CN201737142U - 一种深水半潜式钻井平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种深水半潜式钻井平台，它包括浮箱、立柱、横撑杆和主甲板，主甲板中部的月池上方设置有一钻台，钻台上设置有一井架，其特征在于：井架的一侧增加有用来预接钻具的半个井架空间，隔水管、钻柱、防喷器和采油树分别布置于月池前后左右侧的主甲板上；采用锚泊定位和动力定位组合定位系统，锚泊定位系统由布置在主甲板左、右舷的前、后4组锚机组成，每组锚机配有3根锚链，动力定位系统由设置在两浮箱的底部前、后四个角落的8台360°全回转的动力推进器组成。本实用新型最大作业水深可达3000m，最大钻井深度可达12000m，最大可变荷载可达9000t，可在南海、东南亚海域和西非海域恶劣的海况条件下高效安全作业。

Description

一种深水半潜式钻井平台

技术领域

本实用新型涉及一种钻井平台，特别是关于一种作业水深可达3000m，可用于海洋深水油气勘探的深水半潜式钻井平台。

背景技术

海洋油气资源的勘探开发不断向深水进军，目前使用的可移动式钻井装置主要包括自升式钻井平台、钻井船和半潜式钻井平台。其中自升式钻井平台由于受作业水深的限制，不能进行海洋深水油气田的勘探开发作业，钻井船与半潜式钻井平台相比，半潜式钻井平台具有优良的稳定性能，能适应恶劣海洋环境条件，且作业效率更高。目前，半潜式钻井平台已经成为深水油气田勘探开发钻完井作业的主要装备，比如Friede & Goldman公司的在美国6,378,450号专利文件中，就公开了这样一种半潜式钻井平台。然而，本申请人面临的是中国南海非常恶劣的海况环境，100年一遇台风一分钟平均风速达到54m/s，200年一遇台风一分钟平均风速达到56.9m/s，有义波高达13.7m，表层最大流速可达2.2m/s。同时，南海潜在油气田海域的水深达到3,000m，钻井深度要求达到12,000m，由于远离陆地，要求半潜式钻井平台可变载荷要求达到9,000t以上，而现有技术中的半潜式钻井平台都不能满足上述指标要求。因此如何适应各种恶劣的南海海况环境，特别是能在南海200年一遇的极端环境条件下生存，并保证平台在恶劣海况下高效作业成为最被关注的热点。

