深水半潛式鉆井平臺(tái)的鉆具處理設(shè)備技術(shù)選型

齊寧

摘 要：鉆井的鉆具處理系統(tǒng)是針對(duì)鉆桿/隔水管等鉆具的運(yùn)輸及存儲(chǔ)而準(zhǔn)備的一系列設(shè)備，其先進(jìn)程度決定著整個(gè)鉆井平臺(tái)的鉆井作業(yè)效率，在鉆機(jī)系統(tǒng)配置中占重要地位。為了讓更多的人了解這一技術(shù)。本篇簡(jiǎn)單介紹鉆井平臺(tái)的鉆具處理系統(tǒng)設(shè)備如何進(jìn)行選型。

關(guān)鍵詞：鉆井平臺(tái)；鉆具處理系統(tǒng)

1 鉆具處理系統(tǒng)簡(jiǎn)介

1.1 系統(tǒng)功能

管子處理系統(tǒng)主要由甲板吊、貓道機(jī)、鐵鉆工、轉(zhuǎn)盤(pán)、鼠洞、排管機(jī)和指梁等設(shè)備組成。這些設(shè)備需要相互配合使用，因此設(shè)備選型及布置均需綜合考慮，能力需要相互匹配。該系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)運(yùn)輸?shù)你@具的大約尺寸及重量作為設(shè)備選型的重要依據(jù)。

1.2 鉆具處理系統(tǒng)主要組成設(shè)備介紹

1.2.1 甲板吊

甲板吊是吊運(yùn)鉆桿、隔水管等鉆具的設(shè)備，一般安裝在主甲板上，將從供應(yīng)船運(yùn)送來(lái)的鉆具吊裝到鉆具存儲(chǔ)區(qū)，以及一些其他設(shè)備或物體的吊裝，并將這些鉆具從存儲(chǔ)區(qū)吊裝到貓道機(jī)上，運(yùn)送到鉆臺(tái)區(qū)域。甲板吊的主要組成部分有將軍柱、基座、主臂、關(guān)節(jié)臂、伸縮臂、液壓缸驅(qū)動(dòng)、鋼絲繩絞車、主鉤、副鉤和駕駛室等。

1.2.2 貓道機(jī)

貓道機(jī)是鉆桿、隔水管等鉆具的水平傳送設(shè)備，可以在鉆臺(tái)和主甲板的鉆具存儲(chǔ)區(qū)之間安全可靠地往復(fù)傳送鉆具。貓道機(jī)包括主體和支架兩部分構(gòu)成，以及控制部分。主體部分由貓道機(jī)本體、運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、進(jìn)給機(jī)構(gòu)和舉升機(jī)構(gòu)等組成。支架機(jī)構(gòu)型材焊接而成，上面安裝有導(dǎo)軌和齒條，用以引導(dǎo)和驅(qū)動(dòng)貓道機(jī)主體。

1.2.3 鐵鉆工

鐵鉆工是先進(jìn)的鉆桿、套管等鉆具的上扣、卸扣工具。鐵鉆工由主鉗、背鉗及旋扣器組成的，能夠上卸扣一定直徑范圍內(nèi)的管串，全部操作通過(guò)遙控液壓驅(qū)動(dòng)進(jìn)行。運(yùn)動(dòng)形式有軌道滑動(dòng)式和旋轉(zhuǎn)伸縮式。

1.2.4 轉(zhuǎn)盤(pán)

轉(zhuǎn)盤(pán)作為鉆臺(tái)上的重要鉆井設(shè)備，具有傳輸動(dòng)力和支撐懸掛鉆具的作用，一般布置在鉆臺(tái)的正中心位置。轉(zhuǎn)盤(pán)系統(tǒng)主要由轉(zhuǎn)盤(pán)、動(dòng)力卡瓦和控制臺(tái)等設(shè)備組成。轉(zhuǎn)盤(pán)由本體、補(bǔ)芯和頂蓋等部件組成。

1.2.5 鼠洞

動(dòng)力鼠洞作為鉆桿自動(dòng)排放系統(tǒng)的重要組成部分，主要作用是預(yù)存單根或復(fù)根（連接好的兩根單根管柱）或立根（連接好的三根或四根單根管柱），配合鐵鉆工和排管機(jī)實(shí)現(xiàn)接/卸立根的操作；能夠輔助鉆機(jī)完成鉆桿的提升和下放操作。

