海洋鉆井工程PPT講義課件

1、12第一章 緒論z 海洋石油工業(yè)概況海洋石油工業(yè)概況z 海洋鉆井的主要特點(diǎn)海洋鉆井的主要特點(diǎn)3時(shí)間海洋石油產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量六十年代初 1.94億噸11%1971年4.57億噸18.70%1975年4.13億噸15.70%1983年7.09億噸26%第一節(jié)第一節(jié) 海洋石油工業(yè)概況海洋石油工業(yè)概況一一. .海洋石油工業(yè)的發(fā)展史海洋石油工業(yè)的發(fā)展史z 海洋石油開(kāi)發(fā)是從海洋石油開(kāi)發(fā)是從1887年美國(guó)在加利福利亞州西海岸年美國(guó)在加利福利亞州西海岸架木質(zhì)棧橋打井開(kāi)始的。架木質(zhì)棧橋打井開(kāi)始的。z 六十年代進(jìn)入飛躍發(fā)展階段：六十年代進(jìn)入飛躍發(fā)展階段：4第一節(jié) 海洋石油工業(yè)概況z 1984年海上十大產(chǎn)油國(guó)z 英

2、國(guó) 11700萬(wàn)噸 沙 特 11250萬(wàn)噸 美國(guó) 8900萬(wàn)噸 墨西哥 8600萬(wàn)噸 委內(nèi)瑞拉 5625萬(wàn)噸 挪 威 3275萬(wàn)噸 埃 及 2515萬(wàn)噸 印 尼 2210萬(wàn)噸 馬來(lái)西亞 1870萬(wàn)噸 巴 西 1725萬(wàn)噸5第一節(jié) 海洋石油工業(yè)概況z 1958年起有十多個(gè)國(guó)家對(duì)我國(guó)沿海進(jìn)行了多次大規(guī)模的地質(zhì)調(diào)查和勘探。z 我國(guó)自己也對(duì)沿海有關(guān)海域進(jìn)行了勘探開(kāi)發(fā)。z 南海海域：58年在鶯歌海坳陷區(qū)域打頓鉆發(fā)現(xiàn)原油； 63年用座底式平臺(tái)鉆了第一口海上井；75年用自升式鉆井平臺(tái)在鶯歌海號(hào)構(gòu)造打井，發(fā)現(xiàn)工業(yè)油流。z 黃海海域：74年開(kāi)始，地質(zhì)部在黃海打了勘探井，發(fā)現(xiàn)了含油、氣坳陷和多個(gè)可能的油藏。6第一

3、節(jié) 海洋石油工業(yè)概況z渤海海域：66年用固定式平臺(tái)鉆了第一口探井，67年3月獲得工業(yè)性油流，到目前已有多個(gè)油田（海四井油田、埕北油田等）投入采油，已發(fā)現(xiàn)多個(gè)高產(chǎn)含油區(qū)。84年11月渤海石油公司使用“渤海7號(hào)”自升式鉆井平臺(tái)在遼東灣地區(qū)打成了一口日產(chǎn)凝析油226方和天然氣53萬(wàn)方的探井。z東海海域：74年我國(guó)第一海洋調(diào)查大隊(duì)地質(zhì)概查工作，并于82年鉆井發(fā)現(xiàn)了多層高壓天然氣和油砂層。第11界世界石油大會(huì)認(rèn)為我國(guó)東海可能是“第二個(gè)中東”。7第一節(jié) 海洋石油工業(yè)概況二.海洋石油資源z地質(zhì)學(xué)家 L.G.威克斯估計(jì) 海洋石油有2500億噸 z由第九屆世界石油會(huì)議資料 水深小于200M的海上油田已證實(shí)儲(chǔ)量為

4、280億噸z近海雜志1974年估計(jì) 海上石油儲(chǔ)量為213億噸,天然氣13.5萬(wàn)億m3z聯(lián)合國(guó)資料 水深超過(guò)200M的深海區(qū) 石油與天然氣儲(chǔ)量相當(dāng)于3100 億噸石油8第一節(jié) 海洋石油工業(yè)概況z我國(guó)：沿海海域面積約463萬(wàn)km2,大陸架 （水深200m）140萬(wàn)km2(渤海 7.3萬(wàn)km2,黃海26.4萬(wàn)km2,東海40.2萬(wàn)km2,南海66.2萬(wàn)km2), 占我國(guó)海域面積30%左右，占世界大陸架面積的5.2%。z南海東、西部公司以11250為界9第二節(jié)第二節(jié) 海洋鉆井的主要特點(diǎn)海洋鉆井的主要特點(diǎn)一一. .海洋鉆井的主要特點(diǎn)海洋鉆井的主要特點(diǎn)要有堅(jiān)不可摧的井場(chǎng)要有堅(jiān)不可摧的井場(chǎng)要有隔水、引導(dǎo)、防

5、噴系統(tǒng)、套管頭要有隔水、引導(dǎo)、防噴系統(tǒng)、套管頭要有定位系統(tǒng)和升沉補(bǔ)償裝置要有定位系統(tǒng)和升沉補(bǔ)償裝置先進(jìn)的交通、通訊及良好的生活保障先進(jìn)的交通、通訊及良好的生活保障有一套防腐措施和設(shè)備有一套防腐措施和設(shè)備普遍采用叢式井（定向井）技術(shù)普遍采用叢式井（定向井）技術(shù)井身結(jié)構(gòu)復(fù)雜，套管尺寸大，層次多井身結(jié)構(gòu)復(fù)雜，套管尺寸大，層次多注意安全注意安全遵守海洋法、環(huán)境法遵守海洋法、環(huán)境法“渤海渤海7號(hào)號(hào)”打的井打的井30”導(dǎo)管導(dǎo)管 50M20”表面套管表面套管 445M13 3/8 ” 1775米米技術(shù)套管技術(shù)套管 9 5/8 ” 2505米米技術(shù)套管技術(shù)套管 7” 尾管尾管 3500米米10標(biāo)準(zhǔn)井深結(jié)構(gòu)類(lèi)型

6、標(biāo)準(zhǔn)井深結(jié)構(gòu)類(lèi)型可用于一般的深井和超深井可用于一般的深井和超深井z 毫米毫米 914.4 660.4 444.5 311.15 215.9 152.4z 井眼尺寸井眼尺寸z 英寸英寸 36 26 17 1/2 12 1/4 8 1/2 6z 毫米毫米 762.0 508.0 339.73 244.48 177.8 114.3z 套管尺寸套管尺寸z 英寸英寸 30 20 13 3/8 9 5/8 7 4 1/2z 套管名稱(chēng)套管名稱(chēng) 表層套管表層套管 表層套管表層套管 中間套管中間套管 尾管尾管z 強(qiáng)化強(qiáng)化 14 11 3/4 （代替（代替121/4 95/8）用于復(fù)雜的高溫高壓深井）用于復(fù)雜的高

7、溫高壓深井11第二節(jié)第二節(jié) 海洋鉆井的主要特點(diǎn)海洋鉆井的主要特點(diǎn)二.海上投資海上石油投資是較大的海上油氣田開(kāi)發(fā)費(fèi)用隨水深增加而增加 墨西哥海上油田開(kāi)發(fā)費(fèi)用 水深 30M 比陸地油田高1倍 水深 180M 比陸地油田高1-2.5倍 水深 300M 比陸地油田高2-8倍開(kāi)發(fā)費(fèi)用這么大，為什么各石油公司還要把錢(qián)往水里扔呢？海上每米進(jìn)尺的探明儲(chǔ)量比陸上高27倍海上每噸儲(chǔ)量的探明成本比陸上低6.7-23倍12第二節(jié)第二節(jié) 海洋鉆井的主要特點(diǎn)海洋鉆井的主要特點(diǎn)三三. .海洋石油勘探開(kāi)發(fā)的幾項(xiàng)最高紀(jì)錄海洋石油勘探開(kāi)發(fā)的幾項(xiàng)最高紀(jì)錄最深的海洋鉆井最深的海洋鉆井 鉆于路易斯安那西三角鉆于路易斯安那西三角2727

