海洋钻机模块机械设备安装探讨

2020-06-15朱振涛

设备管理与维修 2020年11期

朱振涛

（中海油田服务股份有限公司，天津 300450）

0 引言

与陆地钻井相比，海上钻井还会受地理条件、气候环境等因素影响，因而相关的钻井设备与陆地设备有很大的区别。我国最早开始的是陆地石油的开采，海洋石油开采的历史实际上并不长，但是其发展非常迅速，海洋中蕴含着大量的资源，受需求的不断增长和设备需要不断转移等问题的影响，传统的钻机已经不能满足海洋钻井的需求。与传统移动式钻机相比，模块机械设备可移动性低，具有可拆卸性强、易安装、可靠性高、操作性高、可维护性高等特点，在海洋钻机中非常常见。

1 模块钻机的安装特点

模块钻机的安装分为多个步骤和流程，主要的安装流程系统有起升系统、旋转系统、泥浆循环系统、动力系统、控制系统和防喷系统。各个系统彼此独立又互有关系，所以必须要确保每个系统的正常工作和运行。

1.1 设备采用可移动、可拆卸式安装

海上钻机设备的安装费用非常高昂，成本是陆上设备安装的几倍，因而要尽量保证设备的使用年限和较长的使用周期，从而减少成本投入。或者直接在陆地上完成主要组装，现在运用最多的是钢桩平台，这种平台可以事先在岸上预制好做成导管型式，用驳运船运到目的地，或者依靠中空的浮力拖至目的地，下沉到海底上，再将桩管由导管内插入，并用打桩机打入海底一定的深度。相较于陆上开采石油，海上石油的开采技术还不够成熟和完善，而且受条件的限制，导致设备可能会经常移动和拆卸保养或者是更换部分零件以满足实际的需求，这就要求保证设备具有可移动性和可拆卸性。如半潜式钻井平台，平台本体与下体之间连接的立柱，具有小水线面的剖面，主柱与主柱之间相隔适当距离，以保证平台的稳性；下体间的连接支撑一般都设在下体上方，这样，当平台移位时，可使连接支撑位于水线之上，以减小阻力；平台本体高出水面一定高度，以免波浪的冲击；下体或浮箱提供主要浮力，沉没于水下以减小波浪的扰动力（图1）。

图1 半潜式钻井平台

1.2 安装要尽量简洁

海上的设备安装本身就比较困难，如果安装程序等不够简洁，不仅会造成安装的困难，还可能导致设备安装出现问题，不能达到实际使用的目的。所以，在海上安装设备，其安装程序、安装步骤和操作等需要尽量简洁，这样不仅可以节约安装时间、安装成本，使设备尽早投入使用，而且还能在很大程度上保证安装的安全性和可靠性。

1.3 安装方式需合理

因为是在海上安装设备，受自然条件的影响，实际可操控的空间非常有限，所以必须采用合理、科学的安装方式，最大限度地利用有限的空间和资源。

2 设备安装模式

设备的安装质量直接影响到设备的正常运行，甚至会影响到整个工程的进行。安装质量的优劣，会影响到设备的使用效率和设备的安装费用、维修养护费用等。目前常见的安装方式有悬吊式、基座式和镶入式，这需要根据实际的需求和环境等因素进行选择。

2.1 悬吊式安装方式

悬吊式一般是采用吊架与结构梁结合实现设备的安装，适宜在较为高的空间施工。一般是补充材料或者是在外围安装空调等时，会采用悬吊式的安装方式。悬吊式具有布置紧密、节省空间的优点，但是在使用时必须考虑实际的情况和后续维修的空间、维修的可能性等因素，因此相较于其他安装方式，其在整体控制上较为困难（图2）。

2.2 基座式安装方式

定位于安装平面上的安装方式为基座式。模块钻机的一些基础模块需要采用基座式安装方式，如发动机、电机组、压缩机、分离器和油水处理器等，都需要采用基座式安装方式。因为整个钻机设备的基础就在于此，主要的噪声来源也是来源于此，所以在安装时必须要考虑设备的平整、稳定和减噪等问题。

3 安装时的注意事项

图2 井架吊装示意

海洋模块钻机安装受其环境和施工空间等的影响，因而其安装时具有其自身独特的特点。在安装时需要根据其特点，针对其特殊的安装空间和环境，需要注意以下内容。

3.1 安装顺序

安装顺序主要针对的是不同设备模块之间，关系到结构与结构之间的衔接。在安装之初就需要考虑这个问题，因为不同模块、不同的安装顺序，直接影响到安装工艺的难易程度和设备空间使用情况等。本文主要是基于海洋安装空间有限、模块设备需紧凑安装进行考虑，在安装时要考虑设备的安装形式、施工空间、所采用的施工工具等，这些都会影响设备的安装情况。而且，为了确保整个安装过程的安全性，在安装时还需在外围安装一些简易栅栏，在安装结束后再拆卸。根据实际情况，有时候还需要安装一些临时性的支挡结构。如果安装钻机与一些临时的支撑设备出现冲突，则需要保证钻机设备吊装完成后再进行安装。但是当一些安全设备的安装和钻机的安装出现矛盾时，要首先保证安全设备。