中間接線箱在模塊鉆機電纜敷設中的應用

朱俊俊

摘 要：在DES上建立中間接線箱，連接DSM和DES的電力及信號電纜，按照電壓等級將接線箱分為690V、400V以及230V，在陸地建造階段電纜敷設中，跨度電纜可分段在DES和DSM同時施工

關鍵詞：中間接線箱;同時敷設;降低施工難度

1概述：

海洋鉆機模塊是海洋石油鉆井平臺的重要組成部分，它包含DSM（鉆井支持系統）和DES（鉆井支持系統）。常規的7000米、5000米鉆機模塊主要包含的大型設備為絞車，轉盤，及高壓泥漿泵，而這些大型設備主要采用交流變頻系統采用一對一控制交流變頻電動機拖動性能滿足絞車、轉盤、泥漿泵傳動要求。

通常在設計時根據設備的具體位置，來設計對應的電控間，例如高壓泥漿泵布置在DSM上，而它的整個控制單元及進線開關都會設計在對應的DSM電控間，一方面節省電纜，另一面便于現場控制。像絞車、轉盤布置在DES鉆臺面上，這些設備的控制單元對應一般設計在DES的電控間內。

在常規設計中，模塊鉆機電控系統按功能可被劃分為：發電機控制部分、交流變頻（VFD）、驅動部分、PLC 及現場總線控制部分（PLC+上位機監控系統）、司鉆操作控制部分、低壓配電（AC400V-MCC、AC690V/AC400V 開關柜等）五個部分。

一般情況下，低壓配電部分（AC400V-MCC、AC690V AC230V ）UPS 等，例如：DES進線開關來之DSM出線開關;而泥漿泵變頻控制采用一臺交流變頻器驅動，其速度控制可通過現場總線在司鉆控制臺上，由司鉆進行速度調節給定。在泥漿泵控制房安裝有泥漿泵本地控制箱，可實現泥漿泵本地操作（包括泥漿泵本地啟動、停止、調速、工作顯示、故障顯示等）。這些需要通過硬線或是總線對泥漿泵-DSM電控間-司鉆房三點進行連接。還有常規的一些電源及信號的傳遞（例如：絞車、轉盤的電源及信號），都需要DSM-DES兩地進行連接，當然這些連接包含信號總線或者硬線連接。此不難看出，DSM和DES之間息息相關，而推動DES正常運轉的必須需要DSM的支持，這種支持不光是是為設備提供動力的來源，更重要的是信號的連接，而電纜則是連接這兩個模塊的信號的重要通道。

DES作為鉆井支持系統分為下底座及 上下兩層需要在各個井位移動，南北井位的移動則需要通過滑移系統帶動DSM和DES之間的南北拖鏈拖動整個DES進行移動到合適的井位，東西井位的移動則滑移系統帶動上層東西拖鏈拖動整個鉆臺面進行移動。

DSM作為支持模塊則需要為所有設備提供源源不斷的動力不移動。提供這些動力的跨度電纜與則需要通過拖鏈來回移動來滿足兩個模塊相對移動的需求，

2跨度電纜敷設難點：

在以往的鉆機模塊電纜敷設中，依據設計電纜清冊DSM和DES之間的電纜都采用的是提前預鋪法，在陸地建設階段將這些跨度電纜從DSM鋪設完成，而需要通過敷設拖鏈到DES的電纜按照提前設計規劃好電纜路徑并且按照設定好的電纜敷設路徑預估長度敷設至拖鏈位置，預留出到DES設備的位置的長度并整齊綁扎固定完畢。例如DSM主配電間690V電源至DES 690V配電盤，需要從DSM690V開關柜敷設至DES開關柜，電纜型號一般為10根3*120，敷設至DES每根電纜通過拖鏈后至少需要預留50米，同樣類似的電纜根據設計需求多則上百跟，少則也要幾十根，每根都要預留50米，假設敷設完成，在DSM機械完工吊裝至海上時，這部分的處理無疑給設備吊裝增加難度，并且在海上DSM安裝就位后，這部分電纜需要從拖鏈導出，重新敷設到DES模塊設備。一些電纜外徑尺寸過粗不易彎曲，加上長度太長，海上施工相對難度大，敷設十分困難，難免影響施工進度。

3中間接線箱的重要性：

接線箱和配電箱的主要區別在于用途和功能不同，動力配電箱是配電系統的末級設備，用途是方便停、送電，起到計量和判斷停，送的作用。配電箱是一種低壓配電裝置，里面包含開關設備，測量儀表，保護電器和輔助設備。接線箱只是線路的分支過渡和跳接線沒有電路控制元件，換句話說就是結構簡單，功能比較單一，單純只是負責連接作用

接線箱在模塊鉆機設計中應用最早是在DSM或DES每層的照明或小型設備供電系統設計，為了區域劃分，單獨一層的照明系統或者單獨的一個房間需要一個接線箱匯總至總開關間，開關間根據設備位置分配總開關，便于設備控制和設備故障維修，省事省力。

在DES上建立中間接線箱，連接DSM和DES的電力及信號電纜，按照電壓等級將接線箱分為690V、400V以及230V，安裝位置可選擇離拖鏈出口處電纜橋架較近地方，并且要避開安全通道。可采用落地安裝或者壁掛形式安裝。在陸地建造階段電纜敷設中，跨度電纜可分段在DES和DSM同時施工。具體可見下圖示例，根據電纜清冊電纜的具體路徑篩選出DES設備至中間接線箱，DSM至中間接線箱的電纜進行電纜敷設，此時只需要將DSM通過拖鏈到中間接線箱位置的電纜進行預留，同時中間接線箱到DES處的電纜同樣敷設完成，接線。（當然一些重要的信號電纜不能中斷的，不可以進入中間接線箱，這都需要在詳細設計中考慮到）。這樣不但一些難度較大的電纜在陸地基本完成敷設，一些設備的調試也可以同時在陸地分片進行，自然降低了海上的施工難度。

4 總結：

在近期的內掛井槽項目研究中，涉及到拖鏈及相關設備的改造，平臺西側需要新增井位，整個鉆機需要通過東西拖鏈移至新增井位。新增井位距離鉆機極限井位較遠，鉆機滑道 、拖鏈、管線、電纜長度均不滿足使用需求。當然滑道延伸，拖鏈加長，甚至管線更換都不是問題。唯一難點就是相關電纜的更換，電纜連接DSM和DES所有的電源及信號，本項目在最初設計時DSM和DES之間沒有加裝中間接線箱，此時如果改裝拖鏈，更換拖鏈電纜，不僅是更換拖鏈內部電纜那么簡單的事情。試想一下如果DSM和DES有中間接線箱，不僅電纜更好追溯，現場也更方便于施工。

參考文獻：

[1]海洋石油工程設計指南 周守為 石油工業出版社 2007

[2]海上固定平臺鉆機模塊加工設計指南 劉劍 中國石化出版社 2018