海洋鉆井海上鉆井工藝技術(shù)

1、海洋鉆井工程海洋鉆井工程 1 教師：趙萬春教師：趙萬春 專業(yè)：油氣井工程專業(yè)：油氣井工程 海洋鉆井工程海洋鉆井工程 2 海洋鉆井工程海洋鉆井工程 3 海洋鉆井工程海洋鉆井工程 4 海洋鉆井工程海洋鉆井工程 5 海洋鉆井工程海洋鉆井工程 6 海洋鉆井工程海洋鉆井工程 7 海洋鉆井工程海洋鉆井工程 8 海洋鉆井工程海洋鉆井工程 9 固 定 鉆 井 平 臺 浮 式 鉆 井 平 臺 水上井口裝置水上井口裝置水下井口裝置水下井口裝置 升 沉 平 移 搖 擺 海洋鉆井工程海洋鉆井工程 10 水下井口裝置通常水下井口裝置通常 是在地面上預(yù)制成三大是在地面上預(yù)制成三大 組合組合導(dǎo)引系統(tǒng)，防噴導(dǎo)引系統(tǒng)，防噴 器

2、系統(tǒng)和隔水管系統(tǒng)器系統(tǒng)和隔水管系統(tǒng)。 在海上作業(yè)時，用快速在海上作業(yè)時，用快速 連接器將兩個組合連接連接器將兩個組合連接 起來。起來。 水下安裝要水下安裝要有一套有一套 遠(yuǎn)程遙控操作系統(tǒng)遠(yuǎn)程遙控操作系統(tǒng)。必。必 要時還要有潛水作業(yè)裝要時還要有潛水作業(yè)裝 置或水下機(jī)器人操作。置或水下機(jī)器人操作。 導(dǎo) 引 系 統(tǒng) 防 噴 器 系 統(tǒng) 隔 水 管 系 統(tǒng) 水下井口裝置示意圖水下井口裝置示意圖 海洋鉆井工程海洋鉆井工程 11 (1)導(dǎo)引系統(tǒng)導(dǎo)引系統(tǒng) (2)防噴器系統(tǒng)防噴器系統(tǒng) (3)隔水管系統(tǒng)隔水管系統(tǒng) 海洋鉆井工程海洋鉆井工程 12 (1)導(dǎo)引系統(tǒng)導(dǎo)引系統(tǒng) 導(dǎo)引系統(tǒng)包括：導(dǎo)引系統(tǒng)包括： 井口盤、導(dǎo)引

3、架、導(dǎo)引繩及其張緊裝置。井口盤、導(dǎo)引架、導(dǎo)引繩及其張緊裝置。 導(dǎo)引系統(tǒng)是整個水下井口裝置的基礎(chǔ)。導(dǎo)引系統(tǒng)是整個水下井口裝置的基礎(chǔ)。 海洋鉆井工程海洋鉆井工程 13 井口盤是第一個井口盤是第一個 被安放在海底的圓餅被安放在海底的圓餅 形部件。中心開孔，形部件。中心開孔， 孔內(nèi)有與送入鉆具配孔內(nèi)有與送入鉆具配 合的合的“J”槽。用于確槽。用于確 定井位，并固定水下定井位，并固定水下 井口。井口。 海洋鉆井工程海洋鉆井工程 14 井口盤上一般有兩條臨時井口盤上一般有兩條臨時 導(dǎo)引繩。導(dǎo)引繩。 在平臺上，將井口盤與其在平臺上，將井口盤與其 送入工具連接，送入工具上接送入工具連接，送入工具上接 鉆柱，不

4、斷接長鉆柱就可將井鉆柱，不斷接長鉆柱就可將井 口盤下放到海底，倒轉(zhuǎn)鉆柱可口盤下放到海底，倒轉(zhuǎn)鉆柱可 退出送入工具，并起出鉆柱。退出送入工具，并起出鉆柱。 井口盤依靠巨大的重量固定在井口盤依靠巨大的重量固定在 海底，這就確定了海底井口的海底，這就確定了海底井口的 位置。位置。井口盤及送入工具井口盤及送入工具 海洋鉆井工程海洋鉆井工程 15 導(dǎo)引架安裝過程導(dǎo)引架安裝過程 海洋鉆井工程海洋鉆井工程 16 永久導(dǎo)引繩的一端固定在導(dǎo)引永久導(dǎo)引繩的一端固定在導(dǎo)引 柱上，另一端固定在平臺上。柱上，另一端固定在平臺上。 由于平臺隨海水運(yùn)動有上下升由于平臺隨海水運(yùn)動有上下升 沉運(yùn)動，所以導(dǎo)引繩將忽緊忽松。沉運(yùn)動

