《海洋钻井平台》PPT课件.ppt
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1、海洋石油钻井 WFT WISER Dec.2013梁 杰 第一章第一章.海洋海洋钻井井发展展简况及况及现状状第二章第二章.海洋海洋钻井平台井平台类型及分型及分类第三章第三章.海上海上钻井装置的井装置的选择第四章第四章.海洋海洋环境条件境条件对钻井装井装备的影响的影响海洋海洋钻井井发展展简况及况及现状状过去几十年,石油工业从浅海到深海再到超深海不断扩张。海洋油气总产量占全球油气总产量的比例已从1997年的20%上升到目前的40%以上,其中深海油气产量约占海洋油气产量的30%以上。在世界已发现的油气可采储量中,海洋油气约占41%。一些海域尤其是深海和北极地区的勘探程度还很低,因此海洋油气资源的潜力
2、仍然很大。海洋海洋钻井井发展展简况及况及现状状近海石油的勘探开发已有100多年的历史。1.1897年,在美国加州Summerland滩的潮汐地带上首先架起一座76.2米长的木架,把钻机放在上面打井,这是世界上第一口海上钻井。2.1920年委内瑞拉搭制了木制平台进行钻井。3.1932年美国得克萨斯公司造了一条钻井船驳船并首次用于近海勘探钻井。4.1936年美国为了开发墨西哥湾陆上油田的延续部分,钻成功第一口海上油井并建造了木制结构生产平台,两年后,于1938年成功地开发了世界上第一个海洋油田。5.1956年出现了钻井船;6.1961年半潜式钻井平台问世。我国我国海洋海洋钻井井发展展简况及况及现状
3、状我国海洋石油从60年代初开始勘探。1966年建造了第一座固定式钻井平台;1972年制造第一座自升式钻井平台“渤海一号”;1974年我国第一条钻井船“勘探一号”在南黄海试验成功;1978年第一艘浅海坐底式钻井船“胜利一号”在莱州湾投入使用。1981年地矿部为了开展海洋石油勘探,决定建设一台半潜式的海洋钻井船,取名叫“勘探三号”。于1984年建成交付使用。1981年后我国开始了真正的海洋石油装备工业的大发展。我国我国海洋海洋钻井井发展展简况及况及现状状目前中国正在设计、建造的超深水钻井平台(船)主要有:1.由708所与上海外高桥造船厂设计、建造3000米工作水深的半潜式钻井平台。2.中国船舶重工
4、集团公司大连造船新厂建造了4艘超深水半潜式钻井平台。3.由上海船厂与美国Frontter公司开始建造4-5万吨动力定位深水钻井船。4.以上均是中国垮入超深水钻井平台建造的重要标志,目前中国在建造平台、船体吨位总量方面仅次于韩国而居世界第2位,但在自行设计建造用于平台、船上的主机、特别是浮式钻井专用设备方面几乎还是空白,这需要国内海洋装备企业瞄准世界顶尖水平继续努力。“海洋石油981”是中国首次自主设计、建造的第六代3000米深水半潜式钻井平台,代表了当今世界海洋石油钻井平台技术的最高水平。海洋海洋钻井井发展展简况及况及现状状目前海洋钻井平台大致可以分为8类,即钻井驳船、钻井船、内陆驳、自升式钻
5、井平台、平台钻机、半潜式钻井平台、座底式平台和钻井模块。根据RIGZONE网站统计,截至现在,全球海洋钻井平台总数(包括商用平台和非商用平台)达到1249部。海洋海洋钻井井发展展简况及况及现状状海洋钻井平台的作业能力也发展迅速,目前深水钻井平台的最大作业水深已经达到3600米。最大钻井深度达到11800米。随着作业水深能力的不断进步,深水的定义也在不断扩大。1998年以前,水深大于200米就认为是深海,1998年以后深水定义扩大到300米,而现在国际上认为水深大于1350米(4500英尺)才为深水。海洋海洋钻井井发展展简况及况及现状状目前,全球共有约143家公司从事海上钻井,其中海上钻井承包商
6、大约90家,其余为综合性石油公司。钻井承包商中拥有5部钻井平台以上的约50家,拥有作业水深能力超过600米的钻井平台承包商43家;另外一些综合性公司以及巴西、印度、俄罗斯等国家石油公司也拥有相当数量的海洋钻井平台,但几乎不参与市场竞争。美国Transocean公司,是全球最大的海上和深海钻井承包商.拥有的深海钻井装置占全球总数的约30%。名列前5位的深海钻井承包商均是美国公司。拥有的深海钻井装置占全球总数的70%。其次是挪威。目前,我国只有中海油田服务股份有限公司(COSL)一家真正参与国际钻井平台市场竞争,但仍以浅海和中深海钻井平台为主,虽然目前已开始深海钻井平台的建造,但我国海洋钻井装备的
