海洋钻井平台安全(海洋钻井平台工作原理)

江南官网app 2023-05-31 06:48 编辑:jing 100阅读

1. 海洋钻井平台工作原理

钻井水龙头功用及使用要求水龙头通过提环挂在大钩上,随大钩运行而上提下放。

水龙头下部接方钻杆,连接井中钻具;上部通过鹅颈管与长长的水龙带相连,通过它们向钻具中心导入钻井液。

水龙头的功用主要是:(1)悬持旋转着的钻柱,承受大部以至全部钻柱重量,并为旋转钻柱提供上部轴承支承。(2)向旋转着的钻柱导入高压钻井液。

2. 海洋钻井平台的分类及其定位方式

海上钻井平台按运移性可分为固定式平台和移动式平台,移动式就包括了浮式钻井船等,钻井船是浮船式钻井平台,它通常是在机动船或驳船上布置钻井设备。平台是靠锚泊或动力定位系统定位。中海油这几种钻井平台都有,最具代表意义的就是海洋石油981深水半潜式钻井平台。

3. 海洋钻井平台发展现状

1、前期的勘探性钻井和海底的石油天然气的开采,纯开采,不储存,不加工;

2、钻头在海底岩石打孔,破碎的岩石屑通过循环系统带出到海面,钻出油气;

3、通过密闭的钢管,钢管外面还有隔水管;

4、海底有封井装置。

4. 海洋钻井平台工作原理图

随着人类对油气资源开发利用的深化,油气勘探开发从陆地转入海洋。因此,钻井工程作业也必须在灏翰的海洋中进行。在海上进行油气钻井施工时,几百吨重的钻机要有足够的支撑和放置的空间,同时还要有钻井人员生活居住的地方,海上石油钻井平台就担负起了这一重任。由于海上气候的多变、海上风浪和海底暗流的破坏,海上钻井装置的稳定性和安全性更显重要。

目前的海上石油钻井平台可分为固定式和移动式两种。固定式钻井平台大都建在浅水中,它是借助导管架固定在海底而高出海面不再移动的装置,平台上面铺设甲板用于放置钻井设备。支撑固定平台的桩腿是直接打入海底的,所以,钻井平台的稳定性好,但因平台不能移动,故钻井的成本较高。

为解决平台的移动性和深海钻井问题,又出现了多种移动式钻井平台,主要包括:坐底式钻井平台、自升式钻井平台、钻井浮船和半潜式钻井平台。

坐底式钻井平台又称沉浮式或沉底式钻井平台,其上部和固定式钻井平台类似,其下部则是由若干个浮筒或浮箱组成的桁架结构,充水后,使钻井平台下沉坐于海底并处于工作状态,排水后,使钻井平台上浮可进行拖航和移位。坐底式钻井平台多用于水浅、浪小、海底较平坦的海区。

自升式钻井平台是有多个(一般为3~4个)桩腿插入海底,并可自行升降的移动式钻井平台。自升式钻井平台基本由两部分组成,一部分是可以安放钻井设备、器材和生活区的平台,另一部分是可升降并可插入海底的桩腿。我国自行制造的自升式钻井平台“渤海一号”平台的四根桩腿是由圆形的钢管做成的,桩腿的高度有七十多米,升降装置是插销式液压控制机构。该型钻井平台造价较低、运移性好、对海底地形的适应性强,因而,我国海上钻井多使用自升式钻井平台。

钻井平台桩腿的高度总是有限的,为解决在深海区的钻井问题,又出现了漂浮在海面上的钻井船。钻井船的排水量从几千吨到几万吨不等,它既有普通船舶的船型和自航能力,又可漂浮在海面上进行石油钻井。由于钻井船经常处于漂浮状态,当遇到海上的风、浪、潮时,必然会发生倾斜、摇摆、平移和升降现象,因此钻井船的稳定性是一个非常关键的问题。目前,海上钻井船的定位常用的是抛锚法,但该方法一般只适用于200m以内的水深,水再深时需用一种新的自动化定位方法。

半潜式钻井平台其结构形式与坐底式钻井平台相似,上部为钻井的工作平台,下部为浮筒结构。它综合了坐底式钻井平台和钻井船的优点,解决了稳定性和深水作业的矛盾。钻井作业时,平台呈半潜状态漂浮在海面上,浮筒在海水下的20~30m处,受大海风浪的影响小,所以平台的稳定性比钻井浮船要好,钻井作业结束,排出水形成浮箱后可进行拖航,是目前海上钻井应用较广泛的一种石油钻井平台。