8、區(qū)塊區(qū)塊 6983M6983M最深的海上采油井最深的海上采油井 位于路易斯安那州近海位于路易斯安那州近海 深度深度61736173米米鉆井最大水深鉆井最大水深 19831983年美國(guó)東海年美國(guó)東海 水深水深23862386米米水深最大的固定平臺(tái)水深最大的固定平臺(tái) 殼牌石油公司建于墨西哥灣的殼牌石油公司建于墨西哥灣的CognacCognac 平臺(tái)平臺(tái) 水深水深312.5M312.5M最重的鉆采平臺(tái)最重的鉆采平臺(tái) 雪弗龍公司的北海雪弗龍公司的北海NinianNinian混凝土平臺(tái)混凝土平臺(tái) 重達(dá)重達(dá)6060多萬(wàn)噸多萬(wàn)噸 高高167M167M鉆井最多的平臺(tái)鉆井最多的平臺(tái) 加利福利亞圣巴巴拉海峽的加利

9、福利亞圣巴巴拉海峽的GildaGilda平臺(tái)平臺(tái) 可鉆可鉆9696口井口井產(chǎn)量最高的海上油田產(chǎn)量最高的海上油田 19511951年在沙特發(fā)現(xiàn)的年在沙特發(fā)現(xiàn)的SafaniyahSafaniyah油田油田 最大油輪最大油輪 5555萬(wàn)噸萬(wàn)噸( (法國(guó)）法國(guó)）13第二章第二章 海上鉆井裝置海上鉆井裝置海上鉆井平臺(tái)應(yīng)滿(mǎn)足下面三個(gè)條件海上鉆井平臺(tái)應(yīng)滿(mǎn)足下面三個(gè)條件適應(yīng)海洋鉆井區(qū)域環(huán)境且安全適應(yīng)海洋鉆井區(qū)域環(huán)境且安全成本較低成本較低滿(mǎn)足鉆井、采油、測(cè)試等各項(xiàng)作業(yè)的要求滿(mǎn)足鉆井、采油、測(cè)試等各項(xiàng)作業(yè)的要求14第二章第二章 海上鉆井裝置海上鉆井裝置海上鉆井平臺(tái)的分類(lèi)海上鉆井平臺(tái)的分類(lèi)樁基式平臺(tái)重力式平臺(tái)張力式

10、平臺(tái)固定式座底式平臺(tái)自升式平臺(tái)著底式半潛式平臺(tái)浮式鉆井船浮動(dòng)式移動(dòng)式海上鉆井裝置15第二章第二章 海上鉆井裝置海上鉆井裝置 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：y穩(wěn)定性好穩(wěn)定性好y海面氣象條件對(duì)鉆海面氣象條件對(duì)鉆井工作影響小井工作影響小y如有工業(yè)性油氣，如有工業(yè)性油氣，可很快轉(zhuǎn)換成采油可很快轉(zhuǎn)換成采油平臺(tái)平臺(tái)固定式與移動(dòng)式平臺(tái)比較情況固定式與移動(dòng)式平臺(tái)比較情況 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：y不能夠移動(dòng)和不能夠移動(dòng)和重復(fù)使用重復(fù)使用y造價(jià)較高，其造價(jià)較高，其成本隨水深增成本隨水深增加而急劇增加加而急劇增加16第一節(jié) 導(dǎo)管架樁基平臺(tái)一一. .結(jié)構(gòu)組成結(jié)構(gòu)組成17導(dǎo)管架：導(dǎo)管架的作用導(dǎo)管架：導(dǎo)管架的作用支承上部結(jié)構(gòu)支承上部結(jié)構(gòu)作為打樁定位

11、和導(dǎo)向的工具作為打樁定位和導(dǎo)向的工具將平臺(tái)上面的負(fù)荷比較均勻地傳將平臺(tái)上面的負(fù)荷比較均勻地傳遞到樁上遞到樁上可安裝系靠船的設(shè)備可安裝系靠船的設(shè)備可作為安裝上部結(jié)構(gòu)時(shí)的臨時(shí)工可作為安裝上部結(jié)構(gòu)時(shí)的臨時(shí)工作平臺(tái)作平臺(tái)第一節(jié)第一節(jié) 導(dǎo)管架樁基平臺(tái)導(dǎo)管架樁基平臺(tái)18第一節(jié)第一節(jié) 導(dǎo)管架樁基平臺(tái)導(dǎo)管架樁基平臺(tái)樁：樁：用于承受平用于承受平臺(tái)的垂直重臺(tái)的垂直重量及水平環(huán)量及水平環(huán)境推力境推力支承樁支承樁磨擦樁磨擦樁上部結(jié)構(gòu)：上部結(jié)構(gòu)：由承受作業(yè)機(jī)由承受作業(yè)機(jī)械（機(jī)器）和其它載荷的械（機(jī)器）和其它載荷的各類(lèi)桁架及平臺(tái)甲板組成。各類(lèi)桁架及平臺(tái)甲板組成。上層平臺(tái)：用作安放井架、上層平臺(tái)：用作安放井架、絞車(chē)、鉆具堆

12、放場(chǎng)地及宿舍絞車(chē)、鉆具堆放場(chǎng)地及宿舍等等下層平臺(tái)：安放泥漿泵、下層平臺(tái)：安放泥漿泵、泥漿池、防噴器、發(fā)電房、泥漿池、防噴器、發(fā)電房、固井設(shè)備、倉(cāng)庫(kù)等固井設(shè)備、倉(cāng)庫(kù)等19二二.導(dǎo)管架的運(yùn)送、就位及安裝導(dǎo)管架的運(yùn)送、就位及安裝第一節(jié)第一節(jié) 導(dǎo)管架樁基平臺(tái)導(dǎo)管架樁基平臺(tái)20第一節(jié)第一節(jié) 導(dǎo)管架樁基平臺(tái)導(dǎo)管架樁基平臺(tái)z提升法：水深提升法：水深30M以以?xún)?nèi)內(nèi)z滑入法滑入法+起重機(jī)：水起重機(jī)：水深深30-70M（如圖）（如圖）z滑入法滑入法+控制壓載機(jī)：控制壓載機(jī)： 水深水深70-120Mz浮運(yùn)法：水深浮運(yùn)法：水深120M以上以上z打樁：少則四根，多則打樁：少則四根，多則 十多根，打入深度少則十多根，打入

13、深度少則50M，多則幾百米，多則幾百米z鋪設(shè)平臺(tái)上部結(jié)構(gòu)鋪設(shè)平臺(tái)上部結(jié)構(gòu)y整體鋪設(shè)整體鋪設(shè)y分塊鋪設(shè)分塊鋪設(shè) z井架的移位井架的移位21井架的移位井架的移位6M2M6M2M1012845679311121314161522第二節(jié)第二節(jié) 其它固定式平臺(tái)其它固定式平臺(tái)z重力式平臺(tái)重力式平臺(tái)z張力（腿）式平臺(tái)張力（腿）式平臺(tái)z繃?yán)K塔架式平臺(tái)繃?yán)K塔架式平臺(tái)23重力式平臺(tái)重力式平臺(tái) 七十年代初出現(xiàn)，它完全借助于其本身的七十年代初出現(xiàn)，它完全借助于其本身的重量直接穩(wěn)定地座在海底重量直接穩(wěn)定地座在海底分為混凝土重力式平臺(tái)和鋼質(zhì)重力式平臺(tái)分為混凝土重力式平臺(tái)和鋼質(zhì)重力式平臺(tái)混凝土重力式平臺(tái)：混凝土重力式平臺(tái)：

