自升式平台BOP处理设备浅谈*

2015-05-11王葆葆李进军赵世刚

机械研究与应用 2015年6期

王葆葆，李进军，赵世刚

(兰州兰石能源装备工程研究院有限公司青岛分公司，山东青岛 266520)

0 引言

自升式平台定位能力强，作业稳定性好，在大陆架海域的油气勘探开发中居重要地位［1］。BOP处理设备作为自升式平台的重要配套设备，主要负责移运、安装、拆卸和维护BOP等工作，其配置直接影响整个平台的主尺寸及总体布局。因此，分析和研究BOP处理设备已成为自升式平台关键技术研究中的重要内容［2］。由于我国对于自升式平台BOP处理设备的研究较少，笔者对该设备进行了先期技术调研，以期为我国研制自升式平台BOP处理设备提供基础性帮助。

1 国内外发展现状

1．1 国内发展现状

国内对BOP处理设备的研究起步相对较晚，现阶段主要以研发新产品和生产结构相对简单的产品为主。2015年1月，宝鸡石油机械有限责任公司进行了丛式井BOP组吊移系统的研究，并申请了实用新型专利(见图1)。该机构实现了BOP组在X－Y方向的任意移运，减少了作业时间，提高了生产效率［3］。

山东神州机械有限公司生产的FY－50YH2型号的BOP吊移装置(见图2)已应用于新胜利一号自升式平台上。吊移装置最大提升重量为2×25 t，提升高度为5 m，最大提升速度1．5 m/min，水平面内运行速度为0～10 m/min。

图1 BOP组吊移系统

图2 FY－50YH2型BOP吊移装置

1．2 国外发展现状

国外自升式平台BOP处理设备研制开发较早，技术水平较高，其中美国的成型产品居多，如TSC、NOV、F＆G、EFC、TTS、Cameron以及 Ingersoll Rand 等公司都有成熟的产品，并在自升式平台上均有应用。

(1)美国F＆G公司生产的BOP处理系统由提升重量为125 t的主吊机、2台提升重量各为15 t的辅助吊机、2台运输重量各为125 t的转运小车、液压系统以及2台提升重量各为6 t的气葫芦等组成，如图3所示。

图3 BOP处理系统组成

NOV和TSC公司均有上述类似成套产品，只是辅助吊机的提升能力不同。此外，TSC公司的链式主吊机提升重量2×137．5 t，辅助吊机提升重量2×25 t［4］。

(2)美国Ingersoll Rand公司的BOP处理设备由两台吊机和行走轨道组成，如图4。每台吊机提升重量达到20～200 t，提升高度9 m，最大提升速度为2．8 m/min，吊机水平运行速度为 0 ～12 m/min［5］。

图4 英格索兰BOP处理设备

(3)美国EFC公司的BOP处理设备有环链提升吊机与钢丝绳提升吊机两类。环链提升吊机的提升重量100 t，提升速度1．1 m/min，水平运行速度6 m/min;钢丝绳提升吊机的提升重量45 t，提升速度4．5 m/min，最大水平运行速度 5 m/min［6］。

2 BOP处理设备分类与工作流程

根据BOP处理设备主提升方式的不同，将BOP处理设备分为环链式BOP处理设备与伸缩臂式BOP处理设备两类。

2．1 环链式BOP处理设备

环链式BOP处理设备主要包括2根导轨梁，2台环链(或钢丝绳)提升吊机以及辅助设备。环链式BOP处理设备工作流程:2台环链提升吊机提升BOP组，沿2根固定导轨梁同步运行至井口位置，人工辅助对中法兰盘螺栓孔，完成BOP组的安装。

2．2 伸缩臂式BOP处理设备

伸缩臂式BOP处理设备由1台伸缩臂式主吊机、主吊机纵向和横向导轨、2台辅助吊机、辅助吊机纵向和横向导轨、2台移运小车及其导轨、2台气动葫芦等组成。

伸缩臂式BOP处理设备工作流程:辅助吊机将各单个BOP与连接部件依次吊起，在移运小车上完成BOP组的组装;移运小车将BOP组从安装位置运输至主吊机的起吊位置;主吊机将整个BOP组吊起向井口移运，通过X－Y方向的不断调整对准井口，人工辅助对中法兰盘螺栓孔，完成BOP组的安装。

3 两类BOP处理设备分析和比较

表1从作业流程出发，对环链式和伸缩臂式BOP处理设备进行以下四个方面的比较。

表1 环链式和伸缩臂式BOP处理设备比较

环链式BOP处理设备结构简单，成本相对较低，安装BOP组时，人工直接操作BOP组进行对中，工作量较大。与环链式BOP处理设备相比，伸缩臂式BOP处理设备可连续完成BOP组从组装到安装的整个过程，自动化程度更高;移运过程平稳可靠，易实现井口对中;“C”型叉子上部的旋转机构提高了BOP组的安装效率，使钻井作业更加安全和省力。