下面综合描述一下本实用新型需要解决的现有技术中存在一些问题：1、传统平台通常采用单井架或在单井架的基础上增加预接钻柱功能的钻井系统，这种钻井系统在钻井作业时，钻柱及隔水管吊装上钻台、防喷器及采油树进入月池只能从单井架的前后两个方向，因此作业效率较低。2、平台在海上作业时，需要不断通过供应船和连接供应船的软管向平台补充消耗品和作业材料，如燃油、淡水、钻井水、水基泥浆、油基泥浆、盐水、土粉和水泥等。传统的软管存放方式通常在平台两舷设置若干个简单的挂钩，每根软管在挂钩上来回折叠后捆扎在一起。在进行加注作业时需要人工解开，然后通过吊车将软管理顺后送至供应船。上述加注作业方式和软管存放方式不仅操作麻烦，而且软管经反复折叠极易损伤，大大降低使用寿命。3、为防止井口头区域结冰，导致井控设备无法正常工作，常规的解决方法是通过水下机器人向井口头区域注入防冻液，但水下机器人受平台作业环境影响较大，比如当风浪较大时，水下机器人就无法完成下水作业。4、传统平台的直升飞机加油站多采用一种固定放置在生活楼顶部的加油装置，由于油罐是固定放置的，所以当油罐周围发生火灾危及油罐安全时难以将其迅速抛放到海里，从而威胁平台及工作人员的安全。5、传统平台没有设置专用的水下机器人平台，而是普遍采用从月池、平台的左舷或右舷下放水下机器人的作业方法，并且也没有设置水下机器人的导向装置，适用水下机器人的下放方式比较单一，而且不能适用于环境恶劣的海况，当风向变为对下放水下机器人不利时，容易发生水下机器人碰触平台浮箱的危险。6、传统平台各系统的排水装置中，通常是将各系统的排舷外管线由就近的船体外板上开设的排水孔直接引出。由于平台的上船体主要舱壁和立柱都是应力相对集中的区域，如果开孔过多势必会影响整个平台的结构强度，也会影响船体的水密完整性，还会造成流体直接冲蚀油漆表面，影响平台的使用寿命；另外如果很多流体从上船体或立柱排下来，不仅影响工作人员作业，而且还影响平台的整体形象。7、传统平台的推进器电机在浮箱两端的密闭舱室内，当推进器电机发生故障时，推进器电机在平台作业时无法吊出进行大修，只能通过平台进干坞后割开浮箱顶部，吊出推进器电机进行大修。8、传统平台的水密门一般设计为手动压扣式结构或螺杆旋拧结构，或者是液压滑动式结构。前类结构的水密门动作原始，体积庞大，只能就地手动操作，不仅操作费力，劳动强度大，而且密封效果也不是很理想；后类结构的水密门门体笨重，且必须具有超过门体面积两倍以上的操作空间，同时对水密门远距离控制大部分采用传统继电器控制电路，体积大。9、传统平台的试油燃烧臂左右旋转时采用绞车或平台吊车辅助，操作困难并难以控制。10、在进行钻井作业时，从井底返回的钻屑有两种排放方式：直接排海或零污染排放。由于布局和流程的原因，传统平台都只能设置一种排放方式。11、传统平台的泥浆舱清洗办法是采用原始的人工清洗办法，即打开舱盖，作业人员携带消防水龙带进入泥浆舱内，利用高压消防水进行清洗。这种人工清洗办法不仅作业效率低，而且由于泥浆舱是密闭空间作业，工作环境差、劳动强度大，因此也给作业人员带来人身伤害。

发明内容

针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种在广泛采用新实用新型、新技术和新结构从而能够适应各种恶劣海况环境的深水半潜式钻井平台，在提高平台安全性的同时，改善平台运动性能，提高平台作业时效，降低平台作业成本。

为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：一种深水半潜式钻井平台，它包括两个浮箱，每一所述浮箱上连接两根立柱，每一所述浮箱上的两立柱与对应浮箱上的两立柱通过两组横撑杆连接，四根立柱顶部支撑一上船体，所述上船体顶部是主甲板，所述主甲板中部的月池上方设置有一钻井系统，所述钻井系统包括一设置在所述月池上方的钻台，所述钻台上设置有一井架，所述井架的顶部设置有一天车，其特征在于：所述井架的一侧增加有用来预接钻具的半个井架空间，所述月池前部的主甲板上布置隔水管及隔水管运送设备，所述月池后部的主甲板上布置钻柱及钻柱运送设备，所述月池一侧的主甲板上布置防喷器及防喷器运送设备，所述月池另一侧的主甲板上布置采油树及采油树运送设备；与所述月池的前后左右四个方向相对应，在所述井架的前后左右四个方向分别布置有用来配合所述隔水管及隔水管运送设备将隔水管送至井眼的机械手，用来配合所述钻柱及钻柱运送设备将钻柱送至井眼的提管机，用来在所述钻台上排放钻柱的排管机，用来配合所述天车起升钻具的游车；采用锚泊定位和动力定位组合定位系统，锚泊定位系统由分别布置在所述主甲板左右舷的前、后4组锚机组成，每组所述锚机配有3根锚链，所述锚链采用R5级系泊链；动力定位系统由分别设置在两所述浮箱底部前、后四个角落的8台360°全回转的动力推进器组成。

