CN102996073A - 小模块组装式海洋平台钻机 - Google Patents

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谢玉洪
柯吕雄
周声结
李大全
祁嘉朋
井元彬
邓欣
李雄岩
李挺前
胡辉
陈田辉
熊勇
梁德炽
温伟明
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China National Offshore Oil Corp CNOOC
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Abstract

一种小模块组装式海洋平台钻机，由钻井设备模块，钻井支持模块，动力模块，灰罐模块组成，将海洋平台钻机模块划分为91个40吨以下的单体模块；将可移动、组装式吊机安装在平台上，用可移动组装式吊机进行吊装作业；用销轴或者螺栓将各单体模块分别连接成钻井设备模块、钻井支持模块、动力模块和灰罐模块。便于重复使用。是将海洋钻机划分为多个重量轻的功能模块并且能依托拖轮、海洋平台吊机以及钻机自带的吊机进行拆卸和快速安装，以满足海洋平台对于海洋钻机钻井和修井的作业要求。具有重复利用率高，周期易保证，节约油田开发成本以及广泛的适用性等特点。

Description

小模块组装式海洋平台钻机
技术领域
本发明属于一种小模块组装式海洋平台钻机。 
背景技术
在海洋油气田开发过程中，海洋平台都需要进行钻井和投产期间的修井作业。随着海洋油气田开发数量的增加，国内钻井船的数量难以满足新开发以及在投产油气田的钻井和修井作业。新开发的海洋油气田都逐步选择新建海洋平台钻机进行油气田的开发。国内目前的海洋平台钻机通常分为钻井设备模块、钻井支持模块(含动力模块)、灰罐模块。其中钻井设备模块、钻井支持模块各为一个整体，体积大、重量均在1000吨以上；需要能吊装1000吨以上重物的大型浮吊进行海上吊装。很难重复使用。周期无法确定以及费用昂贵。 
发明内容
本发明的目的是提供一种小模块组装式海洋平台钻机，将海洋平台钻机模块划分为91个40吨以下的单体模块；将可移动、组装式吊机安装在平台上，用可移动组装式吊机进行吊装作业；用销轴或者螺栓将各单体模块分别连接成钻井设备模块、钻井支持模块、动力模块和灰罐模块，便于重复使用。 
本发明由钻井设备模块，钻井支持模块，动力模块，灰罐模块组成，钻井设备模块与钻井支持模块通过猫道连接，直接构成钻井操作系统，动力模块为钻井系统提供动力，实现控制功能，保障通讯畅通；该模块通常布置在钻井设备模块的西边，特殊情况可以布置在钻井支持模块的东边或者与钻井支持模块组合成一个整体。 
所述的钻井设备模块从下到上模块连接，DES1-基座模块1以及DES 2-基座模块2安装在平台的轨道上；DES 3-基座连接模块连接在DES1-基座模块1与DES 2-基座模块2之间，连接方式为销轴连接；DES 7-固控系统模块1用销轴连接在DES 2-基座模块2上；DES 6-泥浆冷却器模块2安装在DES 5-泥浆冷却器模块1之中，安装方式采用螺栓连接，组装好的模块用销轴连接在DES1-基座模块1；DES 4-泥浆储存罐模块安装在DES1-基座模块1之上，位置在DES 5-泥浆冷却器模块1南边，采用销轴分别与DES1-基座模 块1、DES 5-泥浆冷却器模块1连接；DES 8-固控系统模块2安装在DES 2-基座模块2之上，位置在DES 7-固控系统模块1之北，采用销轴分别与DES 7-固控系统模块1、DES 2-基座模块2连接；DES 41-13-5/8″Bop安装在DES3-基座连接模块上的基座法兰上，螺栓连接；DES 10-BOP控制模块采用销轴安装在DES 5-泥浆冷却器模块1之上；DES 9-固控系统模块3采用销轴连接在DES 7-固控系统模块1之上；DES 11-固控系统模块4采用销轴分别与DES9-固控系统模块3、DES 8-固控系统模块2连接；DES 12-滑道梁基座(南边)采用销轴连接在DES 10-BOP控制模块之上；DES 