1.2.6 排管機(jī)

立式排管機(jī)主要用于實(shí)現(xiàn)在井口與井架指梁之間往返自動(dòng)移送鉆桿立根操作，還可與貓道機(jī)系統(tǒng)、動(dòng)力鼠洞、鐵鉆工配合完成離線單根接成立根操作，而不需要借助起升系統(tǒng)，同時(shí)不影響鉆進(jìn)操作。

1.2.7 指梁

海洋平臺(tái)使用的指梁是由若干水平梁組成，每根梁間有開(kāi)口，允許立根進(jìn)入并儲(chǔ)存其內(nèi)。梁上設(shè)有氣動(dòng)或液壓鎖銷可用于固定定位立根，并能抵御由風(fēng)浪和傾斜引起的立根橫向力。按照存放的立根不同，指梁可分為管柱指梁和隔水套管指梁，分別用于存放鉆桿、鉆鋌、套管和隔水套管。其中管柱指梁安裝在立根區(qū)塔架橫梁上，分為指梁和二層臺(tái)指梁。

2 主要技術(shù)指標(biāo)評(píng)選

2.1 甲板吊

甲板吊的主要技術(shù)指標(biāo)有最大吊裝載荷、最大工作半徑和所選配的適應(yīng)于不同鉆具的抓手類型等。要根據(jù)所運(yùn)送鉆具尺寸及重量確定參數(shù)的大小。

2.2 貓道機(jī)

貓道機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo)有最大承載載荷、可運(yùn)載鉆具尺寸和傳輸距離等。貓道機(jī)的首尾分別安裝在主甲板和鉆臺(tái)面，通常在鉆臺(tái)上安裝有延長(zhǎng)至井心和鼠洞區(qū)域的軌道，以實(shí)現(xiàn)將鉆具運(yùn)輸?shù)竭@兩個(gè)區(qū)域。

2.3 鐵鉆工

鐵鉆工的主要技術(shù)參數(shù)有鉆具范圍、上卸扣扭矩、行程距離和運(yùn)動(dòng)形式等。

2.4 轉(zhuǎn)盤(pán)

轉(zhuǎn)盤(pán)的主要技術(shù)指標(biāo)有通孔直徑和最大靜載荷。通孔直徑：轉(zhuǎn)盤(pán)開(kāi)孔能通過(guò)最大尺寸的鉆頭、隔水管等鉆具。最大靜載荷：轉(zhuǎn)盤(pán)頂面所能承受的最大靜載荷，應(yīng)與頂驅(qū)的最大提升能力匹配。因此轉(zhuǎn)盤(pán)在選型時(shí)除了考慮鉆具的最大尺寸外，還需要與頂驅(qū)的最大提升能力一致。

2.5 鼠洞

動(dòng)力鼠洞主要由提升導(dǎo)向裝置、圓柱管、移動(dòng)緩沖裝置和滑輪組等組成，主要技術(shù)指標(biāo)有內(nèi)部尺寸、扶正裝置的范圍、緩沖裝置的運(yùn)行速度和總行程。

2.6 排管機(jī)

海洋鉆井平臺(tái)大型鉆機(jī)廣泛采用平行型指梁結(jié)構(gòu)。因?yàn)槠叫行椭噶杭軆?nèi)可以存放較大數(shù)量的鉆桿，而且可以與甲板鉆桿自動(dòng)傳送系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)較好的配合。

2.7 指梁

指梁架結(jié)構(gòu)形式與排管機(jī)結(jié)構(gòu)形式密切相關(guān)，根據(jù)鉆機(jī)形式及鉆桿立根容量等因素，指梁架可設(shè)計(jì)成星型、平行型和X-Y型。為滿足目標(biāo)船鉆深要求，鉆柱指梁推薦采用平行型指梁結(jié)構(gòu)，因?yàn)槠叫行椭噶杭軆?nèi)可以存放較大數(shù)量的鉆桿，而且可以與甲板鉆桿自動(dòng)傳送系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)較好的配合。

3 結(jié)論

鉆具處理系統(tǒng)的選型由整個(gè)鉆井系統(tǒng)功能決定，為了提高鉆井作業(yè)效率，鉆具處理系統(tǒng)就需要配備一套能夠?qū)崿F(xiàn)立根作業(yè)的設(shè)備，設(shè)備之間的相互配合決定了技術(shù)參數(shù)選擇時(shí)需要保持一致。