一种自升式钻井平台防喷器吊装移运方案设计和应用

杜 渊， 穆庆林， 周 莹， 刘 军， 罗佩豪， 曹会宁

(宝鸡石油机械有限责任公司，陕西 宝鸡 721002)

一种自升式钻井平台防喷器吊装移运方案设计和应用

杜 渊， 穆庆林， 周 莹， 刘 军， 罗佩豪， 曹会宁

(宝鸡石油机械有限责任公司，陕西 宝鸡 721002)

针对自升式钻井平台防喷器吊装和移运的特点及现场要求，设计出一套由气动防喷器吊车、气动绞车、小推车、电动吊车等组成的配置方案，通过该方案实现对防喷器的吊装、移运、就位、安装、对中、拆解、维修、维护等工作。介绍了该方案的配置情况、基本参数、功能用途和性能特点，并结合应用的情况说明了该套方案具有较好的市场需求和良好的推广应用前景。

海洋石油工程；吊装；移运；防喷器；配置方案

0 引 言

所有钻井平台都要用到防喷器(BOP)装置。防喷器安装在井口位置，在不使用时需要存放或者维修，因此钻井平台均需要配置吊装和移运的设备。防喷器装置在井口位置的安装移运，是海洋钻井平台生产过程中的必要工序，以往平台虽配置有防喷器吊或小推车，但均为独立设备而没有成系统，对于防喷器的维修和维护工作难度较高，或者需要借助外部吊装工具才能完成，这就需要针对防喷器的使用工况和本体重量配置系统性的设备来解决其维修、维护的需求。根据不同的平台类型，吊运防喷器的配置有所不同，以下介绍一种基于悬臂梁型式的自升式钻井平台[1]的防喷器吊装和移运方案，并进行应用分析，该方案已经在DSJ300自升式钻井平台上得到应用，具有一定的现实指导意义。

1 主要配置

自升式钻井平台防喷器布置在钻台下部井口位置[2]，防喷器吊装移运方案是根据其安装和布置特点进行配置的，主要包括： 气动防喷器吊车、气动绞车、小推车、电动吊车。附件包含吊梁导轨、轨道、滑轮、钢丝绳、吊钩、控制台等。详见图1方案配置。

图1 方案配置Fig.1 Configuration scheme

2 主要参数

2.1 气动防喷器吊车

额定载荷： 总计75t， 2×37.5t；分布型式： 双导轨，单轨37.5t；安装位置： 钻台下部悬挂；移动方向： 横向+提升；提升高度： 11m；提升速度： 0.8m/min；行车速度： 12m/min；行车距离： 17m；操作介质： 空气；操作压力：0.8MPa；重量： 3.105t。

气动防喷器吊车以压缩气体为动力的马达带动链条的提升和滚轮的转动，从而实现提升重物和横向移动的功能。

2.2 气动绞车

额定载荷： 5t；配置数量： 4台;安装位置： 钻台下部井口中心布置支座;操作介质： 空气;操作压力： 0.8MPa;控制方式： 集中控制台;所需附件： 滑轮，钢丝绳，吊钩;钢丝绳： 直径20mm;重量： 850kg。

通过集中控制台，在一点上同时控制4台气动绞车，安装钢丝绳、吊钩，通过滑轮能够实现吊装和拉拽等功能。

2.3 小推车

额定载荷： 8.5t；移动方式： 人工推动，带刹车；安装位置： 悬臂梁下的主甲板上布置轨道；滚轮尺寸： 直径150mm；移动方向： 纵向；轨道长度： 27m；外形尺寸： 长1500mm×宽1300mm×高348mm。

导轨式小推车主要由导轨、钢轮、车架及刹车机构组成，载重量大，并有较好的移动性能，操作方便。

2.4 电动吊车

额定载荷： 10t；驱动方式： 防爆电机;额定电制： 9kW、380V、50Hz;安装位置： 悬臂梁下悬挂;分布型式： 纵向双导轨;移动方向： 纵向+横向+提升;纵向范围： 27m;横向范围： 6m;提升高度： 3m;提升速度： 高速4m/min，低速0.67m/min。

电动吊车纵横向均可移动，覆盖范围广，可将覆盖区域变成维修车间，用途广泛。

3 功能和用途

3.1 气动防喷器吊车

气动防喷器吊车是专为防喷器安装、就位、井口拆卸而设计的移动装置，采用了气动控制，两套37.5t载荷分别布置在两根工字钢导轨上，吊运防喷器时，两套设备同时工作抬起设备，运行平稳，操作方便，将防喷器在井口和试压座之间来回吊运。

3.2 气动绞车

由于防喷器重量较大，并且井口中心位置不利于人员近距离操作，吊运过程中发生摆动非常危险。布置4台气动绞车，采用远程集中控制，通过钢丝绳和滑轮将钩头固定在防喷器上，在移动过程中保持防喷器的平稳，并且能够辅助防喷器在井口就位和对中。