14、z重力式平臺(tái)由沉墊、立柱、甲板三部分組成重力式平臺(tái)由沉墊、立柱、甲板三部分組成z沉墊有多種形式：圓形、六角形、正方形沉墊有多種形式：圓形、六角形、正方形z立柱有：三腿、四腿、獨(dú)腿等幾種立柱有：三腿、四腿、獨(dú)腿等幾種z甲板有鋼質(zhì)和混凝土兩種甲板有鋼質(zhì)和混凝土兩種241 1、混凝土重力式平臺(tái)、混凝土重力式平臺(tái)康迪普型平臺(tái)康迪普型平臺(tái)此種平臺(tái)此種平臺(tái)1973年出現(xiàn)年出現(xiàn)。塞爾默型平臺(tái)塞爾默型平臺(tái)25混凝土重力式平臺(tái)混凝土重力式平臺(tái)與導(dǎo)管架平臺(tái)相比，具有以下優(yōu)缺點(diǎn)與導(dǎo)管架平臺(tái)相比，具有以下優(yōu)缺點(diǎn)z優(yōu)：優(yōu)：不需打樁不需打樁 具有相當(dāng)?shù)馁A油能力具有相當(dāng)?shù)馁A油能力 節(jié)省鋼材，防火、防腐性較好，維節(jié)省鋼材，防

15、火、防腐性較好，維 修費(fèi)用低，壽命長(zhǎng)修費(fèi)用低，壽命長(zhǎng)z缺：缺：對(duì)地質(zhì)條件要求高對(duì)地質(zhì)條件要求高 出現(xiàn)缺陷后修復(fù)較困難出現(xiàn)缺陷后修復(fù)較困難262 2、鋼質(zhì)重力式平臺(tái)、鋼質(zhì)重力式平臺(tái)1971年意大利首造，水深年意大利首造，水深90米，米，稱(chēng)洛安高平臺(tái)稱(chēng)洛安高平臺(tái)z整個(gè)平臺(tái)由沉箱、支承框架、整個(gè)平臺(tái)由沉箱、支承框架、甲板三部分組成，沉箱可作貯甲板三部分組成，沉箱可作貯油罐油罐 重量比混凝土輕重量比混凝土輕預(yù)制過(guò)程中對(duì)水域要求不高預(yù)制過(guò)程中對(duì)水域要求不高拖船馬力小拖船馬力小對(duì)地基承載力要求不高對(duì)地基承載力要求不高 貯油量小貯油量小 用鋼多，易腐蝕用鋼多，易腐蝕優(yōu)優(yōu)缺缺27世界最大的鋼質(zhì)重力式平臺(tái)是英國(guó)

16、北海莫林（Maureen)油田的一個(gè)平臺(tái)，水深98M，平臺(tái)結(jié)構(gòu)鋼重4萬(wàn)噸，造價(jià)3.2億美元；固體壓艙物重5.1萬(wàn)噸，甲板、組塊和設(shè)備重16200噸，鉆井導(dǎo)管重490噸，平臺(tái)儲(chǔ)油能力為65萬(wàn)噸，平臺(tái)建造時(shí)間36個(gè)月，于83年夏安裝就位28 張力（腿）式平臺(tái)張力（腿）式平臺(tái)TLPTLP (Tension Leg Platform)(Tension Leg Platform) 英國(guó)北海赫頓（英國(guó)北海赫頓（Hutton）油田首）油田首次于生產(chǎn)中使用此平臺(tái)，次于生產(chǎn)中使用此平臺(tái)，1983年安年安裝，裝，84年投產(chǎn)年投產(chǎn)z張力式平臺(tái)主要由甲板、立柱（大浮張力式平臺(tái)主要由甲板、立柱（大浮體）、纜索及系纜樁組

17、成體）、纜索及系纜樁組成z它是今后深水用主要平臺(tái)它是今后深水用主要平臺(tái)z優(yōu)點(diǎn)：受力合理、用鋼少、成本低、優(yōu)點(diǎn)：受力合理、用鋼少、成本低、適用于深水、對(duì)海洋環(huán)境適應(yīng)性大適用于深水、對(duì)海洋環(huán)境適應(yīng)性大29繃?yán)K塔架式平臺(tái)繃?yán)K塔架式平臺(tái)z研究證明：繃?yán)K塔架式平臺(tái)研究證明：繃?yán)K塔架式平臺(tái)最經(jīng)濟(jì)的工作水深范圍在最經(jīng)濟(jì)的工作水深范圍在240480米之間米之間z與鋼質(zhì)樁基相比，優(yōu)點(diǎn)如下與鋼質(zhì)樁基相比，優(yōu)點(diǎn)如下y節(jié)省鋼材（成本低）節(jié)省鋼材（成本低）y井口裝置可設(shè)置于水面井口裝置可設(shè)置于水面上上30第三節(jié)第三節(jié) 移動(dòng)式鉆井平臺(tái)移動(dòng)式鉆井平臺(tái)z1949年出現(xiàn)第一臺(tái)移動(dòng)式鉆井裝置年出現(xiàn)第一臺(tái)移動(dòng)式鉆井裝置“環(huán)球鉆機(jī)環(huán)

18、球鉆機(jī)40”，它是一臺(tái)座底式鉆，它是一臺(tái)座底式鉆井平臺(tái)井平臺(tái)z1953年出現(xiàn)第一臺(tái)自升式鉆井平臺(tái)年出現(xiàn)第一臺(tái)自升式鉆井平臺(tái)z1953年出現(xiàn)了浮式鉆井船年出現(xiàn)了浮式鉆井船z1961年出現(xiàn)了半潛式鉆井平臺(tái)年出現(xiàn)了半潛式鉆井平臺(tái)31移動(dòng)式鉆井平臺(tái)分類(lèi)移動(dòng)式鉆井平臺(tái)分類(lèi)z座底式鉆井平臺(tái)座底式鉆井平臺(tái)z自升式鉆井平臺(tái)自升式鉆井平臺(tái)z半潛式鉆井平臺(tái)半潛式鉆井平臺(tái)z浮式鉆井平臺(tái)浮式鉆井平臺(tái)32座底式鉆井平臺(tái)座底式鉆井平臺(tái)z結(jié)構(gòu)組成結(jié)構(gòu)組成y沉墊浮沉墊浮箱箱y工作平臺(tái)工作平臺(tái)y中間支撐中間支撐33座底式鉆井平臺(tái)座底式鉆井平臺(tái)優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)缺點(diǎn)z優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：y鉆井時(shí)固定牢靠不受海洋環(huán)境的影響鉆井時(shí)固定牢靠不受海洋環(huán)境

19、的影響y完井后移動(dòng)靈活完井后移動(dòng)靈活z缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：y工作高度恒定，不能調(diào)節(jié)工作高度恒定，不能調(diào)節(jié)y對(duì)海底地基要求高對(duì)海底地基要求高y工作水深較淺工作水深較淺34“ “勝利勝利2 2號(hào)號(hào)”座底式鉆井平臺(tái)簡(jiǎn)介座底式鉆井平臺(tái)簡(jiǎn)介35“ “勝利勝利2 2號(hào)號(hào)”座底式鉆井平臺(tái)簡(jiǎn)介座底式鉆井平臺(tái)簡(jiǎn)介 它由上海交通大學(xué)和勝利油田鉆采設(shè)它由上海交通大學(xué)和勝利油田鉆采設(shè)計(jì)研究院聯(lián)合設(shè)計(jì)的世界上第一座極淺海計(jì)研究院聯(lián)合設(shè)計(jì)的世界上第一座極淺海步行式石油鉆井平臺(tái)，于步行式石油鉆井平臺(tái)，于8888年年9 9月月1919日在日在青島北海船廠下水。這是我國(guó)也是國(guó)際造青島北海船廠下水。這是我國(guó)也是國(guó)際造船史上的一項(xiàng)重大突破

