海洋环境条件对钻井装备的特殊要求
Ø
设备能力配备 海上钻井 远离后 方基 地， 设备 故 障 所 造 成 的 损失及
修复所需要的时间 均 大大超 过陆上，因此，海上钻井一 般选用工作能力较 大 的设备以减少故障 发生 ， 即在 相同 井深条件下，海上 配 备的钻井设备能力 一般 比 陆地上大 20%~25% 。 目 前，海上 多 选 用 钻深为 6000~8000m 的钻 机、70~100t提升能力的修井机。在油田生产后期，如果 用修井机补钻调整 井 或加密井、分 支 井，修井机的 提 升 能力要达到100~150t。
配有应急柴油发电 机 ，转盘配有 应 急驱 动链轮 ，泥 浆泵 配有应急泵，当主要 机组出现故 障 时，相应 的 应急 设备 立即启动，以保证 全 平台 的 生 活 和 动 力 用电 ， 避免卡钻 事故的发生。
海洋环境条件对钻井装备的特殊要求
Ø
技术先进、效率高 海洋钻井平台的空间十分有限，因此，平台上所采
海洋环境条件对钻井装备的特殊要求
Ø
柴油机电驱动方式 海上钻井 平台 离 按 较远 ， 无 工业 电 网 供 电 ， 平台用
电靠自配电站供电 。海上钻井 平台采用多台 大 功率柴 油 发 电 机 组 发 电 ， 供各 电 动机 分 别 驱 动 钻井 绞车 、泥 浆 泵、转盘、顶部驱动装置等钻井工作主机。
海洋恶劣条件下的钻井平台
海洋恶劣条件下的钻井平台
海洋恶劣条件下的钻井平台
海洋环境条件对钻井装备的影响
海洋为 人 类 提供了丰富的资源 ， 但变化多端 的 海水却为人类 获取海洋资源增添 了巨大的困 难 和 风 险。要获取海底油气资源，首先 必须 建造安全 可 靠 的、能牢牢立 在海面上的 工作平台， 这是开发海洋 资源的前提和基础。
海洋环境条件对钻井装备的特殊要求
安全性 可靠性 设备能力配备 柴油机电驱动方式 可钻或修多口井 配备应急设备 技术先进、效率高
海洋环境条件对钻井装备的特殊要求
Ø
安全性 海上钻井平台离岸较远，平台空间不大，设备
布 置 无 足 够 的 安全 距离 ， 操 作 者 的 活动 空间 有 限 ， 平台 常 年 处于风 、 浪 、 潮 之 中， 一 旦 发 生 事 故 ， 救援困 难 ， 后果严 重 ； 因此 ，海洋石油钻井 设备 必须 满足防 爆 、 防 火、 防 烟雾 的要 求 ， 并 要 有完善的监控系统，以防止事故发生。
海洋钻井发展回顾
80 年代，全世界从 事 海上石油勘探开发的国家 或地区超过100个。 目 前， 世界各 国在海上 寻找 石油、 天然 气的 活 动正 在向深水、 超 深水发展。海底油气 资源 的勘 探、开发，已成为沿海国家重要的经济活动内容。
第一节 海洋钻井概述
一、海洋钻井的主要特点 二、海洋环境条件对钻井装备的影响 三、海上钻井装置的类型 四、海上钻井装置的发展简况
海洋环境条件对钻井装备的影响
海上石油 天然气的钻 采工艺与陆上 基本相同， 所 不同 的是 工作 环境 不同 ，陆上钻 采设备不 受 场 地 限 制， 可 以分 散布 置 ，而海上钻采设备必须集中 布 置 在 狭小 的海洋 平台 上，受暴 风 雨 、洋 流 、 风 力 、 化 学 腐 蚀 ， 寒冷环境 下 钢料强度 、水深及 钻井成本等 问题的 影响，自然条件恶劣，操作工况十分复杂。 海洋钻井 平台 投 资大 ， 作业风险 高 ， 而 且 海上市 场 有 诸 多不 确 定因素。此外，海洋钻井远离陆地，运输十分困难。
ห้องสมุดไป่ตู้
海洋环境条件对钻井装备的特殊要求
Ø
可靠性
各类海洋钻井平台的造 价都很高 ，若租用钻井 平台 ， 日租金也非常昂贵，如自升式钻井平台的日租金达2.5万~3 万 美 元 ，半潜 式钻井 平台 的 日租金 高 达 5 万 ~8万 ， 如 果 钻 机性能不佳导致经常停修，就会造成很大的经济损失；因 此，要求钻机各部件的性能都要十分可靠，且经久耐用， 尤其是平台的供电设备必须十分可靠，一旦断电停产，不 仅会造成经济损失，而且可能造成重大事故。
海洋钻井的主要特点
海洋钻井基本是沿用陆上钻井的工艺方法，所不同 的是海上钻井处于狂风巨浪的侵袭中，且与海底隔着巨 大的水体，要在复杂的条件下完成钻井作业，其特点有 以下几种：
8 (1) 在海上要求提供安装钻进的机械设备和钻井 工 3
作的场地，即海上钻井采油平台。将全套的钻井 机械设 5 备安装在平台上成为在海上能独立完成钻进工作的装 置。
固定式钻井平台的主要类型
Ø Ø
按导管架结构分：直桩式、直桩-斜桩式、联结式。 按桩柱结构分：木桩、钢桩、混凝土。混凝土桩要先 预制好，再在海上打桩。现在的钢管桩都要在管中加 注混凝土。
Ø Ø Ø
按打桩的设施分：带桩架、不带桩架。 按设备布置分：带浮船、不带浮船。 按照结构特点分：导管架式钻井平台、重力式钻井平 台、张力式钻井平台、绷绳塔式钻井平台。 下面主要介绍一下最后一种分类方法。
海洋石油工程
