深水半潛式平臺-講課

深海半潛式鉆井平臺中國石油大學(華東)機電工程學院徐興平1一.半潛式鉆井平臺的發(fā)展1.半潛式鉆井平臺發(fā)展現狀☆

1961年第一條半潛式鉆井平臺誕生☆

目前已發(fā)展到第六代超深水鉆井平臺☆

在全球現有鉆井平臺中,半潛式平臺約占1/6☆

全球在建鉆井平臺中,半潛式平臺1/32TRANSWORLD46BlueWaterRigNo.1(1961)OceanDriller(1961)Sedco135(1965)一.半潛式鉆井平臺的發(fā)展1.1

第一代半潛式鉆井平臺

20世紀60年代作業(yè)水深小于100米結構型式不太合理設備自動化程度低31.2

第二代半潛式鉆井平臺一.半潛式鉆井平臺的發(fā)展

20世紀70年代中后期作業(yè)水深達300米

VDL3000～4000S/T設備操作自動化程度不高代表平臺：

南海2號

Sedco701/70241.3

第三代半潛式鉆井平臺一.半潛式鉆井平臺的發(fā)展

20世紀80年代中期作業(yè)水深達500米

VDL約為4000S/T結構較為合理，設備操作自動化程度不高

20世紀80、90年代主力平臺，建造數量最多代表平臺：

南海5號南海6號AtwoodHunter5一.半潛式鉆井平臺的發(fā)展1.4

第四代半潛式鉆井平臺

20世紀90年代末作業(yè)水深達1500米推進器輔助定位配有部分自動化鉆臺甲板機械設備能力與甲板可變載荷都有提高代表平臺：

JackBates

Scarabeo西方阿爾法6一.半潛式鉆井平臺的發(fā)展1.5

第五代半潛式鉆井平臺

20世紀90年代末作業(yè)水深達2300米

VDL達7000MT

動力定位為主，錨泊定位為輔配有全自動化的司鉆房代表平臺：

DeepwaterHorizon

SedcoEnergy

Aker-H3.27一.半潛式鉆井平臺的發(fā)展1.6

第六代半潛式鉆井平臺

21世紀初作業(yè)水深達3000米船體結構更為優(yōu)化，重量減輕配置雙井架

DP3動力定位全自動化控制的鉆井系統(tǒng)操作和甲板操作平臺可變載荷更大F&GExDAkerH-6eMSCDSS21GVA75008一.半潛式鉆井平臺的發(fā)展序號船名獲得方式作業(yè)水深(米)建造日期購入時間船齡建造地點1南海2號購買舊船304.81974年1979年32挪威2南海5號購買舊船4571983年1986年23挪威3南海6號購買舊船4571982年1989年24瑞典4勘探3號國內研制2001984年1994年22中國上海5勘探4號購買舊船6101983年1994年23新加坡2.

國內半潛式鉆井平臺發(fā)展現狀

中國海洋石油總公司現擁有15條鉆井平臺，其中3條為半潛式鉆井平臺。作業(yè)水深不超過500米，主要在中國近海海域進行鉆井作業(yè)。國內其他公司現擁有2條半潛式鉆井平臺。

國內擁有的鉆井平臺船齡大部分都在22～32年之間，雖然目前這些平臺的設備狀況良好，但是在設備配置上也僅增加了頂部驅動和泥漿泵，作業(yè)能力方面已落后于當今的第四、五代主力鉆井平臺的配置。而且，現有的平臺作業(yè)水深也無法進入南海深水區(qū)域，主要在中國近海海域進行鉆井作業(yè)，自主深水勘探開發(fā)尚為空白。9一.半潛式鉆井平臺的發(fā)展3.

第六代超深水半潛式鉆井平臺

21世紀初，以GlobalSantaFe建造的DD1和DD2兩條平臺為代表的第六代鉆井平臺的雛形已經確定。這代平臺比以往鉆井平臺先進的設計就在于采用了雙井架、DP-2以上的動力定位系統(tǒng)、8個推進器、5～6個閘板防噴器、全自動化控制的鉆井系統(tǒng)操作和甲板操作、生活區(qū)可以住150人以上。從船體結構上來看，優(yōu)化了各參數，比以往船型的重量減輕了20～25％。最大的能力提升是可以進行3,000米超深水的作業(yè)。截止2004年底，全球僅有兩條平臺的能力達到3,000米水深。可以說目前3,000米水深的半潛式鉆井平臺還是剛起步。2005年4月～10月份，在不到半年的時間，這一步伐突然加快了許多。據了解，全球共簽訂了10條深水半潛式鉆井平臺基本設計及建造合同。這些平臺作業(yè)能力都在3,000米作業(yè)水深左右,最大作業(yè)水深達3,810米(Sevan

DeepseasDriller#1))。10二.深水半潛式鉆井平臺項目1.