3.3 小推车

防喷器主要工作地点在井口中心，如果发生故障需要整体吊出，就必须利用小推车将防喷器从井口中心位置移运到主甲板中心大吨位吊机覆盖区域，再由甲板吊机调离平台。

3.4 电动吊车

电动吊车主要用来辅助小推车进行防喷器的移运。由于大多数时间防喷器的维修放在主甲板上进行，操作空间较大，所以电动吊车在维修过程中起着非常重要的作用，能够及时完成各个零部件的吊运和拆装，还能够吊运其他物品。

3.5 整体功能

这套方案能够完成防喷器从试压座打压完毕后移动到井口中心；并且在需要维修时，通过滑移悬臂梁将防喷器放置在小车上，运输到主甲板上进行维修或由甲板吊机调离平台进行更换的全过程。

3.6 系统运行状态和工作流程

初始状态防喷器组均安装在悬臂梁左右两舷的试压存放座上，通过气动防喷器吊车吊起防喷器组，将其运输至井口中心，然后用4台气动绞车辅助，将防喷器和钻井四通对接，保持对正状态并进行连接，待防喷器安装完毕后可进行正常钻井作业，作业完毕后再通过以上设备将防喷器组移运回试压存放座；当防喷器出现故障或者需要维护保养，无法在存放位置进行处理时，将防喷器单体或者零部件拆下，先将悬臂梁收回到平台以内以保证井口中心能够对正小推车，由气动防喷器吊将其吊起，移运并放置在小推车上，在小推车上进行维修和保养，此时电动吊车参与整个过程，完成所有吊装作业；如果整个防喷器组需要更换，则利用小推车将防喷器单体运输至主甲板悬臂梁内端，由甲板吊机吊运至支持船上返回维修厂家。工作流程如图2所示。

图2 工作流程Fig.2 Operation flow chart

4 性能优点

整套方案为防喷器的吊装、移运、就位、安装、对中、拆解、维修、维护等工作提供了方便。

由于受防爆区域限制，在井口布置气动防喷器吊车(也可采用液压驱动吊车[3]，但气动可省去液压站)，安全性高；而悬臂梁区域防爆限制较低，可采用电动吊车，体积小，重量轻，提升和移运速度快，提高了工作效率。

整套方案利用悬臂梁平台结构进行合理布置，为防喷器提供了完整的、便捷的移运和维修通道，无需利用平台以外的其他船舶吊装设备来进行服务，可以节省成本。

设计中充分考虑防喷器的移运安全性，通过气动绞车的辅助，减少人员在悬空位置的操作；利用集中控制减少了操作人员数量，实现了防喷器平稳、高效的移运。

电动吊车和小推车的设置不但解决了防喷器在甲板上维修的吊装运输功能，同时提供主甲板上电动吊车覆盖区域内其他设备维修、安装、吊运，以及物资存放的吊装。

平台配套小推车为手动，在后期配置中选用电动设备，既可节省人力又能提高工作效率。

5 应用情况

该自升式钻井平台防喷器移运方案已经在5套钻井平台上得到了实际应用，情况如表1所示。

表1 现场应用情况

6 结 语

现场试验及使用情况表明该系统完全适应悬臂梁式自升式钻井平台的要求，利用该系统安装和拆卸防喷器，省时、省力、安全、高效，具有较好的推广应用前景。

该方案可以在悬臂梁式自升式钻井平台上进行推广，可根据所配防喷器的型号对设备进行参数上的调整，以实现防喷器吊装和移运的功能。也可为其他类型的钻井平台防喷器吊装和移运的优化提供重要参考。

[1] 任宪刚,白勇,贾鲁生.自升式平台悬臂梁研究[J].船舶力学,2011，15(4)： 402.

[2] 钱亚林,薄玉宝.自升式悬臂梁钻井平台初探[J].上海造船,2009(1)： 15.

[3] 马永刚,丁晓鹏,李国宏,等.石油钻机用防喷器装卸系统研制及应用[J].石油矿场机械,2010,39(12)： 64.

DevelopmentandDesignofBOPHoistingandTransportSystemforJack-UpPlatforms

DU Yuan, MU Qing-lin, ZHOU Ying, LIU Jun, LUO Pei-hao, CAO Hui-ning

(BaojiOilfieldMachineryCo.,Ltd.,Baoji,Shaanxi721002,China)

According to the related requirements for the hoisting and transport of blowout preventer (BOP) on site for jack-up platforms, we introduce a BOP hoisting and transport system. The system mainly consists of four parts： pneumatic BOP hoisting device, air winch, rail trolley, electric crane, etc. Using this system, the hoisting, handling, inserting, installation, adjustment, removal, repair, and maintenance for BOP equipment can be achieved. We also illustrate the potential market demand and the promising future of application for this scheme by introducing its configuration, basic parameters, performances and functions.

offshore oil engineering; hoisting; transport; blowout preventer (BOP); configuration scheme

TE93

A

2095-7297(2017)00-0025-04

2017-01-06

杜渊(1980—)，男，高级工程师，主要从事海洋石油装备研究和制造工作。