所述隔水管采用竖直存放的方式。

所述平台上设置有一从供应船上向平台补充消耗品和作业材料的加注站，所述加注站包括一固定在所述主甲板左舷或右舷上的基座，所述基座上具有若干组水平设置的支架，每组所述支架之间通过水平设置的转动轴支撑有1～2个滚筒，每个所述滚筒上周向缠绕有一根用来加注一种消耗品和作业材料的软管，每根所述软管的一端设置有一连接供应船的快速接头，另一端连接一固定在所述支架外侧的硬管接头，所述硬管接头用来连接平台上相应的储备站；每个所述滚筒的转动轴均连接一固定在所述支架上的液压马达，所有所述液压马达均连接一固定在所述基座上的液压动力站，在每台所述液压马达与液压动力站之间的液压管路上设置有一选择阀，所有液压动力站连接一用来控制所述液压马达正转或反转的控制开关。

所述平台上设置有一防止井控设备结冰的井口头区域防冻装置，所述井口头区域防冻装置由防冻液箱、防冻液输送泵、隔水管、防喷器组和若干管线组成，所述防冻液箱设置在所述主甲板上，所述防冻液箱连接所述防冻液输送泵的输入端，所述防冻液输送泵的输出端连接通过管线连接所述隔水管的鹅颈弯，所述隔水管上加设有一根连通所述鹅颈弯和隔水管下部的隔水管终端管节的防冻液输送管线，所述隔水管终端管节通过管线连接防喷器组的防冻液输送管线，所述防喷器组的防冻液输送管线的另一端连接所述防喷器组的钻杆闸板。

所述主甲板的艏部设置有一生活楼和一直升机平台，所述直升机平台固定在所述生活楼顶部且延伸出一段距离；所述直升机平台下方的主甲板上设置有一直升机加油站，所述直升机加油站包括并排设置的多个加油柜，所述加油柜外部设置有加油泵、软管和加油枪；每个所述加油柜支撑和固定在一吊架上，每个所述吊架的底部设置有一应急释放装置，所述应急释放装置包括一滑动支架和一固定支架，所述滑动支架的下部和固定支架的上部分别具有一相配合的斜面，且所述滑动支架和固定支架通过设置在斜面上的滑槽连接在一起，从而使所述滑动支架能相对所述固定支架滑动直至脱离所述固定支架；所述滑动支架和固定支架之间的滑槽上设置有止滑销，从而使所述滑动支架和固定支架在正常状态下固定在一起；所述滑动支架的上部与所述吊架固定为一体，所述固定支架则固定在所述直升机平台下方的主甲板舷边位置。

所述平台的左右舷上各设置有一水下机器人平台，所述水下机器人平台的一部分固定在所述主甲板上，另一部分延伸出所述主甲板且其下部固定有支撑架；所述水下机器人平台的伸出端中间设置有一供水下机器人下放用的下放窗，所述水下机器人平台的伸出端上部设置有一支架，所述支架由上至下共分为三层，依次设置有两台导向绳绞车、一台脐带缆绞车和一滑动座垫；所述水下机器人平台的固定端上设置有一波浪补偿绞车和一液压动力站；两台所述导向绳绞车通过钢丝绳连接一重物块，所述脐带缆绞车通过电缆连接水下机器人，所述波浪补偿绞车通过缆绳与固定在所述支架上的滑轮连接，缆绳的下端连接水下机器人上的滑轮；所述滑动座垫位于所述下放窗的上部，其在水下机器人不使用时用来存放水下机器人，在水下机器人进行水下作业时滑离所述下放窗以方便水下机器人下放。

所述平台上设置有一集成排水装置，所述集成排水装置包括一根设置在所述上船体艉部底面的水平排水管和两根临近所述水平排水管且位于两所述立柱内侧的垂向排水管；两根所述垂向排水管的顶部分别呈漏斗形，以接住由所述水平排水管两端流出的水，两根所述垂向排水管的底部引至水线以下；所述平台上各个系统的排水外管线通过焊接的方式就近连接所述水平排水管或垂向排水管。