13-滑道梁基座(北边)采用销轴连接在DES 9-固控系统模块3；DES 14-提升系统模块采用螺栓连接在DES 10-BOP控制模块顶部与DES 9-固控系统模块3顶部；DES 15-钻台基座模块通过滑道分别安装在DES 12-滑道梁基座(南边)与DES 13-滑道梁基座(北边)的轨道上；DES 16-转盘撬采用销轴连接在DES 15-钻台基座模块的内部；DES 17-钻台模块1采用销轴连接在DES 15-钻台基座模块上；DES 20-钻台模块2采用销轴连接在DES 15-钻台基座模块上；DES 27-钻台模块3采用销轴连接在DES 15-钻台基座模块上；DES 19-司钻房采用销轴连接在DES 17-钻台模块1(南)上；DES 18-立管管汇采用螺栓连接在DES 17-钻台模块1(北)上；DES 21-泥气分离器采用螺栓连接在DES 20-钻台模块2(北)上；DES 22-节流压井管汇采用螺栓连接在DES 20-钻台模块2(北)上；DES 24-绞车模块1采用螺栓连接在DES 20-钻台模块2(中)上；DES 25-绞车模块2与DES 26-绞车模块3采用螺栓连接在DES 24-绞车模块1中；DES 23-顶驱变频控制房采用采用销轴连接在DES 20-钻台模块2(南)上；DES29-井架基段1、DES 30-井架基段2、DES 31-井架提升装置、DES 32-井架底段、DES 33-井架中下段、DES 34-井架中段、DES 35-井架中上段、DES 36-井架顶段及天车、DES 37-井架爬梯系统、DES 38-井架二层台采用销轴与螺栓连接组成完整的井架，井架通过销轴与DES 15-钻台基座模块连接；DES 39-游车大钩通过滑轮系统与井架中的天车组成提升系统；DES 40-顶驱通过DES 39-游车大钩吊在井架内部，并通过井架内滑轨作上下运动；DES 43-喇叭口上部采用销轴连接在DES 15-钻台基座模块下，下部采用气胎法兰连接在DES 41-13-5/8″Bop上。 
所述的钻井支持模块从下到上模块连接，DSM 4-橇块支撑模块安装在平台上的支撑上；DSM 5-泥浆泵房A采用销轴连接在DSM 4-橇块支撑模块上；DSM 6-泥浆泵房B采用销轴连接在DSM 4-橇块支撑模块上，并与DSM 5-泥浆泵房A用销轴连接；DSM 7-泥浆泵房C采用销轴连接在DSM 4-橇块支撑模块上，并与DSM 6-泥浆泵房B用销轴连接；DSM 8-泥浆泵A采用螺栓连接在DSM 5-泥浆泵房A中；DSM 9-泥浆泵B采用螺栓连接在DSM 6-泥浆泵房B中；DSM 10-泥浆泵C采用螺栓连接在DSM 7-泥浆泵房C中；DSM 1-泥浆罐模块1采用销轴连接在吊机底座梁上；DSM 2-泥浆罐模块2采用销轴连接在吊机底座梁上，并与DSM 1-泥浆罐模块1用销轴连接；DSM 3-管线支撑模块采用销轴分别连接在DSM 1-泥浆罐模块1、DSM 2-泥浆罐模块2之上；DSM 11-储存&工作间采用销轴连接在DSM 5-泥浆泵房A上；DSM 12-散料间模块A采用销轴连接在DSM 6-泥浆泵房B上，并与DSM 11-储存&工作间用销轴连接；DSM 13-散料间模块B采用销轴连接在DSM 7-泥浆泵房C上，并与DSM 12-散料间模块A用销轴连接；DSM 14-缓冲罐采用螺栓连接在DSM13-散料间模块B上；DSM 16-管子甲板A采用销轴分别连接在DSM 11-储存&工作间、DSM 3-管线支撑模块；DSM 17-管子甲板B采用销轴分别连接在DSM 12-散料间模块A、DSM 3-管线支撑模块；DSM 18-管子甲板C采用销轴分别连接在DSM 13-散料间模块B、DSM 3-管线支撑模块；DSM 19-猫道1、DSM 20-猫道2通过销轴连接起来组成完整的猫道，安放在管子甲板上，在工作时，根据不同井位需求可将DSM 21-猫道3、DSM 22-猫道4连接在组装好的猫道上；DSM 23-吊机休息臂采用销轴连接在DSM 17-管子甲板B舷边；DSM 24-走道通过销轴与DSM 7-泥浆泵房C连接； 