20、。船史上的一項(xiàng)重大突破。36“ “勝利勝利2 2號(hào)號(hào)”座底式鉆井平臺(tái)簡(jiǎn)介座底式鉆井平臺(tái)簡(jiǎn)介 “ “勝利勝利2 2號(hào)號(hào)”鉆井平臺(tái)長(zhǎng)鉆井平臺(tái)長(zhǎng)72m72m，寬，寬42.5m42.5m，主甲板高主甲板高12.6m12.6m排水量排水量40004000噸。平臺(tái)船體結(jié)構(gòu)噸。平臺(tái)船體結(jié)構(gòu)象火柴盒，有內(nèi)體和外體。在拖航、沉浮、座底象火柴盒，有內(nèi)體和外體。在拖航、沉浮、座底等情況下，內(nèi)外體由鎖緊裝置連接，平臺(tái)在陸上等情況下，內(nèi)外體由鎖緊裝置連接，平臺(tái)在陸上移動(dòng)時(shí)脫開(kāi)鎖緊裝置，內(nèi)外體在微機(jī)控制下分別移動(dòng)時(shí)脫開(kāi)鎖緊裝置，內(nèi)外體在微機(jī)控制下分別起降升落，并借助于液壓步行機(jī)械系統(tǒng)，實(shí)行內(nèi)起降升落，并借助于液壓步行機(jī)械

21、系統(tǒng)，實(shí)行內(nèi)外體交替移動(dòng)。該平臺(tái)外體交替移動(dòng)。該平臺(tái)“一步一步”可跨可跨1010mm，“步行步行”平均速度為每小時(shí)平均速度為每小時(shí)6060至至100m100m。37自升式鉆井平臺(tái)自升式鉆井平臺(tái)德朗德朗1號(hào)號(hào)38結(jié)構(gòu)組成結(jié)構(gòu)組成自升式平臺(tái)由工作平臺(tái)、樁腿和升降自升式平臺(tái)由工作平臺(tái)、樁腿和升降機(jī)構(gòu)組成機(jī)構(gòu)組成z工作平臺(tái)的形狀有三角形、四邊形、工作平臺(tái)的形狀有三角形、四邊形、五角形等多種形狀五角形等多種形狀39樁腿樁腿z樁腿數(shù)目有樁腿數(shù)目有3,4,5,6,12,14,18腿等多種腿等多種z樁腿直徑從兩米多到十多米不等樁腿直徑從兩米多到十多米不等z樁腿外形樁腿外形z樁腿箱和底墊樁腿箱和底墊柱型柱型桁架

22、型桁架型矩形矩形三角形三角形四邊形四邊形圓筒形圓筒形40升降機(jī)構(gòu)升降機(jī)構(gòu)z升降機(jī)構(gòu)的作用是升降機(jī)構(gòu)的作用是升降平臺(tái)和拔樁。升降平臺(tái)和拔樁。它分為兩類(lèi)：一類(lèi)它分為兩類(lèi)：一類(lèi)是孔穴插銷(xiāo)液壓升是孔穴插銷(xiāo)液壓升降裝置，另一類(lèi)是降裝置，另一類(lèi)是齒輪齒條式電動(dòng)升齒輪齒條式電動(dòng)升降裝置降裝置z孔穴插銷(xiāo)液壓升降孔穴插銷(xiāo)液壓升降裝置裝置41升降機(jī)構(gòu)升降機(jī)構(gòu)齒輪齒條式電動(dòng)升降裝齒輪齒條式電動(dòng)升降裝置置42自升式平臺(tái)的安置與撤離自升式平臺(tái)的安置與撤離z降下平臺(tái)降下平臺(tái)y固定活動(dòng)部件，關(guān)閉密封艙門(mén)，注意天氣預(yù)固定活動(dòng)部件，關(guān)閉密封艙門(mén)，注意天氣預(yù)報(bào)，檢查升降機(jī)構(gòu)報(bào)，檢查升降機(jī)構(gòu)y拋錨拋錨 下降速度下降速度1ft/mi

23、nz拔起樁腿拔起樁腿y沖樁沖樁 迅速同時(shí)提樁迅速同時(shí)提樁 固樁固樁z拖航拖航y(tǒng)拖航方式有串聯(lián)和并聯(lián)拖航方式有串聯(lián)和并聯(lián)43自升式平臺(tái)的安置與撤離自升式平臺(tái)的安置與撤離z壓載壓載y壓載有兩種：壓載有兩種：一種是靠自身重一種是靠自身重量壓載，另一種量壓載，另一種是壓載艙壓載是壓載艙壓載z升起平臺(tái)升起平臺(tái)y平臺(tái)縱向和橫向傾斜不能大于平臺(tái)縱向和橫向傾斜不能大于1度度y平臺(tái)離開(kāi)水面高度一般在平臺(tái)離開(kāi)水面高度一般在618m之間之間44自升式平臺(tái)的優(yōu)缺點(diǎn)自升式平臺(tái)的優(yōu)缺點(diǎn)z對(duì)水深適應(yīng)性強(qiáng)對(duì)水深適應(yīng)性強(qiáng)z無(wú)樁腳底墊時(shí)，用鋼量少，造價(jià)較低無(wú)樁腳底墊時(shí)，用鋼量少，造價(jià)較低z在出現(xiàn)意外的高海浪時(shí)，平臺(tái)可增大離水面在

24、出現(xiàn)意外的高海浪時(shí)，平臺(tái)可增大離水面的距離的距離z樁腳插入海底時(shí)，有良好的搞側(cè)向移動(dòng)性樁腳插入海底時(shí)，有良好的搞側(cè)向移動(dòng)性z平臺(tái)離開(kāi)水面后，可維修整個(gè)船體平臺(tái)離開(kāi)水面后，可維修整個(gè)船體z樁腿下部有底墊時(shí)，容易造成整個(gè)裝置的飄樁腿下部有底墊時(shí)，容易造成整個(gè)裝置的飄移移z不適于更深海域不適于更深海域z拖航時(shí)，易遭風(fēng)暴的襲擊拖航時(shí)，易遭風(fēng)暴的襲擊優(yōu)優(yōu)缺缺45半潛式鉆井平臺(tái)半潛式鉆井平臺(tái)46半潛式鉆井平臺(tái)半潛式鉆井平臺(tái)z結(jié)構(gòu)組成結(jié)構(gòu)組成y沉墊浮箱沉墊浮箱其外形有矩形、魚(yú)雷形、潛艇形及上下其外形有矩形、魚(yú)雷形、潛艇形及上下平坦、左右兩側(cè)為橢圓等多種形式平坦、左右兩側(cè)為橢圓等多種形式y(tǒng)上部平臺(tái)上部平臺(tái)其外

25、形有三角形、矩形、五角形、八角其外形有三角形、矩形、五角形、八角形、十字形及中字形等多種形式形、十字形及中字形等多種形式y(tǒng)立柱立柱立柱個(gè)數(shù)有立柱個(gè)數(shù)有3，4，5，6，8個(gè)等個(gè)等z拋錨作業(yè)拋錨作業(yè)用得較多的用得較多的是是45 夾角夾角類(lèi)類(lèi) 下面是幾下面是幾種典型的種典型的拋錨方法拋錨方法o47半潛式鉆井平臺(tái)進(jìn)入井場(chǎng)和錨泊的第一種方法（半潛式鉆井平臺(tái)進(jìn)入井場(chǎng)和錨泊的第一種方法（1 1）45o3(4)1(3)2(7)4(1)5(2)6(5)7(8)8(6)風(fēng)力風(fēng)力2到到4級(jí)級(jí)風(fēng)向風(fēng)向平臺(tái)航向平臺(tái)航向48半潛式鉆井平臺(tái)進(jìn)入井場(chǎng)和錨泊的第一種方法（半潛式鉆井平臺(tái)進(jìn)入井場(chǎng)和錨泊的第一種方法（2 2）45o