項目概況

中國海洋石油總公司和中油海擬建的深水半潛式鉆井平臺最大作業(yè)水深3,000米，最大鉆井深度10,000米，可在南海、東南亞、西非等海域進行高效、安全作業(yè)。平臺主要用于：勘探與開發(fā)鉆井作業(yè)

完井與修井作業(yè)擬建的平臺結構型式為雙浮箱、四立柱、箱式上船體結構，立柱間設有四條水平支撐。作業(yè)方式為500米水深以內拋錨（自帶錨鏈），500米-1500米預拋錨（鋼纜），1500米以上動力定位。平臺在油田間遷移為自航（航速約為7節(jié)），遠洋為拖航。平臺設計壽命30年。

11二.中石油\海總深水半潛式鉆井平臺項目12編號主要性能配置1最大甲板可變載荷約9000噸2鉆井深度鉆井深度10,000米，井架存放鉆桿能力12,000米3錨泊系統(tǒng)8點錨泊，預留12點錨泊系統(tǒng)。自帶500米水深作業(yè)所需錨鏈4動力定位系統(tǒng)DP35井架模式雙井架（主井架1,000短噸，副井架500短噸）6提升系統(tǒng)的最大提升負荷1,000短噸7泥漿循環(huán)系統(tǒng)4×7,500psi，2,200HP泥漿泵8防噴器組（BOP）的配置6閘板18-3/4”×15,000psi防噴器組9隔水管長度及存放方式75至90英尺，立臥結合（75%立放）3.

主要配置二.深水半潛式鉆井平臺項目133.

主要配置（續(xù)）編號主要性能配置10主動力設備采用8臺柴油發(fā)電機組，總功率為40～45MW。11推進器8×3,800KW12吊機2臺吊機，單臺最大起重能力80噸。13生活區(qū)～160人14自持能力30天15直升飛機甲板適于SK-92型直生機起降二.深水半潛式鉆井平臺項目14二.深水半潛式鉆井平臺項目15二.深水半潛式鉆井平臺項目164.

平臺總布置二.深水半潛式鉆井平臺項目平臺主尺度：總長：約110米作業(yè)狀態(tài)吃水：約20米總寬：約90米生存狀態(tài)吃水：約17米總高：約110米拖航狀態(tài)吃水：約8.2米17二.深水半潛式鉆井平臺項目18二.深水半潛式鉆井平臺項目19二.深水半潛式鉆井平臺項目20二.深水半潛式鉆井平臺項目21二.深水半潛式鉆井平臺項目22二.深水半潛式鉆井平臺項目23二.深水半潛式鉆井平臺項目24二.深水半潛式鉆井平臺項目25二.深水半潛式鉆井平臺項目5.

項目挑戰(zhàn)技術先進，與國際同步國內缺乏設計、建造與管理經驗關鍵設備為進口，交貨期長無運營管理經驗26三、深水平臺要采用的新技術（一）動力定位動力定位系統(tǒng)原理船舶在海上除了受到本身推進器的推力以外，還受到風力、波浪與海流的外界作用力，從而產生6個自由度的運動，即縱蕩、橫蕩、升沉、縱搖、橫搖與艏搖。動力定位系統(tǒng)利用位置測量設備測出本身位置的變化，利用各類傳感器測出艏向、縱橫搖以及風力風向，再采用現代控制理論，建立船舶與推力器的數學模型，并采用多種控制方法，通過對船舶6個自由度運動分量以及風力風向的計算，對船舶各主副推力器的推力進行分配，從而控制船舶3個自由度的運動，即縱蕩、橫蕩與艏搖。27動力定位的等級28（二）雙井架起升系統(tǒng)2930(三)隔水管技術3132（三）裝備先進化

深海半潛式平臺裝備了新一代的鉆井設備，平臺鉆井作業(yè)的自動化、效率、安全性和舒適性等都有顯著提高。超深井海洋鉆機具有更大的提升能力和鉆深能力，鉆深達10700m～11430m，電動絞車功率達3728．5kW～5369．04kW(5000hp～7200hp)，60．5in大通徑轉盤與之配套使用。液缸升降型鉆機、全靜液傳動鉆機、全自動控制鉆機成為海上石油鉆井裝備發(fā)展的重要方向。新一代的頂驅系統(tǒng)以交流變頻驅動取代AC—SCR．