孫世忠

摘要：在深水半潛式鉆井平臺中，鉆井設備配置有著非常重要的作用，其設備配置方案的好壞直接關(guān)系到鉆井平臺的工作效率，因此，如何進行鉆井設備配置方案問題一定要加以重視?；诖?，文中筆者從井架作業(yè)系統(tǒng)入手，在對雙聯(lián)井架主輔井口作業(yè)系統(tǒng)和一個半井架作業(yè)系統(tǒng)進行簡要分析的基礎上進而簡單敘述了BOP與采油樹處理設備和隔水管移運設備與張緊系統(tǒng)，最后對鉆柱運動補償裝置中主動補償絞車與天車型鉆柱運動補償兩種裝置類型進行簡要分析，以期能夠為設計出一種優(yōu)秀的鉆井設備配置方案提供一定的參考意義和基礎。

關(guān)鍵詞：半潛式；配置方案；鉆井平臺

一、前言

鉆井設備的配置是深水半潛式鉆井平臺非常重要的一部分，鉆井設備的配制會直接影響平臺的工作效率，必須高度重視。由于石油行業(yè)的快速發(fā)展，鉆井設備技術(shù)也得到了快速的發(fā)展。在深水半潛式鉆井平臺中鉆井設備的配置是為其確定某些主要參數(shù)提供依據(jù)。這篇文章沒有對常規(guī)的通用鉆井設備進行討論，僅僅討論了一些重要的鉆井設備對深水半潛式鉆井平臺的規(guī)模、性能及整體布局所產(chǎn)生的影響。

二、鉆井井架運行系統(tǒng)

（1）雙聯(lián)井架運行系統(tǒng)

在半潛式鉆井平臺使用的前期，所采用的井架運行系統(tǒng)都是單井運行系統(tǒng)，其運行系統(tǒng)中只有一臺鉆機在運行。單井運行系統(tǒng)在鉆井作業(yè)中有著非常重要的作用，其不僅僅可以用于組裝、拆卸鉆桿和下放，同時，在進行回收水下器具時也同樣適用，這也使得單井口作業(yè)系統(tǒng)在鉆井作業(yè)中占有非常大的比例。目前，從事石油行業(yè)的專業(yè)人員提出了使兩個運行系統(tǒng)同時運行的想法。這個想法在很大的程度上增加了鉆井的工作能力，不過耗費也比較高。West Venture半潛式鉆井平臺竣工于2000年，其鉆井井架運行系統(tǒng)采用的就是雙聯(lián)井架運行系統(tǒng)。

雙聯(lián)井架鉆井運行系統(tǒng)在不同的運行條件下，雙聯(lián)井架運行系統(tǒng)都能減少大部分的工作時間。雙聯(lián)井架運行系統(tǒng)的提出打破了常規(guī)的鉆井運行系統(tǒng)的模式，使深海半潛式鉆井平臺鉆井運行的理念得到了突破性的發(fā)展。

在進行單井作業(yè)時，雙聯(lián)井架主輔井口鉆井作業(yè)系統(tǒng)不僅僅可以用于組裝、拆卸鉆桿和下放，同時，在進行回收水下器具時也同樣適用。在水下工作的時候，多井口可以同時運行，并且還不會影響鉆井中其他裝置的安裝

（2）一個半井架工作系統(tǒng)

一個半井架工作系統(tǒng)即處于雙井架系統(tǒng)和單井架系統(tǒng)之間的一種井架工作系統(tǒng)。相對于單井架工作系統(tǒng)而言，一個半井架工作系統(tǒng)的運行能力較強，一個半井架工作系統(tǒng)的重量輕、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、體積小且耗能低。在鉆井工作中，一個半井架工作系統(tǒng)就會利用井架內(nèi)的接立根系統(tǒng)將套管及鉆具立根放到指定的梁上。在工作結(jié)束的回收工作中，還能利用隔水管的滑移系統(tǒng)將隔水管柱從井口移開。一個半井架工作系統(tǒng)中，BOP和采油樹系統(tǒng)是分開放置的，為了讓它們在不同的位置也能同時進行工作。

雙聯(lián)井架裝置是現(xiàn)今深海半潛式鉆井平臺的一個非常明顯的標志。但是其專利已經(jīng)被Transocean公司所申請所有了，如果現(xiàn)在再使用雙聯(lián)井架裝置就需要付出一些專利費用。因此，一個半井架作業(yè)系統(tǒng)是深水半潛式平臺鉆井設備配置中的一個非常好的選擇。

三、BOP與采油樹處理設備

半潛式鉆井平臺兩個重要的鉆井設備就是BOP和采油樹，將它們從平臺上安裝到深水下并且在使用完之后再回收到平臺上是一件非常繁瑣的過程。深水半潛式鉆井平臺中至關(guān)重要的一部分就是BOP與采油樹處理設備包，它的存在會影響到整個深水半潛式鉆井平臺的主要規(guī)模和整體布局。

在BOP和采油樹處理設備安裝之前，要考慮到它的組成、拆解、運輸、維修等需要的要求。對此，所采用的安裝方式主要有兩種：一是從中央月池的同側(cè)進行下放，此安裝過程中只需要起重機和移動撬等設備，這種安裝方式只能一個一個的安裝，BOP和采油樹不能同時進行。采用同側(cè)下放的方式中，鉆井平臺中有一個特色設備即BOP升降機，BOP升降裝置可以通過BOP滑移裝置進行升降和移動，使其能在月池中進行移動并送到主井口的下面。二是從中央月池的兩側(cè)進行下放，其下放過程中需要起重機、移動撬和臺車等設備，并且BOP和采油樹可以同時進行下放。

