一種海上多方位石油鉆井自升式平臺權利要求

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）、換向轉盤（8）、主軸（9）、轉動軸（10）、驅動電機（13），主軸（9）固定在自升式平臺主體（2）中間，轉動軸（10）套裝在主軸（9）外，轉動軸（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）通過聯軸器與驅動電機（13）連接，驅動電機（13）固定在自升式平臺主體（2）上，轉動軸（10）上端固定安裝有換向轉盤（8），換向轉盤（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，凹凸配合實現定向移動，自升式平臺主體（2）的上甲板與換向轉盤（8）上的移動支撐軌道（7）相對應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.根據權利要求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）的下部與轉動軸（10）還套裝有一環(huán)形扶正圈（14）。3.根據權利要求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）嚙合并通過聯軸器與安裝在自升式平臺主體（2）上的移動電機（20）連接。

《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，屬于機械領域。

圖1是海上多方位鉆井自升式平臺側視示意圖；

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；

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.換向轉盤，9.主軸，10.轉動軸，11.齒圈，12.主動齒輪，13.驅動電機，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。

一種海上多方位石油鉆井自升式平臺專利目的

《一種海上多方位石油鉆井自升式平臺》要解決的技術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技術方案

《一種海上多方位石油鉆井自升式平臺》是這樣實現的：該平臺包括移動底座、移動裝置、移動支撐軌道、換向轉盤、主軸、轉動軸、驅動電機，主軸固定在自升式平臺主體中間，轉動軸套裝在主軸外，轉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，主動齒輪通過聯軸器與驅動電機連接，驅動電機固定在自升式平臺主體上，轉動軸上端固定安裝有換向轉盤，換向轉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盤上的移動支撐軌道相對應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改善相關

《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進行多方位的鉆井作業(yè)，而不用反復的升降、轉向、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支撐。

（4）轉盤式換向機構結構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用，具有非常高的推廣應用價值。

（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，其經濟效益更加明顯。

自升式鉆井平臺在海上油氣田的勘探開發(fā)中，占據著非常重要的地位。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)。隨著鉆井新技術和海上開發(fā)新模式的發(fā)展并基于經濟性考慮，如果在某一區(qū)域發(fā)現高產油區(qū)，需要在此區(qū)域盡量小的范圍內多方位打叢式井組以提高產能。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，如果在同一海域對自升式平臺進行多次升降、壓載、轉向，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》正是為實現上述要求而設計的，目的在于采用轉盤式換向機構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向轉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)域內完成多方位、多井組鉆井作業(yè)的目的。

結合說明書附圖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、換向轉盤8、主軸9、轉動軸10、驅動電機13構成。

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反向推動到換向轉盤8上固定，驅動電機13帶動主動齒輪12，驅動焊接在轉動軸10上的齒圈11，使換向轉盤8轉向另外一個作業(yè)方位，轉動過程中，由焊接在轉動軸10上的環(huán)形扶正圈14依靠主軸9進行換向轉動定位，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轉動相互作用使鉆井模塊4前進或后退。

2018年12月20日，《一種海上多方位石油鉆井自升式平臺》獲得第二十屆中國專利優(yōu)秀獎。

由上部結構(甲板)和樁腿組成。上部結構可沿樁腿升降(由氣動、液壓或電動的升降機驅動),以適應不同水深條件作業(yè)的要求。上部結構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,上部結構被頂起脫離海面,在平臺的頂面進行作業(yè)。鉆井后,升降機構先把上部結構降回海面,再拔起樁腿即可轉移。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設施，所不同的是用油氣處理設備和儲油設施替代鉆井設施，它利用了鉆井船船體、樁腿等載體實現了固定平臺的作用。當自升式生產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自浮拖航，因而它又具有浮體的特性，自升式生產儲油平臺從設計上應具備固定平臺和浮體的特性。

利用自升式生產儲油平臺進行邊際油田開發(fā)工作，無論是在安裝、操作還是在技術成熟度上都存在著明顯的優(yōu)勢：自升式生產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；建造技術成熟、操作實踐經驗多；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，自升式生產儲油平臺已國產化，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，是國內外應用最為廣泛的鉆井平臺。自升式平臺在工作時用升降機構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量能占到移動式鉆井裝置總數的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，抗風能力差；當隨著拖船到新井位時，平臺在水面因風浪導致搖蕩不已，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，大風暴來臨時，因急需拔腿移位，也有可能產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。