国外先进超深井钻井设备介绍

国外先进超深井钻井设备介绍（上）

一、国外第五、第六代钻井平台(船)配备超深井钻井设备的主要技术特点

(1)钻井设备的动力源为长寿命、少维修、低排放(电脑控制的电喷技术)的大功率柴油发电机机组；

(2)钻井设备(含钻机绞车、转盘、TDS和泥浆泵等)采用大功率(钻机绞车驱动功率一般

≥3,000hp~7,200hp；单台泥浆泵驱动功率一般≥2,200hp；TDS功率一般≥1,000hp)、数控变频驱动技术；而静液驱动由于驱动马达尺寸小、重量轻、旋转惯性力小、恒功率调速范围大、便于安全控制负荷等一系列优点，也是采用和发展的重点。

(3)钻井设备(含钻机绞车、转盘、TDS和泥浆泵等)采用双套装备，便于采用梯度钻井工艺技术以明显节约钻井施工时间。

(4)浮动式钻井的水下钻井设备配备了五高性能：

①高抗弯能力的联结器和套管头：为适应超深水钻井，.防喷器组下联结器和套管头均采用了高抗弯能力的设计，如维高(Vetco )公司18-3/4 in ExF H4型联结器的抗弯载荷：3.1百万ft-lbs；卡姆伦(Cameron)生产的卡爪式联接器在10,000psi工作压力和2,000千磅拉力下的弯矩(ft-lb)为10.3百万ft-lbs。

②高强度和耐压浮力块的隔水管：为适应超深水钻井，相应研制了高强度和耐压浮力块的隔水管。

③高张紧力的隔水管张紧器；如Shaffer的双缸型隔水管张紧器张紧力达250千磅(补偿行程

66ft)。

④高可靠度的BOP组第4代数字编码控制系统。

⑤高可靠度ROV。配合海底BOP控制，发展了适应海底用ROV控制(配合海底蓄能器)的控制系统等。

(5)浮动式钻井的水面钻柱运动补偿器系统采用游车型或天车型大补偿能力〔600,000

lbs(2,670kN) ~ 1,000,000 lbs(4,450 kN ) 〕和长补偿行程〔20ft(6.1m)~ 25 ft(7.62m) 〕。

(6)浮动式钻井的立管采用专用立式(或卧式)储存的起重、运送和排放系统。

目前，关于世界第6代半潜式钻井平台和钻井船〔以下简称钻井平台(船)〕已有一些零星报道。随着岁月推移与技术进步，出现第6代钻井平台(船)是顺理成章之事。第6钻井平台(船)的主要点如下：

(1)钻井平台(船)出现时间在2000年甚至2003年及其以后。

(2)钻井平台(船)钻井工作水深大都在10,000ft(3,048m)~ 12,500ft(3,810m)乃至更深。

(3)钻井深度≥35,000ft(10,668m)~40,000ft(12,200m)乃至更深;钻机为双套，钻机主绞车功率≥5000hp~7200hp乃至更大。

(4)半潜式钻井平台大多为正方形或矩形，立柱多为4-6立柱、矩形截面、无斜撑、少节点。

(5)钻机、顶驱和泥浆泵的驱动方式多为交流变频驱动或静液驱动。

(6)立管多为竖直排列并有专供立管吊运的吊机(行车)。

(7)动力定位系统多为DP3或更高级。

国外先进超深井钻井设备介绍（下）

二、第五、第六代钻井平台(船)配备超深井钻井设备举例

新发展的第五、第六代半潜式平台配备超深井钻井设备具有代表性的是：

(1)2006年由Noble Corporation公司拥有的“Noble Danny Adkins”号半潜式平台，设计者_类级：Bingo 9000 ，由中国大连船厂建造(己完成船体建造)，并计划于2009年完成改造，改造后的主要参数：工作水深：12,000 ft(3，656m)；钻井深度：37,000 ft(11,278m)。

(2)业主：PetroMena AS；钻井平台名称：“石油钻井装置1号(PETRORIG I)” ；设计者_类级：F&G ExD / class ABS + A1 + CDS + DPS-2 ；计划于2009年完成建造交货。主要参数：工作水深：10,000 ft(3,048m) ；钻井深度：40,000 ft(12,200m) 。

(3)地处我国江苏南通、由中国与韩国合资的江苏韩通船舶重工有限公司(世界石油杂志2006年12期报道为中国Hantong船厂)承担建造、舍凡钻井公司(Sevan Drilling)拥有的“舍凡钻工(Sevan Driller)”号半潜式平台，工作水深达当前创纪录的12,500ft(3,810m)；中部具有双井架的、钻深能力亦达当前创纪录的40,000ft(12,200m)超深井钻机；其船体为特殊的园形结构，具有可储存原油150,000bbl(23.85万m3)的能力，故实际上成为半潜式FPSO；是世界第一艘SSP〔即舍凡稳定性(减摇)钻井平台，英文为Sevan Stabilized platform drilling unit〕，由巴西国家石油公司美洲公司与舍凡钻井公司签订了6年的钻井合同、用于墨西哥湾的钻井采油，计划于2009年第一季度建成投产。