7、发展已落后于美国、挪威、巴西等国家。海洋海洋钻井井发展展简况及况及现状状平台平均日费:自升式平台:716万美元半潜式平台:1543.3万美元钻井船和深水半潜式平台:5060万美元第一章第一章.海洋海洋钻井井发展展简况及况及现状状第二章第二章.海洋海洋钻井平台井平台类型及分型及分类第三章第三章.海上海上钻井装置的井装置的选择第四章第四章.海洋海洋环境条件境条件对钻井装井装备的影响的影响海洋石油平台海洋石油平台海上石油平台,一种海上石油平台,一种岛状空状空间结构物,具有一个高出海面的水平构物,具有一个高出海面的水平台面,供台面,供进行生行生产作作业或其他活或其他活动用的海上工程用的海上工程设施。施
8、。海洋石油平台海洋石油平台海洋石油平台群海洋石油平台群组海洋石油平台模型海洋石油平台模型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,方法有很多,其中按照用途大体可以其中按照用途大体可以为四四类:钻井井/勘探平台:主要用于勘探石油勘探平台:主要用于勘探石油资源、源、钻探石油。探石油。采采油平台:主要用于石油生油平台:主要用于石油生产。中中心平台:用于石油初步加工和石油心平台:用于石油初步加工和石油输送。送。储存式平台:主要用于石油采集后海上存式平台:主要用于石油采集后海上储存,并且存,并且还有有预处理功理功能。能
9、。以以上四种平台又可以上四种平台又可以细分分为很多很多类,下面我,下面我们主要主要讲述一下海洋述一下海洋钻井平台的分井平台的分类及其特点。及其特点。海洋海洋钻井平台井平台 海洋海洋钻井平台(井平台(drilling platform)是主要用于是主要用于钻探井的海上探井的海上结构物。平台上装构物。平台上装钻井、井、动力、通力、通讯、导航等航等设备,以及安全救,以及安全救生和人生和人员生活生活设施,是海上油气勘探开施,是海上油气勘探开发不可缺少的手段。不可缺少的手段。开开发海洋石油,首先从浅水海域开始,然后逐海洋石油,首先从浅水海域开始,然后逐渐向深海向深海发展。展。海洋海洋钻井平台井平台经历了
10、由浅海到深海、由了由浅海到深海、由简单到复到复杂的的发展展过程。程。海洋石油海洋石油钻井平台可分井平台可分为2类:固固定式定式钻井平台井平台移移动式式钻井平台井平台海洋海洋钻井平台井平台海洋海洋钻井平台井平台海洋海洋钻井平台井平台海上海上钻井装置的分井装置的分类固定式固定式钻井平台,井平台,固定于海底,在整个使用寿命期内位固定于海底,在整个使用寿命期内位置固定不置固定不变,不能再移,不能再移动。主要用于有工。主要用于有工业油流的油田,油流的油田,一般工作水深在一般工作水深在20m左右(如渤海早期的埕北左右(如渤海早期的埕北A/B钻井井平台)。某些平台)。某些钻采采综合固定平台的工作水深超合固定
11、平台的工作水深超过200m,但平台建造但平台建造费用用较高。固定式平台的高。固定式平台的结构特点是通构特点是通过管管架架结构在海底将平台固定。构在海底将平台固定。固定式固定式钻井平台的主要井平台的主要类型型按导管架结构分: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。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。下面主要介绍一下最后一种分类方法。固定式固定式钻井平台井平台导管架式管架式工作水深一般在十余米到200米的范围内(
12、个别平台超过300米),导管架型平台在管架型平台在软土地基上土地基上是目前世界上使用最多的一种平台,是一种最成熟和最通用的平台型式固定式固定式钻井平台井平台重力式重力式钢筋混凝土重力式平台。依靠自身重量维持稳定的固定式海洋平台。主要由上部结构、腿柱和基础三部分组成。基础分整体式和分离式两种。钢重力式平台。也属于分离式基础型,由钢塔和钢浮筒组成,浮筒也兼作储油罐。钢-钢筋混凝土重力式平台。上部结构和腿柱用钢材建造,沉箱底座用钢筋混凝土建造,可充分发挥两种材料的特性水深在200米以内均可采用,最佳水深为100150米固定式固定式钻井平台井平台张力腿式力腿式张力腿式力腿式钻井平台井平台(TLP)是利
