《一種海上多方位石油鉆井自升式平臺(tái)》要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種海上多方位鉆井的自升式平臺(tái),該平臺(tái)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(tái)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(tái)》的目的是為海上油氣勘探開(kāi)發(fā)提供一種多方位鉆井的自升式平臺(tái)。
《一種海上多方位石油鉆井自升式平臺(tái)》是這樣實(shí)現(xiàn)的:該平臺(tái)包括移動(dòng)底座、移動(dòng)裝置、移動(dòng)支撐軌道、換向轉(zhuǎn)盤(pán)、主軸、轉(zhuǎn)動(dòng)軸、驅(qū)動(dòng)電機(jī),主軸固定在自升式平臺(tái)主體中間,轉(zhuǎn)動(dòng)軸套裝在主軸外,轉(zhuǎn)動(dòng)軸上部圓周外安裝有齒圈,均布安裝6個(gè)主動(dòng)齒輪與齒圈嚙合,主動(dòng)齒輪通過(guò)聯(lián)軸器與驅(qū)動(dòng)電機(jī)連接,驅(qū)動(dòng)電機(jī)固定在自升式平臺(tái)主體上,轉(zhuǎn)動(dòng)軸上端固定安裝有換向轉(zhuǎn)盤(pán),換向轉(zhuǎn)盤(pán)與自升式平臺(tái)主體的上甲板保持在一個(gè)水平面上,并安裝有2條平行的移動(dòng)支撐軌道,自升式平臺(tái)主體的上甲板與換向轉(zhuǎn)盤(pán)上的移動(dòng)支撐軌道相對(duì)應(yīng)的位置也安裝有移動(dòng)支撐軌道,移動(dòng)支撐軌道上安裝有移動(dòng)底座,移動(dòng)底座上安裝有鉆井模塊,換向轉(zhuǎn)盤(pán)為圓形,并與自升式平臺(tái)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(dòng)軸還套裝有一環(huán)形扶正圈,移動(dòng)支撐軌道加工成凸?fàn)?,移?dòng)底座加工成倒凹狀,移動(dòng)裝置有液壓缸式或者齒輪齒條式兩種,液壓缸式移動(dòng)裝置的液壓缸一端安裝在移動(dòng)底座上,另一端通過(guò)液壓桿與移動(dòng)機(jī)爪連接,移動(dòng)機(jī)爪安插在移動(dòng)支撐軌道上的孔中,齒輪齒條式的齒條安裝在移動(dòng)底座上,齒輪與齒條嚙合并通過(guò)聯(lián)軸器與安裝在自升式平臺(tái)主體上的電機(jī)連接。
《一種海上多方位石油鉆井自升式平臺(tái)》具有如下優(yōu)點(diǎn):
(1)平臺(tái)一次就位后,可以在平臺(tái)周邊的要求范圍內(nèi)進(jìn)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(tái),大大降低了作業(yè)準(zhǔn)備費(fèi)用。
(2)平臺(tái)一次就位多方位作業(yè)的特點(diǎn),可以保護(hù)海底地基不會(huì)因?yàn)槎啻螇狠d、固定而造成破壞,保障了平臺(tái)和平臺(tái)工作人員的安全。
(3)平臺(tái)的多方位鉆井模式,為海上采油新技術(shù)和固定采油平臺(tái)新模式的進(jìn)一步發(fā)展提供了有效的技術(shù)支撐。
(4)轉(zhuǎn)盤(pán)式換向機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)不僅可用于自升式平臺(tái),還可以推廣到坐底式平臺(tái)、半潛式平臺(tái)以及固定式修井平臺(tái)應(yīng)用,具有非常高的推廣應(yīng)用價(jià)值。
(5)平臺(tái)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(jì)效益更加明顯。
自升式鉆井平臺(tái)在海上油氣田的勘探開(kāi)發(fā)中,占據(jù)著非常重要的地位。平臺(tái)配備鉆井模塊,海上就位后,依靠懸臂梁沿著軌道伸出平臺(tái)主體打叢式井組。對(duì)于常規(guī)自升式鉆井平臺(tái),懸臂梁只能沿一個(gè)方向移動(dòng),故平臺(tái)只能在此方向上進(jìn)行鉆井作業(yè)。隨著鉆井新技術(shù)和海上開(kāi)發(fā)新模式的發(fā)展并基于經(jīng)濟(jì)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(tái),需要多次就位方能滿(mǎn)足上述要求。