在所述浮箱的顶面相对于四个推进器舱体顶部，分别设置有一个密封的维修窗口盖。

所述平台采用液压铰链式水密门装置作为工作人员进出水下内部舱室的出入口，所述液压铰链式水密门装置包括门框、门板、液压动力系统和控制系统；所述门框和门板采用铰链连接，所述门框的顶部和底部各设置有一个关闭/开启油缸，其缸体和活塞杆端头分别与所述门框和门板铰接；所述门框内侧四周沿边设置有若干对称分布的固定斜楔，所述门板外侧四周沿边与每一所述斜楔对应的位置设有一固定轴座，所述轴座上安装有一“鸭头”型锁扣，所有所述锁扣的尾柄并联铰接在四根同步拉杆上，四根所述同步拉杆分别铰接在两套联动机构上，每套所述联动机构由第一连杆、第二连杆、导向连杆和第三连杆铰接组成；在靠近所述门板下方位置设置有一锁紧/松开油缸，其缸体与所述门板铰接，活塞杆端头并联铰接两套所述联动机构的第一连杆；在所述门框一侧上方设置有一组合接线箱，所述组合接线箱上设置有开关按钮和声光报警，且所述组合接线箱还连接设置在所述门板上的一关闭/开启限位开关和一锁紧/松开限位开关；所述液压动力系统有四套，分别设置在四根所述立柱水线以上的机械舱室内，每套液所述压动力系统由电动液压泵、电磁阀组和油箱组成，所述电动液压泵通过所述电磁阀组和液压管路连接设置在所述门框左侧的门旁油路阀块，所述门旁油路阀块通过液压管路分别连接所述关闭/开启油缸和锁紧/松开油缸；所述控制系统包括四套固定在所述液压动力系统上的区域控制柜和一套安装在中控室的集中控制箱；每套所述区域控制柜包括一可编程序控制器和一就地报警装置，用来监测和控制所述液压动力系统和系统供电、操作模式以及运行状态，并通过所述组合接线盒对水密门实现远距离控制；所述集中控制箱由以太网交换机、电源模块、触摸屏和无线遥控器组成，用来监测和控制所有液压动力系统和系统供电、操作模式以及运行状态，并对所有水密门进行远距离操作控制。四个所述区域控制柜之间和各所述区域控制柜与所述集中控制箱之间通过以太网形成一个统一的整体，可实现分散集中控制。

在所述门框前、后面旁边分别设置一手摇液压泵，所述手摇液压泵自带油箱并连接所述门旁油路阀块。

在所述液压动力系统旁边设置一套备用蓄能器，所述备用蓄能器包括若干压力气瓶，所述压力气瓶通过阀门连接在所述电动液压泵和电磁阀组之间的液压管路上。

所述平台艉部主甲板的左右舷上各设置有一液压旋转式燃烧臂，所述液压旋转式燃烧臂包括燃烧臂栈桥、转动臂、第一油缸、第二油缸和燃烧臂锁紧装置，所述第一油缸平行于所述燃烧臂栈桥的轴线固定在所述燃烧臂栈桥的一侧，所述第二油缸则固定在垂直于所述燃烧臂栈桥所处的主甲板上；所述第一油缸和第二油缸的输出端分别连接所述转动臂的两端，通过所述第一油缸和第二油缸共同作用带动所述燃烧臂栈桥绕所述燃烧臂锁紧装置左旋转或右旋转。

所述平台上设置有一套高压清洗系统，所述高压清洗系统包括设置在所述主甲板上的水箱和高压清洗泵，并通过高压管线进入所述浮箱的各泥浆舱，在所述泥浆舱舱壁上布置有若干喷嘴。

