國產化鉆井設備實船的應用的配套技術研究

高嵩　徐郎君　高西健　楊勝國

摘? 要：超深水鉆井平臺（船）是關于海洋油氣資源開發的重要裝備之一，同時具有極高的戰略意義。為了確保第七代超深水鉆井平臺（船）能夠在惡劣海況中正常完成作業，該文基于鉆井設備配套設施的布置，配套設備相關規范，并結合項目規格書的要求，對配套設施的安裝工藝展開分析。在實現了配套設施的精準化安裝，大幅度提高了安裝工程中的安全性與規范性的同時，對我國海工平臺的設計與制造水平的提高有著極為重要的意義，并積累了相關寶貴的安裝經驗。

關鍵詞：超深水;鉆井設備;配套設施;安裝工藝

中圖分類號： TE95? ? ? ? 文獻標志碼：A

0 引言

在未來全球油氣開發中，油氣增量主要是來自深水，尤其來自超深水海域[1-2]。根據有關專業機構的預測，2014～2030年，全球超深水油氣產量年復合增長率將高達20%。當前，國內生產的鉆井平臺上的配套設備幾乎被國外設備廠家所壟斷，所購買的設備價格也比較昂貴，而國內對鉆井平臺的配套設備的研發也處于起步階段。為了能夠對超深水海域的油氣資源進行充分開發，煙臺中集來福士海洋工程有限公司承包第七代超深水半潛平臺（船）創新專項。

第七代超深水鉆井平臺（船）立足于深海高效開發，與第六代平臺相比，具有“兩深一高”的優勢，即井深更深，水深更深，效率更高，更加綠色環保，實現平臺作業低能耗、低噪聲、零排放、余熱余能利用，擁有優良的運動性能，可以有效提高平臺的作業天窗期及作業能力，能更好地應對臺風、內波流等，大幅降低平臺動力定位系統的能耗。鉆井設備安裝是介于建造工程與生產產品之間的一種不可缺少的步驟，在機械設備安裝實踐中，安裝工藝流程的設定及安裝質量的合理控制尤為重要[3，4，6]。為了確保第七代平臺能夠在所處的作業環境中正常工作，該文針對海洋工程裝備領域第七代超深水鉆井平臺（船）創新專項中的配套技術進行研究，對雜用絞車、增壓蓄能器等配套設施安裝工藝方案進行研究，并分析所實施的安裝工藝方案的先進性，對安裝方案進行總結。

1 雜用絞車的安裝工藝研究

1.1 雜用絞車簡介

船用絞車是用卷筒纏繞鋼絲繩或鏈條以提升或牽引重物的輕小型起重設備。雜用絞車可以單獨使用，也可以作為起重、礦井等機械中的組成部分，它由于操作比較簡單、繞繩量大、移動比較方便而廣泛使用在船舶中。船舶雜用絞車在船舶的整個作業工程中起到了非要重要的作用。如果沒有絞車，所有的作業將會耗費巨大的人力與物力，所有雜用絞車安裝工藝顯得非常重要。

1.2 絞車安裝流程圖

絞車安裝流程圖如圖1所示。

1.3 絞車安裝工藝流程

1.3.1 安裝

根據絞車的安裝工藝注意事項，絞車的安裝應當依照設備樣本。首先移除所有的包裝材料和清除所有的設備表面上的防腐保護膜。

1.3.2 在甲板上安裝雜用絞車

首先確?；塬@得一個適當的平面度，然后應用合適的起重裝置將絞車吊入正確的位置，將螺栓、墊圈依次放入安裝孔。其次，滾桶中心應與鋼絲繩滑輪中心對齊，可參照設備樣本。

1.3.3 液壓系統連接

當絞車安裝到位，就可以進行液壓連接。首先，絞車上應適當標記3條液壓管線接口，可以參考設備樣本上的接口一覽表。其次，外部系統、硬管、軟管等連接到絞車前應當有記錄清楚的清潔表。液壓管口的塞子只有在連接的時候才能移除。當開始液壓連接工作時要避免任何污物。

1.4 安裝工藝先進性

此安裝工藝研究了第七代超深水鉆井平臺（船）雜用絞車的安裝流程，此工藝可廣泛應用于絞車安裝中，其工藝合理、安全性高、可靠性強，可大大優化絞車的安裝工藝，減少使用中所產生的噪聲與磨損，大幅度提高了雜用絞車與鉆井平臺的使用年限。

