在平台出现故障或紧急情况时，进行及时的维修和处理
海上石油钻井平台的保养
• 防腐保养：定期对平台结构进行防腐处理，延长使用寿命 • 设备保养：对平台设备进行定期保养，提高设备的使用效率和寿命
海上石油钻井平台的市场策略
• 技术创新：通过技术创新，提高平台的竞争力 • 价格竞争：通过降低价格，吸引更多的客户 • 服务竞争：通过提供优质的服务，提高客户的满意度和 忠诚度
海上石油钻井平台面临的主要挑战与应对措施
海上钻井平台分区演示文稿
• 图例：
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0区
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1区
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2区
•
附加2区
海洋石油平台危险场所分区示例
海上钻井平台爆炸危险场所划分示例?1美国石油协会api在国际上的影响比较大标准中的危险场所划分示例被许多国家引用中国有关标准或规范中也引用了许多api中的示例
海上钻井平台爆炸危险场所划分示例
• 1 美国石油协会API在国际上的影响比较大，标准中的危险场所划 分示例被许多国家引用，中国有关标准或规范中也引用了许多 API中的示例。
• 2 本讲义中的危险场所划分示例引自ANSI/APIRP500-1998《I级1 段和2段石油设施电气安装场所划分建议》。
• 3 以下划分示例是以一般情况为依据，不包含重大事故时出现的 情况，例如井喷事故中出现大量可燃性气体或液体外溢的情况。 因此，对于具体的工作场所，应该遵守该环境的相关安全规定和 制度。
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光明号——负责装置巨大的锚椿
巨僕三号——运送中央处理平台
作业
• 海上钻井平台的组成部分有哪些？
钻井平台的分类
• 海洋钻井平台是主要用于钻探井的海上结 构物。平台上装钻井、动力、通讯、导航 等设备，以及安全救生和人员生活设施， 是海上油气勘探开发不可缺少的手段。
• 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、张力腿式平台、 牵索塔式平台
第六讲 海上钻井平台
油气井田的开拓
一、海上钻井平台的组成部分
油井钻探 输油气管道铺设 中央处理平台 运输油气管道架设 电缆铺设
海上钻井平台组成
中央处理平台
深水千禧号——钻井
魔女号——铺设输送管网路（气井—中央平台）
英仙座号——沿输送管铺设控制电缆
孤独号——建造通往海岸的输油管
钻井船
• 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。
半潜式钻井平台
• 半潜式钻井平台（SEMI）由坐底式平台发 展而来，上部为工作甲板，下部为两个下 船体，用支撑立柱连接。
• 工作时下船体潜入水中，甲板处于水上安 全高度，水线面积小，波浪影响小，稳定 性好、自持力强、工作水深大，新发展的 动力定位技术用于半潜式平台后，工作水 深可达900-1200米。
自升式钻井平台由平台
• 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。
• FPSO系统----作为海上油气生产设施，FPSO系 统主要由系泊系统、载体系统、生产工艺系统及 外输系统组成，涵盖了数十个子系统。
• FPSO（浮式生产储油船）、TLP（张力腿平台）、 SPAR是最主要的采油设备，其中，TLP和SPAR 主要位于美国墨西哥湾，其余国家现在主要是 FPSO。
目前我国正在设计、建造的超深水钻井平台它支撑平台的结构如 一桁架式的塔，该塔用 对称布置的缆索将塔保 持正浮状态。
• 在平台上可进行通常的 钻井与生产作业。
• 原油一般是通过管线运 输，在深水中可用近海 装油设施进行输送。
固定平台
• 固定平台包括导管架式平台、混凝土重力 式平台、深水顺应塔式平台等。
一、由708所与上海外高桥造船厂设计、建造3000米工作水 深的半潜式钻井平台。
二、中国船舶重工集团公司大连造船新厂建造了BG9000型4 艘超深水半潜式钻井平台。
三、由中国与韩国合资的江苏韩通船舶重工有限公司承担建 造、舍凡钻井公司(SevanDrilling)拥有的“舍凡钻工 (SevanDriller)”号半潜式平台，工作水深达当前创世界纪录 的12500英尺(3810米)；中部具有双井架的、钻深能力亦达 当前创世界纪录的40000英尺(12200米)超深井钻机；是世 界第一艘SSP（即舍凡稳定性（减摇）钻井平台）。
四、由上海船厂与美国Frontter公司签订于2007年3季末以后 开始建造4-5万吨动力定位深水钻井船。
南海二号半潜式海洋钻井平台
渤海渤西岐口18-1平台
国产巨型海上储油平台通过苏通大桥
2008年4月，世界第六代3000米深水半潜式钻井平 台在外高桥切割点火
2009年4月20日，世界第六代3000米深水半潜式钻井平台，在上海 外高桥造船有限公司顺利下坞，进入关键的搭载总装阶段。
张力腿式钻井平台
• 张力腿式钻井平台（TLP）是利用绷紧状态下的 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。
• 其所用锚索绷紧成直线，不是悬垂曲线，钢索的 下端与水底不是相切的，而是几乎垂直的。用的 是桩锚(即打入水底的桩为锚)或重力式锚(重块)等， 不是一般容易起放的抓锚。
• 张力腿式平台的重力小于浮力，所相差的力量可 依靠锚索向下的拉力来补偿，而且此拉力应大于 由波浪产生的力，使锚索上经常有向下的拉力， 起着绷紧平台的作用。
FPSO
• FPSO是英文Floating Production Storage & Offloading的缩写，中文翻译“浮式生 产储存卸货装置”。
• 它集生产处理、储存外输及生活、动力供 应于一体。
• 同时它还具有高投资、高风险、高回报的 海洋工程特点。
• FPSO俨然一座“海上油气加工厂”把来自油井 的油气水等混合液经过加工处理成合格的原油或 天然气，成品原油储存在货油舱，到一定储量时 经过外输系统输送到穿梭油轮。
• 钢质导管架式平台使用水深一般小于300米， 通过打桩的方法固定于海底，它是目前海 上油田使用广泛的一种平台。
导管架式平台
混凝土重力式平台
• 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。
（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
坐底式钻井平台
• 胜利二号坐底式钻井平台
• 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30m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。