所述平台上设置有一套岩屑筛分输送系统，所述岩屑筛分输送系统包括若干台并排设置的振动筛，所述振动筛的下方设置有一泥浆槽，所述振动筛的出口处设置有一岩屑槽，泥浆中的岩屑从所述振动筛出口排入所述岩屑槽内，泥浆则经所述振动筛排入所述泥浆槽内；所述岩屑槽上设置有切换装置，通过所述切换装置可将所述岩屑槽中的岩屑直接排海或经螺旋输送器排放至由第三方提供的零排放处理系统。

所述浮箱的长为114.07m，宽为20.12m，高为8.54m；所述立柱长为17.385m，宽为15.860m，高为21.46m；所述上船体的长为77.47m，宽为74.42m。

本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本实用新型在月池的前部布置隔水管存放区及隔水管运送设备，月池的后部布置钻柱存放区及钻柱运送设备，月池的一侧布置防喷器存放装置及防喷器运送设备，月池的另一侧布置采油树存放装置及采油树运送设备，从而在钻台上部形成隔水管进入区和钻柱进入区，同时在钻台下部形成了防喷器进入区和采油树进入区，设备空间布局合理，各设备逻辑联系紧密，可以有效地配合向下及向上的作业，使整个钻井操作可以从钻台的四个方向平行作业，有效提高了钻井作业的效率。2、本实用新型的主甲板到钻台的高度为9.7m，此高度可以保证钻柱有效送上钻台，也可以保证防喷器和采油树等设备在月池的移动作业。3、本实用新型的钻台到井架上天车的高度为64m，此高度可以使钻柱的连接从3根增加到4根，进一步提高了作业效率。4、本实用新型将隔水管竖直存放，不仅节省隔水管在主甲板上的占地面积，而且方便隔水管预接作业。5、本实用新型在平台左右舷上各设置了一加注站，改变了原来软管存放零乱的状况，不仅方便了加注作业和使平台外观更为美观，而且大大提高了软管的使用寿命。6、本实用新型通过防冻液输送泵将防冻液箱中的防冻液由各管线注入井口头区域，且防冻液箱和防冻液输送泵固定在平台甲板上，因此不受平台作业环境影响，可以随时进行防冻作业，达到防止井控设备结冰的功能，不仅保证了井控设备的正常工作，而且让平台具有更广的勘探区域。8、本实用新型采用布置在平台主甲板左弦上的吊架来固定直升机的加油柜，使加油柜牢靠的固定在吊架上，避免由于平台的晃动引起油柜的碰撞，从而造成高热量的航空煤油发生火灾和爆炸。同时在吊架下部配有应急释放装置，在发生火灾等应急情况下，可以瞬间将加油柜抛落海中，避免高热量的航空燃油留在平台上，从而将危险降到到最低限度。9、本实用新型在平台的左右舷布置两套水下机器人平台，以便适应平台作业时，风向的突然改变或一侧水下机器人损坏的情况下，还能继续使用水下机器人支持水下作业。同时对水下机器人具有更广的选择性，也避免在浮箱焊接安装导向架的辅助设施，方便维护。10、本实用新型在上船体艉部底面设置一根水平排水管，在两立柱内侧设置两根临近水平排水管的垂向排水管，两根垂向排水管的顶部分别呈漏斗形，以接住由水平排水管两端流出的水，两根垂向排水管的底部引至水线以下，便可以将水排入海中，然后将各个系统中的排水管通过焊接的方式就近连接水平或垂向排水管。这样既满足了各种排放要求，不影响工作人员的正常操作，又保证了船体的结构强度和水密性。同时有利于对排放的监控，保护了海洋环境。11、本实用新型在浮箱的顶面相对于四个推进器舱体顶部，分别设置有一个密封的维修窗口盖，从而可以方便地打开维修窗口盖，将推进器驱动电机吊出推进器舱体外进行检查和维修。12、本实用新型采用锚泊定位和动力定位组合定位方式，特别是锚泊定位系统采用的锚链为世界最高强度的R5级系泊链，比同等直径的R4锚链强度提高约18.5％，且重量轻，并且动力定位系统采用DP3级，平台安全性能大大提高。13、本实用新型首创采用铰链连接的门框和门板，关闭/开启油缸和锁紧/松开油缸联动自动执行关门-锁紧、解锁-开门的动作，较手动水密门不仅减少了繁重的体力耗损，而且操作平稳、简单、安全可靠性高；较液压滑动水密门结构紧凑重量轻、占用空间小。14、本实用新型的液压铰链式水密门装置采用由多套区域控制柜和一套集中控制箱组成的PLC控制系统，可对水密门状态进行集中监测、远距离和就地控制开门和关门。与原有的继电器控制系统相比具有先天的综合优势：功能强，性能价格比高；体积小，能耗低；硬件配套齐全，用户使用方便，适应性强；可靠性高，抗干扰能力强；系统的设计编程方法简单、安装、调试以及后期维修工作量少；对未来机械升级也很方便。15、本实用新型的试油燃烧臂设计为液压旋转式燃烧臂，其包括燃烧臂栈桥、转动臂、油缸和燃烧臂锁紧装置，通过两个油缸共同作用带动燃烧臂栈桥绕燃烧臂锁紧装置左旋转或右旋转，操作简单且易于控制。16、本实用新型设计了一套高压清洗系统，可以避免工作人员进入密闭舱室作业，不仅减轻了工作人员劳动强度，而且提高了作业效率。17、本实用新型设计了一套岩屑筛分输送系统，通过布局和流程创新设计，真正实现零排放；同时在岩屑槽上设置有排放切换装置，实现直接排海和零排放两种排放方式的切换。18、本实用新型的立柱高度接近22m，在有义波高达13.7m的海况条件下，也可以保证甲板不上浪，有效地解决了作业状态的可变载荷(高效作业)和生存状态(安全)的气隙问题。本实用新型最大作业水深可达3,000m，最大钻井深度可达12,000m，最大可变荷载可达9,000t，在风速达到109kt(相当于南海200年一遇台风风速)条件下仍能保持稳性不会倾覆，可在南海、东南亚海域和西非海域恶劣的海况条件下高效安全作业，本实用新型是世界第一座能完全满足南海200年一遇超极端环境条件生存工况的深水半潜式钻井平台。