所述的动力模块从下到上模块连接，PM 1-基座模块A安装在平台上的支撑上；PM 2-基座模块B安装在平台的支撑上，并与PM 1-基座模块A用螺栓连接固定；PM 6-发电机房1采用销轴连接在PM 1-基座模块A上；PM 7-发电机房2采用销轴连接在PM 1-基座模块A上，并与PM 6-发电机房1用销轴连接；PM 8-发电机房3采用销轴连接在PM 2-基座模块B上，并与PM 7-发电机房2用销轴连接；PM 9-发电机房4采用销轴连接在PM 2-基座模块B上，并与PM 8-发电机房3用销轴连接；PM 10-空压机区域模块采用销轴连接在PM 2-基座模块B上，并与PM 9-发电机房4用销轴连接；PM 5-日用 罐模块采用销轴连接在PM 1-基座模块A上，并与PM 6-发电机房1用销轴连接；PM 4-柴油罐安装在平台甲板上，并与PM 1-基座模块A用销轴连接；PM12-应急发电机结构模块安装在平台甲板上，并与PM 2-基座模块B采用销轴连接；PM 13-应急机模块采用螺栓连接在PM 12-应急发电机结构模块内部；PM 11-电缆托架(上层甲板)采用销轴分别与PM 6-发电机房1、PM 7-发电机房2、PM 8-发电机房3、PM 9-发电机房4、PM 10-空压机区域模块采用销轴连接，安装在各模块顶部；PM 14-2号办公室与CO2间模块安装在PM 11-电缆托架(上层甲板)顶西北部，采用销轴连接；PM 15-变压器房安装在PM 11-电缆托架(上层甲板)顶西部，采用销轴连接；PM 16-MCC房安装在PM 11-电缆托架(上层甲板)顶西南部，采用销轴连接；PM 17-VFD房安装在PM 11-电缆托架(上层甲板)顶东部，采用销轴连接；PM 18-1号办公室模块安装在PM 11-电缆托架(上层甲板)顶东北部，采用销轴连接； 
所述的灰罐模块中，PM 19-灰罐模块1、PM 20-灰罐模块2、PM 21-灰罐模块3之间通过销轴连接构成灰罐模块，安装在动力模块与钻井设备模块之间的平台上；PM 22-电缆托架支撑安装在灰罐模块的南部的平台上，采用销轴连接；PM23-拖链(南/北)安装在灰罐模块与钻井设备模块之间，下部采用销轴与平台连接，上部采用螺栓与DES 10-BOP控制模块连接。 
本发明的主要效果： 
1)本发明小模块组装式海洋平台钻机将吊装能力为40吨以上可移动、组装式吊机安装在平台上，用可移动、组装式吊机分91次将的单体模块吊到平台甲板上。 
2)模块化海洋钻机易于快速拆卸和安装，重复利用率高，具有很好的经济效益和广泛的适用性。 
3)模块化海洋钻机能保证油田的开发和恢复生产周期。 
附图说明
图1是本发明结构北视图； 
图2是本发明南视图； 
图3是本发明钻井设备模块结构示意图； 
图4是本发明支持模块由结构示意图； 
图5是本发明动力模块结构示意图； 
图6是本发明灰罐模结构示意图。 
具体实施方式
如图1、图2、图3所示，钻井设备模块从下到上模块连接。 
如图1、图2、图4所示，钻井支持模块从下到上模块连接。 
如图1、图2、图5、图6钻井支撑模块从下到上模块连接。 
用原有平台吊机将吊装能力为40吨以上可移动、组装式吊机17安装在平台上，再用吊机17将吊机21安装在平台上； 
1)用移动、组装式吊机17将模块43吊上平台，用吊机21将其吊至预定位置并固定，接着用吊机17将模块38吊上平台，用吊机21将其吊至预定位置并固定。 
用21将模块36吊上平台，用吊机21将其吊至预定位置并用销轴连接在43与38上。 
2)用21将模块42吊上平台，用吊机21将其吊至预定位置并用销轴连接在43与38上。 
3)采用以上方法按照如下顺序将各个模块分别吊上平台预定位置并用销轴或者螺栓连接在与其相邻的模块上，分别组成钻井设备模块、钻井支持模块、动力模块和灰罐模。 

Claims (6)

1.一种小模块组装式海洋平台钻机，由钻井设备模块，钻井支持模块，动力模块，灰罐模块组成，钻井设备模块与钻井支持模块通过猫道连接，直接构成钻井操作系统，动力模块为钻井系统提供动力，实现控制功能，保障通讯畅通；该模块通常布置在钻井设备模块的西边，特殊情况可以布置在钻井支持模块的东边或者与钻井支持模块组合成一个整体。
