1、胜利钻井工艺研究院胜利钻井工艺研究院自升式海洋平台设计技术20092009年年0404月月2626日日13 3/8套管套管20 导管导管9 5/8套管套管6 1/4筛管筛管 至主井眼底至主井眼底交流内容交流内容一、自升式钻井平台简介一、自升式钻井平台简介二、自升式钻井平台总体、舾装设计介绍二、自升式钻井平台总体、舾装设计介绍三、三、自升式钻井平台轮机、电气设计介绍自升式钻井平台轮机、电气设计介绍四、四、自升式钻井平台钻井系统设计介绍自升式钻井平台钻井系统设计介绍一、自升式钻井平台简介一、自升式钻井平台简介（一）（一）钻井平台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、主要用于钻探
2、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。开发不可缺少的手段。主要有自升式和半潜式钻井平台。 半潜式钻井平台半潜式钻井平台自升式钻井平台自升式钻井平台一、自升式钻井平台简介一、自升式钻井平台简介（二）自升式（二）自升式钻井平台钻井平台由平台、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。自航能力。19531953年美国建成第一座自升式平台，这种平台对水年美国建成第一座自升式平台，这种平台
3、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置总数的1 12 2。 圆柱腿自升式平台圆柱腿自升式平台一、自升式钻井平台简介一、自升式钻井平台简介（二）自升式钻井平台（二）自升式钻井平台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
4、井位。平台浮于海面，由拖轮拖到新的井位。 桁架腿自升式平台桁架腿自升式平台一、自升式钻井平台简介一、自升式钻井平台简介自升式钻井平台自升式钻井平台汇报内容汇报内容一、自升式钻井平台简介一、自升式钻井平台简介二、自升式钻井平台总体、舾装设计介绍二、自升式钻井平台总体、舾装设计介绍三、三、自升式钻井平台轮机、电气设计介绍自升式钻井平台轮机、电气设计介绍四、四、自升式钻井平台钻井系统设计介绍自升式钻井平台钻井系统设计介绍二、自升式钻井平台总体、舾装设计介绍二、自升式钻井平台总体、舾装设计介绍（一）总体设计（一）总体设计该平台是一艘三桩腿的悬臂梁海该平台是一艘三桩腿的悬臂梁海洋自升式钻井平台，钢质非自
5、航。洋自升式钻井平台，钢质非自航。平台设计作业水深平台设计作业水深50m50m，最大钻井深，最大钻井深度度7000m7000m（使用（使用4.54.5英寸钻杆）。英寸钻杆）。平台主体为箱形结构，平面形状平台主体为箱形结构，平面形状接近三角形。平台桩腿采用圆柱形接近三角形。平台桩腿采用圆柱形桩腿，艉二艏一，桩腿下端设有桩桩腿，艉二艏一，桩腿下端设有桩靴（拖航时桩靴完全收回平台体靴（拖航时桩靴完全收回平台体内）。每个桩腿设有一套升降装置，内）。每个桩腿设有一套升降装置，桩腿通过升降装置与船体连接和固桩腿通过升降装置与船体连接和固定，并可将船体支撑于一定高度。定，并可将船体支撑于一定高度。升降装置采
6、用电动齿轮齿条升降系升降装置采用电动齿轮齿条升降系统。统。立面图立面图二、自升式钻井平台总体、舾装设计介绍二、自升式钻井平台总体、舾装设计介绍（一）总体设计（一）总体设计该平台配置标准的钻井该平台配置标准的钻井设备，通过悬臂梁和横向设备，通过悬臂梁和横向轨道，平台在同一地点在轨道，平台在同一地点在12m12m7m7m范围内可钻探多范围内可钻探多口井。口井。生活楼设置在船体的艏生活楼设置在船体的艏部，直升机甲板设置在生部，直升机甲板设置在生活楼上层的前方，为平台活楼上层的前方，为平台人员提供交通条件。船体人员提供交通条件。船体设有相应的锚机、锚链等。设有相应的锚机、锚链等。主甲板布置图主甲板布置
