陆丰7-2油田模块钻机总体布局研究

2015-02-07罗立臣许瑞杰韩旭

石油工程建设 2015年2期

关键词：泥浆池陆丰泥浆泵

罗立臣，许瑞杰，韩旭

天津中海油工程设计有限公司，天津300452

陆丰7-2油田模块钻机总体布局研究

罗立臣，许瑞杰，韩旭

天津中海油工程设计有限公司，天津300452

陆丰7-2油田HZJ70/4500模块钻机采用浮托法安装，模块钻机需满足建造场地的码头前沿地基承载能力及履带吊机起重吊装能力要求，同时还需满足模块钻机与上部组块一起浮托出海的重量控制要求，因此对模块钻机的模块划分和各模块的总体布局提出了严格的要求。通过合理的分块和合理布局控制各模块重量，使得模块钻机在码头前沿吊装、在建造场地组装和安装，以及浮托运输安装等作业都能够顺利完成。

模块钻机；浮托法安装；模块划分；总体布局

0 引言

陆丰7-2油田位于中国南海陆丰区块，区块面积约为2 064 km2，水深约为105.9 m。陆丰7-2油田新建一座HZJ70/4500模块钻机，共有24口井，井槽排布为6口×4口，井口间距为2 286 mm× 2 286 mm。

HZJ70/4500模块钻机与上部组块分别在不同的陆上建造场地建造后，将模块钻机运输到上部组块建造场地，利用建造场地的履带吊机将其安装在上部组块上，然后利用浮托法进行海上安装。浮托法安装的模块钻机要求能够满足建造场地码头前沿地基的承载能力和建造场地履带吊机的起重吊装要求，同时还能够满足模块钻机与上部组块一起浮托出海的重量控制要求，因此对模块钻机的模块划分和各模块的总体布局提出了严格的要求。

1 模块钻机模块划分

为了满足建造场地履带吊机的吊装能力要求，限定每个模块吊装质量不超过450 t，总体质量控制在1 900 t以内。在满足模块钻机工艺要求和功能要求的前提下，调整设备和房间的布置，使得每个模块质量控制在要求范围内，同时兼顾尽量减少各模块陆地和海上吊装、安装、连接次数，减少管道和电缆敷设、连接的工作量和时间的原则，将模块钻机划分为6块，其中钻井支持模块（DSM）分成3块，即DSM A、DSM B、DSM C；钻井设备模块（DES）分成2块，即DES下底座、钻台面；灰罐橇块（P-tank）单独成块，见图1（其中“水泥单元”不是模块）。

图1 模块的划分

为了减少工作量，各模块之间未设置连接用的拼接块，各模块吊装就位后直接焊接在上部组块的上甲板上，直接对接。这减少了在上部组块建造场地的现场焊接工作量，也提高了各模块对接后的整体稳定性。

有别于常规的固定平台模块钻机，陆丰7-2模块钻机的DSM采用了非规则布置，DSM形状呈倒L型。同时为了降低DSM高度，减轻结构重量，取消了常规钻机的DSM支墩。通常，常规钻机支墩高度为1.3～1.4 m，在该空间内布置排放管道；而陆丰7-2模块钻机的DSM结构直接焊接在上部组块的上甲板上，排放管道布置在上部组块的上甲板下面。

水泥单元和P-tank布置在DES西侧、上部组块的上甲板上。

2 DSM和DES模块一层总体布置

模块钻机一层总体布置见图2。

DSM A和DSM B一层布置了泥浆泵/空压机房和储物间，DSM C布置了散料间和拖链。泥浆泵/空压机房布置有高压泥浆泵、灌注泵、泥浆池、空压机、干燥器、空气瓶等设备及其辅助设施。散料间布置有散料堆放托架、叉车、缓冲罐、散料漏斗、混合泵等设备。

