高 亮

海洋石油工程股份有限公司安裝公司

海洋鉆機(jī)模塊機(jī)械設(shè)備安裝探討

高 亮

海洋石油工程股份有限公司安裝公司

與陸上石油鉆井相比，海洋石油由于地理位置和環(huán)境條件的特殊性，其相關(guān)設(shè)備/裝置等也與陸上石油鉆進(jìn)存在很大區(qū)別。近年來由于我國大力發(fā)展海洋石油開采，海上鉆井平臺大量出現(xiàn)，隨之而來的就是海洋石油鉆機(jī)的不斷增加，且隨著鉆機(jī)搬運(yùn)和挪移的次數(shù)越來越多，傳統(tǒng)的鉆機(jī)搬運(yùn)方法已經(jīng)無法滿足鉆探效率的要求，使得相關(guān)企業(yè)面臨很大的挑戰(zhàn)和壓力。因此，在實(shí)際的鉆機(jī)安裝中，需要考慮設(shè)備的可靠性、操縱性、經(jīng)濟(jì)性、可維護(hù)性等性能指標(biāo)。本文主要就對海洋鉆機(jī)模塊機(jī)械設(shè)備安裝相關(guān)方面進(jìn)行分析和探討。

海洋鉆機(jī)；機(jī)械設(shè)備；安裝

1 模塊鉆機(jī)定義及應(yīng)用現(xiàn)狀

1.1 模塊鉆機(jī)定義

模塊化鉆機(jī)，即塊狀鉆機(jī)，是指將鉆井裝置按模塊功能、便捷安裝的要求，分裝在不同的底座上，搬家移動(dòng)時(shí)能快速分拆，分塊運(yùn)輸，到井位后通過簡單的安裝，即能實(shí)現(xiàn)鉆井功能的裝置。

模塊鉆機(jī)的出現(xiàn)是為了達(dá)到降低鉆井成本與鉆井輔助成本(運(yùn)輸成本和停工成本等)的目的，從而對鉆機(jī)提出的模塊化設(shè)計(jì)要求，進(jìn)而開發(fā)出的高度集裝化、具有良好操作性能、安裝移運(yùn)性能和環(huán)境適應(yīng)性能的鉆機(jī)。與移運(yùn)式鉆機(jī)相比，模塊鉆機(jī)的拆卸、移運(yùn)和安裝均有相當(dāng)大的優(yōu)勢。雖然模塊鉆機(jī)在移運(yùn)性上稍遜于移運(yùn)式鉆機(jī)，但模塊鉆機(jī)布置靈活，鉆井能力涵蓋范圍大，環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)，井架穩(wěn)定性好，性價(jià)比相對較好。尤其是性能優(yōu)異的交流變頻驅(qū)動(dòng)方式進(jìn)入鉆機(jī)行業(yè)之后，由于移運(yùn)式鉆機(jī)必須配置用于行車的柴油機(jī)，所以模塊鉆機(jī)則更顯出經(jīng)濟(jì)和技術(shù)上的優(yōu)勢。同時(shí)，隨著技術(shù)的進(jìn)步，模塊鉆機(jī)的拆裝、運(yùn)輸越來越方便，效率也更高。中油長城鉆井公司的1103kW模塊化快速運(yùn)移鉆機(jī)底座采用模塊化設(shè)計(jì)方案，井架采用拖掛方式運(yùn)移。設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮鉆機(jī)的快速拆裝及運(yùn)移性，高度集成化的安裝和運(yùn)輸模塊，使鉆機(jī)的長途搬運(yùn)和安裝速度均大幅提高。

1.2 模塊鉆機(jī)應(yīng)用現(xiàn)狀

目前新建的海洋鉆機(jī)大部分采用模塊化的結(jié)構(gòu)，各家的主要目的是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化、運(yùn)轉(zhuǎn)方便、質(zhì)量輕便、符合運(yùn)轉(zhuǎn)要求、降低建造成本等，通常的做法是先在陸上建造好，之后進(jìn)行裝船，最后利用吊裝設(shè)備安裝至海洋平臺。在必要的情況下，為了能夠短時(shí)間內(nèi)將模塊安裝到平臺上，可以通過多次吊裝的方式，主要的區(qū)別是模塊化的程度高低不同。

2 模塊鉆機(jī)構(gòu)成

在鉆井工藝方面，陸上和海上區(qū)別不大，但是陸上由于不受場地限制，可以適當(dāng)?shù)牟贾梅稚⑿?，而海上平臺由于地域的限制，其鉆進(jìn)設(shè)備必須進(jìn)行集中布置，且操作步驟更繁瑣，施工更復(fù)雜。海洋模塊鉆機(jī)主要由動(dòng)力系統(tǒng)、鉆井液循環(huán)系統(tǒng)、旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)、起升系統(tǒng)、防噴器系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等組成。

3 海洋鉆機(jī)模塊機(jī)械設(shè)備安裝的形式

3.1 基座式

定位于平臺基準(zhǔn)面上的設(shè)備的安裝形式為基座式。采用此種形式的設(shè)備分為動(dòng)設(shè)備和靜設(shè)備兩種。動(dòng)設(shè)備包括泵類設(shè)備、發(fā)電機(jī)組、鍋爐、壓縮機(jī)等，安裝時(shí)，需要考慮調(diào)平、減震等方面的要求；靜設(shè)備包括分離器、常壓容器、管匯、油水處理等成撬設(shè)備，安裝時(shí)可直接安裝在甲板上。