7、图二、自升式钻井平台总体、舾装设计介绍二、自升式钻井平台总体、舾装设计介绍（一）总体设计（一）总体设计（1 1）适用于）适用于7000m7000m（114mm114mm钻杆）深度内的石油钻探作业，钻杆）深度内的石油钻探作业， 具备钻井、固井和辅助试油等能力。具备钻井、固井和辅助试油等能力。（2 2）作业范围：渤海湾水深）作业范围：渤海湾水深4.5m4.5m50m50m内泥砂质或淤泥质海域。内泥砂质或淤泥质海域。（3 3）平台为无冰区作业。）平台为无冰区作业。舱室布置图舱室布置图二层甲板布置图二层甲板布置图二、自升式钻井平台总体、舾装设计介绍二、自升式钻井平台总体、舾装设计介绍（一）总体设计（一
8、）总体设计升降系统动画升降系统动画二、自升式钻井平台总体、舾装设计介绍二、自升式钻井平台总体、舾装设计介绍（二）结构设计（二）结构设计底板结构图底板结构图主甲板结构图主甲板结构图二、自升式钻井平台总体、舾装设计介绍二、自升式钻井平台总体、舾装设计介绍（二）结构设计（二）结构设计二、自升式钻井平台总体、舾装设计介绍二、自升式钻井平台总体、舾装设计介绍（二）结构设计（二）结构设计二、自升式钻井平台总体、舾装设计介绍二、自升式钻井平台总体、舾装设计介绍（二）结构设计（二）结构设计二、自升式钻井平台总体、舾装设计介绍二、自升式钻井平台总体、舾装设计介绍（二）结构设计（二）结构设计二、自升式钻井平台总体
9、、舾装设计介绍二、自升式钻井平台总体、舾装设计介绍（二）结构设计（二）结构设计二、自升式钻井平台总体、舾装设计介绍二、自升式钻井平台总体、舾装设计介绍（二）结构设计（二）结构设计作业工况下，环境载荷入射角为作业工况下，环境载荷入射角为0 0度时桩腿应力分布图度时桩腿应力分布图二、自升式钻井平台总体、舾装设计介绍二、自升式钻井平台总体、舾装设计介绍（二）结构设计（二）结构设计作业工况下，环境载荷入射角为作业工况下，环境载荷入射角为0 0度时桩腿位移变形图度时桩腿位移变形图二、自升式钻井平台总体、舾装设计介绍二、自升式钻井平台总体、舾装设计介绍（二）结构设计（二）结构设计作业工况下，入射角为作业工
10、况下，入射角为9090度时桩腿应力分布图度时桩腿应力分布图二、自升式钻井平台总体、舾装设计介绍二、自升式钻井平台总体、舾装设计介绍（二）结构设计（二）结构设计作业工况下，入射角为作业工况下，入射角为9090度时桩腿位移变形图度时桩腿位移变形图二、自升式钻井平台总体、舾装设计介绍二、自升式钻井平台总体、舾装设计介绍（三）舾装设计（三）舾装设计消防系统消防系统二、自升式钻井平台总体、舾装设计介绍二、自升式钻井平台总体、舾装设计介绍（三）舾装设计（三）舾装设计二、自升式钻井平台总体、舾装设计介绍二、自升式钻井平台总体、舾装设计介绍（三）舾装设计（三）舾装设计作业状态吊机覆区域图作业状态吊机覆区域图二
11、、自升式钻井平台总体、舾装设计介绍二、自升式钻井平台总体、舾装设计介绍（三）舾装设计（三）舾装设计防火控制图防火控制图汇报内容汇报内容一、自升式钻井平台简介一、自升式钻井平台简介二、自升式钻井平台总体、舾装设计介绍二、自升式钻井平台总体、舾装设计介绍三、三、自升式钻井平台轮机、电气设计介绍自升式钻井平台轮机、电气设计介绍四、四、自升式钻井平台钻井系统设计介绍自升式钻井平台钻井系统设计介绍三、自升式钻井平台轮机、电气设计介绍三、自升式钻井平台轮机、电气设计介绍（三）轮机系统设计（三）轮机系统设计平台轮机系统由动力系统、平平台轮机系统由动力系统、平台系统、防污染系统、空调通台系统、防污染系统、空调
12、通风系统和平台消防系统等五部风系统和平台消防系统等五部分组成。分组成。发电机舱位于发电机舱位于58#58#90#90#肋位之肋位之间平台中部间平台中部, ,艉邻配电间艉邻配电间, ,艏邻艏邻生活污水舱生活污水舱, ,左邻锅炉舱左邻锅炉舱, ,右邻右邻空压机舱空压机舱, ,矩形平面长矩形平面长16m,16m,宽宽15m15m。三、自升式钻井平台轮机、电气设计介绍三、自升式钻井平台轮机、电气设计介绍（三）轮机系统设计（三）轮机系统设计舱内布置有四台主发电机组舱内布置有四台主发电机组, , 其中一台为备用，另三台为常用，其中一台为备用，另三台为常用，满足三台并车，四台负荷转移运行的要求满足三台并车，