5、，所以導(dǎo)引繩將忽緊忽松。 松弛時顯然起不到導(dǎo)引作用，張力松弛時顯然起不到導(dǎo)引作用，張力 太大，又有可能將張緊繩拉斷。所太大，又有可能將張緊繩拉斷。所 以需要有恒張力裝置來張緊導(dǎo)引繩。以需要有恒張力裝置來張緊導(dǎo)引繩。 導(dǎo)引繩也是利用氣液彈簧原理提供導(dǎo)引繩也是利用氣液彈簧原理提供 恒張力的。導(dǎo)引繩通過復(fù)滑輪系統(tǒng)恒張力的。導(dǎo)引繩通過復(fù)滑輪系統(tǒng) 縮短氣液彈簧的液缸活塞行程?？s短氣液彈簧的液缸活塞行程。 導(dǎo)引繩張緊系統(tǒng)導(dǎo)引繩張緊系統(tǒng) 海洋鉆井工程海洋鉆井工程 17 （2）防噴器系統(tǒng)）防噴器系統(tǒng) 防噴器系統(tǒng)是水下井口裝置的核心部分防噴器系統(tǒng)是水下井口裝置的核心部分。 包括：包括： 萬能防噴器萬能防噴器 剪

6、切閘板防噴器剪切閘板防噴器 半封閘板防噴器半封閘板防噴器 全封閘板防噴器全封閘板防噴器 四通及壓井防噴管線四通及壓井防噴管線 防噴器控制操作系統(tǒng)等。防噴器控制操作系統(tǒng)等。 海洋鉆井工程海洋鉆井工程 18 海洋鉆井工程海洋鉆井工程 19 防噴器組一般防噴器組一般 采用采用 35 個防噴器個防噴器 ，通過連接器與套，通過連接器與套 管連在一起。整個管連在一起。整個 防噴器組外面有框防噴器組外面有框 架，框架的套管套架，框架的套管套 在導(dǎo)向繩在導(dǎo)向繩 上上. 水下井口防噴器組水下井口防噴器組 海洋鉆井工程海洋鉆井工程 20 防噴器系統(tǒng)各組分部件防噴器系統(tǒng)各組分部件 1 1 2 3 4 4 海洋鉆井工

7、程海洋鉆井工程 21 防噴器系統(tǒng)各組分部件防噴器系統(tǒng)各組分部件 1 1 2 3 4 4 海洋鉆井工程海洋鉆井工程 22 防噴器系統(tǒng)各組分部件防噴器系統(tǒng)各組分部件 1 1 2 3 4 4 海洋鉆井工程海洋鉆井工程 23 防噴器系統(tǒng)各組分部件防噴器系統(tǒng)各組分部件 1 1 2 3 4 4 海洋鉆井工程海洋鉆井工程 24 1 1 2 4 5 6 防噴器系統(tǒng)各組分部件防噴器系統(tǒng)各組分部件 海洋鉆井工程海洋鉆井工程 25 防噴器系統(tǒng)防噴器系統(tǒng) 海洋鉆井工程海洋鉆井工程 26 海洋鉆井工程海洋鉆井工程 27 海洋鉆井工程海洋鉆井工程 28 一般一般 長約長約 15 16m 。伸縮行。伸縮行 程程10m 。根

8、據(jù)我國沿海。根據(jù)我國沿海 的潮差及波高情況，行的潮差及波高情況，行 程以長程以長 14m 為宜。為宜。 海洋鉆井工程海洋鉆井工程 29 海洋鉆井工程海洋鉆井工程 30 海洋鉆井工程海洋鉆井工程 31 一般當(dāng)工作水深超過一般當(dāng)工作水深超過 3l m 時，應(yīng)有張緊器使其承受時，應(yīng)有張緊器使其承受 拉力，還可以在管外加浮室以增加浮力。對于工作水深超拉力，還可以在管外加浮室以增加浮力。對于工作水深超 過過 250m 的隔水管柱必須另外進(jìn)行設(shè)計(jì)。一般隔水管的臨的隔水管柱必須另外進(jìn)行設(shè)計(jì)。一般隔水管的臨 界壓彎長度可按下式計(jì)算：界壓彎長度可按下式計(jì)算： 海洋鉆井工程海洋鉆井工程 32 海洋鉆井工程海洋鉆井