26、3(5)1(6)2(8)4(2)5(1)6(4)7(7)8(3)風(fēng)力風(fēng)力2到到4級(jí)級(jí)49半潛式鉆井平臺(tái)進(jìn)入井場(chǎng)和錨泊的第二種方法（半潛式鉆井平臺(tái)進(jìn)入井場(chǎng)和錨泊的第二種方法（1 1）45o3(1)1(4)2(2)4(3)5(5)6(6)7(7)8(8)風(fēng)力風(fēng)力6級(jí)級(jí)50半潛式鉆井平臺(tái)進(jìn)入井場(chǎng)和錨泊的第二種方法（2）45o7(2)5(3)6(1)8(4)1(8)2(7)3(6)4(5)風(fēng)力風(fēng)力6級(jí)級(jí)51半潛式鉆井平臺(tái)進(jìn)入井場(chǎng)和錨泊的第三種方法（半潛式鉆井平臺(tái)進(jìn)入井場(chǎng)和錨泊的第三種方法（1 1）45o3(4)1(5)2(8)4(1)5(2)6(3)7(7)8(6)風(fēng)力風(fēng)力6級(jí)級(jí)52半潛式鉆井平臺(tái)進(jìn)入

27、井場(chǎng)和錨泊的第三種方法（2）45o3(7)1(3)2(5)4(1)5(8)6(6)7(4)8(2)風(fēng)力風(fēng)力6級(jí)級(jí)53半潛式鉆井平臺(tái)優(yōu)缺點(diǎn)半潛式鉆井平臺(tái)優(yōu)缺點(diǎn)z優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：y穩(wěn)定性好穩(wěn)定性好y移動(dòng)靈活移動(dòng)靈活y兼有座底式平兼有座底式平臺(tái)的優(yōu)點(diǎn)臺(tái)的優(yōu)點(diǎn)z缺點(diǎn)缺點(diǎn)：y造價(jià)高造價(jià)高y凈負(fù)荷能力小凈負(fù)荷能力小y航行速度較低航行速度較低54浮式鉆井船浮式鉆井船第一艘浮式鉆井船是第一艘浮式鉆井船是1953年年改裝下水的改裝下水的船體有單船體和雙船體船體有單船體和雙船體55z增設(shè)升沉補(bǔ)償裝置增設(shè)升沉補(bǔ)償裝置z采取定位（拋錨或動(dòng)力定采取定位（拋錨或動(dòng)力定位）措施位）措施z中心拋錨以減少搖擺中心拋錨以減少搖擺z采

28、用鉆桿自動(dòng)排放架采用鉆桿自動(dòng)排放架z設(shè)置減搖艙、減搖罐設(shè)置減搖艙、減搖罐z采用雙體船型，增加橫搖采用雙體船型，增加橫搖周期周期人們采取克服船體運(yùn)動(dòng)對(duì)鉆人們采取克服船體運(yùn)動(dòng)對(duì)鉆井影響的措施井影響的措施56浮式鉆井平臺(tái)優(yōu)缺點(diǎn)浮式鉆井平臺(tái)優(yōu)缺點(diǎn)z優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：y適用于較深的海適用于較深的海域域y移動(dòng)性能好移動(dòng)性能好y造價(jià)較低，易維造價(jià)較低，易維護(hù)護(hù)y船速高船速高z缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：y對(duì)風(fēng)浪極為敏感、對(duì)風(fēng)浪極為敏感、穩(wěn)定性差穩(wěn)定性差y被迫停工率高被迫停工率高57第三章第三章 移動(dòng)式鉆井平臺(tái)的錨泊定位系統(tǒng)移動(dòng)式鉆井平臺(tái)的錨泊定位系統(tǒng)z錨泊定位系統(tǒng)錨泊定位系統(tǒng)z錨系的組成錨系的組成z錨系的分類(lèi)錨系的分類(lèi)z平臺(tái)對(duì)錨

29、系的要求平臺(tái)對(duì)錨系的要求z錨泊系統(tǒng)的布錨方式錨泊系統(tǒng)的布錨方式第一節(jié)第一節(jié) 錨泊定位概述錨泊定位概述58第一節(jié)第一節(jié) 錨泊定位概述錨泊定位概述z錨泊定位系統(tǒng)錨泊定位系統(tǒng)它是在海底設(shè)置固定的基底設(shè)備，用錨泊線(xiàn)將它是在海底設(shè)置固定的基底設(shè)備，用錨泊線(xiàn)將水面系留物（平臺(tái)）與基底設(shè)備聯(lián)系起來(lái)，從水面系留物（平臺(tái)）與基底設(shè)備聯(lián)系起來(lái)，從而限制系留物（平臺(tái)）的漂移而限制系留物（平臺(tái)）的漂移z錨系的組成錨系的組成它是由錨（基底設(shè)備）、錨鏈（錨纜）、錨機(jī)、它是由錨（基底設(shè)備）、錨鏈（錨纜）、錨機(jī)、錨架、錨浮標(biāo)等組成。（見(jiàn)照片）錨架、錨浮標(biāo)等組成。（見(jiàn)照片）59錨系的分類(lèi)錨系的分類(lèi)L移動(dòng)性錨系移動(dòng)性錨系L暫時(shí)性

30、錨系暫時(shí)性錨系L永久性錨系永久性錨系60平臺(tái)對(duì)錨系的要求平臺(tái)對(duì)錨系的要求z要滿(mǎn)足升船前的要滿(mǎn)足升船前的錨泊定位要求錨泊定位要求z要滿(mǎn)足錨泊定位要滿(mǎn)足錨泊定位后的移船就位要后的移船就位要求求z要滿(mǎn)足拖航過(guò)程要滿(mǎn)足拖航過(guò)程中對(duì)錨泊的要求中對(duì)錨泊的要求z定位要求定位要求最大漂移半徑最大漂移半徑56%水深水深常為漂移半徑常為漂移半徑23%水深水深z拖航與就位的要求拖航與就位的要求y控制平臺(tái)的漂移控制平臺(tái)的漂移y確保平臺(tái)的生存確保平臺(tái)的生存y拖航時(shí)，與自升平臺(tái)相同拖航時(shí)，與自升平臺(tái)相同y移船就位的要求移船就位的要求自升式平臺(tái)自升式平臺(tái)半潛式平臺(tái)半潛式平臺(tái)61浮式平臺(tái)的錨泊要求浮式平臺(tái)的錨泊要求z1、最短

31、出鏈長(zhǎng)度要求：該長(zhǎng)度應(yīng)該大于錨鏈承、最短出鏈長(zhǎng)度要求：該長(zhǎng)度應(yīng)該大于錨鏈承受極限張力（受極限張力（1/2錨鏈破斷張力）時(shí)的懸鏈長(zhǎng)度，錨鏈破斷張力）時(shí)的懸鏈長(zhǎng)度，以保證錨前面始終有一段錨鏈水平躺在海床上，以保證錨前面始終有一段錨鏈水平躺在海床上，使錨總是承受水平拉力。使錨總是承受水平拉力。z2、錨鏈張力（錨抓力）試驗(yàn)：即預(yù)計(jì)的最大錨、錨鏈張力（錨抓力）試驗(yàn)：即預(yù)計(jì)的最大錨鏈張力試驗(yàn)，一般不超過(guò)錨鏈破斷張力的鏈張力試驗(yàn)，一般不超過(guò)錨鏈破斷張力的1/3。如張力試驗(yàn)達(dá)不到要求，要調(diào)大錨爪角，或增加如張力試驗(yàn)達(dá)不到要求，要調(diào)大錨爪角，或增加串聯(lián)錨等。串聯(lián)錨等。z3、錨鏈預(yù)張力：根據(jù)當(dāng)平臺(tái)位移達(dá)到、錨鏈預(yù)

