海洋石油944自升式钻井平台散料间布置设计方案

崔 凯, 李旭东, 吴良驹

(1.中海油田服务股份有限公司， 天津 200450； 2.招商局重工(江苏)有限公司， 江苏 海门 226100)



海洋石油944自升式钻井平台散料间布置设计方案

崔 凯1, 李旭东1, 吴良驹2

(1.中海油田服务股份有限公司， 天津 200450； 2.招商局重工(江苏)有限公司， 江苏 海门 226100)

“海洋石油944”自升式钻井平台大桩靴的设计限制了平台内散料间区域面积大小，因此，必须对散料间进行针对性设计。通过优化，在散料间增加一个平台，将泥浆漏斗等设备布置在平台上，缓冲罐固定在强梁上，为甲板节省了较大的空间。同时，为协调管路的布置，通过建立缓冲罐等模型，调整模型优化管路设计，最后将图纸提供给厂家进行确认与制作。与传统设计相比，该设计解决了散料间空间不足的问题，优化了散料间的布置。

自升式钻井平台；大桩靴；散料间；缓冲罐

0 引言

“海洋石油944”自升式钻井平台是国家实施海洋战略的重大项目，平台多项技术在国内乃至全球领先。该钻井平台船体型长70 m，宽68 m，深9.5 m，桩腿长165 m，最大作业水深400英尺(1英尺=0.304 8 m)，最大钻井可变载荷6 500 t，一次定位作业范围最多钻井56口。平台开创性的采用了大桩靴的设计，建成后将填补世界软层土区作业的空白[1]，这在全球范围内尚属首次。

与其他CJ50系列[2]平台相比， “海洋石油944”大桩靴的设计限制了靠近桩腿区域散料间面积的大小。对于这种特殊情况，该文通过优化设计，在2.6 m处增加一个平台，将部分设备布置在平台上，从而节省了甲板上的空间。考虑到缓冲罐与泥浆漏斗距离舱壁较近，加大了管路设计的困难性，为此，提出了先根据其他项目缓冲罐与泥浆漏斗的资料建立模型，再以管路的最优化设计来确定缓冲罐与泥浆漏斗的图纸修改方案，最终将各种详细信息分发至厂家进行认可和制作。

1 “海洋石油944”与“海恒CJ50”对比

“海洋石油944”与“海恒CJ50”都是由美国Gusto MSC[2]公司设计的MSC CJ50型自升式海洋石油钻井平台。平台带有能够自由升降的桩腿，作业时桩腿下伸到海底，桩靴与海床的相互作用提供了平台站立所需的支反力与抗滑力，从而支撑平台站立在海床上[3]。与“海恒CJ50”相比，“海洋石油944”采用了大桩靴的设计，桩靴尺寸相对较大，对海床的承载力较大，提高了平台作业的稳定性与安全性[4，5]。因此，适合在软泥层作业。

“海洋石油944”与“海恒CJ50”平台内底板布置如图1、图2所示。从图1、图2中可以看出：“海洋石油944”大桩靴部分所占用的面积比“海恒CJ50”桩靴部分的面积大，导致其左右舷靠近桩腿部分内底板上的面积减小。散料间紧靠在左舷桩腿附近，其面积较“海恒CJ50”平台小了近1/5。对于这种情况，如果按照传统的设计[6]，将所有设备放置于内底板上，散料间如果装满5 000袋泥浆处理剂时，其布置就会极其拥挤。因此，必须抛弃传统的设计方案，有针对性地对“海洋石油944”的散料间进行优化设计。

图1 “海洋石油944”内底板布置图

图2 “海恒CJ50”内底板布置图

2 “海洋石油944”散料间的优化设计

2.1 悬挂式平台的设计

“海洋平台944”散料间甲板上的面积不足以布置各个设备，因此，可上升到空间的角度考虑。由于散料间贯穿了中间甲板，其高度即是内底板与主甲板的高度，为7.4 m。因此，可在散料间内做一个悬挂的平台，将设备布置于平台上，缓冲罐固定在顶部强梁之上，这样可为甲板上节省出一定的活动区域。同时，考虑到设备高度与房间顶部管路的预留空间，将平台初步设定于高度为2.6 m处，这样可将泥浆漏斗和除尘器布置于平台之上，再根据设备的大小与可活动区域范围，将平台的面积大小设定为29 m2。散料间内布置有叉车，叉车的护顶架高度为2.248 m。因此，悬挂式平台的设计不仅不影响叉车的活动区域，同时还为叉车节省出了更大的的活动空间。初步考虑此设计方案可解决散料间空间不足的问题。