第二章 海上钻井装置
石油天然气工程学院
檀朝东 tantcd@ 13801331255
第二章 海上钻井装置
第一节 海洋钻井概述 第二节 固定式钻井平台 第三节 移动式钻井平台
海洋钻井发展回顾
海洋钻井分为：海上钻井、海底钻井和深海科研钻井三类 （主要是海上钻井）。 海上钻井是在追踪陆地油田在海底延伸的过程中开始的。 1890年，开始海洋油气勘探。根据陆地油气田向海洋延伸 的趋势，在海岸边修建栈桥，开展海边浅水域的石油钻井。
用 的钻井 设备 必须 技术先 进、 体 积 小 、 质量 轻 、 效率 高。 在同样技术性能的前提下，设备体积越小，钻井平 台的建造费用也就越低。
第一节 海洋钻井概述
一、海洋钻井的主要特点 二、海洋环境条件对钻井装备的影响 三、海上钻井装置的类型 四、海上钻井装置的发展简况
海洋石油平台
海上石油平台，一种岛状空间结 构物，具有一个高出海面的水平 台面，供进行生产作业或其他活 动用的海上工程设施。
混凝土重力式钻井平台
固定式钻井平台——牵索塔式
绷绳塔式平台亦 称牵索塔平台，是将 一个预制的钢质塔身 安放在海底基础块 上，四周用钢索锚定 拉紧而成。它适用于 水深较大的海域。
各类固定式钻井平台性能对比表
种类 性能指标 用 途 工作水深(m) 可钻井深(m) 海底条件限制 灵活性 可钻井数 工作效率 安全性 定位方式 船体储藏能力 导管架式 钻井、采油 到达400 超过3000 对海底无特殊要求 极差 10～60 90% 好 桩基固定 较大 重力式 钻井、采油、集输 超过150 超过3000 要求平整、稳定的海底 极差 10～60 90% 好 靠重力定位 很大 90% 好 靠张力腿定位 较大 90% 好 桩和绷绳定位 大 张力式 钻井、采油 超过180 超过3000 各种海底 差 绷绳塔式 钻井、采油 超过300 超过3000 各种海底 差
海洋钻井平台
海洋钻井平台
Land rig Jackup Drillship Semisubmersible 自升式钻井平台 Submersible 陆地钻机 钻井船 潜入式钻井平台 半潜式钻井平台
海洋钻井平台
导管架平台 张力腿式平台 半潜式平台
绷绳塔式平台
浮式钻井船
海上钻井装置的分类
固定式钻井平台，固定于海底，在整个使用寿命期 内位置固定不变，不能再移动。主要用于有工业油流的 油田， 一般 工作 水深在 20m 左右 （ 如 渤 海 早 期 的 埕 北 A/B钻井平台）。 某些钻采综合固定平台的工作水深超 过90m，但平台建造费用较高。固定式平台的结构特点 是通过管架结构在海底将平台固定。
8
海洋钻井的主要特点
(2) 采用浮动钻井装置钻井，要克服在浮动条件下作 业的不利因素，满足井底钻压、将钻具导向海底井口、 保持井位等技术要求，需要有升沉补偿装置、水下井口 导向装置、伸缩隔水管系和自动定位装置等。 3 8 (3) 海上建造平台费用昂贵、操作难度大，因此海上 生产井一般均打丛式井（定向井） 。为了提5高海上钻井 速度，确保钻井的质量，海上钻井应用了高新钻井工艺 技术和钻井方法。
海洋环境条件对钻井装备的影响
海洋 环境 的 特 殊 条件 对 钻井 装备 的 影响很 大 ， 故 海上 平台及 钻井 设备 除必须达 到陆上 设备 的要 求 外 ， 还 要 具 备 适合 海上油气开发 特点 （ 经 受得起 风 、 浪 、 潮 、 流 、 冰 、 涌 等 海洋 环境 因素 的 冲击 ）的 结构 ，以 克服在海上作业的困扰。
固定式钻井平台的优缺点
固定 式 钻井 平台 的 优 点 是 稳 定 ，海 面 气 象 条件 对 它 的影响较小，而且完 井后 可作 为 采油 平台， 使用时 间 大 大增加。但是，它 的 灵活 性差 ， 不能及时运 移 ，而 且 造 价高，不能在较深的水域工作。 固定 式 钻井 平台 的 面 积 和 平台 上的 设备 都 要 合 理， 而且结构强度要满足要求。
有预处理功能。 述一下海洋钻井平台的分类及其特点。
海上钻井装置的分类
海洋钻井平台（drilling platform）是主要用于钻探井的 海上结构物。平台上装钻井、动力、通讯、导航等设备，以 及安全救生和人员生活设施，是海上油气勘探开发不可缺少 的手段。 开发海洋石油，首先从浅水海域开始，然后逐渐向深海 发展。海洋钻井平台经历了由浅海到深海、由简单到复杂的 发展过程。海洋石油钻井平台可分为2类：
海洋石油平台模型
海洋石油平台
海洋石油平台模型
海洋石油平台群组
海洋石油平台
海洋石油平台
海洋石油平台
海上石油平台是海上石油开采的主要装置，它的分类 方法有很多，其中按照用途大体可以为四类 ：
Ø Ø Ø Ø
钻井/勘探平台：主要用于勘探石油资源、钻探石油。 采油平台：主要用于石油生产。 中心平台：用于石油初步加工和石油输送。 储存式平台 ：主要用于 石油采集后海上储存 ， 并且 还 以上四种 平台又可 以 细 分为很多 类， 下面我们 主要 讲