海洋鉆機模塊機械設(shè)備安裝探討

高 亮

海洋石油工程股份有限公司安裝公司

海洋鉆機模塊機械設(shè)備安裝探討

高 亮

海洋石油工程股份有限公司安裝公司

與陸上石油鉆井相比，海洋石油由于地理位置和環(huán)境條件的特殊性，其相關(guān)設(shè)備/裝置等也與陸上石油鉆進存在很大區(qū)別。近年來由于我國大力發(fā)展海洋石油開采，海上鉆井平臺大量出現(xiàn)，隨之而來的就是海洋石油鉆機的不斷增加，且隨著鉆機搬運和挪移的次數(shù)越來越多，傳統(tǒng)的鉆機搬運方法已經(jīng)無法滿足鉆探效率的要求，使得相關(guān)企業(yè)面臨很大的挑戰(zhàn)和壓力。因此，在實際的鉆機安裝中，需要考慮設(shè)備的可靠性、操縱性、經(jīng)濟性、可維護性等性能指標。本文主要就對海洋鉆機模塊機械設(shè)備安裝相關(guān)方面進行分析和探討。

海洋鉆機；機械設(shè)備；安裝

1 模塊鉆機定義及應(yīng)用現(xiàn)狀

1.1 模塊鉆機定義

模塊化鉆機，即塊狀鉆機，是指將鉆井裝置按模塊功能、便捷安裝的要求，分裝在不同的底座上，搬家移動時能快速分拆，分塊運輸，到井位后通過簡單的安裝，即能實現(xiàn)鉆井功能的裝置。

模塊鉆機的出現(xiàn)是為了達到降低鉆井成本與鉆井輔助成本(運輸成本和停工成本等)的目的，從而對鉆機提出的模塊化設(shè)計要求，進而開發(fā)出的高度集裝化、具有良好操作性能、安裝移運性能和環(huán)境適應(yīng)性能的鉆機。與移運式鉆機相比，模塊鉆機的拆卸、移運和安裝均有相當大的優(yōu)勢。雖然模塊鉆機在移運性上稍遜于移運式鉆機，但模塊鉆機布置靈活，鉆井能力涵蓋范圍大，環(huán)境適應(yīng)能力強，井架穩(wěn)定性好，性價比相對較好。尤其是性能優(yōu)異的交流變頻驅(qū)動方式進入鉆機行業(yè)之后，由于移運式鉆機必須配置用于行車的柴油機，所以模塊鉆機則更顯出經(jīng)濟和技術(shù)上的優(yōu)勢。同時，隨著技術(shù)的進步，模塊鉆機的拆裝、運輸越來越方便，效率也更高。中油長城鉆井公司的1103kW模塊化快速運移鉆機底座采用模塊化設(shè)計方案，井架采用拖掛方式運移。設(shè)計時充分考慮鉆機的快速拆裝及運移性，高度集成化的安裝和運輸模塊，使鉆機的長途搬運和安裝速度均大幅提高。

1.2 模塊鉆機應(yīng)用現(xiàn)狀

目前新建的海洋鉆機大部分采用模塊化的結(jié)構(gòu)，各家的主要目的是結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化、運轉(zhuǎn)方便、質(zhì)量輕便、符合運轉(zhuǎn)要求、降低建造成本等，通常的做法是先在陸上建造好，之后進行裝船，最后利用吊裝設(shè)備安裝至海洋平臺。在必要的情況下，為了能夠短時間內(nèi)將模塊安裝到平臺上，可以通過多次吊裝的方式，主要的區(qū)別是模塊化的程度高低不同。

2 模塊鉆機構(gòu)成

在鉆井工藝方面，陸上和海上區(qū)別不大，但是陸上由于不受場地限制，可以適當?shù)牟贾梅稚⑿Ｉ掀脚_由于地域的限制，其鉆進設(shè)備必須進行集中布置，且操作步驟更繁瑣，施工更復(fù)雜。海洋模塊鉆機主要由動力系統(tǒng)、鉆井液循環(huán)系統(tǒng)、旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)、起升系統(tǒng)、防噴器系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等組成。

3 海洋鉆機模塊機械設(shè)備安裝的形式

3.1 基座式

定位于平臺基準面上的設(shè)備的安裝形式為基座式。采用此種形式的設(shè)備分為動設(shè)備和靜設(shè)備兩種。動設(shè)備包括泵類設(shè)備、發(fā)電機組、鍋爐、壓縮機等，安裝時，需要考慮調(diào)平、減震等方面的要求；靜設(shè)備包括分離器、常壓容器、管匯、油水處理等成撬設(shè)備，安裝時可直接安裝在甲板上。