5. 海洋钻井平台包括哪两个

海上钻井平台既有移动式的,也有固定式的。

海上钻井平台(drilling platform)是主要用于钻探井的海上结构物。平台上装钻井、动力、通讯、导航等设备,以及安全救生和人员生活设施,是海上油气勘探开发不可缺少的手段。主要分为移动式平台和固定式平台两大类。

其中按结构又可分为:

(1)移动式平台:

坐底式平台、自升式平台、钻井船、半潜式平台、张力腿式平台、牵索塔式平台。

(2)固定式平台:

导管架式平台、混凝土重力式平台、深水顺应塔式平台固定式钻井平台大都建在浅水中,它是借助导管架固定在海底而高出海面不再移动的装置,平台上面铺设甲板用于放置钻井设备。支撑固定平台的桩腿是直接打入海底的,所以,钻井平台的稳定性好,但因平台不能移动,故钻井的成本较高。

6. 海洋钻井平台是怎么固定的

现在的海上石油平台有桩基式、自浮式、还有使用箱体直接坐在海床上的形式。

自浮式可以在较深海水中作业。

桩基式一般在10米左右的海中作业;

第三种一般在滩涂或很浅的海水中作业。

桩基式的一般有3根或4根桩腿,当平台在海面上就位后,通过液压机构使桩腿深入到海床的岩石上,需要移动位置时,再把腿收上来。

自浮式在平台就位后,要用钢缆固定平台,为了预防摇摆,平台上一般配备有摇摆的补偿系统。

第三种就比较简单了。箱体注满水沉入海底,平台搭建在由箱体构成的平面上,回收时抽出箱体内的水,箱体浮起来。

7. 海洋石油钻井平台结构

特点:构造简单,投资较少,建造周期较短,适用于河流和海湾浅水域,海床平坦的浅海区域勘探开发作业。坐底式钻井平台(submersible drilling platform)又叫钻驳或插桩钻驳,亦称“沉浮式钻井平台”,具有构造比较简单,投资较少,建造周期较短等优点,钻井时坐落于海底,移位时浮到海面上,适用于河流和海湾等30m以下的浅水域,海床平坦的浅海区域进行油气勘探开发作业。

8. 海洋钻井平台工作原理图解

1 人工挖井方法

1973年出土于浙江余姚县的河姆渡古井是世界上目前已知的最古老的水井,经14C测定表明它是5700多年前的产物。

挖掘井阶段大约从远古到西周末年,我们的祖先用原始的工具,诸如石铲等手工挖井,井的深度很浅。在公元前15世纪前后我国的甲骨文中就出现有“井”字。

2 冲击钻井方法

冲击钻井方法经过了三个阶段,即顿钻大口井阶段、顿钻小口井(卓筒井)阶段和机械顿钻阶段。

1)顿钻大口井阶段

最初的顿钻设备,主要由“踩架”和井架组成。“踩架”上有碓板,碓板一端悬挂着钻头,它是直接钻凿岩石的工具;碓板另一端供人踩踏,使钻头反复上提、下顿,产生冲击运动。

2)顿钻小口井(卓筒井)阶段

从北宋开始,我国古代钻井技术又有了新的发展。一是顿钻大口井发展为顿钻小口井。当时把口径只有“碗口大小”的小口井称为卓筒井。

3)机械顿钻阶段

从19世纪中叶到20世纪初是用钢铁工具和设备,用蒸汽机作动力,进行冲击钻井的近代顿钻阶段,也称机械顿钻阶段。1842年,蒸汽动力用于石油钻井;1859年,德雷克使用蒸汽动力的绳式顿钻钻机钻出第一口具有商业开采价值的油井。绳式顿钻钻机此后独占主流,20世纪初被旋转钻机所取代。机械顿钻与卓筒井技术一脉相承,是在中国人的原创技术上,应用工业社会的成果发展起来的。

3 旋转钻井方法

石油钻井是在钻头上给所钻的地层加一定的压力,使钻头的牙齿嵌入地层,然后旋转钻头,利用旋转钻头的扭矩来切削岩石,并用循环的钻井液将岩屑带出井眼,以保证持续钻进。

石油钻井的地面配套设备称为钻机,石油钻机是由多种机器设备组成的一套大功率重型联合工作机组,它的每一种设备和机构都是为有针对性地满足钻井过程中某一工艺需要而设置的,整套钻井设备由六个系统组成:

