海上钻井平台升降系统控制方案研究

自升式钻井平台是目前我国海洋勘探中使用最多的一种平台形式。本文从海上自升式钻井平台的结构特点出发,着重就平台升降系统的控制方案进行了研究与探讨。     

海洋钻井平台技术现状与发展趋势

概述了国内外海洋钻井平台的发展历史与现状,分析了固定式、座底式、自升式和半潜式(钻井船)等各类钻井平台的性能特点,介绍了我国目前新建的几个平台(船),包括中海油3号座底式钻井平台、海洋石油981号半潜式钻井平台,"SEVANDRILLER"海洋钻探储油平台、BinGo9000半潜式钻井平台以及3000m水深海洋勘察船等,指出海洋钻井平台将向高可靠性、自动化、多功能化以及深水领域方向发展。     

自升式钻井平台就位风险评估与安全控制系统建设及应用

自升式钻井平台就位风险识别与安全控制是钻井作业关键技术之一。中海油将信息技术与自升式钻井平台就位风险评估与安全就位控制技术紧密结合,建成了自升式钻井平台就位风险评估与安全控制系统。主要介绍了该系统的基本内容,分析了其主要技术手段、功能及现场应用情况。现场应用表明:该系统实现了自升式钻井平台智能化选型,能有效降低作业风险,提高作业效率,降低自升式钻井平台就位作业风险,对提高油田开发效益具有重要意义。     

新式海水提升泵塔在自升式钻井平台中的应用

自升式钻井平台海水提升泵塔是平台关键设备之一,是平台所有水冷设备冷却水唯一来源。通过介绍海洋石油自升式钻井平台海水泵塔结构设计及强度的计算方法,分析了海水泵塔及配套设施的设计及选型的合理性,直接影响着平台安全的因素。同时也影响到平台升降操作的难易程度。     

自升式钻井平台插桩问题探讨

插桩作业是自升式钻井平台重要的工作之一,也是平台出坞以后进行其他工作和平台迁航到作业地进行钻井作业的前提。在介绍国内、外自升式钻井平台插桩技术现状的基础上,对自升式钻井平台插桩作业问题进行了讨论,包括海洋调查、工程调查、平台的穿刺问题、平台插桩操作过程中的问题及升降锁紧等重要设备的性能分析。指出平台穿刺问题基本上都是对地层的地质结构分析不清,对地层的剪切强度计算存在问题造成的;同时也指出了平台插桩过程中应注意的问题。最后就我国的自升式钻井平台插桩作业技术发展提出建议。     

典型自升式钻井平台总装建造要点研究

对比分析了自升式钻井平台与一般民用船舶的主要差别,根据国内典型自升式钻井平台总装建造经验,分析了自升式钻井平台结构、系统等8个重要方面的内容。分别总结提炼了桩腿、悬臂梁、升降基础等关键结构的制造工艺流程和要点,阐述了主机、升降、钻井等主要系统的调试工作内容以及重量控制和精度控制的注意事项,为后续自升式平台高效建造提供技术参考。     

自升式钻井平台升船及悬臂梁作业能力评价

自升式钻井平台升船及悬臂梁作业能力是保证自升式钻井平台满足导管架平台生产井作业需求的基本条件。对自升式钻井平台升船能力、悬臂梁横向覆盖、纵向覆盖、承载载荷四个方面进行了研究,提出了一套自升式钻井平台升船及悬臂梁作业能力评价模型及方法,并探讨了评价方法在实际生产中的重要性。自升式钻井平台升船及悬臂梁作业能力评价模型及方法简单实用,经济效益显著。     

新型多功能桩基试验系统的研制

桩基稳性对自升式钻井平台作业安全影响很大。国内针对桩基稳性的研究较少,更缺乏相应的试验装置。为此,设计了新型多功能桩基试验系统。该系统可以开展自升式钻井平台插桩、拔桩和穿刺等常见的桩基稳性试验研究,为自升式钻井平台在作业区域插桩深度、拔桩阻力的准确预测以及穿刺机理的深入研究提供了一个良好的试验平台;加装冲桩系统后,还可以开展自升式钻井平台拔桩时的冲桩效果分析和采用冲桩的方式主动穿透硬地层机理研究,扩展了试验系统的功能;能方便、快速地模拟自升式钻井平台作业过程中桩基与海土的相互作用,从而为自升式钻井平台能否到某区域特别是陌生区域作业的快速决策提供有力的技术支持。     

海洋自升式钻井平台桩靴研究

独立插桩式海洋自升式钻井平台能否在海上安全钻井的最关键问题是它的桩靴是否设计合理。阐述了自升式钻井平台桩靴的种类与设计考虑因素。以一个100 m工作水深的自升式钻井平台的桩靴为例,分别对其在预载工况和风暴工况下进行了强度和稳定性的校核,符合标准要求。     

一种自升式钻井平台升降基础合拢安装方案

自升式钻井平台升降系统是海洋平台的关键部分,同时亦是海洋平台设计制造的难点。在平台的制造和使用中历来受到高度重视,其性能的优劣直接影响到平台的安全性能、使用性能及经济性。升降基础承载着升降系统和锁紧装置2个重要的设备,并为桩腿升降提供导向,起连接桩腿和主船体的作用,是把平台各种载荷传递给桩腿的唯一路径。对DSJ300型自升式钻井平台升降基础的合拢工艺流程进行分析和总结,为相关制造企业在海洋工程大型结构建造过程中起指导作用。     

