探讨深水半潜式钻井平台系统技术

张飞

摘要：随着全球经济的不断发展，人们对油气能源的需求量越来越大，陆地油气资源储量越来越少，因此人们加大了对海洋油气资源的开发和利用。随着海洋石油开发技术的不断提高，人们开发海洋石油开始从近海浅水开发向远海深水开发的方向发展，为了有效开发深水石油，人们研制出了之中适合深水石油开发的技术，即深水半潜式钻井平台系统。本文针对深水半潜式钻井平台系统的设计和使用方法进行分析，希望通过本文的分析能够进一步提高深水石油开发效率，满足人们对石油资源的需求。

关键词：深水半潜式;钻井平台;系统技术

随着海洋石油开发事业的不断发展，深海石油开发技术也在不断提高，尤其是对深水半潜式钻井平台系统的应用，不仅提高了深海石油开发效率，同时也使海洋深水石油开发事业得到了进一步的发展。本文针对深水半潜式钻井平台系统的设计流程、特点以及系统配置进行分析，希望通过本文的分析能够进一步提高深水半潜式钻井平台系统的使用效率，保证深水石油开发工作的顺利开展。

一、深水半潜式钻井平台系统的设计

在设计深水半潜式钻井平台时，应该将钻井模块设置在整个钻井平台的中心位置。对于平台上的钻机，例如双井架钻机，可以将其放在双井架的中心位置，或者是以主转盘的中心位置为中心，将钻井放置在中央。深水石油钻井作业中需要用到大量的水下工具，对水下工具进行下放和回收，因此可以月池设置在钻井平台的中部地区，方便钻井工作人员进行水下器具的使用。除此之外，深水钻井作业还会用到泥浆泵、泥浆池以及防喷器等设备，这些设备应该统一放置到钻井平台上的船体内的专门用来放置设备的舱室内，方便对设备的储存和维护。

深水半潜式钻井平台上的钻井设备主要集中在平台上的上层和下层甲板区域，或者是钻台上的月池区域。对于钻井平台管子堆场的长层甲板区域，可以放置各种各样的吊车设备，例如隔水管吊车、防喷器吊车，也可以将排管机和固控设备房安置在这个地方。在钻井的钻台区域可以布置有钻台、仪表房、转盘以及泥浆防喷盒等设备。月台区主要是放置月池设备，包括下水工具、隔水管、氮气瓶以及防喷器等等。至于钻井平台的下层甲板区可以将高压泥浆泵房、泥浆配浆和净化房都设置在这个地方。

二、深水半潜式钻井平台系统技术

深水半潜式钻井平台系统主要包含有提升系统、旋转系统以及钻柱升沉补偿系统和循环系统等，下面我们就来对这几项系统技术进行分析。

（一）提升系统

深水半潜式钻井平台上的提升系统，其主要作用是为了完成平台上钻柱、油管柱以及套管柱和抽油杆等开采工具的提升、下放和悬空工作，其构成主要包含井架、绞车以及油吊系统。对于半潜式钻井平台而言，可以将天车、人钩以及悬挂油车都可以设置在井架上。井架的类型主要有单、双井架和半井架，现阶段深水半潜式钻井平台主要使用的是双井架的钻机，并且这种钻机可以分为两个系统，分别是双联井架主要辅助井口的作业系统以及双联井架双主井口的作业系统。对于那些水深比较深的钻井平台最好是采用双井架深水钻机。

（二）旋转系统

旋转系统的作用主要是为了使钻井中的钻具进行旋转，从而不断的将岩石进行破碎，旋转系统的主要构成是旋转装置，由转盘、顶部驱动装置等部件构成的。现在深水半潜式钻井平台中深水钻井使用最多最广泛的是最新型的大扭矩交流变频顶驱，使用的是顶驱提升载荷以及钻机最大钩载配套，而且使用的滑车还具有伸缩的功能，充分满足旋转系统的需要。转盘的大小需要进行设计，其直径应该保持在1536.7mm以下，当开始下放隔水管的时候，需要確保转盘的开口与浮筒的外壁之间的距离应该保持在76.2mm到127mm之间。现在最新的深水半潜式钻井平台一般在水深3600m的深度进行作业，一般都会配置直径大于1371.6mm的隔水管，这时就需要根据隔水管的直径大小对转盘的直径进行控制，使其保持在1917.7mm这个数值上。

（三）钻柱升沉补偿系统

海洋石油钻井作业中如果是在半潜式钻井平台上进行钻井作业，则需要配备钻柱升沉式的补偿系统，通过对这一系统的运用就可以有效保证平台在升降的过程中不会对钻柱造成很大的影响，从而保证钻柱的钻压是稳定的，这样钻井平台在进行升降运动时就可以保持钻具持续的运行，开展钻进工作，进一步提高钻具的钻井效果。钻柱升沉补偿系统可以分为被动补偿型和主动补偿型两种类型，但是如果按照补偿机构安装位置的不同来划分的化可以划分为天车型、绞车型和游车型三种不同的类型。深水钻井作业中普遍适用的升沉补偿方式主要是天车型和绞车型这两种主动升沉补偿类型。对于超深水半潜式钻井平台而言可以根据需求对这两中补偿方式进行选择。例如如果采用的双井架钻机，如果要减轻整个平台的质量重心，就需要通过降低井架的质量来实现，这时就可以采用绞车型的主动升沉补偿系统。

（四）管柱处理系统

管柱处理系统是石油钻井装备中的一种，主要是由多个不同的具有机械化、自动化和智能化的设备构成而成的，现在的钻井管柱处理作业中已经实现完全或者是大部分机械操作来代替人工操作，来完成钻杆、钻铤以及套管等钻井工具的输送、连接和下放、提升的全部作业或者部分作业，管柱处理系统设备根据摆放位置的不同可以分为堆场区的设备和钻台区的设备，堆场区的设备主要包含有抓管吊机和动力猫道，而且要求抓管吊机需要将整个管柱的堆场区进行完全覆盖，动力猫道的处理功能可以最大限度的扩展到隔水管的区域。钻台区的设备则主要包括的动力鼠洞、排管装置以及扶正和夹持装置等。

（五）固控系统

对于深水半潜式钻井平台而言，使用的固控系统一般是采用五级以上的固控系统，主要包含有刮泥器、振动筛以及除砂、除气器，在设置固控系统的参数和配置可以根据钻机的循环排放量以及泥浆的处理过程来确定固控系统。

总 结：

综上所述，随着人们对海洋石油的开发和利用，以及海洋钻井技术的不断发展，海洋石油钻井作业开始从近海浅水向远海深水的方向发展。为了满足深水石油作业的需求，现在人们普遍使用深水半潜式钻井平台系统。本文针对深水半潜式钻井平台系统技术进行分析，希望通过本文的分析能够不断促进我国深水石油钻井事业的发展。

参考文献：

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