32、張力：根據(jù)當(dāng)平臺(tái)位移達(dá)到5%水深水深時(shí)，錨鏈張力達(dá)到其時(shí)，錨鏈張力達(dá)到其1/3破斷張力來(lái)確定破斷張力來(lái)確定62錨泊系統(tǒng)的布錨方式錨泊系統(tǒng)的布錨方式z臨時(shí)錨泊臨時(shí)錨泊z定位錨泊定位錨泊63第二節(jié)第二節(jié) 錨泊系統(tǒng)的靜力分析錨泊系統(tǒng)的靜力分析z懸鏈線(xiàn)懸鏈線(xiàn)它是一種具有均質(zhì)、完全柔性而無(wú)延伸的它是一種具有均質(zhì)、完全柔性而無(wú)延伸的鏈或索自由懸掛于兩點(diǎn)上所形成的曲線(xiàn)鏈或索自由懸掛于兩點(diǎn)上所形成的曲線(xiàn)z懸鏈線(xiàn)方程懸鏈線(xiàn)方程64懸鏈線(xiàn)方程懸鏈線(xiàn)方程0cos)cos()( TddTT0sin)sin()( wdlTddTT 0cossin dTdT d很小時(shí)，很小時(shí)，1cos d dd sin忽略忽略 ，則，則

33、 dTd0sincos wdldTdT 由由得得)cos(sin1 dTwdldT 上式代入得上式代入得65懸鏈線(xiàn)方程)cos(sincossin dTwdldT sincossincos2dTwdl )sincos(sinsincos2 wdlTd)cos(sincos22 wdlwdl cos 66懸鏈線(xiàn)方程由由得得 ddTTsincos 上式代入得上式代入得0sinsincos2 wdldTdT dlwwdldT sin)sinsincos(2 又dldxcosdldysinbbaaoTTT coscos 67懸鏈線(xiàn)方程即懸鏈線(xiàn)的水平張力相等即懸鏈線(xiàn)的水平張力相等由由和和式，得式，得wd

34、ydT 在在a,b段上積分段上積分 baTTywdydT0wyTTab 由由式得式得 代入代入式得式得 coswTddl 68懸鏈線(xiàn)方程 cossinwTddy 由于由于 代入代入上式得上式得 cosoTT dwTdyo2cossin 積分積分 dwTdybaoy 20cossin)cos1cos1(abowTy )11(22 abotgtgwT 69懸鏈線(xiàn)方程同理由同理由和式得和式得由由式得式得 dwTdxocos1 dwTdxbaoy cos10)1ln()1ln(22 aabbotgtgtgtgwTx )()(11abotgshtgshwT 70懸鏈線(xiàn)方程注意：注意：a 點(diǎn)并未與海底相切

35、點(diǎn)并未與海底相切(9)(13)是錨鏈線(xiàn)靜力是錨鏈線(xiàn)靜力分析的基本公式分析的基本公式) dwTdlo2cos1 dwTdlbaol 20cos1)(abotgtgwTl 71錨泊線(xiàn)靜力分析錨泊線(xiàn)靜力分析0 a oaTT 以以并將并將b bTT yhxs 代入代入 則可得如下的公式則可得如下的公式oTwltg 22)(ooTwlwhTT )()(11 tgshwTTwlshwTsooo 1)(1111)(22 oooooTwschwTtgwTTwlwTh 單一成分錨泊線(xiàn)單一成分錨泊線(xiàn)72錨泊線(xiàn)靜力分析錨泊線(xiàn)靜力分析單一成分錨泊線(xiàn)單一成分錨泊線(xiàn)以上公式共有七個(gè)變量：以上公式共有七個(gè)變量： 、 、 、

36、 、 、 和和woTlTsh 如果已知如果已知 、 和錨泊線(xiàn)上端所受的水平力和錨泊線(xiàn)上端所受的水平力 （ ）QoTQhw便可由上述公式求出便可由上述公式求出 、 、 、lTs若已知若已知 、 、 則可求出最大外力則可求出最大外力 及及 、 、mQhwlTs 若實(shí)際所受外力若實(shí)際所受外力 ，則錨泊線(xiàn)未全部提起，則錨泊線(xiàn)未全部提起mQQ 若若 ，則錨泊線(xiàn)全部提起且下端傾角必大于零，則錨泊線(xiàn)全部提起且下端傾角必大于零mQQ lh wQ則可根據(jù)則可根據(jù) 、 、 計(jì)算出實(shí)際提起的懸垂長(zhǎng)度計(jì)算出實(shí)際提起的懸垂長(zhǎng)度 及其它參數(shù)及其它參數(shù)這時(shí)應(yīng)根據(jù)公式這時(shí)應(yīng)根據(jù)公式至計(jì)算各相關(guān)參數(shù)至計(jì)算各相關(guān)參數(shù)73錨泊線(xiàn)靜

37、力分析錨泊線(xiàn)靜力分析二成分錨泊線(xiàn)二成分錨泊線(xiàn)74錨泊線(xiàn)靜力分析錨泊線(xiàn)靜力分析二成分錨泊線(xiàn)二成分錨泊線(xiàn)(21(21)注意各符號(hào)的意義注意各符號(hào)的意義oTQ便得便得Qlwlwtg)(22111 Qlwtg222 2222112211)(QlwlwlwlwQT )()(211111 tgshtgshwQs )(2122 tgshwQs (22(22)21sss (23(23)75錨泊線(xiàn)靜力分析錨泊線(xiàn)靜力分析二成分錨泊線(xiàn)二成分錨泊線(xiàn)(24)(24)(26)(26)(25(25)21hhh 11221211 tgtgwQh)11(2212 tgwQh上面九個(gè)公式中共有十四個(gè)變量：上面九個(gè)公式中共有十四個(gè)

38、變量：11h21w1lQ1s2w2lTsh2s2hQ1w1l2w2lh 若已知若已知 、 、 、 、 便可計(jì)算出保懸鏈線(xiàn)下端張便可計(jì)算出保懸鏈線(xiàn)下端張力水平時(shí)，其上端所能承受的最大水平外力力水平時(shí)，其上端所能承受的最大水平外力 及其及其他參數(shù)他參數(shù) （采用迭代法，先假設(shè)一個(gè)（采用迭代法，先假設(shè)一個(gè) 值）值）mQ76迭代法迭代法先假設(shè)一個(gè)先假設(shè)一個(gè)QQ值，代入（值，代入（1818）、（）、（1919）式可）式可算算 、 。將求得的。將求得的 和已知的和已知的 及假設(shè)的及假設(shè)的QQ代入（代入（2424）、（）、（ 25 25 ），就可算出），就可算出h h1 1和和h h2 2。再檢再檢驗(yàn)驗(yàn)h h

