中文名 | 一種海上多方位石油鉆井自升式平臺 | 公告號 | CN102444110A |
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授權(quán)日 | 2012年5月9日 | 申請?zhí)?/th> | 2011103088203 |
申請日 | 2011年9月28日 | 申請人 | 中國石油大學(xué)(華東) |
地????址 | 山東省東營市北二路271號 | 發(fā)明人 | 曹宇光、史永晉、張士華、孫曉瑜 |
Int.Cl. | E02B17/00(2006.01)I | 代理機構(gòu) | 北京市中實友知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 |
代理人 | 金杰 | 類????別 | 發(fā)明專利 |
《一種海上多方位石油鉆井自升式平臺》涉及的是一種海上多方位鉆井的自升式平臺,屬于機械領(lǐng)域。
自升式鉆井平臺在海上油氣田的勘探開發(fā)中,占據(jù)著非常重要的地位。平臺配備鉆井模塊,海上就位后,依靠懸臂梁沿著軌道伸出平臺主體打叢式井組。對于常規(guī)自升式鉆井平臺,懸臂梁只能沿一個方向移動,故平臺只能在此方向上進行鉆井作業(yè)。隨著鉆井新技術(shù)和海上開發(fā)新模式的發(fā)展并基于經(jīng)濟性考慮,如果在某一區(qū)域發(fā)現(xiàn)高產(chǎn)油區(qū),需要在此區(qū)域盡量小的范圍內(nèi)多方位打叢式井組以提高產(chǎn)能。利用截至2011年9月的平臺,需要多次就位方能滿足上述要求。然而,如果在同一海域?qū)ψ陨狡脚_進行多次升降、壓載、轉(zhuǎn)向,該處地基將受到嚴重破壞,無法保證平臺的坐底穩(wěn)性,導(dǎo)致平臺發(fā)生傾覆的危險,嚴重威脅平臺自身和工作人員的安全。
《一種海上多方位石油鉆井自升式平臺》正是為實現(xiàn)上述要求而設(shè)計的,目的在于采用轉(zhuǎn)盤式換向機構(gòu)和多方向的移動支撐軌道,將平臺上原有的鉆井模塊移動到轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)盤上進行換向并與其他方位的軌道進行對接,解決常規(guī)平臺僅能在一個方向進行鉆井作業(yè)、不能多方向鉆井的工作難題,有效解決在指定區(qū)域內(nèi)完成多方位、多井組鉆井作業(yè)的目的。
圖1是海上多方位鉆井自升式平臺側(cè)視示意圖;
圖2是海上多方位鉆井自升式平臺俯視示意圖;
圖3是液壓式移動裝置示意圖;
圖4是齒輪齒條式移動裝置示意圖;
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1.樁腿,2.自升式平臺主體,3.升降裝置,4.鉆井模塊,5.移動底座,6.移動裝置,7.移動支撐軌道,8.換向轉(zhuǎn)盤,9.主軸,10.轉(zhuǎn)動軸,11.齒圈,12.主動齒輪,13.驅(qū)動電機,14.環(huán)形扶正圈,15.叢式井組,16.液壓缸,17.移動機爪,18.齒條,19.齒輪,20.移動電機。
一種島狀空間結(jié)構(gòu)物,具有一個高出海面的水平臺面,供進行生產(chǎn)作業(yè)或其他活動用的海上工程設(shè)施。按其結(jié)構(gòu)特點和工作狀態(tài)分為固定式和浮式兩大類。 固定式平臺 在整個使用壽命期內(nèi)位置固定不變,其形式有樁式、繃...
一種島狀空間結(jié)構(gòu)物,具有一個高出海面的水平臺面,供進行生產(chǎn)作業(yè)或其他活動用的海上工程設(shè)施。按其結(jié)構(gòu)特點和工作狀態(tài)分為固定式和浮式兩大類。 固定式平臺 在整個使用壽命期內(nèi)位置固定不變,其形式有樁式、繃...
差不多所有油田都是油氣混合型的,抽取原油的同時,少量天然氣也一同被抽取出來。由于數(shù)量較少,從經(jīng)濟性來看,沒有、運輸?shù)膬r值。然而天然氣為窒息性氣體,任其自由排放會對環(huán)境及人員安全造成影響。怎么辦?最簡單...