倒置型长基线技术在自升式钻井平台精确就位中的应用

在海上油气生产开发钻完井作业中,通常需要将钻井平台精确引导至已有水下井口目标的位置,这要求水下相对定位能够达到厘米级的高精度。然而,常规的水面、水下定位技术无法满足高精度作业要求,为实现钻井平台精确就位目标,采用创新式倒置型长基线阵列倒置技术应用于自升式钻井平台精确就位中。重点研究该技术在水下定位中的工作原理、在自升式钻井平台精确就位中的具体应用,分析倒置型长基线技术与常规长基线技术在钻井平台精确就位方面的应用优势,制订海上实施步骤,并完成技术验证试验。     

自升式钻井平台建造下水技术创新

自升式钻井平台的建造下水技术随着不同的场地资源、不同的吊装设备能力、不同的设计理念、不同的项目管理文化等将会有很大的差异,在进行传统导管架、组块的场地上进行钻井平台的建造将会面临很多技术革新,需要对自升式钻井平台的设计建造技术进行优化创新,主要包括悬臂梁钻台的称重技术、桩腿的建造技术、下水技术、悬臂梁负荷试验技术等。     

基于Usfos的非线性分析程序研究海洋平台的极限承载力

海洋平台极限承载力研究一直是平台结构安全评估的最重要部分,越来越受到人们的关注。以"勘探二号"自升式钻井平台为研究对象,利用非线性分析USFOS软件分析计算了该平台的极限强度,评估了现役平台的安全性能。研究结果表明,"勘探二号"平台在45°环境极限条件时平台结构最危险。该研究为现役自升式钻井平台安全风险评估提供了一种比较先进而精确的方法,对今后类似海洋平台安全风险评估具有一定的指导意义。     

ProfiBus现场总线技术在钻井平台的应用与故障分析

ProfiBus现场总线作为一种常用的现场总线技术已广泛应用于工业自动化领域,随着科学技术不断发展,包括海洋石油钻井领域在内的工业生产越来越智能化、自动化,当今主流的石油钻井平台已经实现高度自动化。该文简述ProfiBus 现场总线技术在海洋石油钻井平台上的应用情况,并以发生在勘探七号自升式海洋石油钻井平台顶驱控制系统的某次ProfiBus通讯故障为例,阐述故障现象,分析查找故障原因和排查方法,旨在为今后高度自动化的海洋石油钻井平台作业中类似设备的故障预防、故障原因分析、故障查找和排除提供借鉴。     

萨哈林亚极地海域自升式钻井平台的优选

在萨哈林亚极地海域,海上钻井面临着气温、海况、环保、运输等诸多问题,在自升式钻井平台市场上并非每一条平台都具备在该海域钻井作业的能力。选择一条适合区域特点的平台是钻井作业成功的关键。通过对区域内自然条件、工程条件、环保要求和运输方式等的研究分析,得出了萨哈林亚极地海域自升式钻井平台优选的关键性指导参数与流程并在平台优选实际过程中进行了应用。结果表明该优选方法符合区域条件特点,能有效保证所选平台的工作质量。     

一种鸡蛋壳地层穿刺监测与预警结构及其作业方法

为了解决自升式钻井平台插桩遇“鸡蛋壳”地层发生穿刺导致船体失稳这一世界性难题,中国海洋石油工程技术人员创新性地提出了一种鸡蛋壳地层穿刺监测与预警结构及其作业方法。针对自升式钻井平台在南海多个油田的复杂地层插桩发生穿刺、桩基失稳等情况,通过在自升式钻井平台桩腿桁架上加装静力触探结构,在桩靴底部进行CPT试验,记录桩靴以下包含鸡蛋壳层段在内的地层参数,定量分析穿刺发生的可能性,从而对可能发生的穿刺提出预警,及时对就位插桩作业做出调整。数值模拟计算结果表明,该结构与作业方法可靠有效,对理论计算存在穿刺的地层进行了准确的监测与预警,有效避免了穿刺的发生,对插桩安全控制起到了积极作用,提高了海上大型设备安全。     

海洋平台连续起下钻钻机及关键设备研究

针对当前常规海洋自升式钻井平台钻井作业采用间歇起下钻方式存在的起下钻作业时间长、井下复杂情况多等缺点，提出了一种全新概念海洋自升式钻井平台的连续起下钻钻机，完成了连续起下钻作业流程确定、立根长度确定、连续起下钻系统、排管机、集成控制系统等关键技术和设备设计。该钻机配套常规顶驱，通过采用新增连续起下钻系统设备，改进排管机和集成控制系统的方式实现连续起下钻作业，实现在高位进行钻柱提放、管具上卸扣、钻井液收集等功能，最大起下钻速度可达2 160 m/h，与现有钻机相比，能够大幅提高钻井作业效率，降低井下压力波动，技术跨度相对较小，具有较好的可应用实施性。     

海洋平台声光标示系统设计应用及优化

根据成功建造完工交付的自升式风电平台、多功能服务平台和居住平台、钻井平台等多型海洋平台项目实际应用情况,从声光标示系统和设备的设计、布置、安装、采购等方面,总结提高系统完整性、优化防爆设备选用、改进太阳能光伏板设计、优化设备安装位置及型式等。研究结果不仅可为海洋平台、海上浮式结构物、海上固定式结构物等项目提供借鉴,也可为部分船舶类项目提供参考。     

基于SAFI的海洋塔形井架的拖航计算分析

由于海洋环境恶劣,为了保证自升式平台配备的塔形海洋井架的结构安全,除了静载工况外,研究井架在拖航运输过程中的载荷变化过程很有必要。用SAFI软件对海洋塔形井架的拖航运输工况进行了计算分析,包括拖航过程惯性载荷和动态分析。该方法还可为深海钻井平台上的动态海洋井架设计提供借鉴。