附图说明

图1是本实用新型的侧视图

图2是本实用新型的艉视图

图3是本实用新型主甲板的结构示意图

图4是本实用新型主甲板的布置图

图5是本实用新型加注站的侧视图

图6是本实用新型加注站的主视图

图7是本实用新型井口头区域防冻装置的结构示意图

图8是本实用新型隔水管的结构示意图

图9是本实用新型直升机加油站的结构示意图

图10是本实用新型水下机器人平台的侧视图

图11是本实用新型水下机器人平台的主视图

图12是图10的A-A向视图

图13是图10的B-B向视图

图14是图10的C-C向视图

图15是本实用新型浮箱的结构示意图

图16是本实用新型水密门装置的主视图

图17是本实用新型水密门装置的后视图

图18是本实用新型水密门装置中液压动力系统的主视图

图19是本实用新型水密门装置中液压动力系统的侧视图

图20是本实用新型水密门装置中集中控制箱的结构示意图

图21是本实用新型水密门装置中备用蓄能器的结构示意图

图22是本实用新型旋转式燃烧臂的结构示意图

图23是本实用新型高压清洗系统的原理图

图24是本实用新型岩屑筛分输送系统的结构示意图

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。

如图1～图3所示，本实用新型包括两浮箱1，每个浮箱1长114.07m，宽20.12m，高8.54m，两浮箱1的中心距为59.79m。每一个浮箱1上连接两个立柱2，立柱2长17.385m，宽15.860m，高21.46m。每一浮箱1上的两个立柱2与对应浮箱1上的两个立柱2通过两组横撑杆3连接，四个立柱2顶部支撑一上船体4，上船体4长77.47m，宽74.42m，上船体4顶部是主甲板5。

