9000m海洋钻机系统.pdf

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1、薯_9000m掏-赵京坤张晓字赵娜。史楠楠狄丽莉．．张兴莲刘字l中国石油集团渤海装备辽河重工有限公司摘要：为了适应海上深井超深井钻探作业，加快海洋装备国产化，设计开发了应用于自升式海洋钻井平台上的9000m海洋钻机系统，主要由天车、井架、钻台、绞车、钻台移动系统、钻井液循环净化系统、油水气管路系统、电气控制系统、井控系统等部分组成。该钻机系统结构先进、功能强、数字化程度高、重量轻、操作安全、移植性好，最大钩载为6750kN，满足300ft．400ft海洋平台的配备要求，同时可实见自动化钻具排放装置的

2、安装需要，填补了我国高端海洋石油装备的一项空白。关键词：海洋钻机；钻井平台；超深井；结构参数；技术创新DOl、IlO3969~．issn．1002-302x．20t5．zl,009中图分类号：TE951文献标识码：A我闰海洋油气资源丰富，但勘探开发关键装备与旧外相比仔在较大差距，海洋钻井平台主要钻井设备l叫产率较低，尼其是深井、超深井装备一直落后于国外，心部件大多依赖于进口，严重制约我同海洋钻井l程的发展I1-31『{j石油集团渤海装备辽河重有限公司致力于海洋、陆地钻探设备的研发、制造。经过多年刻苦

3、攻关，独●宄成了9000m海洋钻机系统设计，并成功运用于自主研发没汁的300fI、400fl作业水深自升式钻井平台，实现丁深井、超深井旧产、自主钻井装备在海洋丁程I的心。满足了9000m深度的钻井_r艺要求，填补厂我高端海洋石油装备的一项空白，对我国在海洋石油装备领域的发展具有重要意义。1结构组成及主要参数9000m海洋钻机系统布置在悬臂梁七、悬臂梁内及船舱内3个区域。其中提升系统、旋转系统、井控图19000m海洋钻机系统示意图系统、钻底座在悬臂梁f；钻井液系统中的净化系6750kN，钻井钢丝绳直径

4、为45ram(1‘／2in)，绞车额统住悬臂梁【人】；钻井泵、变频柜和VFD柜、发电机组定功率为3912hp(2880kW)，绞车转盘挡数(交等设备分布在船舱(冈1)。流电机驱动)为l+1R无级凋速，提升设备最大负衙钻机总体主要参数包括：名义钻深范围【114mm6750kN，转盘开口名义直径l257．3mHI(49。／2in)，(41／，iII)钻杆l为9000m(3000Oft)，最大钩载为钻井泵功率及台数(交流电机驱动)为F-1600HL、基金项目：中国石油辽河油田公司重大科技攻关计划“海洋石油

5、装备设计制造技术研究及应用”课题“9(XM)米海洋钻机研究”I编号：2009(重大)一04～()11获奖情况：“)米海洋钻机系统研究与应用”2014年获天津市科技进步二等奖．获专利情况：“)米海洋石油平台钻井模块绞车总成”(专利号：ZL2()08101)13089X)、“一种海洋平台Mx)米钻机天车”(专利号：ZL2~)I1204()8975．x)、“三轴石油钻井绞车”(专利号：ZL20122()4779()2．0)。第一作者简介：赵京坤，1966年生，1989年毕业于西南石油学院石油矿场机械专业，

6、获学士学位，2()07年毕业于中国石油大学(北京)油气藏工程专业，获工程硕士研究生学位，高级工程师，从事海洋石油钻井装备研究32．作。电话：0427—7821746，E—mI{il：zhaojk_lh20()3126．CO1]]32石海技论坛-2015年培

7、I

8、赵京坤等：9000m海洋钻机系统1600hp(1193kW)×3，钻井液池总容积650m。，井架防爆区域要求，钻台面风墙以下井口区域外的区域为型式及有效高度为瓶颈式、52m(17Oft)，二层台高度二类防爆区，底座与甲板面之间的空间为二类防爆

9、区，26．5m(87ft)，底座横向平移距离±4．57m(15ft)，其他空间为非防爆区。动力传动方式为AC—VFD—AC(交流变频全数字矢量控制)，高压管汇西127mm(5inID)×52，5MPa(7500psi)。3技术难点及创新点9000m海洋钻机系统满足30Oft、400ft海洋平台的2总体方案制定配备要求，同时可实现自动化钻具排放装置的安装需9000m海洋钻机系统的总体方案主要从海洋钻井要，整个系统布局的人性化、可操作性和实现上述功系统特殊要求、设计标准、平台总体参数、环境条件、能所需要

10、的可变载荷和合理空间是研制的难点和关键区域等级、驱动方式、传动方式、控制原则等方面考虑，之处。还根据用户建议对设计进行修改。3．1增加可变载荷和整体结构受力合理性2．1海洋钻井系统特殊要求(1)JC90DB绞车。创新性地采用整体、单轴、与传统陆地钻机相比，9000m海洋钻井系统设计单级齿轮传动的结构形式，由四台高速、宽频、大扭要求更高、设计难度更大，主要考虑以下几点：①海矩的交流变频电机，通过两对齿轮传动直接驱动滚筒洋钻井系统需要与海洋钻井平台船体及悬臂梁的总体轴，主