9、工程 33 海洋鉆井工程海洋鉆井工程 34 此接頭裝在隔水管柱的下部，允許彎成一定角此接頭裝在隔水管柱的下部，允許彎成一定角 度，以使隔水管適應(yīng)浮動鉆井平臺或船的搖擺、平度，以使隔水管適應(yīng)浮動鉆井平臺或船的搖擺、平 移等運(yùn)動。目前常用的有以下幾種結(jié)構(gòu)形式：移等運(yùn)動。目前常用的有以下幾種結(jié)構(gòu)形式： 球形撓性接頭球形撓性接頭 l ）壓力平衡式球形撓性接頭）壓力平衡式球形撓性接頭 海洋鉆井工程海洋鉆井工程 35 通過球的轉(zhuǎn)動來適應(yīng)浮船的轉(zhuǎn)動。一般允許轉(zhuǎn)通過球的轉(zhuǎn)動來適應(yīng)浮船的轉(zhuǎn)動。一般允許轉(zhuǎn) 動的角度是動的角度是10度度 ，許用載荷是，許用載荷是 370t ，可與直徑，可與直徑 406.4 609.

10、6mm 直徑的隔水管配合使用。壓力平衡直徑的隔水管配合使用。壓力平衡 式就是用海水壓力或泥漿壓力來平衡球接觸面處所式就是用海水壓力或泥漿壓力來平衡球接觸面處所 承受的向下壓力或向上拉力。海水或泥漿進(jìn)人液缸承受的向下壓力或向上拉力。海水或泥漿進(jìn)人液缸 推動活塞、加壓油液，送入球接觸面處，既可實(shí)現(xiàn)推動活塞、加壓油液，送入球接觸面處，既可實(shí)現(xiàn) 平衡，還可進(jìn)行潤滑。平衡，還可進(jìn)行潤滑。 海洋鉆井工程海洋鉆井工程 36 2）多球式撓性接頭）多球式撓性接頭 也是采用壓力平衡原理只是將單球改成三個也是采用壓力平衡原理只是將單球改成三個 球。整個接頭分成三段，每段一個球，允許轉(zhuǎn)動角球。整個接頭分成三段，每段一

11、個球，允許轉(zhuǎn)動角 度為度為3度，相對于鉆桿的曲率半徑約度，相對于鉆桿的曲率半徑約11m 。由于采。由于采 用多球，大大降低了每個球體的磨損。用多球，大大降低了每個球體的磨損。 海洋鉆井工程海洋鉆井工程 37 上下各有一個軸承及轉(zhuǎn)環(huán)上下各有一個軸承及轉(zhuǎn)環(huán) 。 隔水管柱的拉力通過上轉(zhuǎn)環(huán)，由隔水管柱的拉力通過上轉(zhuǎn)環(huán)，由 上軸承承受，壓力由下軸承承受，上軸承承受，壓力由下軸承承受， 中間為球體。泥漿壓力通過球體中間為球體。泥漿壓力通過球體 可部分導(dǎo)給轉(zhuǎn)環(huán)。球體本身不承可部分導(dǎo)給轉(zhuǎn)環(huán)。球體本身不承 受軸向載荷，只起封嚴(yán)泥漿作用。受軸向載荷，只起封嚴(yán)泥漿作用。 此種撓性接頭許用載荷可達(dá)此種撓性接頭許用載荷