13、四台负荷转移运行的要求, , 机组采用船用涡轮增压机组采用船用涡轮增压四冲程柴油发电机组，参数：四冲程柴油发电机组，参数：1600kw1600kw，1500rpm,3 AC 600V 50Hz1500rpm,3 AC 600V 50Hz。发电机舱内另设有一台辅发电机组发电机舱内另设有一台辅发电机组, ,作为拖航、停泊工况时使用作为拖航、停泊工况时使用, ,辅柴油发电机组也可与主柴油发电机组长期并联运行辅柴油发电机组也可与主柴油发电机组长期并联运行, ,辅柴油发电辅柴油发电机组采用船用涡轮增压四冲程柴油发电机组，参数：机组采用船用涡轮增压四冲程柴油发电机组，参数：630kw630kw，1500r
14、pm,3 AC 600V 50Hz1500rpm,3 AC 600V 50Hz。在发电机舱艏部还配有生活污水处理装置、油污水处理装置、油在发电机舱艏部还配有生活污水处理装置、油污水处理装置、油渣泵、燃油输送泵、滑油污油泵、滑油输送泵、燃油分油机组、滑渣泵、燃油输送泵、滑油污油泵、滑油输送泵、燃油分油机组、滑油分油机组、滑油手摇泵和燃油手摇泵。油分油机组、滑油手摇泵和燃油手摇泵。三、自升式钻井平台轮机、电气设计介绍三、自升式钻井平台轮机、电气设计介绍海水提升及压载管系原理图海水提升及压载管系原理图三、自升式钻井平台轮机、电气设计介绍三、自升式钻井平台轮机、电气设计介绍生活海淡水系统原理图生活海淡
15、水系统原理图三、自升式钻井平台轮机、电气设计介绍三、自升式钻井平台轮机、电气设计介绍（三）电气系统设计（三）电气系统设计本平台电制采用交流本平台电制采用交流600V 50HZ600V 50HZ三相三线绝缘三相三线绝缘系统、系统、400V 50HZ400V 50HZ三相三三相三线绝缘系统、交流线绝缘系统、交流230V 230V 50HZ 50HZ 单相双线绝缘系统，单相双线绝缘系统，24V24V直流单相双线绝缘系直流单相双线绝缘系统。统。胜利石油管理局钻井工艺研究院第 8 页共 47 页电气系统网络图电气系统网络图三、自升式钻井平台轮机、电气设计介绍三、自升式钻井平台轮机、电气设计介绍（三）电气
16、系统设计（三）电气系统设计顶驱、转盘、绞车和泥浆顶驱、转盘、绞车和泥浆泵由交流变频器交流驱动控泵由交流变频器交流驱动控制，交流制，交流600V600V电源供电；电源供电；升降系统由交流升降系统由交流600V600V电源电源供电；供电；所有平台通用交流电动机所有平台通用交流电动机及风机采用交流及风机采用交流380V 50Hz380V 50Hz；正常照明、应急照明等采正常照明、应急照明等采用交流用交流220V 50Hz220V 50Hz；三、自升式钻井平台轮机、电气设计介绍三、自升式钻井平台轮机、电气设计介绍（三）电气系统设计（三）电气系统设计助航仪器、内部通讯、助航仪器、内部通讯、无线电通信等采
17、用交流无线电通信等采用交流220V 50Hz220V 50Hz和直流和直流24V24V；临时应急用电设备采临时应急用电设备采用直流用直流24V24V；工作用电和生活用电工作用电和生活用电分开。分开。三、自升式钻井平台轮机、电气设计介绍三、自升式钻井平台轮机、电气设计介绍（三）电气系统设计（三）电气系统设计本平台设主发电机本平台设主发电机4 4台台, ,每台额定参数为：每台额定参数为：1600KW1600KW，600V600V，1500rpm,50HZ1500rpm,50HZ，Pf=0.7Pf=0.7（滞后），视在功率为（滞后），视在功率为2286KVA2286KVA。为无。为无刷永磁旋转磁场型
18、。刷永磁旋转磁场型。电力负荷计算电力负荷计算序序号号平台工况平台工况所需有功功所需有功功率率发电机功率发电机功率台台数数发电机负荷率发电机负荷率1 1拖航（停泊）状态拖航（停泊）状态516.87KW516.87KW600KW600KW1 186.14 %86.14 %2 2升降状态升降状态1456.46KW1456.46KW3200KW3200KW2 240.46 %40.46 %3 3正常钻进正常钻进4286.11KW4286.11KW4800KW4800KW3 389.29%89.29%4 4应急状态应急状态362.88KW362.88KW600KW600KW1 160.48%60.48%