2018年12月20日,《一種海上多方位石油鉆井自升式平臺》獲得第二十屆中國專利優(yōu)秀獎。
結(jié)合說明書附圖1,2,3,4對《一種海上多方位石油鉆井自升式平臺》做進一步描述:移動底座5、移動裝置6、移動支撐軌道7、換向轉(zhuǎn)盤8、主軸9、轉(zhuǎn)動軸10、驅(qū)動電機13構(gòu)成。
自升式平臺主體2依靠升降裝置3將樁腿1下放到海底,使平臺在海上就位后,鉆井模塊4可通過移動裝置6在移動支撐軌道7上向要求方位移動,并伸出自升式平臺主體2外進行對叢式井組15進行鉆井作業(yè),當一個方位的井位完成后,鉆井模塊4由移動裝置6反向推動到換向轉(zhuǎn)盤8上固定,驅(qū)動電機13帶動主動齒輪12,驅(qū)動焊接在轉(zhuǎn)動軸10上的齒圈11,使換向轉(zhuǎn)盤8轉(zhuǎn)向另外一個作業(yè)方位,轉(zhuǎn)動過程中,由焊接在轉(zhuǎn)動軸10上的環(huán)形扶正圈14依靠主軸9進行換向轉(zhuǎn)動定位,當焊接在自升式平臺主體2甲板面的移動支撐軌道7和焊接在換向轉(zhuǎn)盤8上的移動支撐軌道7對接后,鉆井模塊4可通過移動裝置6在移動支撐軌道7向另一要求方位移動,移動到自升式平臺主體2外進行另一方位的叢式井組15鉆井作業(yè)。這樣反復(fù)使用,可滿足平臺一次就位后的多方位鉆井作業(yè)的要求。
移動裝置6有液壓缸加移動機爪式和齒輪齒條式兩種。液壓缸加移動機爪式由液壓缸16和移動機爪17組成,液壓缸16一端固定在移動底座5上,另一端通過液壓桿和移動機爪17連接,移動機爪17通過與移動支撐軌道7的通孔相互作用使鉆井模塊4前進或后退。齒輪齒條式由齒輪19和齒條18組成,齒輪19通過聯(lián)軸器與移動電機20連接,齒條18焊接在移動底座5上,通過齒輪19轉(zhuǎn)動相互作用使鉆井模塊4前進或后退。
《一種海上多方位石油鉆井自升式平臺》要解決的技術(shù)問題是提供一種海上多方位鉆井的自升式平臺,該平臺能夠在一次就位后有效地完成多方向、多井組的鉆井作業(yè),解決常規(guī)海洋鉆井平臺只能單方向鉆井工作的難題,《一種海上多方位石油鉆井自升式平臺》的目的是為海上油氣勘探開發(fā)提供一種多方位鉆井的自升式平臺。
《一種海上多方位石油鉆井自升式平臺》是這樣實現(xiàn)的:該平臺包括移動底座、移動裝置、移動支撐軌道、換向轉(zhuǎn)盤、主軸、轉(zhuǎn)動軸、驅(qū)動電機,主軸固定在自升式平臺主體中間,轉(zhuǎn)動軸套裝在主軸外,轉(zhuǎn)動軸上部圓周外安裝有齒圈,均布安裝6個主動齒輪與齒圈嚙合,主動齒輪通過聯(lián)軸器與驅(qū)動電機連接,驅(qū)動電機固定在自升式平臺主體上,轉(zhuǎn)動軸上端固定安裝有換向轉(zhuǎn)盤,換向轉(zhuǎn)盤與自升式平臺主體的上甲板保持在一個水平面上,并安裝有2條平行的移動支撐軌道,自升式平臺主體的上甲板與換向轉(zhuǎn)盤上的移動支撐軌道相對應(yīng)的位置也安裝有移動支撐軌道,移動支撐軌道上安裝有移動底座,移動底座上安裝有鉆井模塊,換向轉(zhuǎn)盤為圓形,并與自升式平臺主體的上甲板中心孔相配合,在同一水平面上,主軸的下部與轉(zhuǎn)動軸還套裝有一環(huán)形扶正圈,移動支撐軌道加工成凸狀,移動底座加工成倒凹狀,移動裝置有液壓缸式或者齒輪齒條式兩種,液壓缸式移動裝置的液壓缸一端安裝在移動底座上,另一端通過液壓桿與移動機爪連接,移動機爪安插在移動支撐軌道上的孔中,齒輪齒條式的齒條安裝在移動底座上,齒輪與齒條嚙合并通過聯(lián)軸器與安裝在自升式平臺主體上的電機連接。
《一種海上多方位石油鉆井自升式平臺》具有如下優(yōu)點:
(1)平臺一次就位后,可以在平臺周邊的要求范圍內(nèi)進行多方位的鉆井作業(yè),而不用反復(fù)的升降、轉(zhuǎn)向、壓載、固定平臺,大大降低了作業(yè)準備費用。