12、可達(dá)560t。 專門用于工作水深達(dá)專門用于工作水深達(dá) 1800m 的深的深 水中，允許轉(zhuǎn)動角度水中，允許轉(zhuǎn)動角度10度度 。 3 ）萬能撓性接頭）萬能撓性接頭 海洋鉆井工程海洋鉆井工程 38 海洋鉆井工程海洋鉆井工程 39 一般均用液壓張緊器，裝在鉆臺腿上。有導(dǎo)向繩一般均用液壓張緊器，裝在鉆臺腿上。有導(dǎo)向繩 張緊器及隔水管張緊器兩種，分別用以張緊導(dǎo)向繩及隔張緊器及隔水管張緊器兩種，分別用以張緊導(dǎo)向繩及隔 水管。利用高壓氣液儲能器的液壓推動活塞，隨平臺的水管。利用高壓氣液儲能器的液壓推動活塞，隨平臺的 升沉而放長或收短鋼絲繩，以保持導(dǎo)向繩及隔水管的張升沉而放長或收短鋼絲繩，以保持導(dǎo)向繩及隔水管的

13、張 力恒定。以下二圖分別為導(dǎo)向繩張緊器及隔水管張緊器力恒定。以下二圖分別為導(dǎo)向繩張緊器及隔水管張緊器 的布置圖。的布置圖。 張緊器張緊器 海洋鉆井工程海洋鉆井工程 40 海洋鉆井工程海洋鉆井工程 41 第二節(jié)第二節(jié) 海洋鉆井過程升沉補(bǔ)償裝置海洋鉆井過程升沉補(bǔ)償裝置 一、鉆柱升沉運(yùn)動的補(bǔ)償措一、鉆柱升沉運(yùn)動的補(bǔ)償措 施施 這種辦法是在這種辦法是在鉆柱的鉆鋌上方鉆柱的鉆鋌上方加一根可伸縮的鉆桿。加一根可伸縮的鉆桿。 伸縮鉆桿由內(nèi)、外管組成，沿軸向可作相對運(yùn)動，行程一伸縮鉆桿由內(nèi)、外管組成，沿軸向可作相對運(yùn)動，行程一 般為般為 2m 。當(dāng)平臺上下升沉運(yùn)動時，伸縮鉆桿的內(nèi)管隨伸。當(dāng)平臺上下升沉運(yùn)動時，

14、伸縮鉆桿的內(nèi)管隨伸 縮鉆桿以上的鉆柱作軸向運(yùn)動，而與伸縮鉆桿外管相連的縮鉆桿以上的鉆柱作軸向運(yùn)動，而與伸縮鉆桿外管相連的 鉆艇則基本不作升沉運(yùn)動因而可保持鉆壓恒定，同時還鉆艇則基本不作升沉運(yùn)動因而可保持鉆壓恒定，同時還 可避免平臺上升時提起鉆艇，平臺下沉?xí)r壓彎鉆柱?？杀苊馄脚_上升時提起鉆艇，平臺下沉?xí)r壓彎鉆柱。 1、增加伸縮鉆桿、增加伸縮鉆桿 海洋鉆井工程海洋鉆井工程 42 （1）鉆壓不能調(diào)節(jié)）鉆壓不能調(diào)節(jié) 增加伸縮鉆桿后，鉆壓大小取決于伸縮鉆桿以下的鉆鋌增加伸縮鉆桿后，鉆壓大小取決于伸縮鉆桿以下的鉆鋌 部分重量。因而不能隨巖層的變化調(diào)節(jié)鉆壓。部分重量。因而不能隨巖層的變化調(diào)節(jié)鉆壓。 （2）承

15、載條件惡劣）承載條件惡劣 伸縮鉆桿既承受泥漿的高壓，傳遞鉆柱的扭矩；又承受伸縮鉆桿既承受泥漿的高壓，傳遞鉆柱的扭矩；又承受 因內(nèi)外管周期性軸向運(yùn)動所引起的交變載荷，承載條件十分因內(nèi)外管周期性軸向運(yùn)動所引起的交變載荷，承載條件十分 惡劣。惡劣。 （3）不利于特殊作業(yè)）不利于特殊作業(yè) 當(dāng)不壓井鉆井時關(guān)防噴器后，由于伸縮鉆桿以上的鉆柱當(dāng)不壓井鉆井時關(guān)防噴器后，由于伸縮鉆桿以上的鉆柱 隨船體升沉做周期性上下運(yùn)動，使防噴器的芯子反復(fù)摩擦，隨船體升沉做周期性上下運(yùn)動，使防噴器的芯子反復(fù)摩擦， 對于作業(yè)不利。對于作業(yè)不利。 伸縮鉆桿存在的問題伸縮鉆桿存在的問題 海洋鉆井工程海洋鉆井工程 43 2、增設(shè)升沉補(bǔ)