图2 模块钻机一层总体布置

区别于常规钻机，模块钻机散料间布置在DSM一层，吊货区也位于DSM一层，配置泥浆的散料可以暂时堆放在上部组块敞开甲板上，大大提高了甲板利用率。DSM B和DSM C之间设置双开门，允许叉车通过，以便于叉车能够运输高压泥浆泵动力端和液力端维修部件，以及其他小型泵类等设备。此设计大大方便了设备的维修，减轻了操作人员的劳动强度，更换备品备件更加方便，时间更短，提高了钻井时效。

为了节省空间，本项目不单独设置空压机间，而是将泥浆泵、空压机布置在一个房间内，节省了空间；房间的通风散热集中考虑，节省了风机以及风管。

DES一层主要布置了BOP、BOP控制单元、液压站单元、BOP气动绞车、固控泵等设备。相对于常规钻机，模块钻机在DES底层设置了一层BOP甲板，大大提高了DES底层甲板利用率，将上层设备布置于该层，降低了DES结构重心，改善了结构受力状况。

3 DSM和DES模块二层总体布置

模块钻机二层总体布置见图3。

DSM A和DSM B模块布置了电池间、UPS房间、MCC房间、VFD房间、变压器房间、中央空调机组区域、泥浆池区域。DSM C布置了泥浆实验室、存储间、机修间、电气存储间、电气修理间、司钻办公室。

中央空调区域布置了3台中央空调为模块钻机房间集中制冷，解决了分体空调布置分散、维修点多的难题。集中空调更容易实现各个房间的温度控制。

图3 模块钻机二层总体布置

泥浆池区域布置有泥浆搅拌器，为了防止泥浆池上方的危险气体进入到DSM其他区域，在泥浆池舱壁上开有气密式舱门，以保证DSM危险区和非分类区的分隔。

DES二层布置了固控设备区域，其中包括振动筛、离心机、真空除气器，泥浆净化器等固控设备。

4 DSM和DES模块三层总体布置

模块钻机三层布置见图4。

图4 模块钻机三层布置

DSM三层布置了管子甲板，主要用于堆放钻杆和套管。在DSM B和DSM C之间布置了一台折臂吊机，用于将钻杆和套管从管子堆场吊装到猫道上，同时可以将DSM C上的钻杆和套管先吊装到DSM A和DSM B上存放，再吊装到猫道上。

DES三层为钻台，主要布置了钻井绞车、井架、转盘、立根盒、司钻房、铁钻工、倒绳机、高压管汇、死绳固定器、液压猫头、鼠洞等设备。

本项目的立根盒布置不同于常规钻机。常规钻机立根盒布置在钻井绞车对侧，接立根完成后，利用顶驱直接将钻杆存放在立根盒区域，顶驱吊环不需要旋转即可完成操作；而本项目立根盒位于司钻房对侧，接立根完成后，利用顶驱将钻杆存放在立根盒区域，但是顶驱吊环需要旋转90°才能完成操作。由于没有立根遮挡井架V门，司钻能更好地观察V门和井架二层台的情况，视野更加开阔，有利于钻井作业。

5 结束语

通过合理的模块划分，成功地实现了各模块的重量分配，成功地解决了模块钻机和上部组块在不同建造场地分别建造后再安装的难题。并最大限度地减少了陆地吊装、安装、连接及调试的工作量和时间，节约人力物力，提高了钻井作业的安全性、可操作性和时效。

[1]胡鹏飞，冯翠鑫.PEMEX海洋模块钻机的实施技术[J].石油工程建设，2010，36（3）：28-32.

Research on GeneralL ayout ofModular Drilling Rig in L ufeng 7-2 Oilfield

Luo Lichen，Xu Ruijie，Han Xu
CNOOC Engineering Design Co.，Ltd.Tianjin，Tianjin 300452，China

HZJ70/4500 modular drilling rig in Lufeng 7-2 Oilfield is installed with floatover method.The modular drilling rig should satisfy the requirements of foundation bearing capability of construction yard，lifting capacity of crawler crane and weight control in floatover installation because of transporting modular drilling rig and topside together.So，it is very strict to module divided and general layout.Through reasonable module divided and general layout，the module weights can be controlled very well.The lifting，assembling and installation in construction yard and floatover installation can be realized successfully.

modular drilling rig；floatover installation；module divided；generallayout