海洋鉆機模塊機械設備安裝探討

朱振濤

（中海油田服務股份有限公司，天津 300450）

0 引言

與陸地鉆井相比，海上鉆井還會受地理條件、氣候環境等因素影響，因而相關的鉆井設備與陸地設備有很大的區別。我國最早開始的是陸地石油的開采，海洋石油開采的歷史實際上并不長，但是其發展非常迅速，海洋中蘊含著大量的資源，受需求的不斷增長和設備需要不斷轉移等問題的影響，傳統的鉆機已經不能滿足海洋鉆井的需求。與傳統移動式鉆機相比，模塊機械設備可移動性低，具有可拆卸性強、易安裝、可靠性高、操作性高、可維護性高等特點，在海洋鉆機中非常常見。

1 模塊鉆機的安裝特點

模塊鉆機的安裝分為多個步驟和流程，主要的安裝流程系統有起升系統、旋轉系統、泥漿循環系統、動力系統、控制系統和防噴系統。各個系統彼此獨立又互有關系，所以必須要確保每個系統的正常工作和運行。

1.1 設備采用可移動、可拆卸式安裝

海上鉆機設備的安裝費用非常高昂，成本是陸上設備安裝的幾倍，因而要盡量保證設備的使用年限和較長的使用周期，從而減少成本投入。或者直接在陸地上完成主要組裝，現在運用最多的是鋼樁平臺，這種平臺可以事先在岸上預制好做成導管型式，用駁運船運到目的地，或者依靠中空的浮力拖至目的地，下沉到海底上，再將樁管由導管內插入，并用打樁機打入海底一定的深度。相較于陸上開采石油，海上石油的開采技術還不夠成熟和完善，而且受條件的限制，導致設備可能會經常移動和拆卸保養或者是更換部分零件以滿足實際的需求，這就要求保證設備具有可移動性和可拆卸性。如半潛式鉆井平臺，平臺本體與下體之間連接的立柱，具有小水線面的剖面，主柱與主柱之間相隔適當距離，以保證平臺的穩性；下體間的連接支撐一般都設在下體上方，這樣，當平臺移位時，可使連接支撐位于水線之上，以減小阻力；平臺本體高出水面一定高度，以免波浪的沖擊；下體或浮箱提供主要浮力，沉沒于水下以減小波浪的擾動力（圖1）。

圖1 半潛式鉆井平臺

1.2 安裝要盡量簡潔

海上的設備安裝本身就比較困難，如果安裝程序等不夠簡潔，不僅會造成安裝的困難，還可能導致設備安裝出現問題，不能達到實際使用的目的。所以，在海上安裝設備，其安裝程序、安裝步驟和操作等需要盡量簡潔，這樣不僅可以節約安裝時間、安裝成本，使設備盡早投入使用，而且還能在很大程度上保證安裝的安全性和可靠性。

1.3 安裝方式需合理

因為是在海上安裝設備，受自然條件的影響，實際可操控的空間非常有限，所以必須采用合理、科學的安裝方式，最大限度地利用有限的空間和資源。

2 設備安裝模式

設備的安裝質量直接影響到設備的正常運行，甚至會影響到整個工程的進行。安裝質量的優劣，會影響到設備的使用效率和設備的安裝費用、維修養護費用等。目前常見的安裝方式有懸吊式、基座式和鑲入式，這需要根據實際的需求和環境等因素進行選擇。

2.1 懸吊式安裝方式

懸吊式一般是采用吊架與結構梁結合實現設備的安裝，適宜在較為高的空間施工。一般是補充材料或者是在外圍安裝空調等時，會采用懸吊式的安裝方式。懸吊式具有布置緊密、節省空間的優點，但是在使用時必須考慮實際的情況和后續維修的空間、維修的可能性等因素，因此相較于其他安裝方式，其在整體控制上較為困難（圖2）。

2.2 基座式安裝方式

定位于安裝平面上的安裝方式為基座式。模塊鉆機的一些基礎模塊需要采用基座式安裝方式，如發動機、電機組、壓縮機、分離器和油水處理器等，都需要采用基座式安裝方式。因為整個鉆機設備的基礎就在于此，主要的噪聲來源也是來源于此，所以在安裝時必須要考慮設備的平整、穩定和減噪等問題。

3 安裝時的注意事項

圖2 井架吊裝示意

海洋模塊鉆機安裝受其環境和施工空間等的影響，因而其安裝時具有其自身獨特的特點。在安裝時需要根據其特點，針對其特殊的安裝空間和環境，需要注意以下內容。

3.1 安裝順序

安裝順序主要針對的是不同設備模塊之間，關系到結構與結構之間的銜接。在安裝之初就需要考慮這個問題，因為不同模塊、不同的安裝順序，直接影響到安裝工藝的難易程度和設備空間使用情況等。本文主要是基于海洋安裝空間有限、模塊設備需緊湊安裝進行考慮，在安裝時要考慮設備的安裝形式、施工空間、所采用的施工工具等，這些都會影響設備的安裝情況。而且，為了確保整個安裝過程的安全性，在安裝時還需在外圍安裝一些簡易柵欄，在安裝結束后再拆卸。根據實際情況，有時候還需要安裝一些臨時性的支擋結構。如果安裝鉆機與一些臨時的支撐設備出現沖突，則需要保證鉆機設備吊裝完成后再進行安裝。但是當一些安全設備的安裝和鉆機的安裝出現矛盾時，要首先保證安全設備。

3.2 防火區域的選擇

海上鉆機安裝就是為了采集海洋資源，特別是海洋里的石油資源。而石油是一種易燃物質，所以必須要有明確的防火區域，這需要根據不同的模塊鉆機，進行防火級別和安全級別的劃分。不同等級的防火區域和安全區域對于設備的要求和施工要求也不同，應根據不同的等級要求進行設備的選擇和安裝。

4 結束語

相較于傳統設備，鉆機模塊機械設備具有良好的性能，更加適用于海上環境。海洋鉆機模塊機械設備在海洋資源開采中使用得越來越廣泛，提升了對海洋自然資源的開采和利用情況。作為整個工程的基礎，設備安裝在工程中的作用越來越重要。