四、隔水管移運設備與張緊系統(tǒng)

不同的隔水管放置方式就會需要配置不同的隔水管移運設備。通常情況下，臥式隔水管的放置方案有隔水管水平輸送機和隔水管用起重機兩種，而隔水管水平輸送機主要是將隔水管輸送至井架處；隔水管用起重機的起重能力一般在35到40噸之間。另外，立式隔水管的放置方案除要求需配備隔水管用起重機外還需要一些其他的輔助器材，如隔水管起重機。

由于隔水管的擺放方式和長度的不同，所使用的起重機也會各不相同。當隔水管是臥式擺放時，隔水管起重機也要采用臥式的，通過將隔水管移動到水平輸送機上，進而運輸?shù)骄艽箝T。當隔水管用立式排放時，利用隔水管托架將隔水管送到井架之中，然后再使用隔水管拖車和隔水管起重機等裝置將其放在指定的梁上。

在深水半潛式鉆井平臺中有著兩種隔水管張緊系統(tǒng)：一種有導向繩和一種沒有導向繩。由于導向繩的存在，隔水管張緊系統(tǒng)中就會有滑輪組，滑輪組可以使張緊系統(tǒng)的張緊升沉補償行程變?yōu)橐簤焊谆钊谐痰脑S多倍，伴隨著的，補償液壓缸的參數(shù)也會變大；而沒有導向繩的隔水管張緊系統(tǒng)恰恰與其相反，由于沒有滑輪組的存在，其補償行程和液壓缸的活塞行程大致相同，補償液壓缸的參數(shù)也會變小。

五、鉆柱運動補償裝置

目前，主要有以下三種類型鉆柱運動補償裝置：天車型鉆柱運動補償、游車型鉆柱運動補償、主動補償絞車，下面主要對天車型鉆柱補償以及主動補償絞車兩種裝置進行仔細敘述。

1、天車型鉆柱補償裝置

天車型鉆柱補償裝置是能夠直接安裝在井架的天車臺上的，它是一種單獨的模塊化結(jié)構(gòu)。因為天車型鉆柱補償裝置大部分的結(jié)構(gòu)都處于井架和天車臺上，所以，要使用強度較大，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的特殊井架。因而，在建設的前期，就應考慮到這種裝置和井架天車臺的協(xié)調(diào)性。天車型鉆柱補償裝置的質(zhì)量都超過了100噸，它的重量非常大?，F(xiàn)階段，在許多深水半潛式鉆井平臺中，天車型鉆柱補償裝置都已經(jīng)得到了應用。

2、主動補償絞車

主動補償絞車所有功能不僅擁有老絞車具有的性能，還有主動補償裝置由于鉆柱升沉運動的功能，它是浮式鉆井裝置的重大改革和創(chuàng)新。

伴隨著化工行業(yè)的快速發(fā)展，美國國民油井華高公司研發(fā)出了通過絞車的控制來實現(xiàn)鉆柱的補償?shù)姆椒ǎ蚱屏艘郧暗你@柱運動補償?shù)氖`。這種方法所使用的機械和控制技術(shù)都是最先進的，不僅減少了鉆柱補償器的使用，而且還可以將剎車過程中所產(chǎn)生的能量回收利用，減少了能量的損失，并且提高了鉆井的工作效率，使其使用范圍在傳統(tǒng)絞車的基礎上變的更大。

在鉆井行業(yè)中，美國國民油井華高公司所設計研發(fā)的主動補償絞車重新定義了補償精度和范圍的工作標準，使鉆井平臺工作時的操作范圍變的更大了，以便于這種裝置能很好地完成下列任務：傳統(tǒng)鉆井絞車操作；絞車全負載主動升沉補償；鉆井和起下鉆；自動送鉆；主動補償放置BOP和隔水管。

AHD鉆井絞車是鉆井絞車的一個新的發(fā)展，已經(jīng)成功地在鉆井絞車中得到應用。它不僅可以提高系統(tǒng)的運行能力，還有對鉆柱補償?shù)墓δ?。AHD鉆井絞車在深水半潛式鉆井平臺中是一種特殊的存在，雖然還沒有得到全面的應用，但它依然是深水半潛式鉆井平臺中鉆機設備優(yōu)先選擇的鉆井絞車裝置。

六、結(jié)語

上文中簡單敘述了幾種不同的鉆井設備配置方案對深水半潛式鉆井平臺的主要規(guī)模、性能及整體的布局規(guī)劃的一些影響和意義。在建設一個新的深水半潛式鉆井平臺的時候，平臺的主要規(guī)模及整體規(guī)劃都應在建設之前進行研究落實，以便于深水半潛式鉆井平臺的建設能夠安全快速的實施。

參考文獻：

[1]陳軍：《深水半潛式鉆井平臺總體布局規(guī)劃研究》，《中國機械工程》，2009年19期

[2]劉海霞：《深海半潛式鉆井平臺的總布置》，《中國海洋平臺》，2007年03期