三、新发展的第五、第六代钻井浮船具有代表性的是：

(1)由西班牙奥斯坦诺(Astano)船厂于2000年建成的“发现者精神号(Discoverer Spirit) ”钻井浮船及其娣妹船“发现者企业号(Discoverer Enterprise) ”和“发现者深海号(Discoverer Deep Seas) ”均是双井架、双套钻机的巨型钻井船，每艘船上均配有双套Emsco EH V 5,000Hp的钻机,钻深能力均为10,668m(35,000ft)；其工作水深分别为2,590m(8,500ft)和2,438m(8,000ft)，但均可改装加深至3,048m(10,000ft)。

(2).由韩国三星船厂于2000年3月建成的“Belford Dolphin”号(“海军勘探者1号(Navis

Explorer 1) ”) ，工作水深3,048m，钻深11,278m；钻机主绞车功率为Hitec 6,600hp。

(3)“GLOMAR CR.LUIGS号”钻井浮船。其工作水深,为3,658m(12,000ft，原为9,000ft，为北爱尔兰Harland & Wolff船厂于1999年建造)，钻深能力为10,668m(35,000ft)。

油页岩干馏炉

用于油页岩的低温(约500°C)干馏以制取页岩油的主体设备。油页岩干馏炉类型很多，按所用加热载体的相态不同，可分为气体热载体干馏炉和固体热载体干馏炉两大类。

气体热载体干馏炉这类炉子利用气体热载体作为油页岩加热介质，适应于干馏块状油页岩，主要特点是物料在移动床中进行干馏。代表性的炉子有下列四种。

抚顺式干馏炉亦称抚顺发生式干馏炉。是世界上块状油页岩干馏炼油最成熟的炉型之一。炉体呈直立圆筒形，内径约3m，高10m以上。块径约8～75mm的油页岩在炉子上半部（干馏段）被热气加热干燥干馏。产生的页岩油蒸气自炉子上部逸出，油页岩转化成页岩半焦，进入炉子下半部（发生段），与自炉底进入的空气、蒸汽相遇而气化燃烧,最后生成页岩灰,从炉底排出。空气、蒸汽与页岩半焦中的碳反应而生成的高温发生气进入炉上部加热油页岩；此外自炉中部引入来自蓄热炉的热循环气(500～700°C)，作为干馏段的补充热源。总的特点是利用了页岩半焦的气化反应热，热效率较高，且能处理贫矿，单炉日处理能力约200t油页岩，油收率约为实验室铝甑油收率的70％。

苏联基维特炉为直立圆筒形的气燃式干馏炉。炉上半部中间和炉中部两侧有长方形燃烧室，由烧嘴通入空气和干馏循环气进行燃烧，生成的热烟气作为热载体进入炉上部的两个干馏室加热页岩，干馏室呈薄层长方形，有利于气体分布和减少阻力，生成的油蒸气径向导出，减少了再冷凝步骤，也有利于炉型放大。油页岩块径25～100mm，热效率约73％,日处理1kt油页岩的干馏炉已投入生产。

巴西佩特罗西什炉为直立圆筒形，直径5.5m。热循环气进入炉中部加热油页岩；冷循环气进入炉底部，回收页岩半焦显热后，作为干馏补充热源。该炉缺点是未回收半焦潜热，热效率低。优点是易于控制温度,便于操作,且炉型易放大。现最大日处理能力为2kt油页岩。

美国岩石泵式炉是一种处于研究阶段的特殊炉型，日处理能力为10kt油页岩。炉体呈倒圆锥形。油页岩自下而上，靠两台岩石泵轮换自炉底进料；加热用的热循环气自上而下对油页岩进行干馏；页岩半焦在炉上部侧面排出，油、气分别自下侧引出。

固体热载体干馏炉这类炉子采用干馏后的页岩灰或加热的瓷球作为热载体，适用于干馏颗粒油页岩，有代表性的炉子有下列两种。

苏联加洛捷炉干馏炉是一水平倾斜回转筒。入炉油页岩块径小于25mm；用页岩灰作热载体。在干馏炉内油页岩被页岩灰加热干馏，生成的页岩半焦与页岩灰出炉后进入气流式燃烧室，以空气作流化剂，将半焦燃烧成高温的页岩灰，在旋风分离器内与烟气分离后再与进料油页岩混合进入干馏炉，如此形成循环。高温烟气经废热锅炉后再去干燥油页岩。该炉日处理能力为500t油页岩，热效率80％，