然而,如果在同一海域?qū)ψ陨狡脚_(tái)進(jìn)行多次升降、壓載、轉(zhuǎn)向,該處地基將受到嚴(yán)重破壞,無(wú)法保證平臺(tái)的坐底穩(wěn)性,導(dǎo)致平臺(tái)發(fā)生傾覆的危險(xiǎn),嚴(yán)重威脅平臺(tái)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(tái)》正是為實(shí)現(xiàn)上述要求而設(shè)計(jì)的,目的在于采用轉(zhuǎn)盤(pán)式換向機(jī)構(gòu)和多方向的移動(dòng)支撐軌道,將平臺(tái)上原有的鉆井模塊移動(dòng)到轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)盤(pán)上進(jìn)行換向并與其他方位的軌道進(jìn)行對(duì)接,解決常規(guī)平臺(tái)僅能在一個(gè)方向進(jìn)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(tái)側(cè)視示意圖;
圖2是海上多方位鉆井自升式平臺(tái)俯視示意圖;
圖3是液壓式移動(dòng)裝置示意圖;
圖4是齒輪齒條式移動(dòng)裝置示意圖;
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1.樁腿,2.自升式平臺(tái)主體,3.升降裝置,4.鉆井模塊,5.移動(dòng)底座,6.移動(dòng)裝置,7.移動(dòng)支撐軌道,8.換向轉(zhuǎn)盤(pán),9.主軸,10.轉(zhuǎn)動(dòng)軸,11.齒圈,12.主動(dòng)齒輪,13.驅(qū)動(dòng)電機(jī),14.環(huán)形扶正圈,15.叢式井組,16.液壓缸,17.移動(dòng)機(jī)爪,18.齒條,19.齒輪,20.移動(dòng)電機(jī)。
一種島狀空間結(jié)構(gòu)物,具有一個(gè)高出海面的水平臺(tái)面,供進(jìn)行生產(chǎn)作業(yè)或其他活動(dòng)用的海上工程設(shè)施。按其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作狀態(tài)分為固定式和浮式兩大類(lèi)。 固定式平臺(tái) 在整個(gè)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(gè)高出海面的水平臺(tái)面,供進(jìn)行生產(chǎn)作業(yè)或其他活動(dòng)用的海上工程設(shè)施。按其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作狀態(tài)分為固定式和浮式兩大類(lèi)。 固定式平臺(tái) 在整個(gè)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(shí),少量天然氣也一同被抽取出來(lái)。由于數(shù)量較少,從經(jīng)濟(jì)性來(lái)看,沒(méi)有、運(yùn)輸?shù)膬r(jià)值。然而天然氣為窒息性氣體,任其自由排放會(huì)對(duì)環(huán)境及人員安全造成影響。怎么辦?最簡(jiǎn)單...
《一種海上多方位石油鉆井自升式平臺(tái)》涉及的是一種海上多方位鉆井的自升式平臺(tái),屬于機(jī)械領(lǐng)域。
1.一種海上多方位鉆井的自升式平臺(tái),包括樁腿(1)、自升式平臺(tái)主體(2)、升降裝置(3)、鉆井模塊(4),其特征是:該平臺(tái)還包括移動(dòng)底座(5)、移動(dòng)裝置(6)、移動(dòng)支撐軌道(7)、換向轉(zhuǎn)盤(pán)(8)、主軸(9)、轉(zhuǎn)動(dòng)軸(10)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)(13),主軸(9)固定在自升式平臺(tái)主體(2)中間,轉(zhuǎn)動(dòng)軸(10)套裝在主軸(9)外,轉(zhuǎn)動(dòng)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(gè)主動(dòng)齒輪(12),主動(dòng)齒輪(12)通過(guò)聯(lián)軸器與驅(qū)動(dòng)電機(jī)(13)連接,驅(qū)動(dòng)電機(jī)(13)固定在自升式平臺(tái)主體(2)上,轉(zhuǎn)動(dòng)軸(10)上端固定安裝有換向轉(zhuǎn)盤(pán)(8),換向轉(zhuǎn)盤(pán)(8)與自升式平臺(tái)主體(2)的上甲板保持在一個(gè)水平面上,并安裝有2條平行的移動(dòng)支撐軌道(7),移動(dòng)支撐軌道(7)加工成凸?fàn)?,移?dòng)底座(5)加工成倒凹狀,凹凸配合實(shí)現(xiàn)定向移動(dòng),自升式平臺(tái)主體(2)的上甲板與換向轉(zhuǎn)盤(pán)(8)上的移動(dòng)支撐軌道(7)相對(duì)應(yīng)的位置也安裝有同樣的軌道,移動(dòng)支撐軌道(7)上安裝有移動(dòng)底座(5),移動(dòng)底座(5)上安裝有鉆井