(2)平臺一次就位多方位作業(yè)的特點,可以保護海底地基不會因為多次壓載、固定而造成破壞,保障了平臺和平臺工作人員的安全。
(3)平臺的多方位鉆井模式,為海上采油新技術(shù)和固定采油平臺新模式的進一步發(fā)展提供了有效的技術(shù)支撐。
(4)轉(zhuǎn)盤式換向機構(gòu)結(jié)構(gòu)不僅可用于自升式平臺,還可以推廣到坐底式平臺、半潛式平臺以及固定式修井平臺應(yīng)用,具有非常高的推廣應(yīng)用價值。
(5)平臺主體的形狀不小于四變形,也可以建造為六邊或者八邊形,其經(jīng)濟效益更加明顯。
1.一種海上多方位鉆井的自升式平臺,包括樁腿(1)、自升式平臺主體(2)、升降裝置(3)、鉆井模塊(4),其特征是:該平臺還包括移動底座(5)、移動裝置(6)、移動支撐軌道(7)、換向轉(zhuǎn)盤(8)、主軸(9)、轉(zhuǎn)動軸(10)、驅(qū)動電機(13),主軸(9)固定在自升式平臺主體(2)中間,轉(zhuǎn)動軸(10)套裝在主軸(9)外,轉(zhuǎn)動軸(10)上部圓周外安裝有齒圈(11),與齒圈(11)嚙合均布安裝有6個主動齒輪(12),主動齒輪(12)通過聯(lián)軸器與驅(qū)動電機(13)連接,驅(qū)動電機(13)固定在自升式平臺主體(2)上,轉(zhuǎn)動軸(10)上端固定安裝有換向轉(zhuǎn)盤(8),換向轉(zhuǎn)盤(8)與自升式平臺主體(2)的上甲板保持在一個水平面上,并安裝有2條平行的移動支撐軌道(7),移動支撐軌道(7)加工成凸狀,移動底座(5)加工成倒凹狀,凹凸配合實現(xiàn)定向移動,自升式平臺主體(2)的上甲板與換向轉(zhuǎn)盤(8)上的移動支撐軌道(7)相對應(yīng)的位置也安裝有同樣的軌道,移動支撐軌道(7)上安裝有移動底座(5),移動底座(5)上安裝有鉆井模塊(4),換向轉(zhuǎn)盤(8)為圓形,并與自升式平臺主體(2)的上甲板中心孔相配合,在同一水平面上,自升式平臺主體(2)甲板面多個方向上安裝有移動支撐軌道(7)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種海上多方位鉆井的自升式平臺,其特征是主軸(9)的下部與轉(zhuǎn)動軸(10)還套裝有一環(huán)形扶正圈(14)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種海上多方位鉆井的自升式平臺,其特征是移動裝置(6)有液壓缸式或者齒輪齒條式兩種,液壓缸式移動裝置(6)的液壓缸(16)一端安裝在移動底座(5)上,另一端通過液壓桿與移動機爪(17)連接,移動機爪(17)安插在移動支撐軌道(7)上的孔中,齒輪齒條式的齒條(18)安裝在移動底座(5)上,齒輪(19)與齒條(18)嚙合并通過聯(lián)軸器與安裝在自升式平臺主體(2)上的移動電機(20)連接。
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評分: 4.6
1 北極地區(qū)的概況 俄羅斯氣候寒冷的北極寒帶地區(qū)占國土面積的85%,這里生活著將近35%的俄羅斯居民,這里的最低氣溫通常為-40℃~-50℃,有時候甚至達到-60℃.目前,該地區(qū)的國民收入占俄羅斯的11%,這里集中了俄羅斯主要的自然資源和57%的能源關(guān)鍵設(shè)施,俄羅斯現(xiàn)有的10座原子能核電站中,有3座位于寒帶,這里集中了78%的石油天然氣設(shè)施.而北極地區(qū)的天然氣探明儲量及開采量占據(jù)俄羅斯國內(nèi)總量的領(lǐng)先地位,目前探明的石油儲量約為50億t,僅次于漢特曼西自治區(qū).