16、償裝置、增設(shè)升沉補(bǔ)償裝置 海洋鉆井工程海洋鉆井工程 44 升沉補(bǔ)償裝置一般采用液壓傳動。如在游動滑車與升沉補(bǔ)償裝置一般采用液壓傳動。如在游動滑車與 大鉤間裝設(shè)雙液缸，缸體與游動滑車相連。當(dāng)平臺升沉大鉤間裝設(shè)雙液缸，缸體與游動滑車相連。當(dāng)平臺升沉 時，游動滑車帶動液缸的缸體作周期性上下運(yùn)動；而活時，游動滑車帶動液缸的缸體作周期性上下運(yùn)動；而活 塞與大鉤則基本保持不動。這時、整個鉆柱的重量由活塞與大鉤則基本保持不動。這時、整個鉆柱的重量由活 塞下面的液壓所支承。液體壓力可保持恒定，也可根據(jù)塞下面的液壓所支承。液體壓力可保持恒定，也可根據(jù) 需要調(diào)節(jié)，以控制鉆柱的拉力，隨時調(diào)節(jié)井底鉆壓。需要調(diào)節(jié)，以控

17、制鉆柱的拉力，隨時調(diào)節(jié)井底鉆壓。 海洋鉆井工程海洋鉆井工程 45 二、升沉補(bǔ)償裝置的結(jié)構(gòu)類型與工作原理二、升沉補(bǔ)償裝置的結(jié)構(gòu)類型與工作原理 （1） 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) l）液缸液缸 兩個液缸用上框架與游動滑車相連，隨平臺升沉而上兩個液缸用上框架與游動滑車相連，隨平臺升沉而上 下運(yùn)動。下運(yùn)動。 2）活塞活塞 兩個液缸中的活塞通過活塞桿與固定在大鉤上的下框兩個液缸中的活塞通過活塞桿與固定在大鉤上的下框 架連接，大鉤載荷由架連接，大鉤載荷由 活塞下面的液壓所支承?；钊旅娴囊簤核С小?1、 游動滑車與大鉤間裝設(shè)的升沉補(bǔ)償裝置游動滑車與大鉤間裝設(shè)的升沉補(bǔ)償裝置 海洋鉆井工程海洋鉆井工程 46 3 ）儲能器）儲

18、能器 儲能器與液缸相通。儲能器中有活塞，其下端的液儲能器與液缸相通。儲能器中有活塞，其下端的液 體通過軟管與液缸相通；其上端的氣體通過管線與儲氣罐體通過軟管與液缸相通；其上端的氣體通過管線與儲氣罐 相通。這樣，液缸中液體壓力由儲能器中氣體壓力所決定。相通。這樣，液缸中液體壓力由儲能器中氣體壓力所決定。 調(diào)節(jié)氣體壓力即可以改變液體壓力。調(diào)節(jié)氣體壓力即可以改變液體壓力。 4）鎖緊裝置）鎖緊裝置 用以將上下兩個框架鎖緊成一體，從而使游動滑車與用以將上下兩個框架鎖緊成一體，從而使游動滑車與 大鉤連接在一起，進(jìn)行起下鉆工作。大鉤連接在一起，進(jìn)行起下鉆工作。 海洋鉆井工程海洋鉆井工程 47 （2）工作原理

19、）工作原理 1 ）正常鉆井時：大鉤懸掛的鉆柱總重量）正常鉆井時：大鉤懸掛的鉆柱總重量 Q ，井底鉆壓，井底鉆壓 W和補(bǔ)償裝置的液缸中的液壓和補(bǔ)償裝置的液缸中的液壓 PL 間的平衡關(guān)系式如下：間的平衡關(guān)系式如下： 0)(2QWAP pL 將將 Q q L 代入式（代入式（ l 一一 I ）中，則可得）中，則可得 式中式中 q每米鉆柱的重量，每米鉆柱的重量， N / m ; L鉆柱的全長，鉆柱的全長， m ; Ap補(bǔ)償裝置的液缸中的活塞面積，補(bǔ)償裝置的液缸中的活塞面積，m2 p L A WqL P 2 海洋鉆井工程海洋鉆井工程 48 上式說明：上式說明： （1）為了保持鉆壓，只要保）為了保持鉆壓，

