中国海上固定平台模块钻机自动化技术现状及展望

通过提高海上钻井装置自动化配置水平,可有效提高钻井作业时效和作业安全性,对海上油气田开发具有重要意义。回顾了中国海上移动式钻机和固定式钻机发展历程,通过两种海上钻井装置的自动化技术应用情况对比,分析了海上固定平台模块钻机自动化技术发展现状,重点对模块钻机的集成操作控制系统、管具自动化处理系统和钻井液混配处理系统进行了研究。通过研究分析,指出了模块钻机在上述3个自动化应用领域存在较大差距,最后展望了中国海上固定平台模块钻机自动化技术的发展方向。     

崖城13-1PFA小撬块组合式模块钻机结构设计

崖城13-1PFA模块钻机是"小撬块、组合式"海洋模块钻机,其各功能模块由许多小撬块组成,各小模块之间通过销轴或螺栓连接。对崖城模块钻机的DES模块、PM模块和DSM模块进行有限元分析,重点对该钻机与常规模块钻机进行对比,总结了小撬块、组合式钻机的结构型式与特点。该模块钻机每个撬块可以利用平台上新增的吊机进行海上安装,极大地降低了海上施工费用,避免了对大型浮吊的依赖。     

番禺30-1气田钻机DES模块吊装强度分析

7000m海洋模块钻机是番禺30-1气田开发工程的关键装备,文章介绍了该模块钻机海上吊装工程概况,针对现场实际情况,对原定的吊装方案进行了改进。为了合理评估吊点结构的安全性,应用ANSYS软件对吊点结构进行了有限元分析。结果表明,吊点结构能满足起重船吊装作业的安全要求,为DES模块海上吊装方案的确定提供了可靠的依据。对海洋模块钻机的海上吊装提出了建议。     

在役海上模块钻机自动化升级方案设计

有很多在役的海上模块钻机仍旧保留着传统钻机的操控方式,钻机的自动化水平很低,现场作业环境恶劣,工人劳动强度大。为了对这些模块钻机进行自动化升级,对司钻操作控制、管具处理、钻井液处理、关井操作4个方面的自动化技术应用进行研究,提出了集成控制系统、一体化仪表、防碰互锁、远程监测、管具处理自动化、钻井液处理自动化、自动化关井等设计方案。可为新建海上模块钻机以及在役平台进行自动化升级改造提供参考方案。     

模块钻机与油田电网双向供电技术的应用

模块钻机是海上石油平台钻井作业的重要组成部分,与平台电网相互独立,作业时主要由自带的柴油发电机组供电,而这种传统的由柴油发电机组供电的方式,存在能耗利用率低、生产成本较高、环境污染严重等问题,制约着海洋石油平台的可持续性发展。针对以上问题,基于涠洲油田群电力组网,通过测算模块钻机钻完井作业用电量,提出模块钻机的供电系统改造方案,成功实现涠洲11-4NB模块钻机与涠洲电网的双向供电,有效降低了涠洲11-4NB模块钻机的钻完井作业成本,降低了作业噪音,改善了工作环境,可为其他海上石油平台模块钻机与油田电网之间的互联互通改造提供借鉴。     

轻型可搬迁式海洋钻修机模块划分方案研究

轻型可搬迁式海洋模块化钻修机模块划分方案是钻机设计的关键技术之一,模块划分情况直接影响到整个钻机的设计和建造。按照蓝疆号浮吊、滨海108浮吊和芝罘岛号浮吊的吊装能力,对SZ36-1Ⅱ模块钻机进行不同的模块划分方案分析。从建造的难易度、经济性以及搬迁的可行性等方面进行对比,确定适合轻型可搬迁式海洋模块钻机模块划分的方案,并对模块钻机的海上安装顺序进行了简要介绍。     