13、用)是利用绷紧状状态下的下的锚索索产生的拉力与生的拉力与平台的剩余浮力相平衡平台的剩余浮力相平衡的的钻井平台或生井平台或生产平台。平台。导管架平台和重力平台由于其自重和工程造价随水深大幅度地增加,已经不适应深水域油气开发。固定式固定式钻井平台井平台张力腿式力腿式张力腿平台(简称TLP)适用于较深水域(3001500m)、且可采油气储量较大的油田。TLP 一般由上部模块、甲板、船体(下沉箱)、张力钢索及锚系、底基等几部分组成。其船体(下沉箱)可以是三、四或多组沉箱,下设36组或多组张力钢索,垂直与海底锚定。固定式固定式钻井平台井平台张力腿式力腿式平台及其下部沉箱受海水浮力,使张力钢索始终处于张紧
14、状态,故在钻井或采油作业时,TLP几乎没有升沉运动和平移运动。固定式固定式钻井平台井平台张力腿式力腿式张力腿平台最重要的特点是平台的竖向运动很小,水平方向的运动是顺应式的,结构惯性力主要是水平方向的回弹力。张力腿平台的结构造价一般不会随水深增加而大幅度地增大。近二十年来,经过张力腿平台设计生产的实践,证明张力腿平台具有良好的运动性能,是深水海域油气生产适宜的平台形式。固定式固定式钻井平台井平台张力腿式力腿式海上海上钻井装置井装置对比比 固定式固定式钻井平台的井平台的优点是点是稳定,海面气象条件定,海面气象条件对它的影它的影响响较小,而且完井后可作小,而且完井后可作为采油平台,使用采油平台,使用
15、时间大大增加。大大增加。但是,它的灵活性差,不能及但是,它的灵活性差,不能及时运移,而且造价高,(除运移,而且造价高,(除张力腿式平台外)不能在力腿式平台外)不能在较深的水域工作。深的水域工作。固定式固定式钻井平台的面井平台的面积和平台上的和平台上的设备都要合理,要充都要合理,要充分考分考虑后期作后期作业的需要,而且的需要,而且结构构强度要度要满足要求。足要求。海上海上钻井装置井装置对比比 移移动式式钻井平台井平台:作作业完成后,可拖航或自航到其他地完成后,可拖航或自航到其他地点。包括座底式点。包括座底式钻井平台、自升式井平台、自升式钻井平台、半潜式井平台、半潜式钻井井平台以及浮式平台以及浮式
16、钻井浮船。可随意移井浮船。可随意移动,特,特别适用于适用于钻勘探勘探井或井或丛式生式生产井。井。钻井模井模块既可以放到固定式平台上,也可以采用移既可以放到固定式平台上,也可以采用移动式式平台,但是上部模平台,但是上部模块价格比价格比较贵,一套要好几,一套要好几亿美元以上,美元以上,所以一般都放到移所以一般都放到移动式平台上面,一般是打一式平台上面,一般是打一枪换一个地一个地方。方。移移动式式钻井平台井平台坐底式坐底式坐底式钻井平台:有两个船体,上船体又叫工作甲板,安置生活舱室和设备;下部是沉垫,其主要功能是压载以及海底支撑作用,用作钻井的基础。两个船体间由支撑结构相连。该种钻井装置在到达作业地
17、点后往沉垫内注水,使其着底。因此从稳性和结构方面看,作业水深不但有限,而且也受到海底基础(平坦及坚实程度)的制约。所以该平台发展缓慢。然而中国渤海沿岸的胜利油田、大港油田和辽河油田等向海中延伸的浅海海域,潮差大而海底坡度小,对于开发此类浅海区域的石油资源,坐底式钻井平台仍有较大的发展前途。坐底式钻井平台较经济的工作水深范围为3m至30m,国内现有的坐底式钻井平台均在10m水深以内。单立柱坐底式立柱坐底式钻井平台井平台坐底式坐底式钻井平台井平台移移动式式钻井平台井平台自升式自升式自升式自升式钻井平台又称井平台又称桩腿式平台腿式平台移移动式式钻井平台井平台自升式自升式带有能够自由升降的桩腿,作业时
18、桩腿下伸到海底,站立在海床上,利用桩腿托起船壳,并使船壳底部离开海面一定的距离(气隙)。拖航时桩腿收回,船壳处于漂浮状态。作业水深范围从3米直至150米。大多数自升式钻井平台的作业水深在70至90米范围内。平台稳定站立后,大多数悬臂梁可以将钻台外伸到固定平台。1.升降装置:液压缸升降(插桩式);齿条/齿轮箱2.桩腿结构型式:筒型;桁架3.桩腿数量:3腿;4腿4.槽口:有槽口;无槽口5.生活楼的布置:横向布置;周边布置。移移动式式钻井平台井平台自升式自升式海洋石油海洋石油936平台平台悬臂梁移动范围:纵向70ft,横向20ft移移动式式钻井平台井平台自升式自升式海洋石油海洋石油936平台平台移移
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