一种自升式钻井平台防喷器安装方法

刘春旭，孙 福，李红艳，郭永恒

(太重(天津)滨海重型机械有限公司，天津 300452)

0 引 言

防喷器是自升式钻井平台的必要设备之一，用于控制井内压力，保障平台和平台上人员的安全，通常安装在平台的月池区域[1]。为保证设备安全运行，一般需在悬臂梁和月池等结构安装完成之后再安装防喷器。然而，该安装方式会引发吊装不便和安装空间受限等问题，因此需根据吊装设备、平台和悬臂梁空间限制等制订详尽的防喷器安装方案。

本文结合某自升式钻井平台的防喷器安装情况，介绍一种防喷器安装方法，分析施工过程中应关注的重点和难点，并据此设计详细的安装步骤，给出各步骤应关注的要点，确保防喷器顺利安装。

1 设备简介

该自升式钻井平台的最大作业水深为122 m，最大钻井深度为9 000 m。防喷器额定工作压力为103.5 MPa,通径为476 mm，包含1套环形和2套双闸防喷器，总高度约为6.5 m，最大宽度约为5.4 m，质量约为94 t。表1为防喷器结构参数；图1为防喷器结构示意。

表1 防喷器结构参数

图1 防喷器结构示意

2 安装方案选择

平台防喷器的船上安装就位方式可分为2种：分体上船方式[2]和整体上船方式[2]。

1)分体上船方式即将环形、2个双闸板及附件分别单独上船，直接安装在防喷器移运小车上，在月池内完成整体组装。这种方式的优点是起重量小，操作相对方便，但存在以下缺陷：

(1)月池空间小，组装环境差；

(2)需占用较长的安装时间，影响悬臂梁月池区域其他设备的施工；

(3)起重操作存在盲点，操作空间狭小，发生磕碰的风险较高。

2)整体上船方式即先将防喷器各部件在陆上场地中整体组装完成，然后利用吊装设备、转运设备和船上自身的起吊设备将组装完成的防喷器一次性安装至月池防喷器移运小车上。采用整体上船方式的防喷器转运过程见图2。虽然这种方式需要起重设施具有很强的起重能力，但防喷器设备的完整性较好，安装周期短。

注：1为码头；2为平板车；3为BOP主吊；4为绞车钢丝绳；5为钻井绞车；6为钻井平台

通过上述分析，优先选用整体上船方式。此种上船方式需根据平台距码头位置考虑防喷器上船方案，若平台插桩位置距离船台较远，需采用船舶移运方案；若离船台较近，可采用转运平板车方案。本文采用转运平板车方案，并根据实际情况作以下准备。

1)工装平台：预建面积大于10 m2的工作平台，用于防喷器安装工装底座。

2)转运设备：320 t转运车，将工作平台与防喷器一起转运，满足承载能力要求。

3)平台吊装设备：钻井绞车起吊工装和索具，125 t防喷器吊机用于在起吊过程中转接。

4)钻井平台：平台艉部朝向码头，距离码头前沿10 m，悬臂梁可伸出22 m，井口中心可伸长至码头。

5)防喷器起吊环：结构见图3。钻井绞车起吊使用68 t起吊卸扣吊点起吊，125 t防喷器吊机起吊时使用托盘支撑块，两者在空中转接。

图3 防喷器起吊环结构图

3 安装步骤

按照上述方案设计安装步骤。

3.1 防喷器转运固定

利用现场尺寸为2 m×8 m的铸钢平台，在平台上表面焊接连接板，在连接板上按照防喷器连接法兰尺寸加工固定用螺栓孔，以在转运时固定防喷器。将在车间组装好的防喷器整体安装固定在铸钢平台上。

3.2 钻井平台准备

1)井口清理：拆除转盘补心，防止与绞车提升钢丝绳干涉；鼠洞提至钻台面，防止在125 t防喷器吊机移动时发生干涉；将125 t防喷器吊机移至艉部，避开井心起吊位置；将月池内其他干涉物清理干净。

2)设备准备：悬臂梁滑移设备可用；125 t防喷器吊机和移运设备可用；钻井绞车可用。

3)钻井平台状态：钻井平台艉封板至码头距离L1=10 m，悬臂梁(井口)伸出长度L2=18 m，满足转运车移至码头前沿后符合提升位置限制。钻井平台悬臂梁下甲板距码头高度L3大于平板车高度加上移运防喷器高度(如图 2 所示)。

3.3 防喷器转运

利用防喷器的2个68 t提环将安装固定好的防喷器连同铸钢平台一起起吊至320 t转运车上转运，并在铸钢平台四角焊接耳板固定。起吊用钢丝绳随防喷器一起转运，以备上船使用。转运车将防喷器运至码头前沿，并使其与井口中心线对齐。

3.4 绞车提升

在游车挂钩处下挂起吊能力为120 t的钢丝绳[3]，通过井口将钢丝绳下放至合适高度处，以使其能与防喷器上的钢丝绳通过卸扣连接。松开工作平台与防喷器连接的螺栓及其固定结构物，启动钻井绞车，提升防喷器。

3.5 防喷器吊机转接

在起升防喷器吊机之前，先将其移动至悬臂梁艉部，并将托盘避开井口位置。防喷器吊机下面托盘结构见图4[4]。油缸可驱动承载滑块在环形轨道上实现一定角度的旋转，方便对防喷器进行吊运安装。

注：1为C形叉；2为油缸；3为承载滑块；4为环形轨道

当绞车提升至防喷器吊机可承接的高度时，移动防喷器吊机，利用托盘接住防喷器。确认防喷器提升环上承载半圆完全进入主吊托盘承载滑块内，缓慢提升防喷器吊机托盘，将载荷逐步转移至吊机上，并通过大钩载荷确认载荷全部释放之后，拆除绞车起吊钢丝绳。

3.6 安装至防喷器移运台车

将防喷器移运台车转移至井口等待位置。移动防喷器吊机至移运台车上方，旋转吊机托盘，使防喷器与移运台车法兰螺纹孔上下完全对正，降低主吊提升油缸，将防喷器安装在试压桩上，拧紧螺栓。将防喷器移运台车移动至固定位置固定。

至此，整个安装过程完成。

4 结 语

本文详细介绍了一种自升式钻井平台防喷器的安装方法。首先分析了分体式和整体式安装方式的优缺点，并结合平台和码头的特点确定选用整体式安装方案，相应设计了安装步骤并给出了各步骤的安装要点。通过现场实践，证实了该安装方案是安全可行的，可供同类型平台防喷器的安装参考。