可搬遷修井機模塊化組合吊裝在棄置作業中的應用

齊延云，黃開展，馬 勇，王慶振，吳泓霖

（中海油能源發展股份有限公司工程技術湛江分公司，廣東 湛江 524057）

引言

隨著海上油田群小區塊油田滾動開發項目和邊際油田開發項目的不斷增加，無修井機海洋石油平臺的修井作業量也在逐年增加，電泵井投產后出現故障時，必須等待自升式懸臂梁鉆井平臺進行修復解決。為解決自有鉆井平臺資源有限，租用成本高、實施增產措施手段受限等問題，中海石油（中國）有限公司湛江分公司2009 年在WZ11-1 平臺和WZ11-4D 平臺投入增加了一套每個部件采用小模塊化設計、單個模塊質量不超過8 t，液氣路管線隨模塊布置，模塊間軟管快速連接的90 t 可搬遷輕型修井機，該修井機屬于可搬遷式輕型修井機，通用于WZ11-1A 平臺和WZ11-4D 平臺。多年來有效地解決了油田油井故障，井下工藝和增產措施實施難得問題，此外對于修井機的安裝和拆卸也形成了一套成熟的拆裝技術，對特殊情況（外部資源協助，吊裝能力滿足）下的修井機調向（旋轉180°）進行了研究和計算，通過對該套修井機上移動座結構吊裝計算，上移動座在吊裝工況下，結構強度以及吊耳強度，滿足模塊化組合整體吊裝要求，在作業過程中可大幅提升調向作業時效。海洋90 t 可搬遷修井機模塊化組合整體吊裝在南海WZ11-4D 井口平臺棄置項目中的成功應用，為可搬遷修井機在我國海上油田的安裝、拆卸和調向技術提供參考。

1 項目背景

WZ11-4D 平臺于1986 年安裝完成，1987 年投產使用，是一座四樁八腿的導管架平臺，該平臺從投產到2019 年已經服役32 年。目前平臺共有15 口井，都處于關井狀態，平臺固定人員已全部撤離，平臺已無生產價值，同時由于平臺設備長時間處于閑置狀態，導致設備及管道腐蝕嚴重，有限公司湛江分公司計劃對該平臺進行廢棄處置。WZ11-4D 平臺無法滿足生活支持，本次WZ11-4D 平臺15 口井永久棄井作業采用了90 t 可搬遷修井機+修井支持平臺模式進行棄井作業。同時修井機一次安裝完成后，因井位限制，無法全覆蓋15 口井的作業，需要在中途對修井機進行一次180°的旋轉，方能滿足作業需求。由于支持平臺（德盛287）吊車吊裝能力高達190 t，作業中途的修井機轉向，為節約時間，計劃采用修井機上移動座模塊組合整體吊裝方式進行[1]。

2 海上平臺棄置作業前設備布局

2.1 可搬遷修井機在WZ11-4D 平臺上的布局

WZ11-4D 平臺上甲板尺寸長30 m，寬16 m，總面積480 m2。井口區域共有15 口井，布置形式為5×3，井間距為2.286 m×2.286 m。由于平臺吊機能力為10 t，可搬遷修井機在WZ11-4 平臺上的布局需要能覆蓋所有井位。

2.2 支持平臺德盛287 停靠WZ11-4D 平臺的情況介紹

支持平臺德盛287 停靠WZ11-4D 平臺的就位示意圖如下頁圖1 所示。支持平臺停靠WZ11-4D 平臺平面的現場效果圖如下頁圖2 所示。

3 可搬遷修井機上移動座模塊化組合整體吊裝計算

可搬遷修井機上移動總成主體大梁采用整體焊接式結構，動力絞車橇系統通過螺栓與大梁連接成一體，走道與大梁通過銷子連接成一體，這樣既保證了整體性，又保證了裝拆運輸的方便性。主材料采用優質低碳鋼板組焊成的H 型鋼進行焊接，并在適當的位置均焊有加強筋板，保證上移動座的承載能力。上移動座結構吊裝計算主要包括結構強度和吊耳強度校核兩個方面[2]。

3.1 上移動座吊裝結構強度計算

上移動座吊裝模型如圖3 所示，四個吊索的頂端固定，4 根鋼絲繩模擬為只受拉的構件。

其中上移動座模塊重量約為55 t，設備重量考慮1.35 的動力系數，在此重力影響下上移動座吊裝工況結構通過計算，UC 值最大為0.99，主梁的最大UC 值為0.64，均小于美國鋼結構許用UC 值1.0，說明上移動座結構強度足夠，滿足吊裝要求。

設備重量考慮2 的動力系數，在此重力影響下通過計算，上移動座吊裝工況結構UC 值主梁上最大UC 值為0.15，小于美國鋼結構許用UC 值1.0，說明上移動座結構強度足夠，滿足吊裝要求。

3.2 吊耳強度校核

設備重量考慮2.0 的動力系數，在此重力影響下井架合套吊裝鋼絲繩拉力計算結果如圖4 所示。

可以看出，鋼絲繩最大拉力為396 kN。而吊裝耳板材料：-50/Q345D 經過對耳板圓孔擠壓強度校核、耳板圓孔薄弱處剪切強度校核、焊縫強度校核，計算得出安全系數分別是2.98、1.73、5.07，均大于1.67 的安全系數，強度足夠。

通過上述吊裝分析計算，90 t 可搬遷修井機上移動座模塊化組合后，在吊裝工況下，結構強度以及吊耳強度，滿足整體吊裝工況要求。

4 模塊化組合整體吊裝在棄置作業中的應用

2020 年11 月20 日，因WZ11-4D 平臺永久棄井作業需求，需要對90 t 可以搬遷修井機整體旋轉180°才能完成剩余井位的棄井作業。現場結合實際作業條件、吊車吊裝能力以及上甲板平面空間，采用了支持平臺190 t 吊車和WZ11-4D 平臺10T 吊車配合完成修井機整體轉向的作業思路。

4.1 修井機整體轉向思路

拆除井架以及可搬遷修井機上移動座模塊化組合整體吊裝計算以外所有鉆臺附屬件和設備→利用支持平臺190 t 吊車將修井機上移動座整體吊起，并平移至WZ11-4D 船尾（不解鉤）→再利用WZ11-4D平臺10 t 吊車將修井機下底座吊起，并轉向180°進行就位固定→回移190 t 吊車，并將吊起的上移動座回轉180°，之后回裝在下底座上進行固定。

4.2 整體吊裝轉向施工內容

按照修井機整體轉向思路采取了如下頁表1 所示的施工順序進行了整體吊裝轉向施工。并完成安裝現場模塊化組合整體吊裝，現場效果如下頁圖5所示。

表1 90 t 修井機整體吊裝轉向施工順序及內容

5 結語

海洋90 t 可搬遷修井機在作業過程中，如因作業需要涉及轉向時，在平臺吊裝能力允許的情況下，修井機上移動座模塊化組合整體吊裝是可行的，也很有必要，能有效地縮短施工周期，大大降低作業費用，為海上油田節約大量的操作成本，提高油氣田的經濟效益。此次海洋90 t 可搬遷修井機模塊化組合整體吊裝在南海WZ11-4D 井口平臺棄置項目中成功應用，同時在海洋石油平臺尚屬首次，為可搬遷修井機在海上油田的安裝、拆卸和調向技術提供了很好參考。