(1)动力系统。

钻井好像是一座流动性大的独立作业的小型工厂。钻机所需的各工作系统大多数是用柴油机作发动机,通过变速箱直接驱动或由柴油机发电来驱动钻井设备的。动力系统的作用是产生动力,并把动力传递给钻井泵、绞车和转盘。

(2)起升系统。

起升系统主要用来起升、下放或悬吊钻柱、套管柱等,主要完成起下钻、接单根和钻进时的钻压控制任务。这个系统主要由井架、天车、游车、大绳、大钩、吊环及绞车等组成。一般用最小的提升速度和最大的负载来确定提升系统的能力。

(3)旋转系统。

旋转系统主要由转盘、转盘变速箱、水龙头、方钻杆组成,主要功能是保证在洗井液高压循环的情况下,给井下钻具提供足够的旋转扭矩和动力,以满足破岩钻进和井下的其他要求。旋转系统还有接、卸钻柱和钻具的功能。

(4)循环系统。

钻机循环系统最主要的功能是在钻进中通过循环洗井液从井底清除岩屑、冷却钻头和润滑钻具。钻机循环系统主要包括钻井泵、钻井液净化装置(固相控制设备)和钻井液槽、罐等。整个循环系统的中心设备是钻井泵。

(5)气控系统。

气控系统主要包括控制面板(控制机构)、传输管线和阀门、执行机构(如气动离合器、气缸和气马达等)以及压风机等。气控系统的功能是确保对整个工作机构及其部件的准确、迅速控制,使整机协调一致地工作。

(6)井控系统。

在整个钻井作业过程中,井控系统要对井下可能发生的复杂情况进行控制和处理,以恢复正常作业。井控系统包括四个主要部分:防喷器组、储能器机组和防喷器组遥控面板、节流管汇、压井管汇。

9. 海洋钻井平台造价高的原因

超深海洋钻井平台的原理:借助导管架固定在海底而高出海面不再移动的装置,平台上面铺设甲板用于放置钻井设备。支撑固定平台的桩腿是直接打入海底的,所以,钻井平台的稳定性好,但因平台不能移动,故钻井的成本较高。   超深海洋钻井平台的种类:   

1、坐底式钻井平台又称沉浮式或沉底式钻井平台,其上部和固定式钻井平台类似,其下部则是由若干个浮筒或浮箱组成的桁架结构,充水后,使钻井平台下沉坐于海底并处于工作状态,排水后,使钻井平台上浮可进行拖航和移位。坐底式钻井平台多用于水浅、浪小、海底较平坦的海区。   

2、自升式钻井平台是有多个(一般为3~4个)桩腿插入海底,并可自行升降的移动式钻井平台。自升式钻井平台基本由两部分组成,一部分是可以安放钻井设备、器材和生活区的平台,另一部分是可升降并可插入海底的桩腿。我国自行制造的自升式钻井平台“渤海一号”平台的四根桩腿是由圆形的钢管做成的,桩腿的高度有七十多米,升降装置是插销式液压控制机构。该型钻井平台造价较低、运移性好、对海底地形的适应性强,因而,我国海上钻井多使用自升式钻井平台。   

3、漂浮在海面上的钻井船。钻井船的排水量从几千吨到几万吨不等,它既有普通船舶的船型和自航能力,又可漂浮在海面上进行石油钻井。由于钻井船经常处于漂浮状态,当遇到海上的风、浪、潮时,必然会发生倾斜、摇摆、平移和升降现象,因此钻井船的稳定性是一个非常关键的问题。目前,海上钻井船的定位常用的是抛锚法,但该方法一般只适用于200m以内的水深,水再深时需用一种新的自动化定位方法。   

4、半潜式钻井平台其结构形式与坐底式钻井平台相似,上部为钻井的工作平台,下部为浮筒结构。它综合了坐底式钻井平台和钻井船的优点,解决了稳定性和深水作业的矛盾。钻井作业时,平台呈半潜状态漂浮在海面上,浮筒在海水下的20~30m处,受大海风浪的影响小,所以平台的稳定性比钻井浮船要好,钻井作业结束,排出水形成浮箱后可进行拖航,是目前海上钻井应用较广泛的一种石油钻井平台。

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