深水半潜式钻井平台的钻具处理设备技术选型

齐宁

摘 要：钻井的钻具处理系统是针对钻杆/隔水管等钻具的运输及存储而准备的一系列设备，其先进程度决定着整个钻井平台的钻井作业效率，在钻机系统配置中占重要地位。为了让更多的人了解这一技术。本篇简单介绍钻井平台的钻具处理系统设备如何进行选型。

关键词：钻井平台；钻具处理系统

1 钻具处理系统简介

1.1 系统功能

管子处理系统主要由甲板吊、猫道机、铁钻工、转盘、鼠洞、排管机和指梁等设备组成。这些设备需要相互配合使用，因此设备选型及布置均需综合考虑，能力需要相互匹配。该系统主要负责运输的钻具的大约尺寸及重量作为设备选型的重要依据。

1.2 钻具处理系统主要组成设备介绍

1.2.1 甲板吊

甲板吊是吊运钻杆、隔水管等钻具的设备，一般安装在主甲板上，将从供应船运送来的钻具吊装到钻具存储区，以及一些其他设备或物体的吊装，并将这些钻具从存储区吊装到猫道机上，运送到钻台区域。甲板吊的主要组成部分有将军柱、基座、主臂、关节臂、伸缩臂、液压缸驱动、钢丝绳绞车、主钩、副钩和驾驶室等。

1.2.2 猫道机

猫道机是钻杆、隔水管等钻具的水平传送设备，可以在钻台和主甲板的钻具存储区之间安全可靠地往复传送钻具。猫道机包括主体和支架两部分构成，以及控制部分。主体部分由猫道机本体、运动机构、驱动机构、翻转机构、进给机构和举升机构等组成。支架机构型材焊接而成，上面安装有导轨和齿条，用以引导和驱动猫道机主体。

1.2.3 铁钻工

铁钻工是先进的钻杆、套管等钻具的上扣、卸扣工具。铁钻工由主钳、背钳及旋扣器组成的，能够上卸扣一定直径范围内的管串，全部操作通过遥控液压驱动进行。运动形式有轨道滑动式和旋转伸缩式。

1.2.4 转盘

转盘作为钻台上的重要钻井设备，具有传输动力和支撑悬挂钻具的作用，一般布置在钻台的正中心位置。转盘系统主要由转盘、动力卡瓦和控制台等设备组成。转盘由本体、补芯和顶盖等部件组成。

1.2.5 鼠洞

动力鼠洞作为钻杆自动排放系统的重要组成部分，主要作用是预存单根或复根（连接好的两根单根管柱）或立根（连接好的三根或四根单根管柱），配合铁钻工和排管机实现接/卸立根的操作；能够辅助钻机完成钻杆的提升和下放操作。

1.2.6 排管机

立式排管机主要用于实现在井口与井架指梁之间往返自动移送钻杆立根操作，还可与猫道机系统、动力鼠洞、铁钻工配合完成离线单根接成立根操作，而不需要借助起升系统，同时不影响钻进操作。

1.2.7 指梁

海洋平台使用的指梁是由若干水平梁组成，每根梁间有开口，允许立根进入并储存其内。梁上设有气动或液压锁销可用于固定定位立根，并能抵御由风浪和倾斜引起的立根横向力。按照存放的立根不同，指梁可分为管柱指梁和隔水套管指梁，分别用于存放钻杆、钻铤、套管和隔水套管。其中管柱指梁安装在立根区塔架横梁上，分为指梁和二层台指梁。

2 主要技术指标评选

2.1 甲板吊

甲板吊的主要技术指标有最大吊装载荷、最大工作半径和所选配的适应于不同钻具的抓手类型等。要根据所运送钻具尺寸及重量确定参数的大小。

2.2 猫道机

猫道机的主要技术指标有最大承载载荷、可运载钻具尺寸和传输距离等。猫道机的首尾分别安装在主甲板和钻台面，通常在钻台上安装有延长至井心和鼠洞区域的轨道，以实现将钻具运输到这两个区域。

2.3 铁钻工

铁钻工的主要技术参数有钻具范围、上卸扣扭矩、行程距离和运动形式等。

2.4 转盘

转盘的主要技术指标有通孔直径和最大静载荷。通孔直径：转盘开孔能通过最大尺寸的钻头、隔水管等钻具。最大静载荷：转盘顶面所能承受的最大静载荷，应与顶驱的最大提升能力匹配。因此转盘在选型时除了考虑钻具的最大尺寸外，还需要与顶驱的最大提升能力一致。

2.5 鼠洞

动力鼠洞主要由提升导向装置、圆柱管、移动缓冲装置和滑轮组等组成，主要技术指标有内部尺寸、扶正装置的范围、缓冲装置的运行速度和总行程。

2.6 排管机

海洋钻井平台大型钻机广泛采用平行型指梁结构。因为平行型指梁架内可以存放较大数量的钻杆，而且可以与甲板钻杆自动传送系统实现较好的配合。

2.7 指梁

指梁架结构形式与排管机结构形式密切相关，根据钻机形式及钻杆立根容量等因素，指梁架可設计成星型、平行型和X-Y型。为满足目标船钻深要求，钻柱指梁推荐采用平行型指梁结构，因为平行型指梁架内可以存放较大数量的钻杆，而且可以与甲板钻杆自动传送系统实现较好的配合。

3 结论

钻具处理系统的选型由整个钻井系统功能决定，为了提高钻井作业效率，钻具处理系统就需要配备一套能够实现立根作业的设备，设备之间的相互配合决定了技术参数选择时需要保持一致。