2 增壓蓄能器安裝工藝研究

2.1 蓄能器介紹

蓄能器是液壓氣動系統中的一種能量儲蓄裝置[5]。其在適當的時候可以將系統中的能量轉變為壓縮能或位能儲存起來，當系統需要時，其可以將壓縮能或位能轉變為液壓或氣壓等而釋放出來，以便重新補供給系統。此外，當系統瞬間壓力增大時，它可以吸收多余的能量，以保證整個系統壓力正常。由于蓄能器在液壓系統中屬于危險部件，所以在操作過程中必須要特別注意安全，因此有必要對增壓蓄能器的安裝工藝進行梳理和優化，這對順利安全地進行增壓蓄能器的安裝具有極大的實際意義。該文主要對隔水套管艉部導向臂的安裝工藝進行研究，流程如下。

安裝前準備工作-從蓄能器的氮氣端移除盲板和螺栓-移除蓄能器油段盲板和螺栓-安裝測量液壓缸-將蓄能器安裝到平臺鋼結構-填充和排放。

2.2 蓄能器安裝流程

2.2.1 安裝前準備

在安裝蓄能器前，確保蓄能器必須放置水平。待水平放置后，需拆除蓄能器的底部支撐結構和支撐架，然后打開球閥以便泄去蓄能器的氮氣端的液壓油。蓄能器示意圖如圖2所示。

2.2.2 移除盲板和螺栓

待液壓油泄去后，將蓄能器氮氣端的盲板與螺栓移除 。

2.2.3 安裝管路

首先用螺栓把測量液壓缸安裝到蓄能器上，然后連接蓄能器的氮氣端到氮氣單元，并連接蓄能器的油端到油柜通過球閥來收集滲出的液壓油。當活塞運行到油端，停止運動，并且斷開氮氣單元。當活塞到零沖程，通過一個小口來排氮氣端釋放氮氣。用螺栓將測量液壓缸安裝到蓄能器上;并將油罐連接到測量液壓缸和底部支撐架，再用吊耳和相應的吊升架來吊升完全安好的2個部分。隨后用吊升蓄能器脫開，木質支撐架，將其從木質支撐架上慢慢吊升。然后將蓄能器安裝到平臺鋼結構上。

2.2.4 連接電氣元件（檢測器、Hypos-system和電感式傳感器）

在油端和氮氣端的高壓管連接到蓄能器的部件前必須沖洗干凈。然后再移除油端和氮氣端的盲板法蘭和螺栓，并清潔法蘭表面。

待移除完畢，連接油端和氮氣端的高壓管，并在法蘭盤表面和蓄能器的端覆蓋之間加入密封劑，以及在外邊緣增加工具。最后再對管路上被破壞的油漆與表皮進行修復。

2.2.5 填充與排放

將液壓油從注油端注入直到油柜最低的液位處，并通過測量液壓缸活塞桿端的接口將系統中的氣體抽出。然后給蓄能器油端注油，并通過蓄能器的下法蘭在蓄能器的油端抽氣。將蓄能器的油端注滿油，當蓄能器的活塞在端位置的時候，通過給蓄能器氮氣端加壓，打開球閥，從而使內部排放管路與氮氣端相通將液壓油全部泄出。然后用新油灌滿活塞的上部，將液壓油注入，直到到氮氣端最低液位，并給系統抽氣。蓄能器就可以進行操作。

2.3 蓄能器安裝工藝的先進性

該工藝對于蓄能器在安裝過程中的偏差進行了相應的控制，防止了事故的出現。對安裝檢查過程進行了順序的改進。同時在對增壓蓄能器安裝工藝進行基于安裝質量保證的基礎上進行創新。例如通過嚴格的實驗測試，確保測量液壓缸的活塞桿能夠延伸，最小的工作壓力要確定在50 bar，從而確保安裝完成后增壓蓄能器的安全使用。

3 結語

該文對第七代超深水鉆井設備部分配套設備的安裝工藝進行了研究，實現了配套設施的精準化安裝，大幅度提高了安裝工程中的安全性與規范性。其中，通過潤滑章節點于遠程系統控制，成功減小了雜用絞車的磨損與產生的噪聲;通過實驗測試，得出蓄能器的最小工作壓力在50 bar，確保了安裝順利進行與日后的使用。通過該文的配套設備安裝工藝研究，比較系統地學習了雜用絞車、蓄能器的安裝工藝流程，安裝時需要注意的事項對我國海工平臺的設計與制造水平的提高具有極為重要的意義，并積累了相關寶貴的安裝經驗。

參考文獻

[1]邱里，李東亮，王文祥.半潛式鉆井平臺推進器水下安裝工藝[J].船舶工程， 2013（2）：85-87.

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[3]張忠旭.機械設備安裝工藝：機電設備安裝與維修專業[M].北京：機械工業出版社，2002：99-101.

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[5]張海華.J1140型壓鑄機增壓蓄能器設計[J].機床與液壓，2014，42（14）：88-89.

[6]Li Q ， Dong-Liang L I ， Wen-Xiang W . The Research and Analysis on Underwater Installation Technique of Semi-submersible Drilling Platform Propeller[J]. Ship Engineering， 2013，35（2）：85-87.