如图1～图4所示，本实用新型在主甲板5中部的月池6上方设置有一钻井系统，该钻井系统包括一设置在月池6上方的钻台7，钻台7上设置有一井架8，井架的顶部设置有一天车9，井架8的一侧增加半个井架的空间，以在钻井作业中进行钻具预接。月池6前部(即平台艏部)的主甲板5上布置隔水管及隔水管运送设备10，月池6后部(即平台艉部)的主甲板5上布置钻柱及钻柱运送设备11，月池6一侧(比如平台左舷)的主甲板5上布置防喷器及防喷器运送设备12，月池6另一侧(比如平台右舷)的主甲板5上布置采油树及采油树运送设备13。与月池6的前后左右四个方向相对应，在井架8的前后左右四个方向分别布置有用来配合隔水管及隔水管运送设备10将隔水管送至井眼的机械手14，用来配合钻柱及钻柱运送设备11将钻柱送至井眼的提管机15，用来在钻台7上排放钻柱的排管机16，用来配合天车9起升钻具的游车17，从而在钻台7上部形成了隔水管进入区、钻柱进入区、排管区和起升设备区四个作业区域，可以有效地配合向下及向上的作业。防喷器和采油树分别通过相应的运送设备12、13从钻台7下部送至井眼，从而在钻台7下部形成了防喷器进入区和采油树进入区两个作业区域，这样整个钻井作业可以从钻台7的四个方向平行作业，显著的提高了钻井作业的效率。

上述实施例中，主甲板5到钻台7的高度为9.7m(仅以此为例，但不限于此)，此高度可以保证钻柱有效送上钻台7，也可以保证防喷器和采油树等设备在月池6的移动作业。

上述实施例中，钻台7到井架8顶部天车9的高度为64m(仅以此为例，但不限于此)。此高度可以使预接的钻柱数量从3根增加到4根，进一步提高了作业效率。

上述实施例中，为了节省隔水管在主甲板5上的占地面积和方便隔水管预接作业，隔水管可以采用竖直存放的方式。

如图1、图5、图6所示，本实用新型在主甲板5上设置有一从供应船上向平台补充消耗品和作业材料的加注站18，该加注站包括一固定在平台左舷或右舷上的基座19，基座19上具有若干组水平设置的支架20，每组支架20之间通过水平设置的转动轴21支撑有1～2个滚筒22，每个滚筒22上周向缠绕有一根软管23，用来加注一种消耗品或作业材料，如燃油、淡水、钻井水、水基泥浆、油基泥浆、盐水、土粉和水泥等。每根软管23的一端设置有一连接供应船的快速接头24，另一端连接一固定在支架20外侧的硬管接头25，硬管接头25用来连接平台上相应的储备站。每个滚筒22的转动轴21均连接一固定在支架20上的液压马达26，从而驱动滚筒22转动。所有液压马达26均连接一固定在基座19上的液压动力站27，在每台液压马达26与液压动力站27之间的液压管路上设置有一选择阀28，用来向液压马达26提供动力和根据消耗品或作业材料选择的需要，启动对应滚筒22上的液压马达26。所有液压动力站连接一控制开关29，用来控制液压马达26正转或反转。