模塊(4),換向轉(zhuǎn)盤(pán)(8)為圓形,并與自升式平臺(tái)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(tái)主體(2)甲板面多個(gè)方向上安裝有移動(dòng)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(tái),其特征是主軸(9)的下部與轉(zhuǎn)動(dòng)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(tái),其特征是移動(dòng)裝置(6)有液壓缸式或者齒輪齒條式兩種,液壓缸式移動(dòng)裝置(6)的液壓缸(16)一端安裝在移動(dòng)底座(5)上,另一端通過(guò)液壓桿與移動(dòng)機(jī)爪(17)連接,移動(dòng)機(jī)爪(17)安插在移動(dòng)支撐軌道(7)上的孔中,齒輪齒條式的齒條(18)安裝在移動(dòng)底座(5)上,齒輪(19)與齒條(18)嚙合并通過(guò)聯(lián)軸器與安裝在自升式平臺(tái)主體(2)上的移動(dòng)電機(jī)(20)連接。
結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖1,2,3,4對(duì)《一種海上多方位石油鉆井自升式平臺(tái)》做進(jìn)一步描述:移動(dòng)底座5、移動(dòng)裝置6、移動(dòng)支撐軌道7、換向轉(zhuǎn)盤(pán)8、主軸9、轉(zhuǎn)動(dòng)軸10、驅(qū)動(dòng)電機(jī)13構(gòu)成。
自升式平臺(tái)主體2依靠升降裝置3將樁腿1下放到海底,使平臺(tái)在海上就位后,鉆井模塊4可通過(guò)移動(dòng)裝置6在移動(dòng)支撐軌道7上向要求方位移動(dòng),并伸出自升式平臺(tái)主體2外進(jìn)行對(duì)叢式井組15進(jìn)行鉆井作業(yè),當(dāng)一個(gè)方位的井位完成后,鉆井模塊4由移動(dòng)裝置6反向推動(dòng)到換向轉(zhuǎn)盤(pán)8上固定,驅(qū)動(dòng)電機(jī)13帶動(dòng)主動(dòng)齒輪12,驅(qū)動(dòng)焊接在轉(zhuǎn)動(dòng)軸10上的齒圈11,使換向轉(zhuǎn)盤(pán)8轉(zhuǎn)向另外一個(gè)作業(yè)方位,轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中,由焊接在轉(zhuǎn)動(dòng)軸10上的環(huán)形扶正圈14依靠主軸9進(jìn)行換向轉(zhuǎn)動(dòng)定位,當(dāng)焊接在自升式平臺(tái)主體2甲板面的移動(dòng)支撐軌道7和焊接在換向轉(zhuǎn)盤(pán)8上的移動(dòng)支撐軌道7對(duì)接后,鉆井模塊4可通過(guò)移動(dòng)裝置6在移動(dòng)支撐軌道7向另一要求方位移動(dòng),移動(dòng)到自升式平臺(tái)主體2外進(jìn)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(mǎn)足平臺(tái)一次就位后的多方位鉆井作業(yè)的要求。
移動(dòng)裝置6有液壓缸加移動(dòng)機(jī)爪式和齒輪齒條式兩種。液壓缸加移動(dòng)機(jī)爪式由液壓缸16和移動(dòng)機(jī)爪17組成,液壓缸16一端固定在移動(dòng)底座5上,另一端通過(guò)液壓桿和移動(dòng)機(jī)爪17連接,移動(dòng)機(jī)爪17通過(guò)與移動(dòng)支撐軌道7的通孔相互作用使鉆井模塊4前進(jìn)或后退。齒輪齒條式由齒輪19和齒條18組成,齒輪19通過(guò)聯(lián)軸器與移動(dòng)電機(jī)20連接,齒條18焊接在移動(dòng)底座5上,通過(guò)齒輪19轉(zhuǎn)動(dòng)相互作用使鉆井模塊4前進(jìn)或后退。
2018年12月20日,《一種海上多方位石油鉆井自升式平臺(tái)》獲得第二十屆中國(guó)專(zhuān)利優(yōu)秀獎(jiǎng)。
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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(guó)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(shí)候甚至達(dá)到-60℃.目前,該地區(qū)的國(guó)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(chǔ)量及開(kāi)采量占據(jù)俄羅斯國(guó)內(nèi)總量的領(lǐng)先地位,目前探明的石油儲(chǔ)量約為50億t,僅次于漢特曼西自治區(qū).