2.根据权利要求1所述的小模块组装式海洋平台钻机，其特征是钻井设备模块从下到上模块连接，DES1-基座模块1以及DES 2-基座模块2安装在平台的轨道上；DES 3-基座连接模块连接在DES1-基座模块1与DES 2-基座模块2之间，连接方式为销轴连接；DES 7-固控系统模块1用销轴连接在DES 2-基座模块2上；DES 6-泥浆冷却器模块2安装在DES 5-泥浆冷却器模块1之中，安装方式采用螺栓连接，组装好的模块用销轴连接在DES1-基座模块1；DES 4-泥浆储存罐模块安装在DES1-基座模块1之上，位置在DES5-泥浆冷却器模块1南边，采用销轴分别与DES1-基座模块1、DES 5-泥浆冷却器模块1连接；DES 8-固控系统模块2安装在DES 2-基座模块2之上，位置在DES 7-固控系统模块1之北，采用销轴分别与DES 7-固控系统模块1、DES 2-基座模块2连接；DES 41-13-5/8″Bop安装在DES 3-基座连接模块上的基座法兰上，螺栓连接；DES 10-BOP控制模块采用销轴安装在DES 5-泥浆冷却器模块1之上；DES 9-固控系统模块3采用销轴连接在DES 7-固控系统模块1之上；DES 11-固控系统模块4采用销轴分别与DES 9-固控系统模块3、DES 8-固控系统模块2连接；DES 12-滑道梁基座之南采用销轴连接在DES 10-BOP控制模块之上；DES 13-滑道梁基座之北采用销轴连接在DES 9-固控系统模块3；DES 14-提升系统模块采用螺栓连接在DES 10-BOP控制模块顶部与DES 9-固控系统模块3顶部；DES 15-钻台基座模块通过滑道分别安装在DES 12-滑道梁基座之南与DES 13-滑道梁基座之北的轨道上；DES 16-转盘撬采用销轴连接在DES 15-钻台基座模块的内部；DES 17-钻台模块1采用销轴连接在DES 15-钻台基座模块上；DES 20-钻台模块2采用销轴连接在DES 15-钻台基座模块上；DES 27-钻台模块3采用销轴连接在DES 15-钻台基座模块上；DES 19-司钻房采用销轴连接在DES 17-钻台模块1之南上；DES 18-立管管汇采用螺栓连接在DES 17-钻台模块1之北上；DES 21-泥气分离器采用螺栓连接在DES 20-钻台模块2之北上；DES 22-节流压井管汇采用螺栓连接在DES 20-钻台模块2之北上；DES 24-绞车模块1采用螺栓连接在DES 20-钻台模块2之中上；DES 25-绞车模块2与DES 26-绞车模块3采用螺栓连接在DES 24-绞车模块1中；DES23-顶驱变频控制房采用采用销轴连接在DES 20-钻台模块2之南上；DES29-井架基段1、DES 30-井架基段2、DES 31-井架提升装置、DES 32-井架底段、DES 33-井架中下段、DES 34-井架中段、DES 35-井架中上段、DES 36-井架顶段及天车、DES 37-井架爬梯系统、DES 38-井架二层台采用销轴与螺栓连接组成完整的井架，井架通过销轴与DES 15-钻台基座模块连接；DES 39-游车大钩通过滑轮系统与井架中的天车组成提升系统；DES 40-顶驱通过DES 39-游车大钩吊在井架内部，并通过井架内滑轨作上下运动；DES43-喇叭口上部采用销轴连接在DES 15-钻台基座模块下，下部采用气胎法兰连接在DES 41-13-5/8″Bop上。
3.根据权利要求1所述的小模块组装式海洋平台钻机，其特征是钻井支持模块从下到上模块连接，DSM 4-橇块支撑模块安装在平台上的支撑上；DSM 5-泥浆泵房A采用销轴连接在DSM 4-橇块支撑模块上；DSM 6-泥浆泵房B采用销轴连接在DSM 4-橇块支撑模块上，并与DSM 5-泥浆泵房A用销轴连接；DSM7-泥浆泵房C采用销轴连接在DSM 4-橇块支撑模块上，并与DSM 6-泥浆泵房B用销轴连接；DSM 8-泥浆泵A采用螺栓连接在DSM 5-泥浆泵房A中；DSM9-泥浆泵B采用螺栓连接在DSM 6-泥浆泵房B中；DSM 10-泥浆泵C采用螺栓连接在DSM 