20、只要保 持液缸中的液體壓力持液缸中的液體壓力 PL為一定位為一定位 值即可；而為了調(diào)節(jié)鉆壓，只要值即可；而為了調(diào)節(jié)鉆壓，只要 調(diào)節(jié)儲能器中進(jìn)氣壓力即可。調(diào)節(jié)儲能器中進(jìn)氣壓力即可。 （2）為了實(shí)現(xiàn)自動送進(jìn)，只）為了實(shí)現(xiàn)自動送進(jìn)，只 要調(diào)節(jié)液缸中液體壓力要調(diào)節(jié)液缸中液體壓力 PL，使，使 2PLAp 略小于整個鉆柱的懸重，略小于整個鉆柱的懸重， 并使液缸中活塞行程大于升沉位并使液缸中活塞行程大于升沉位 移即可。移即可。 海洋鉆井工程海洋鉆井工程 49 2、天車上裝設(shè)的升沉補(bǔ)償裝置、天車上裝設(shè)的升沉補(bǔ)償裝置 （1） 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) （1）浮動天車浮動天車 （2）主氣缸主氣缸 它是支持浮動天車用的，相它是支

21、持浮動天車用的，相 當(dāng)于大型彈簧，共四個。當(dāng)于大型彈簧，共四個。 （3）液缸液缸 共兩個。共兩個。 （4）儲能器）儲能器 它安裝在井架上，有管路與它安裝在井架上，有管路與 四個主氣缸相通，用以調(diào)節(jié)主氣四個主氣缸相通，用以調(diào)節(jié)主氣 缸中的氣體壓力。缸中的氣體壓力。 海洋鉆井工程海洋鉆井工程 50 （2）工作原理）工作原理 l）補(bǔ)償升沉由浮動天車來實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償補(bǔ)償升沉由浮動天車來實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償 當(dāng)浮動平臺上升或下當(dāng)浮動平臺上升或下 降時井架沿軌道上下運(yùn)動，主氣缸中氣體壓縮或膨脹，降時井架沿軌道上下運(yùn)動，主氣缸中氣體壓縮或膨脹， 相當(dāng)于一個大彈簧，而天車及大鉤基本保持不動，于是相當(dāng)于一個大彈簧，而天車及大鉤基

22、本保持不動，于是 升沉運(yùn)動得以補(bǔ)償。升沉運(yùn)動得以補(bǔ)償。 2）控制鉆壓控制鉆壓 司鉆利用甲板上的調(diào)壓閥，控制自空氣罐司鉆利用甲板上的調(diào)壓閥，控制自空氣罐 至主氣缸系統(tǒng)的空氣壓力，使井底鉆壓調(diào)至合適值至主氣缸系統(tǒng)的空氣壓力，使井底鉆壓調(diào)至合適值 3）自動送進(jìn)自動送進(jìn) 正常鉆井時，將氣缸中氣壓調(diào)節(jié)到略低于正常鉆井時，將氣缸中氣壓調(diào)節(jié)到略低于 大鉤上載荷，于是，浮動天車在大鉤載荷帶動下，沿軌大鉤上載荷，于是，浮動天車在大鉤載荷帶動下，沿軌 道下行，實(shí)現(xiàn)自動進(jìn)尺。當(dāng)浮動天車下行至最低點(diǎn)時，道下行，實(shí)現(xiàn)自動進(jìn)尺。當(dāng)浮動天車下行至最低點(diǎn)時， 司鉆即放松絞車滾筒上鋼趁繩使浮動天車上行司鉆即放松絞車滾筒上鋼趁繩

23、使浮動天車上行 至最高點(diǎn)，然后再繼續(xù)自動進(jìn)尺。至最高點(diǎn)，然后再繼續(xù)自動進(jìn)尺。 海洋鉆井工程海洋鉆井工程 51 4）防止事故防止事故 當(dāng)大鉤載荷突然減少或主氣缸嚴(yán)重漏氣時，當(dāng)大鉤載荷突然減少或主氣缸嚴(yán)重漏氣時， 可借助液缸支持著鉆柱重量，并使其減速，以防止事故，可借助液缸支持著鉆柱重量，并使其減速，以防止事故， 保證安全。保證安全。 5）繩索作業(yè)繩索作業(yè) 繩索作業(yè)時，可另加一根傳感繩，使其一端繩索作業(yè)時，可另加一根傳感繩，使其一端 固定在隔水導(dǎo)管上，另一端自井架外邊引至浮動天車上，固定在隔水導(dǎo)管上，另一端自井架外邊引至浮動天車上， 經(jīng)滑輪后，再連到鉆臺的滾筒上。這樣，傳感繩隨鉆臺運(yùn)經(jīng)滑輪后，再連