3.2 懸吊式

懸吊式即設(shè)備安裝在空中，一般采用三角支架或“口”字形吊架與結(jié)構(gòu)梁連接，從而完成對設(shè)備的安裝固定。通常在兩種情況下，采用懸吊式安裝，一種是滿足工藝設(shè)計(jì)的需要，為便于就近及時(shí)供料、送料；另一種是由于功能實(shí)現(xiàn)需要，如風(fēng)機(jī)、空調(diào)等。懸吊式的主要優(yōu)點(diǎn)是布置緊湊，節(jié)省空間；缺點(diǎn)是需要考慮的因素較多，不僅需考慮操作、維修空間，還需協(xié)調(diào)好相關(guān)專業(yè)的走向布局，防止發(fā)生干涉。

3.3 嵌入式

嵌入式屬于鋼結(jié)構(gòu)特有的安裝形式。采用嵌入式安裝可極大地節(jié)省空間，但也存在一些缺點(diǎn)：1)因設(shè)備定位在平臺基準(zhǔn)面以下，安裝相對困難，且還要考慮到后期維護(hù)的便利性，因此，對設(shè)備的安裝設(shè)計(jì)要求較高；2)必須提前進(jìn)行設(shè)備的采購，并在設(shè)計(jì)前期拿到設(shè)備資料，以便向結(jié)構(gòu)專業(yè)提供相應(yīng)的計(jì)算參數(shù)，使設(shè)備所在區(qū)域結(jié)構(gòu)滿足強(qiáng)度要求；(3)對施工要求較嚴(yán)，不易控制。鑒于此，僅大型設(shè)備如轉(zhuǎn)盤、絞車等采用此種安裝方式。

4 設(shè)備安裝中要點(diǎn)分析

4.1 安裝工藝要點(diǎn)

設(shè)備定位后，針對海洋鉆機(jī)模塊空間有限、布置緊湊的特點(diǎn)，討論其安裝順序。當(dāng)設(shè)備周圍有擋風(fēng)墻或欄桿時(shí)，要從設(shè)備的實(shí)際安裝型式、施工空間、施工工具等方面綜合考慮，確定是先安裝設(shè)備還是先安裝擋風(fēng)墻或欄桿，以免造成設(shè)備就位困難或安裝檢驗(yàn)不達(dá)標(biāo)。此外，鉆機(jī)模塊經(jīng)常為了保證吊裝安全而增加一些臨時(shí)支撐梁，待吊裝完成后應(yīng)去除。安裝此區(qū)域的設(shè)備時(shí)，首先要確認(rèn)臨時(shí)支撐的位置是否與設(shè)備的定位有沖突，如有沖突，則必須待鉆機(jī)模塊吊裝完成后才可進(jìn)行安裝，且在一般情況下，需提前將設(shè)備置于安裝區(qū)域；如不沖突，則應(yīng)根據(jù)安裝位置，仔細(xì)核對支撐拆裝時(shí)，是否會與設(shè)備發(fā)生干涉，如干涉，需待臨時(shí)支撐拆卸后再進(jìn)行安裝。

4.2 防火區(qū)域施工要點(diǎn)

海上鉆井過程中，可能出現(xiàn)帶有油、氣等可燃物，容易引發(fā)火災(zāi)，因此對鉆機(jī)模塊的各個(gè)區(qū)域進(jìn)行了防火級別劃分，安全級別不同，對相應(yīng)區(qū)域中設(shè)備的帶電裝置的防護(hù)要求不同。在安裝設(shè)備時(shí)，要根據(jù)防火區(qū)域劃分的級別，核對設(shè)備的防護(hù)等級是否滿足要求，如不滿足要求，則需增加相應(yīng)的防護(hù)罩或其它保護(hù)措施。

4.3 逃生通道要點(diǎn)分析

在海洋鉆機(jī)模塊上，逃生通道既可作為正常的通行空間又可作為發(fā)生事故時(shí)平臺人員進(jìn)行自救的生命通道。設(shè)備安裝時(shí)，要認(rèn)真核對設(shè)備的定位，確定不能占用逃生通道。尤其應(yīng)當(dāng)注意懸吊式設(shè)備，需核對其空間高度，確認(rèn)空間上不與逃生通道干涉。

結(jié)語

海洋鉆機(jī)模塊設(shè)備的專業(yè)性較強(qiáng)，應(yīng)用的專業(yè)技術(shù)相對較為復(fù)雜，對安裝人員的整體素質(zhì)要求較高。安裝設(shè)備時(shí)，要根據(jù)現(xiàn)場情況，本著安全合理、方便可靠的原則，靈活應(yīng)用，以低成本創(chuàng)高質(zhì)量，確保設(shè)備順利投入運(yùn)行生產(chǎn)。

[1]李雄巖，李清明，尹彥坤，彭紹源，鄧欣，陳實(shí)，陳田輝.可移動(dòng)吊機(jī)的設(shè)計(jì)及其在小模塊化鉆機(jī)安裝中的應(yīng)用[J].中國海洋平臺，2012，02：6-9+19.

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