39、1 1+h+h2 2是否等于是否等于h h。若不等，就修正。若不等，就修正QQ值，再重值，再重復(fù)上一過(guò)程，直至復(fù)上一過(guò)程，直至h h1 1+h+h2 2與與h h的差值達(dá)到所要求的的差值達(dá)到所要求的精度為止，這在計(jì)算機(jī)上是很容易實(shí)現(xiàn)的，其它參精度為止，這在計(jì)算機(jī)上是很容易實(shí)現(xiàn)的，其它參數(shù)也就容易解出了。數(shù)也就容易解出了。1 2 121w2w77錨泊線(xiàn)靜力分析錨泊線(xiàn)靜力分析二成分錨泊線(xiàn)二成分錨泊線(xiàn)若已知若已知 ， ， ， 和預(yù)張力和預(yù)張力 ，要確定在預(yù)張狀態(tài)下，要確定在預(yù)張狀態(tài)下懸垂長(zhǎng)度懸垂長(zhǎng)度 及其他相應(yīng)參數(shù)，則可能出現(xiàn)多種情況及其他相應(yīng)參數(shù)，則可能出現(xiàn)多種情況：1w1l2whpT若若 ，則有

40、三種情況：，則有三種情況：hl 11l沒(méi)有被完全提起沒(méi)有被完全提起1l恰好被完全提起恰好被完全提起2l1l不僅不僅 全部提起且全部提起且 被部分提起被部分提起以上三種情況應(yīng)根據(jù)公式以上三種情況應(yīng)根據(jù)公式 來(lái)進(jìn)一步判斷來(lái)進(jìn)一步判斷 的大小的大小hwQT1 hwTQp1 l78錨泊線(xiàn)靜力分析二成分錨泊線(xiàn)122wQTp 1l1122lwQTp 注：為（注：為（15）式）式0 Q0 Q表明水平外力為零，錨泊線(xiàn)自由下垂表明水平外力為零，錨泊線(xiàn)自由下垂為正常情況，這時(shí)進(jìn)一步比較為正常情況，這時(shí)進(jìn)一步比較 與與 的大小的大小2211)(QlwT 若若 ，表明，表明 未全部提起，這時(shí)預(yù)緊狀未全部提起，這時(shí)預(yù)緊

41、狀態(tài)下懸鏈線(xiàn)長(zhǎng)度態(tài)下懸鏈線(xiàn)長(zhǎng)度為為1122lwQTp 1l若若01 hwTQp所給條件有矛盾（加大所給條件有矛盾（加大 ）pT122wQTp 若若 表明表明 恰好全部提起，這時(shí)預(yù)張恰好全部提起，這時(shí)預(yù)張狀態(tài)下懸鏈線(xiàn)長(zhǎng)度為狀態(tài)下懸鏈線(xiàn)長(zhǎng)度為1l1l79二成分錨泊線(xiàn)二成分錨泊線(xiàn)若 ，表明 長(zhǎng)度不足，下段 也要提起一部分，按至(26)式用迭代法先假設(shè)一個(gè) 按公式（20）計(jì)算出Q，再代入（18）、（19）式中可算出 將已知代入（24）、（25）中，可算出h1、h2，再檢驗(yàn)再檢驗(yàn)h h1 1+h+h2 2是否等于是否等于h h。若不等，就修正。若不等，就修正 值，再重復(fù)上一過(guò)值，再重復(fù)上一過(guò)程，直至程，

42、直至h h1 1+h+h2 2與與h h的差值達(dá)到所要求的精度為止，其它的差值達(dá)到所要求的精度為止，其它參數(shù)也就容易解出了參數(shù)也就容易解出了注意：實(shí)際下段長(zhǎng)度 應(yīng)大于假設(shè)的1122lwQTp 1l2l2l2l2l122l80錨泊線(xiàn)靜力分析錨泊線(xiàn)靜力分析二成分錨泊線(xiàn)二成分錨泊線(xiàn)1l2l0)(121 lhwhwTQp若若 ，則有以下幾種情況：，則有以下幾種情況：hl 1 時(shí)，若 ，恰好提起hl 101 hwTQp1l0Q所給條件有矛盾0Q正常 （按二成分計(jì)算，方法同樣是先假設(shè)一個(gè) ） 時(shí)，時(shí)，若若 ，所給，所給條件有矛盾條件有矛盾hl 10Q所說(shuō)明水平外力為零，錨泊線(xiàn)自由下垂，所說(shuō)明水平外力為零，

43、錨泊線(xiàn)自由下垂，全部全部 提起和部分提起和部分 （其長(zhǎng)度（其長(zhǎng)度 ）0Q正常正常 說(shuō)明說(shuō)明 被斜提起一部分（用二成分被斜提起一部分（用二成分 按按迭代法先假設(shè)一個(gè)迭代法先假設(shè)一個(gè) ）2l2l12lhl 2l81第四章第四章 海上鉆井特殊工藝和裝置海上鉆井特殊工藝和裝置z水下井口裝置水下井口裝置z升沉補(bǔ)償裝置升沉補(bǔ)償裝置z鉆井施工和水下井口安裝鉆井施工和水下井口安裝z繩索作業(yè)及完井方法繩索作業(yè)及完井方法82第一節(jié)第一節(jié) 水下井口裝置水下井口裝置z水下井口裝置的功用及組成水下井口裝置的功用及組成z水下井口裝置各部件的作用水下井口裝置各部件的作用83水下井口裝置的水下井口裝置的功用組成功用組成z功用

44、功用y隔絕海水、引入鉆具、導(dǎo)出泥漿隔絕海水、引入鉆具、導(dǎo)出泥漿y適應(yīng)升沉、漂移和搖適應(yīng)升沉、漂移和搖 擺的工作環(huán)境擺的工作環(huán)境y控制井口控制井口z組成組成y導(dǎo)向裝置導(dǎo)向裝置y套管頭組套管頭組y防噴器組防噴器組y隔水管柱隔水管柱y連接器連接器y其它其它84水下井口裝置各部的作用水下井口裝置各部的作用z井口盤(pán)：其作用是井口盤(pán)：其作用是固定海底井口位置，固定海底井口位置，確定一個(gè)開(kāi)鉆基點(diǎn)，確定一個(gè)開(kāi)鉆基點(diǎn)，并承受井口的重量并承受井口的重量z導(dǎo)引架：其作用是導(dǎo)引架：其作用是引導(dǎo)其它水下工具引導(dǎo)其它水下工具就位就位85水下井口裝置各部的作用水下井口裝置各部的作用z導(dǎo)引繩張緊器：其作用導(dǎo)引繩張緊器：其作用

45、是保持導(dǎo)引繩的張力恒是保持導(dǎo)引繩的張力恒定，使其不受平臺(tái)升沉定，使其不受平臺(tái)升沉的影響的影響z套管頭組：其作用是懸套管頭組：其作用是懸持套管持套管z連接器：其作用是便于連接器：其作用是便于某些水下器具間的快速某些水下器具間的快速連接與拆卸連接與拆卸86水下井口裝置各部的作用水下井口裝置各部的作用z防噴器組：其作用在于開(kāi)啟和封閉井口，以便處防噴器組：其作用在于開(kāi)啟和封閉井口，以便處理和控制井內(nèi)復(fù)雜情況，防止井噴理和控制井內(nèi)復(fù)雜情況，防止井噴z球形、撓性接頭：其作用是使隔水管適應(yīng)鉆井船球形、撓性接頭：其作用是使隔水管適應(yīng)鉆井船的搖擺、漂移運(yùn)動(dòng)，防止隔水管彎曲的搖擺、漂移運(yùn)動(dòng)，防止隔水管彎曲87水下