俄罗斯НБО2500/160ДПБМ移动式钻机

俄罗斯新开发的НБО 2 5 0 0 / 1 6 0 ДПБМ移动式钻机 ,其主要设备分别安装在 8个模块上 ,用鞍式牵引车和滚装牵引车运输。该钻机采用了康明斯柴油机和阿里森传动装置。每个组合均独立配置所必需的设备。模块制成完整的运输单位。非模块设备安装在橇装底座上 ,用半拖车搬运。整台钻机安装在一种专用丛式井钻机的导轨上 ,其它设备按高度层次或直接安装在铺砌的地平面上。与固定式钻机相比 ,该钻机的拆卸、移运和安装有相当大的优势     

两平台间短距离模块钻机直接滑移共享技术开发与应用

开发投资成本是制约老油田二次开发的重要因素.研究开发出两平台间短距离模块钻机直接滑移共享技术,并在新建的LD5-2WHPB平台得到了成功应用,实现了模块钻机在新建平台和老平台间的往复滑移,满足了新老平台钻完井及修井的需要,大大降低了老油田深度挖潜的投资成本.海上油田两平台间短距离模块钻机直接滑移共享技术目前已成为我国海上老油田二次开发的核心示范技术之一,具有广阔的应用前景.     

蓬莱19-9油田WHPJ模块钻机谐波治理方案分析研究

海洋石油模块钻机作为我国开发海上油田的重要机具,随着近年来交流变频器在海洋模块钻机上的大量应用,谐波治理也就成了必须要解决的一道难题。本文通过对蓬莱19-9WHPJ模块钻机项目中电控系统谐波治理方案的分析介绍,最终选择了一种适合于本项目的成熟技术方案。     

ZJ30/1700LM煤层气钻机的研制与应用

为了满足煤层气勘探开发的需要,研制了ZJ30/1700LM煤层气钻机。该钻机在绞车结构上做了重大改进,通过加高滚筒中心高度和将液压盘式刹车装置的工作钳上移到靠近钳架上固定座,使绞车总宽度不大于2 500 mm;合理分配钻台各模块,立根台部分采用上、下分模,钻台后支架采用左、右分模,解决了钻台底座各部件运输尺寸超限的问题;设计一套钻机整体移动装置,采用导轨式平移方案,导轨上平面开有液缸的步行孔,用2个液缸推动钻机底座在导轨上移动,移动方式为步进式,由液压系统提供动力,通过液压控制台操作液缸活塞伸出和缩回,可实现钻机的整体向前平移,满足煤层气钻机钻丛式井的要求。     

海洋模块钻机低压泥浆管汇设计

由于海上平台空间及吊装资源的限制,海洋模块钻机的设计越来越趋向于集约化、轻型化、模块化。减小钻井支持模块尺寸及质量的关键问题是如何减小钻井支持模块泥浆泵房的尺寸。根据海洋模块钻机泥浆系统的工艺流程及钻井支持模块泥浆泵房的布局,对海洋模块钻机低压泥浆系统的管道进行集成,设计为低压泥浆管汇,从而缓解和改善泥浆泵房间相对局促、拥挤的现状,有利于海洋模块钻机结构优化。     

PEMEX海洋模块钻机技术方案的实施

墨西哥国家石油公司（PEMEX）四套模块钻机为我国第一次自主设计、自主建造的钻深可达7000m的海洋钻机,其国产化率达到了92%,该钻机凭借其技术、价格优势成功地打入了国际市场,实现我国海上钻机出口零的突破。文章介绍了PEMEX模块钻机的技术要求、设计思路、总体布置、钻机主要设备参数、高压泥浆及泥浆处理系统、泥浆混合及储存系统、固井系统、辅助系统等。     

海上平台模块钻机SPMT车组装船方案研究

SPMT装船是一种应用于重型和超大型货物装船的装船方法,海上平台模块钻机也将优先考虑采用SPMT滚装装船方案。本文简单介绍了海上平台模块钻机SPMT装船的方案,以渤海地区某工程项目参数为例,对配车、装载方案进行了研究,并进行相关安全计算校核,同时对滚装装船钢板铺设方案和安全性进行了研究。     

海洋模块钻机钻井仪表和电控系统集成优化技术研究

随着海上油气开采的不断深入,模块钻机自动化程度越来越高,开展钻井仪表和电控系统集成优化研究具有重要意义。介绍了海洋模块钻机控制技术现状,并在此基础上进行深入研究,提出了一套以PLC控制技术为基础,将钻井仪表系统、泥浆泵控制系统、绞车电控系统及顶驱电控系统集成为一体化电控系统的优化方案,可为同类海洋模块钻机的设计提供借鉴。     