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1海上石油鉆井平臺(tái)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(tái)使用量的不斷增加,對(duì)此類(lèi)集裝箱的安裝要求越來(lái)越嚴(yán)格;此外,相較于一般的近海集裝箱,由于此類(lèi)特種集裝箱內(nèi)部的配套設(shè)施較多,需要滿(mǎn)足的標(biāo)準(zhǔn)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(tái)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(dòng)、液壓或電動(dòng)的升降機(jī)驅(qū)動(dòng)),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(gè)浮力相當(dāng)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(tái)的頂面進(jìn)行作業(yè)。鉆井后,升降機(jī)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(tái)無(wú)動(dòng)力裝置,不能自航。2100433B
自升式生產(chǎn)儲(chǔ)油平臺(tái)工作原理與自升式鉆井船類(lèi)似,都是利用可上下移動(dòng)平臺(tái)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(chǔ)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(shí)現(xiàn)了固定平臺(tái)的作用。當(dāng)自升式生產(chǎn)儲(chǔ)油平臺(tái)處于站立作業(yè)狀態(tài)時(shí),它類(lèi)似于樁基的固定平臺(tái);而當(dāng)遷移拖航時(shí),它將樁腿上升并依靠平臺(tái)船體部分浮力實(shí)現(xiàn)自浮拖航,因而它又具有浮體的特性,自升式生產(chǎn)儲(chǔ)油平臺(tái)從設(shè)計(jì)上應(yīng)具備固定平臺(tái)和浮體的特性。
利用自升式生產(chǎn)儲(chǔ)油平臺(tái)進(jìn)行邊際油田開(kāi)發(fā)工作,無(wú)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(shì):自升式生產(chǎn)儲(chǔ)油平臺(tái)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(fèi)用;建造技術(shù)成熟、操作實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)多;和固定平臺(tái)作業(yè)類(lèi)似,該自升式平臺(tái)沒(méi)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(chǔ)油平臺(tái)已國(guó)產(chǎn)化,簡(jiǎn)化井口平臺(tái)與井口平臺(tái)的連接簡(jiǎn)化,國(guó)際市場(chǎng)舊鉆井船改裝生產(chǎn)儲(chǔ)油平臺(tái)等可行方案都有助于降低油田工程的造價(jià)。但是自升式生產(chǎn)儲(chǔ)油平臺(tái)也存在著一些不足,比如說(shuō)作業(yè)水深不宜太大,理想作業(yè)水深為20~50米;不能在嚴(yán)重冰區(qū)作業(yè);由于升降機(jī)構(gòu)能力與可靠性緣故,儲(chǔ)油量不能過(guò)大等等。
沉墊自升式鉆進(jìn)平臺(tái)又稱(chēng)為樁腿式鉆井平臺(tái),是國(guó)內(nèi)外應(yīng)用最為廣泛的鉆井平臺(tái)。自升式平臺(tái)在工作時(shí)用升降機(jī)構(gòu)將平臺(tái)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(jìn)行鉆井作業(yè)工作,完成任務(wù)后,降下平臺(tái)到海面,拔起樁腿并將其升至拖航位置,即可拖航到下一個(gè)井位進(jìn)行作業(yè)工作。
沉墊自升式鉆進(jìn)平臺(tái)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(jìn)平臺(tái)的數(shù)量能占到移動(dòng)式鉆井裝置總數(shù)的1/2。另外,沉墊自升式鉆進(jìn)平臺(tái)還具備一個(gè)優(yōu)點(diǎn),就是所需鋼材少,且造價(jià)低。雖然沉墊自升式鉆進(jìn)平臺(tái)在作業(yè)中存在著若干有利條件,但在平臺(tái)轉(zhuǎn)移和安裝過(guò)程中,尚存在著一些不足。比如說(shuō),當(dāng)平臺(tái)移位時(shí),由于樁腿升得很高,造成重心高,穩(wěn)性差,抗風(fēng)能力差;當(dāng)隨著拖船到新井位時(shí),平臺(tái)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(shí),有可能弄壞樁腿;當(dāng)海洋環(huán)境惡劣,大風(fēng)暴來(lái)臨時(shí),因急需拔腿移位,也有可能產(chǎn)生拔不出樁腿的危險(xiǎn),如果作業(yè)區(qū)海流較強(qiáng),插進(jìn)海底的樁腿,還有可能被海流沖刷而滑動(dòng),甚至喪失支承能力。