46、井口裝置各部的作用水下井口裝置各部的作用z隔水管隔水管 其主要作用是隔絕海水、導(dǎo)引鉆具，造成其主要作用是隔絕海水、導(dǎo)引鉆具，造成泥漿的回路泥漿的回路防止隔水管因自重壓彎的四種方法：防止隔水管因自重壓彎的四種方法：y平衡錘法平衡錘法y用漂浮材料用漂浮材料y裝同心充氣筒裝同心充氣筒y隔水管張緊器隔水管張緊器z伸縮隔水管：其作用是適應(yīng)鉆井船的升沉運(yùn)動(dòng)，伸縮隔水管：其作用是適應(yīng)鉆井船的升沉運(yùn)動(dòng)，使水下器具不受鉆井船上下升沉的影響。使水下器具不受鉆井船上下升沉的影響。88第二節(jié)第二節(jié) 升沉補(bǔ)償裝置升沉補(bǔ)償裝置z使用伸縮鉆桿使用伸縮鉆桿z鉆柱升沉補(bǔ)償裝置鉆柱升沉補(bǔ)償裝置z死繩恒張力補(bǔ)償裝置死繩恒張力補(bǔ)償裝

47、置z天車(chē)恒張力補(bǔ)償裝置天車(chē)恒張力補(bǔ)償裝置89使用伸縮鉆桿使用伸縮鉆桿z結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)z位置位置 安裝于鉆鋌的上面安裝于鉆鋌的上面z原理原理z使用伸縮鉆桿的優(yōu)缺點(diǎn)使用伸縮鉆桿的優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修方便，價(jià)格便宜，能基本滿(mǎn)足鉆井的要求優(yōu)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修方便，價(jià)格便宜，能基本滿(mǎn)足鉆井的要求 缺：鉆壓不能調(diào)節(jié)缺：鉆壓不能調(diào)節(jié) 承載條件惡劣承載條件惡劣 增加防噴器的磨損增加防噴器的磨損 難以準(zhǔn)確確定井深難以準(zhǔn)確確定井深90鉆柱升沉補(bǔ)償裝置鉆柱升沉補(bǔ)償裝置73年研制成功年研制成功z位置：在游車(chē)與大位置：在游車(chē)與大鉤之間鉤之間z結(jié)構(gòu)組成結(jié)構(gòu)組成：y液缸液缸y活塞（桿）活塞（桿）y儲(chǔ)能器儲(chǔ)能器y鎖緊裝置鎖緊裝

48、置y空氣動(dòng)力儲(chǔ)罐空氣動(dòng)力儲(chǔ)罐z工作原理工作原理91鉆柱升沉補(bǔ)償裝置工作原理鉆柱升沉補(bǔ)償裝置工作原理 當(dāng)平臺(tái)上升時(shí)，游車(chē)帶動(dòng)液缸上行，鏈當(dāng)平臺(tái)上升時(shí)，游車(chē)帶動(dòng)液缸上行，鏈條因液缸上行而放松，鏈條放松后，來(lái)自鏈條因液缸上行而放松，鏈條放松后，來(lái)自鏈輪及活塞桿的載荷減小，失去平衡，因而活輪及活塞桿的載荷減小，失去平衡，因而活塞下端液體壓力大于活塞桿上外載荷，于是，塞下端液體壓力大于活塞桿上外載荷，于是，液體壓力推動(dòng)活塞上行，固定在活塞桿上的液體壓力推動(dòng)活塞上行，固定在活塞桿上的鏈輪也隨之上升，這樣就可使鏈條繼續(xù)保持鏈輪也隨之上升，這樣就可使鏈條繼續(xù)保持張緊狀態(tài)，大鉤處于基本無(wú)運(yùn)動(dòng)。從而不影張緊狀態(tài)，

49、大鉤處于基本無(wú)運(yùn)動(dòng)。從而不影響鉆壓變化，保持正常鉆井。平臺(tái)下沉?xí)r，響鉆壓變化，保持正常鉆井。平臺(tái)下沉?xí)r，正與上述相反，原理相同。正與上述相反，原理相同。92鉆柱升沉補(bǔ)償裝置鉆柱升沉補(bǔ)償裝置z鉆壓的調(diào)節(jié)鉆壓的調(diào)節(jié) 正常鉆井時(shí)，向上力正常鉆井時(shí)，向上力=向下力向下力 即即 則則z存在的問(wèn)題存在的問(wèn)題 大鉤還有少許位移大鉤還有少許位移 原因原因y工作缸中液體的摩擦影響工作缸中液體的摩擦影響y機(jī)械摩擦影響機(jī)械摩擦影響y活塞下端液體壓縮氣罐中氣體，使之壓縮膨脹對(duì)壓力的影活塞下端液體壓縮氣罐中氣體，使之壓縮膨脹對(duì)壓力的影響響wPPAb 2PAwPb2 nnVPVP2211 93死繩恒張力裝置死繩恒張力裝置

50、z結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)7272年研制成功年研制成功主要由定主要由定滑輪組、滑輪組、動(dòng)滑輪組、動(dòng)滑輪組、液缸、高液缸、高低壓儲(chǔ)能低壓儲(chǔ)能器、控制器、控制臺(tái)等組成臺(tái)等組成94死繩恒張力裝置死繩恒張力裝置工作原理工作原理 死繩自天車(chē)引出后，先經(jīng)過(guò)一個(gè)傳感死繩自天車(chē)引出后，先經(jīng)過(guò)一個(gè)傳感滑輪，將拉力大小變成電信號(hào)，輸送到電滑輪，將拉力大小變成電信號(hào)，輸送到電控系統(tǒng)和指重表。當(dāng)平臺(tái)下沉?xí)r，死繩上控系統(tǒng)和指重表。當(dāng)平臺(tái)下沉?xí)r，死繩上拉力減少，于是傳感滑輪發(fā)出訊號(hào)，指令拉力減少，于是傳感滑輪發(fā)出訊號(hào)，指令閥動(dòng)作，使液缸活塞右端壓力增加，推動(dòng)閥動(dòng)作，使液缸活塞右端壓力增加，推動(dòng)活塞向左移動(dòng)，將滑輪組上的鋼絲繩拉緊，活塞向

51、左移動(dòng)，將滑輪組上的鋼絲繩拉緊，活塞左端液體流回低壓儲(chǔ)能器。反之，平活塞左端液體流回低壓儲(chǔ)能器。反之，平臺(tái)上升，動(dòng)作與上述相反。臺(tái)上升，動(dòng)作與上述相反。95天車(chē)恒張力補(bǔ)償裝置天車(chē)恒張力補(bǔ)償裝置72年研制成功年研制成功z位置：安裝于天車(chē)上位置：安裝于天車(chē)上z結(jié)構(gòu)組成結(jié)構(gòu)組成主要由浮動(dòng)天車(chē)、主要由浮動(dòng)天車(chē)、主氣缸、液缸、儲(chǔ)主氣缸、液缸、儲(chǔ)能器等組成能器等組成96天車(chē)恒張力補(bǔ)償裝置工作原理天車(chē)恒張力補(bǔ)償裝置工作原理 當(dāng)鉆井船上升時(shí)，天車(chē)相對(duì)于井架沿當(dāng)鉆井船上升時(shí)，天車(chē)相對(duì)于井架沿軌道向下運(yùn)動(dòng)，壓縮主氣缸中的氣體，使軌道向下運(yùn)動(dòng)，壓縮主氣缸中的氣體，使氣體流到儲(chǔ)能器中，從而保持天車(chē)在空間氣體流到儲(chǔ)能器中，從而保持天車(chē)在空間的位置不變來(lái)達(dá)到補(bǔ)償目的。當(dāng)鉆井船下的位置不變來(lái)達(dá)到補(bǔ)償目的。當(dāng)鉆井船下降時(shí)，與上述相反，原理相同。降時(shí)，與上述相反，原理相同。97各升沉補(bǔ)償裝置的優(yōu)缺點(diǎn)各升沉補(bǔ)償裝置的優(yōu)缺點(diǎn) 死繩恒張力裝置機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但電控系統(tǒng)較死繩恒張力裝