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評分: 4.6
1海上石油鉆井平臺近海集裝箱模塊安裝流程 隨著近海集裝箱模塊在海上石油鉆井平臺使用量的不斷增加,對此類集裝箱的安裝要求越來越嚴格;此外,相較于一般的近海集裝箱,由于此類特種集裝箱內(nèi)部的配套設(shè)施較多,需要滿足的標準更高,施工工藝也更復(fù)雜,故需要編制安裝流程規(guī)范。海上石油鉆井平臺近海集裝箱模塊安裝流程如圖1所示。
由上部結(jié)構(gòu)(甲板)和樁腿組成。上部結(jié)構(gòu)可沿樁腿升降(由氣動、液壓或電動的升降機驅(qū)動),以適應(yīng)不同水深條件作業(yè)的要求。上部結(jié)構(gòu)是一個浮力相當大的駁船形浮體。鉆井前,樁腿下降,插到海底,上部結(jié)構(gòu)被頂起脫離海面,在平臺的頂面進行作業(yè)。鉆井后,升降機構(gòu)先把上部結(jié)構(gòu)降回海面,再拔起樁腿即可轉(zhuǎn)移。工作水深為十幾米到上百米。平臺無動力裝置,不能自航。2100433B
自升式生產(chǎn)儲油平臺工作原理與自升式鉆井船類似,都是利用可上下移動平臺安裝油田生產(chǎn)設(shè)施,所不同的是用油氣處理設(shè)備和儲油設(shè)施替代鉆井設(shè)施,它利用了鉆井船船體、樁腿等載體實現(xiàn)了固定平臺的作用。當自升式生產(chǎn)儲油平臺處于站立作業(yè)狀態(tài)時,它類似于樁基的固定平臺;而當遷移拖航時,它將樁腿上升并依靠平臺船體部分浮力實現(xiàn)自浮拖航,因而它又具有浮體的特性,自升式生產(chǎn)儲油平臺從設(shè)計上應(yīng)具備固定平臺和浮體的特性。
利用自升式生產(chǎn)儲油平臺進行邊際油田開發(fā)工作,無論是在安裝、操作還是在技術(shù)成熟度上都存在著明顯的優(yōu)勢:自升式生產(chǎn)儲油平臺安裝和遷移作業(yè)方便,可以在一定程度上降低安裝和遷移費用;建造技術(shù)成熟、操作實踐經(jīng)驗多;和固定平臺作業(yè)類似,該自升式平臺沒有波浪條件下的搖擺狀態(tài),方便作業(yè)人員的操作與生活。另外,自升式生產(chǎn)儲油平臺已國產(chǎn)化,簡化井口平臺與井口平臺的連接簡化,國際市場舊鉆井船改裝生產(chǎn)儲油平臺等可行方案都有助于降低油田工程的造價。但是自升式生產(chǎn)儲油平臺也存在著一些不足,比如說作業(yè)水深不宜太大,理想作業(yè)水深為20~50米;不能在嚴重冰區(qū)作業(yè);由于升降機構(gòu)能力與可靠性緣故,儲油量不能過大等等。
沉墊自升式鉆進平臺又稱為樁腿式鉆井平臺,是國內(nèi)外應(yīng)用最為廣泛的鉆井平臺。自升式平臺在工作時用升降機構(gòu)將平臺舉升到海面以上,使之免受海浪沖擊,依靠樁腿的支撐站立在海底進行鉆井作業(yè)工作,完成任務(wù)后,降下平臺到海面,拔起樁腿并將其升至拖航位置,即可拖航到下一個井位進行作業(yè)工作。
沉墊自升式鉆進平臺在合適的水深環(huán)境中工作穩(wěn)定性良好,在大多數(shù)海況下,幾乎都能維持工作,因此發(fā)展較為迅速。沉墊自升式鉆進平臺的數(shù)量能占到移動式鉆井裝置總數(shù)的1/2。另外,沉墊自升式鉆進平臺還具備一個優(yōu)點,就是所需鋼材少,且造價低。雖然沉墊自升式鉆進平臺在作業(yè)中存在著若干有利條件,但在平臺轉(zhuǎn)移和安裝過程中,尚存在著一些不足。比如說,當平臺移位時,由于樁腿升得很高,造成重心高,穩(wěn)性差,抗風(fēng)能力差;當隨著拖船到新井位時,平臺在水面因風(fēng)浪導(dǎo)致?lián)u蕩不已,使樁腿下降到將要著底時,有可能弄壞樁腿;當海洋環(huán)境惡劣,大風(fēng)暴來臨時,因急需拔腿移位,也有可能產(chǎn)生拔不出樁腿的危險,如果作業(yè)區(qū)海流較強,插進海底的樁腿,還有可能被海流沖刷而滑動,甚至喪失支承能力。