24、到鉆臺的滾筒上。這樣，傳感繩隨鉆臺運(yùn) 動而放松或纏緊。浮動天車在恒定氣壓下隨之相應(yīng)地補(bǔ)償動而放松或纏緊。浮動天車在恒定氣壓下隨之相應(yīng)地補(bǔ)償 運(yùn)動，即可實(shí)現(xiàn)繩索作業(yè)時的升沉補(bǔ)償。運(yùn)動，即可實(shí)現(xiàn)繩索作業(yè)時的升沉補(bǔ)償。 6）起下鉆作業(yè)起下鉆作業(yè) 起下鉆時，用鎖緊裝置將浮動天車鎖住，起下鉆時，用鎖緊裝置將浮動天車鎖住， 使浮動天車不隨起下鉆柱而上下滑行。使浮動天車不隨起下鉆柱而上下滑行。 海洋鉆井工程海洋鉆井工程 52 3、死繩上裝設(shè)的升沉補(bǔ)償裝置、死繩上裝設(shè)的升沉補(bǔ)償裝置 （1） 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 1）定滑輪組）定滑輪組 2 ）動滑輪組）動滑輪組 3 ）液缸）液缸 4 ）高壓儲能器）高壓儲能器 5 ）低壓儲

25、能器）低壓儲能器 6 ）控制臺）控制臺 海洋鉆井工程海洋鉆井工程 53 （2）工作原理）工作原理 借助調(diào)節(jié)儲能器中氣壓來改變死繩拉力。借助調(diào)節(jié)儲能器中氣壓來改變死繩拉力。 再通過死繩上拉力的改變來調(diào)節(jié)及保持井底鉆再通過死繩上拉力的改變來調(diào)節(jié)及保持井底鉆 壓。此外，還可通過液壓推動活塞移動來調(diào)節(jié)壓。此外，還可通過液壓推動活塞移動來調(diào)節(jié) 鋼絲繩的有效長度。鋼絲繩的有效長度。 海洋鉆井工程海洋鉆井工程 54 海洋鉆井工程海洋鉆井工程 55 第三節(jié)第三節(jié) 海上鉆井設(shè)備的特殊問題海上鉆井設(shè)備的特殊問題 v一、保持定位一、保持定位問題問題 （1）錨泊定位）錨泊定位 （ 2）動力定位。）動力定位。 v二、升

26、沉二、升沉運(yùn)動補(bǔ)償問題運(yùn)動補(bǔ)償問題 在海上進(jìn)行浮動鉆井在海上進(jìn)行浮動鉆井 時，鉆井船除時，鉆井船除 前后左右發(fā)生搖擺前后左右發(fā)生搖擺 外，還將產(chǎn)生上下升沉運(yùn)動，導(dǎo)致井架及大鉤外，還將產(chǎn)生上下升沉運(yùn)動，導(dǎo)致井架及大鉤 懸吊著的整懸吊著的整 個鉆柱周期性地上下運(yùn)動。不利個鉆柱周期性地上下運(yùn)動。不利 于于 鉆進(jìn)因此，必須解決鉆進(jìn)因此，必須解決 鉆柱上下運(yùn)動的補(bǔ)償問題。鉆柱上下運(yùn)動的補(bǔ)償問題。 海洋鉆井工程海洋鉆井工程 56 海上鉆井采用水下井口時，井口在海底，需要在海底海上鉆井采用水下井口時，井口在海底，需要在海底 井口與水井口與水 上上 甲板間裝設(shè)套隔絕海水、適應(yīng)搖擺、控制井口甲板間裝設(shè)套隔絕海水