2.2 加料问题

图3 散料间模型

此设计方案虽然可解决散料间空间不足的问题，但同时也带来了一些其他问题。首先，泥浆漏斗可以给泥浆添加化学药剂，起到混合泥浆的作用。将泥浆漏斗布置于2.6 m的平台上，给人员的加料工作带来了困难。考虑到散料间内布置有叉车，可以利用叉车进行物料的运送。 同时，散料间内有足够的空间运送泥浆处理剂到泥浆漏斗平台上。其次，为分担叉车的运送以及配合工作人员的加料，减轻叉车与工作人员的工作负荷，考虑在两个缓冲罐的中间部位增加一个3 t的气动行车来配合整个加料过程。同时在2.6 m的平台上，预留合适的位置来放置泥浆处理剂筐，方便工作人员操作。

2.3 协调管路的优化设计

从设计方案上可知，缓冲罐与泥浆漏斗设计得离舱壁的距离较近，而靠近舱壁的管路较多，因此，必须结合管路的设计来优化布置，以管路的最优设计来确定缓冲罐与泥浆漏斗的布置。根据“海恒CJ50”的缓冲罐与泥浆漏斗的设备资料，建立设备模型，让管系进行管路设计，如图3所示。再以管路的最优设计确定与制作缓冲罐与泥浆漏斗的设备图纸，最后把设备的详细信息发送给厂家，让厂家进行认可与制作。这样的设计方案不仅能够保证厂家掌握设备的准确参数，同时还在新的设计方案下保证了管路设计的最优化。

3 “海洋石油944”与“海恒CJ50”散料间对比

图4为“海恒CJ50”钻井平台的散料间内底板与中间甲板布置图。图5为“海洋石油944”钻井平台的散料间内底板与中间甲板的布置图。

对比图4和图5可以看出，由于房间面积大小的限制，“海恒CJ50”的散料间的布置与“海洋石油944”的布置有明显的差别，海恒将设备都放置在内底板上，这种设计方案在“海洋石油944”上是行不通的。从“海洋石油944”的散料间布置图上可以看出，创新的悬挂式平台的出现使散料间的空间得以充分利用，而因悬挂式平台所带来的一些技术上的难题也都经过设计优化得到解决。因此，“海洋石油944”的设计方案具有创新性。该设计方案已通过ABS与CCS船级社的审核，验证了这种设计方案的可行性。

图4 “海恒CJ50”散料间内底板与中间甲板布置图

图5 “海洋石油944”散料间内底板与中间甲板布置图

4 结论

散料间悬挂式平台的设计解决了散料间空间狭小的问题。缓冲罐、泥浆漏斗与管路的协调设计保证了管系设计的最优方案，同时使厂家能够得到设备最详细的信息。这种设计与传统的设计相比是一种创新，该设计充分利用了有限的空间，使得大桩靴设计下的散料间达到最优化的设计。

[1] 郭洪升.“中海油5”自升式钻井平台总体设计研究[J].船舶,2009，20(3)：1-5.

[2] 陈宏,李春祥.自升式钻井平台的发展综述[J].中国海洋平台,2007,19(22):1-3.

[3] 任宪刚,李春第,杨红敏.海洋自升式钻井平台桩靴研究[J].石油矿场机械,2009,38(12):18-22.

[4] 龚闽,谭家华.自升式船桩靴入泥初步分析[J].海洋工程,2005,23(2):87-98.

[5] 潘斌.移动式平台设计[M].上海：上海交通大学出版社,1995.

[6] 任宪刚,白勇，贾鲁生.自升式钻井平台总布置的研究[J].船舶工程,2010,32(2):121-125.

The Layout Design of the Sack Storage Room on the HYSY944 Jack-up Drilling Platform

CUI Kai1, LI Xu-dong1, WU Liang-ju2

(1.China Oilfield Services Limited， Tianjin 300450, China；2.Merchants Heavy Industry(Jiangsu)Co.， Ltd， Jiangsu Haimen 226100, China )

The biggish pile shoe of the HYSY944 jack-up drilling platform has limited the area of the sack storage room.So, it is necessary to scheme the layout of the sack storage room specially. To optimize the design, a platform was added in the sack storage room, so the devices such as the mud hopper could be arranged on the platform. The buffer tank was fixed on the strength beam. As a result, a larger space for the deck is possible. Meanwhile, considering the layout of the pipeline, a series of models such as the buffer tank are built. And the pipeline design is optimized by adjusting these models. Compared with the traditional design,the issue of insufficient space is solved and the layout of the sack storage room is designed optimally.

jack-up drilling rig; big pile shoe; sack storage room; surge tank,mud hopper

2016-03-02

崔 凯(1978-)，男，助理工程师。

1001-4500(2016)05-0018-03

P75

A