海洋平臺(tái)模塊鉆機(jī)管排規(guī)劃設(shè)計(jì)

杜志勝 馬超 張發(fā)（中海油能源發(fā)展裝備技術(shù)有限公司工程設(shè)計(jì)研發(fā)中心，天津 300452）

海洋平臺(tái)模塊鉆機(jī)主要由鉆井設(shè)備模塊（以下簡稱DES）、鉆井支持模塊（以下簡稱DSM）、散料灰罐組成[1]。DSM一般分為上、中、下三層甲板，主要包括泥漿泵房、散料間、空氣壓縮機(jī)間、柴油發(fā)電機(jī)間、電氣房間和其他房間等。DES一般分為鉆臺(tái)面、上滑移底座甲板、固控設(shè)備甲板和下滑移底座甲板四層甲板，主要包括井架、鉆臺(tái)面設(shè)備、井控裝置、液壓站及液壓滑移裝置、固控系統(tǒng)、拖鏈等。由于海上平臺(tái)空間及吊裝資源的限制，海洋模塊鉆機(jī)的設(shè)計(jì)越來越趨向于集約化、輕型化、模塊化及數(shù)字化[2]。海洋模塊鉆機(jī)空間利用率要求不斷提高，管線在滿足設(shè)計(jì)規(guī)范的前提下就必須盡可能集中布置，形成管排，最終在模塊鉆機(jī)狹小的空間內(nèi)完成管線的布置方案。因此，對(duì)整個(gè)模塊鉆機(jī)的管排進(jìn)行合理規(guī)劃，是模塊鉆機(jī)管線布置成敗的關(guān)鍵，也是海洋模塊鉆機(jī)更加集約化的基礎(chǔ)。

1 接口管排規(guī)劃

海洋模塊鉆機(jī)與海洋平臺(tái)接口管線的特點(diǎn)是數(shù)量龐大、大尺寸管線多、安裝空間狹小且必須集中布置。因此，接口管線在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)首先考慮布置為管排。在規(guī)劃此管排時(shí)應(yīng)綜合考慮模塊鉆機(jī)管線的布置及平臺(tái)管線的布置。

一般接口管線被設(shè)計(jì)為兩個(gè)立管管排布置在模塊鉆機(jī)DSM模塊南北兩側(cè)。由于管排接口位置不得位于平臺(tái)的電氣房間正上方，因此管排的首選位置是在平臺(tái)各類通道正上方，其次是平臺(tái)某些高度較低的設(shè)備正上方。同時(shí)管排應(yīng)布置在平臺(tái)甲板結(jié)構(gòu)梁格內(nèi)，避免與平臺(tái)主結(jié)構(gòu)梁發(fā)生碰撞。

2 DSM管排規(guī)劃

2.1 DSM下層甲板管排規(guī)劃

DSM下層甲板的管線主要用戶為發(fā)電機(jī)、空壓機(jī)、消防軟管站和公用站等。根據(jù)下層甲板各設(shè)備的布置，各系統(tǒng)管線經(jīng)過泥漿泵房到達(dá)各用戶是最優(yōu)途徑。泥漿泵房主要設(shè)備包括高壓泥漿泵、灌注泵和混合泵[3]，考慮到泥漿泵房管線的布置及設(shè)備維修要求，各系統(tǒng)管線集中布置在泥漿泵房逃生通道上方空間，設(shè)計(jì)為管排非常合理。

此管排管線多數(shù)來自于接口管排，因此泥漿泵房的管排需從泥漿泵房外南北兩側(cè)延長至接口立管管排，即在南北兩側(cè)接口管排間設(shè)計(jì)出一個(gè)途徑泥漿泵房的C字形水平管排。C字形管排應(yīng)高于逃生通道且低于電氣、儀表橋架，同時(shí)應(yīng)避開泥漿泵房通風(fēng)風(fēng)機(jī)。

2.2 DSM中層甲板管排規(guī)劃

DSM中層甲板的管線主要用戶為泥漿池、南北向拖鏈、消防軟管站和公用站等。根據(jù)管線數(shù)量、尺寸和走向，應(yīng)在泥漿池上方設(shè)計(jì)兩個(gè)管排。其中為南北向拖鏈、消防軟管站和公用站輸送流體的管線集中布置在泥漿池通道正上方，設(shè)計(jì)為水平方向的管排；泥漿池的配料管線緊靠泥漿池一側(cè)墻壁自下而上排列，設(shè)計(jì)為垂直方向的管排。水平管排布置高于逃生通道且低于電氣、儀表橋架；垂直管排應(yīng)不影響泥漿攪拌器、旋塞閥操作及泥漿池人孔的正常開啟。

3 DES管排規(guī)劃

3.1 東西向拖鏈管排規(guī)劃

東西向拖鏈進(jìn)出口的管線設(shè)計(jì)為管排從而進(jìn)行合理規(guī)劃。東西向拖鏈進(jìn)口的管線均由DSM南北向拖鏈引出，因此在南北向拖鏈至東西向拖鏈間的管線設(shè)計(jì)成管排。由于南北向拖鏈出口與東西向拖鏈進(jìn)口分別位于DES不同層甲板，兩拖鏈間的管排由一段水平管排和一段立管管排構(gòu)成，在空間上形成一個(gè)L形管排。

3.2 鉆臺(tái)面下管排規(guī)劃

DES鉆臺(tái)面甲板下的管線主要有消防水、海水、淡水、儀表氣、液壓油、排放等系統(tǒng)管線，其主要用戶為主絞車、井口液壓工具、消防軟管站和公用站等。鉆臺(tái)面與上滑移底座層高較低，可用于布置管線的空間極為有限。因此鉆臺(tái)面下的管線必須設(shè)計(jì)為管排。由于鉆臺(tái)面南北兩側(cè)各設(shè)有一個(gè)公用站，鉆臺(tái)面下的管排由東西向拖鏈出口引出，橫跨鉆臺(tái)面下兩個(gè)滑道梁后延伸至鉆臺(tái)面另一側(cè)的某一位置。鉆臺(tái)面下管排通常始于鉆臺(tái)面司鉆房下而終止于鉆臺(tái)面立管管匯下，形成一個(gè)C字形管排。

4 結(jié)語

模塊鉆機(jī)整體布局緊湊，各模塊各層甲板的管排布置需充分利用空間。水平管排布置首先利用通道上方空間，盡量與電纜橋架同層或位于電纜橋架下方。垂直管排（無論橫向或縱向）應(yīng)緊靠結(jié)構(gòu)或墻壁，少占用空間。

DSM的管排主要包括接口立管管排、下層途徑泥漿泵房的C字形水平管排、中層泥漿池上的水平管排和垂直管排；DES的管排主要包括南北向拖鏈至東西向拖鏈的L形管排和鉆臺(tái)面下的C字形水平管排。

[1]馮定，唐海雄，周魁，胡澤剛等.模塊鉆機(jī)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].石油機(jī)械，2008，36（9）：143-147.

[2]胡澤剛，張建勇，王寧.數(shù)字化信息系統(tǒng)在海洋模塊鉆機(jī)開發(fā)中的應(yīng)用[J]，科技通報(bào)，2013，29（4）：189-192.

[3]王長軍.崖城PFA小撬塊組合式模塊鉆機(jī)總體方案設(shè)計(jì)[J].石油礦場機(jī)械，2010，40（1）：60-62.