19、汇报内容汇报内容一、自升式钻井平台简介一、自升式钻井平台简介二、自升式钻井平台总体、舾装设计介绍二、自升式钻井平台总体、舾装设计介绍三、三、自升式钻井平台轮机、电气设计介绍自升式钻井平台轮机、电气设计介绍四、四、自升式钻井平台钻井系统设计介绍自升式钻井平台钻井系统设计介绍三、自升式钻井平台钻井系统设计介绍三、自升式钻井平台钻井系统设计介绍（三）钻井系统设计（三）钻井系统设计该钻井系统在系统设计和设备选该钻井系统在系统设计和设备选型方面需要满足在水深型方面需要满足在水深50m50m，最大，最大钻深为钻深为7000m7000m的钻井工况，尤其是的钻井工况，尤其是井口工具以及钻台设备的控制操井口工具
20、以及钻台设备的控制操作方面，可以满足高效率的钻井作方面，可以满足高效率的钻井作业要求，并且要求具有更为人作业要求，并且要求具有更为人性化和更加安全的操作界面。性化和更加安全的操作界面。三、自升式钻井平台钻井系统设计介绍三、自升式钻井平台钻井系统设计介绍（三）钻井系统设计（三）钻井系统设计 采用全数字化交流变频电传动采用全数字化交流变频电传动动力系统，绞车、转盘和泥浆动力系统，绞车、转盘和泥浆泵可实现无级调速，获得良好泵可实现无级调速，获得良好的钻井特性。的钻井特性。 钻机配置液压盘式刹车钻机配置液压盘式刹车( (风冷风冷) )、电机能耗制动辅助刹车和司钻电机能耗制动辅助刹车和司钻控制房，配备了
21、自动送钻装置控制房，配备了自动送钻装置和自动灌注泥浆设备，使钻井和自动灌注泥浆设备，使钻井更加安全可靠，操作舒适省力更加安全可靠，操作舒适省力送钻均匀、准确、可提高钻井送钻均匀、准确、可提高钻井速度。速度。三、自升式钻井平台钻井系统设计介绍三、自升式钻井平台钻井系统设计介绍（三）钻井系统设计（三）钻井系统设计 转盘采用独立驱动方转盘采用独立驱动方式，转盘驱动装置由式，转盘驱动装置由一台交流变频电机经一台交流变频电机经齿轮减速箱、万向轴齿轮减速箱、万向轴驱动驱动ZP-375ZP-375转盘。可转盘。可满足不同工况的需求，满足不同工况的需求，提高钻井效率。提高钻井效率。 三、自升式钻井平台钻井系统
22、设计介绍三、自升式钻井平台钻井系统设计介绍（三）钻井系统设计（三）钻井系统设计 采用了高效泥浆固控系统，固控设采用了高效泥浆固控系统，固控设备和系统流程能满足不同的钻井工备和系统流程能满足不同的钻井工艺技术要求，罐面平整并满足艺技术要求，罐面平整并满足HSEHSE的要求。的要求。 配套了配套了3 3台大功率（台大功率（F-1600F-1600）泥浆）泥浆泵，满足钻井工艺技术要求。泵，满足钻井工艺技术要求。 采用了双机双泵自动计量固井泵和采用了双机双泵自动计量固井泵和密闭输送水泥灰粉系统，达到了密闭输送水泥灰粉系统，达到了HSEHSE要求。要求。 配套了开式和闭式两套泥浆加重系配套了开式和闭式两
23、套泥浆加重系统以及重晶石密闭输送系统，满足统以及重晶石密闭输送系统，满足平台钻井工程的所有需要。平台钻井工程的所有需要。三、自升式钻井平台钻井系统设计介绍三、自升式钻井平台钻井系统设计介绍（三）钻井系统设计（三）钻井系统设计 设计了满足钻井工程需要的井控系统，能够安全的控制钻井设计了满足钻井工程需要的井控系统，能够安全的控制钻井过程中的井下压力，达到安全钻井。过程中的井下压力，达到安全钻井。HYZJ70/4500DBHYZJ70/4500DB系列钻机系列钻机是目前我国自行研制的最先进的特深井交流变频数字控制单是目前我国自行研制的最先进的特深井交流变频数字控制单轴齿轮绞车式钻机，钻机结构新颖，性能先进，完全满足轴齿轮绞车式钻机，钻机结构新颖，性能先进，完全满足7000m7000m石油及天然气井的勘探和开发需要。石油及天然气井的勘探和开发需要。 钻机配置顶部驱动钻井装置。钻机配置顶部驱动钻井装置。 三、自升式钻井平台钻井系统设计介绍三、自升式钻井平台钻井系统设计介绍（三）钻井系统设计（三）钻井系统设计钻台布置钻台布置三、自升式钻井平台钻井系统设计介绍三、自升式钻井平台钻井系统设计介绍钻井系统动画钻井系统动画胜利钻井工艺研究院胜利钻井工艺研究院