27、、適應(yīng)搖擺、控制井口 的裝置，這套裝置統(tǒng)稱為鉆井用水下井口設(shè)備。的裝置，這套裝置統(tǒng)稱為鉆井用水下井口設(shè)備。 v三、裝三、裝設(shè)鉆設(shè)鉆井用水下井口井用水下井口設(shè)備問題設(shè)備問題 海洋鉆井設(shè)備處于海上腐蝕性強(qiáng)的大氣中，還有一海洋鉆井設(shè)備處于海上腐蝕性強(qiáng)的大氣中，還有一 部分構(gòu)件浸人海水中，由于海水對它產(chǎn)生強(qiáng)烈電化學(xué)和部分構(gòu)件浸人海水中，由于海水對它產(chǎn)生強(qiáng)烈電化學(xué)和 化學(xué)腐蝕，因此浸入海水中的構(gòu)件的壽命顯著降低?；瘜W(xué)腐蝕，因此浸入海水中的構(gòu)件的壽命顯著降低。 v四、防止海水腐四、防止海水腐蝕問題蝕問題 海洋鉆井工程海洋鉆井工程 57 我國常用的耐海水腐蝕的金屬材料是：我國常用的耐海水腐蝕的金屬材料是：

28、（1 1）高合金鋼）高合金鋼 （2 2）低合金鋼）低合金鋼 （3 3）復(fù)合合金鋼）復(fù)合合金鋼 目前主要防腐措施有：目前主要防腐措施有： 1 選擇耐腐蝕的材料選擇耐腐蝕的材料 2 設(shè)計(jì)合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理的結(jié)構(gòu) 如將外形設(shè)計(jì)成流線形，易腐蝕處適當(dāng)如將外形設(shè)計(jì)成流線形，易腐蝕處適當(dāng) 加厚；盡量采用等強(qiáng)度設(shè)計(jì)；采用不同材料加厚；盡量采用等強(qiáng)度設(shè)計(jì)；采用不同材料 的鉚接件及焊接件，以消除有害的陰極接觸的鉚接件及焊接件，以消除有害的陰極接觸 等。等。 海洋鉆井工程海洋鉆井工程 58 （1 1）外加金屬鍍層的保護(hù)層。）外加金屬鍍層的保護(hù)層。 （2 2）外加非金屬涂層作為保護(hù)層。）外加非金屬涂層作為保護(hù)層。

29、（3 3）電化學(xué)防腐。常用陰極保護(hù)法。）電化學(xué)防腐。常用陰極保護(hù)法。 3 采用先進(jìn)的防腐工藝采用先進(jìn)的防腐工藝 我國常用的防腐工藝是：我國常用的防腐工藝是： 海洋鉆井裝備與結(jié)構(gòu)承受嚴(yán)重的波浪力，風(fēng)力、海洋鉆井裝備與結(jié)構(gòu)承受嚴(yán)重的波浪力，風(fēng)力、 海流力和冰力等海洋環(huán)境載荷的作用，因此在強(qiáng)度設(shè)海流力和冰力等海洋環(huán)境載荷的作用，因此在強(qiáng)度設(shè) 計(jì)，設(shè)備選擇，估算壽命時，均需考慮這些承載特點(diǎn)。計(jì)，設(shè)備選擇，估算壽命時，均需考慮這些承載特點(diǎn)。 v五、抵抗海洋五、抵抗海洋環(huán)環(huán)境境載載荷荷問題問題 海洋鉆井工程海洋鉆井工程 59 前兩種是導(dǎo)航定位，后一種是防止平臺漂移采取的前兩種是導(dǎo)航定位，后一種是防止平臺漂移采取的 方法是錨泊定位或自動動力定位。方法是錨泊定位或自動動力定位。 海洋鉆井工程海洋鉆井工程 60 。 在工作期間，必須做到在工作期間，必須做到5，最好做到，最好做到10%時，鉆井平臺必須與隔水管、井口裝置脫開，處時，鉆井平臺必須與隔水管、井口裝置脫開，處 在撤離狀態(tài)在撤離狀態(tài)。 浮動平臺定位的方法有兩種：錨泊定位，自動動力浮動平臺定位的方法有兩種：錨泊定位，自動動力 定位定位。 海洋鉆井工程海洋鉆井工程 61 （1） 海上鉆井平臺必須采用海上鉆井平臺必須采用不不 同方向擴(kuò)展同方向擴(kuò)展。這種系泊方法。這種系泊方法。 常見的擴(kuò)展錨系型式：常見的擴(kuò)展錨系型式： 。 。 海洋鉆井工