7-泥浆泵房C中；DSM 1-泥浆罐模块1采用销轴连接在吊机底座梁上；DSM 2-泥浆罐模块2采用销轴连接在吊机底座梁上，并与DSM 1-泥浆罐模块1用销轴连接；DSM 3-管线支撑模块采用销轴分别连接在DSM 1-泥浆罐模块1、DSM 2-泥浆罐模块2之上；DSM 11-储存&工作间采用销轴连接在DSM 5-泥浆泵房A上；DSM 12-散料间模块A采用销轴连接在DSM 6-泥浆泵房B上，并与DSM 11-储存&工作间用销轴连接；DSM 13-散料间模块B采用销轴连接在DSM 7-泥浆泵房C上，并与DSM 12-散料间模块A用销轴连接；DSM 14-缓冲罐采用螺栓连接在DSM 13-散料间模块B上；DSM 16-管子甲板A采用销轴分别连接在DSM 11-储存工作间、DSM 3-管线支撑模块；DSM 17-管子甲板B采用销轴分别连接在DSM 12-散料间模块A、DSM 3-管线支撑模块；DSM 18-管子甲板C采用销轴分别连接在DSM 13-散料间模块B、DSM 3-管线支撑模块；DSM 19-猫道1、DSM 20-猫道2通过销轴连接起来组成完整的猫道，安放在管子甲板上，在工作时，根据不同井位需求可将DSM 21-猫道3、DSM 22-猫道4连接在组装好的猫道上；DSM 23-吊机休息臂采用销轴连接在DSM 17-管子甲板B舷边；DSM 24-走道通过销轴与DSM 7-泥浆泵房C连接。
4.根据权利要求1所述的小模块组装式海洋平台钻机，其特征是动力模块从下到上模块连接，PM 1-基座模块A安装在平台上的支撑上；PM 2-基座模块B安装在平台的支撑上，并与PM 1-基座模块A用螺栓连接固定；PM 6-发电机房1采用销轴连接在PM 1-基座模块A上；PM 7-发电机房2采用销轴连接在PM 1-基座模块A上，并与PM 6-发电机房1用销轴连接；PM 8-发电机房3采用销轴连接在PM 2-基座模块B上，并与PM 7-发电机房2用销轴连接；PM 9-发电机房4采用销轴连接在PM 2-基座模块B上，并与PM 8-发电机房3用销轴连接；PM 10-空压机区域模块采用销轴连接在PM 2-基座模块B上，并与PM 9-发电机房4用销轴连接；PM 5-日用罐模块采用销轴连接在PM 1-基座模块A上，并与PM 6-发电机房1用销轴连接；PM 4-柴油罐安装在平台甲板上，并与PM 1-基座模块A用销轴连接；PM 12-应急发电机结构模块安装在平台甲板上，并与PM 2-基座模块B采用销轴连接；PM 13-应急机模块采用螺栓连接在PM 12-应急发电机结构模块内部；PM 11-电缆托架的上层甲板采用销轴分别与PM 6-发电机房1、PM 7-发电机房2、PM 8-发电机房3、PM 9-发电机房4、PM 10-空压机区域模块采用销轴连接，安装在各模块顶部；PM 14-2号办公室与CO2间模块安装在PM 11-电缆托架的上层甲板顶西北部，采用销轴连接；PM 15-变压器房安装在PM 11-电缆托架的上层甲板顶西部，采用销轴连接；PM 16-MCC房安装在PM 11-电缆托架的上层甲板顶西南部，采用销轴连接；PM 17-VFD房安装在PM 11-电缆托架的上层甲板顶东部，采用销轴连接；PM 18-1号办公室模块安装在PM 11-电缆托架的上层甲板顶东北部，采用销轴连接。
5.根据权利要求1所述的小模块组装式海洋平台钻机，其特征是灰罐模块中，PM 19-灰罐模块1、PM 20-灰罐模块2、PM 21-灰罐模块3之间通过销轴连接构成灰罐模块，安装在动力模块与钻井设备模块之间的平台上；PM 22-电缆托架支撑安装在灰罐模块的南部的平台上，采用销轴连接；PM23-拖链南/北安装在灰罐模块与钻井设备模块之间，下部采用销轴与平台连接，上部采用螺栓与DES 10-BOP控制模块连接。
6.根据权利要求1所述的小模块组装式海洋平台钻机，其特征是单体模块的数量为91个，重量小于40吨，单体模块之间的连接方式为销轴连接或者螺栓连接；各个单体模块可装、拆。
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