3.2 懸吊式

懸吊式即設(shè)備安裝在空中，一般采用三角支架或“口”字形吊架與結(jié)構(gòu)梁連接，從而完成對設(shè)備的安裝固定。通常在兩種情況下，采用懸吊式安裝，一種是滿足工藝設(shè)計的需要，為便于就近及時供料、送料；另一種是由于功能實現(xiàn)需要，如風機、空調(diào)等。懸吊式的主要優(yōu)點是布置緊湊，節(jié)省空間；缺點是需要考慮的因素較多，不僅需考慮操作、維修空間，還需協(xié)調(diào)好相關(guān)專業(yè)的走向布局，防止發(fā)生干涉。

3.3 嵌入式

嵌入式屬于鋼結(jié)構(gòu)特有的安裝形式。采用嵌入式安裝可極大地節(jié)省空間，但也存在一些缺點：1)因設(shè)備定位在平臺基準面以下，安裝相對困難，且還要考慮到后期維護的便利性，因此，對設(shè)備的安裝設(shè)計要求較高；2)必須提前進行設(shè)備的采購，并在設(shè)計前期拿到設(shè)備資料，以便向結(jié)構(gòu)專業(yè)提供相應(yīng)的計算參數(shù)，使設(shè)備所在區(qū)域結(jié)構(gòu)滿足強度要求；(3)對施工要求較嚴，不易控制。鑒于此，僅大型設(shè)備如轉(zhuǎn)盤、絞車等采用此種安裝方式。

4 設(shè)備安裝中要點分析

4.1 安裝工藝要點

設(shè)備定位后，針對海洋鉆機模塊空間有限、布置緊湊的特點，討論其安裝順序。當設(shè)備周圍有擋風墻或欄桿時，要從設(shè)備的實際安裝型式、施工空間、施工工具等方面綜合考慮，確定是先安裝設(shè)備還是先安裝擋風墻或欄桿，以免造成設(shè)備就位困難或安裝檢驗不達標。此外，鉆機模塊經(jīng)常為了保證吊裝安全而增加一些臨時支撐梁，待吊裝完成后應(yīng)去除。安裝此區(qū)域的設(shè)備時，首先要確認臨時支撐的位置是否與設(shè)備的定位有沖突，如有沖突，則必須待鉆機模塊吊裝完成后才可進行安裝，且在一般情況下，需提前將設(shè)備置于安裝區(qū)域；如不沖突，則應(yīng)根據(jù)安裝位置，仔細核對支撐拆裝時，是否會與設(shè)備發(fā)生干涉，如干涉，需待臨時支撐拆卸后再進行安裝。

4.2 防火區(qū)域施工要點

海上鉆井過程中，可能出現(xiàn)帶有油、氣等可燃物，容易引發(fā)火災(zāi)，因此對鉆機模塊的各個區(qū)域進行了防火級別劃分，安全級別不同，對相應(yīng)區(qū)域中設(shè)備的帶電裝置的防護要求不同。在安裝設(shè)備時，要根據(jù)防火區(qū)域劃分的級別，核對設(shè)備的防護等級是否滿足要求，如不滿足要求，則需增加相應(yīng)的防護罩或其它保護措施。

4.3 逃生通道要點分析

在海洋鉆機模塊上，逃生通道既可作為正常的通行空間又可作為發(fā)生事故時平臺人員進行自救的生命通道。設(shè)備安裝時，要認真核對設(shè)備的定位，確定不能占用逃生通道。尤其應(yīng)當注意懸吊式設(shè)備，需核對其空間高度，確認空間上不與逃生通道干涉。

結(jié)語

海洋鉆機模塊設(shè)備的專業(yè)性較強，應(yīng)用的專業(yè)技術(shù)相對較為復(fù)雜，對安裝人員的整體素質(zhì)要求較高。安裝設(shè)備時，要根據(jù)現(xiàn)場情況，本著安全合理、方便可靠的原則，靈活應(yīng)用，以低成本創(chuàng)高質(zhì)量，確保設(shè)備順利投入運行生產(chǎn)。

[1]李雄巖，李清明，尹彥坤，彭紹源，鄧欣，陳實，陳田輝.可移動吊機的設(shè)計及其在小模塊化鉆機安裝中的應(yīng)用[J].中國海洋平臺，2012，02：6-9+19.

[2]王進全，陳立人，何鴻.石油鉆機專利技術(shù)資源的開發(fā)與利用[J].石油科技論壇，2007，04：11-17.

[3]馮定，楊志遠，周魁.輕型可搬遷式海洋鉆修機模塊劃分方案研究[J].石油礦場機械，2010，02：44-47.