正确选择海上钻井方式的新方法

为节省海上钻井时间 ,节约巨额钻井费用 ,提出一套用于选择海上钻井方式的新方法。通过给出计算自升式悬臂钻井船和平台式模块钻机钻井费用的公式 ,并附以曲线图和表的对比 ,就可以确定选择哪种钻井方式更合理。分析认为 ,当海上油田开发钻井总井数较少时 ,选择自升式悬臂钻井船经济效益较好 ;而钻井总井数较多时 ,选择平台式模块钻机经济效益较好     

海上模块钻机新型管子处理机器人的研制

海上模块钻机对管子的处理效率直接影响钻完井作业时效,但现有管子处理装置安装尺寸大、扫掠面积大,严重制约了其在海上模块钻机的应用。以机械臂式管子处理装置为基础,研制了一种海上模块钻机新型管子处理机器人,该机器人共包含7个自由度,主要由主臂基座、主臂、翻转座、内臂、外臂和管子抓放总成等6个部分组成,通过主臂与副臂协调运动确定管子抓放总成位置,由管子抓放总成对管子进行抓取,翻转座可以带动副臂穿过主臂内部空间直接抓取和举升管子。利用ANSYS模拟计算优选了新型管子处理机器人关键结构的材料,按照1∶50的比例制作了原理样机,样机试验分析表明采用本文研制的管子处理机器人进行起下钻作业安全稳定,管子处理速度可达到520 m/h以上,能够极大提高钻完井作业时效,可满足模块钻机海上作业要求,具有较好的应用价值。     

海洋石油模块钻机井控系统设计

本文以南海某海上石油平台模块钻机为例,设计了一套包括压井泵、节流压井管汇、防喷器、液气分离器等设备的海洋模块钻机井控系统。该系统能有效控制井涌、井喷等突发情况,保证钻井作业的顺利进行。     

石油装备第一标诞生记——专访中国海洋石油总公司科技发展部标准化与科技交流处副处长徐晓明

<正>中国海油完成首次编写国际标准的重任,说明我国制造能力不断提升,企业国际影响力不断增强。ISO18647《海上固定平台模块钻机规范》已于今年8月成功出版发布。这是我国石油工业装备领域的第一部ISO标准,也是中国海油牵头编写的第一部ISO标准。海上固定平台模块钻机规范国际标准从无到有,标志着我国海洋石油工业固定平台模块钻机相关技术已达国际先进水平,不仅有助于打破现有国际技术壁垒,还将加快推进我国海洋钻井     

基于ANSYS的钻机滑靴接触非线性分析

钻机轨道式移动装置在使用钢制滑靴移运过程中易出现导轨损伤,影响钻机整机工作效率。为此,采用ANSYS软件对钻机移动装置导轨大梁与滑靴进行了非线性接触分析。通过3种工况研究了该接触问题的主要影响因素及其各自的影响程度。研究结果表明:运用ANSYS的接触分析方法模拟滑靴与导轨大梁之间的接触,可获得较理想的结果;滑靴的弹性模量是滑靴与导轨大梁接触分析的主要因素;滑靴与导轨大梁之间的摩擦因数对大梁的应力、滑靴与大梁的接触摩擦应力也有一定的影响;相比之下,弹性模量比摩擦因数的影响更大。所得结论对钻机导轨及滑靴的设计有一定的指导意义。     

石油模块钻机用升降机的研制

现有模块钻机钻井作业时,井架专职人员需频繁上下二层台、井架等处,不仅存在一定危险,而且费时费力,为此,研制了适用于不同石油模块钻机井架、底座形式的升降机。采用防爆设备、各类安全装置、稳定性可靠的导轨架等措施保障升降机使用的安全性。现场应用表明,该升降机运行正常,具有效率高、性能稳定、维护简单、安全可靠等特点,显著减轻了操作人员的工作强度,是井队人员上下井架模式的一次突破。