为了解决海底泥面处井口头区域容易冻结从而导致井控设备无法正常工作的问题，本实用新型设计了一个由防冻液箱30、防冻液输送泵31、隔水管32、防喷器组33和若干管线34组成的井口头区域防冻装置(如图7所示)。其中，防冻液箱30设置在主甲板5上，其通过防冻液加注管35连接防冻液输送泵31的输入端，防冻液输送泵31的输出端连接防冻液注入管36，防冻液注入管36通过管线34连接隔水管32的鹅颈弯37。如图8所示，隔水管32的辅助管线通常由两根压井/阻流管线38、两根防喷器控制液管线39和一根泥浆增压管线40组成，本实用新型增加了一根连通鹅颈弯37和隔水管32下部的隔水管终端管节41的防冻液输送管线42。隔水管终端管节41通过管线34连接防喷器组33的防冻液输送管线42，防喷器组33的防冻液输送管线42的另一端连接防喷器组33的钻杆闸板43。本实用新型通过防冻液输送泵31将防冻液箱30中的防冻液由各管线34注入井口头区域，从而达到防止井控设备结冰的功能。

如图1、图3所示，本实用新型在主甲板5的艏部设置有一生活楼44和一直升机平台45，直升机平台45固定在生活楼44顶部且延伸出一段距离，直升机平台45下方的主甲板5上设置有一直升机加油站46。如图9所示，直升机加油站46包括并排设置的多个加油柜47，加油柜47外部设置有加油泵、软管和加油枪等常规设备。每个加油柜47支撑和固定在一吊架48上，避免由于平台的晃动引起加油柜47的碰撞，从而造成高热量的航空煤油发生火灾和爆炸。每个吊架48的底部设置有一应急释放装置49，该应急释放装置49包括一滑动支架50和一固定支架51，滑动支架50的下部和固定支架51的上部分别具有一相配合的斜面，且滑动支架50和固定支架51通过设置在斜面上的滑槽连接在一起，从而使滑动支架50能相对固定支架51滑动直至脱离固定支架51。滑动支架50和固定支架51之间的滑槽上设置有止滑销52，从而使滑动支架50和固定支架51在正常状态下固定在一起。滑动支架50的上部与吊架48固定为一体，固定支架51则固定在直升机平台45下方的主甲板5舷边位置，这样在发生火灾等应急情况下，工作人员通过拔掉止滑销52可将加油柜47瞬间抛入水中。

如图3所示，本实用新型考虑平台上的水下机器人53在下放过程中避免碰撞浮箱1，在平台的左右舷上各设置有一水下机器人平台54。如图10～图14所示，水下机器人平台54的一部分固定在主甲板5上，另一部分延伸出主甲板5且其下部固定有支撑架55。水下机器人平台54的伸出端中间设置有一供水下机器人53下放用的下放窗56，这样可以避免水下机器人53下放过程中碰撞浮箱1。水下机器人平台54的伸出端上部设置有一支架57，支架57由上至下共分为三层，依次设置有两台导向绳绞车58、一台脐带缆绞车59和一滑动座垫60。水下机器人平台54的固定端上设置有一波浪补偿绞车61和一液压动力站62。两台导向绳绞车58通过钢丝绳连接一重物块63，脐带缆绞车59通过电缆连接水下机器人53，波浪补偿绞车61通过缆绳与固定在支架57上的滑轮连接，缆绳的下端连接水下机器人53上的滑轮。滑动座垫60位于下放窗56的上部，其在水下机器人53不使用时用来存放水下机器人53，在水下机器人53进行水下作业时滑离下放窗56以方便水下机器人53下放。

如图2所示，本实用新型各系统的排水采用一集成排水装置，该集成排水装置包括一根设置在上船体4艉部底面的水平排水管64和两根临近水平排水管64位于两立柱2内侧的垂向排水管65。两根垂向排水管65的顶部分别呈漏斗形，以接住由水平排水管64两端流出的水，两根垂向排水管65的底部引至水线以下，以将水排入海中。然后将各个系统的排水外管线通过焊接的方式就近连接水平排水管64或垂向排水管65，特别是将设置在主甲板5后部的八台发电机的冷却水管分别密封穿出主甲板5尾部，连通至水平排水管64。这样既满足了各种排放要求，不影响人员的正常操作，又保证了船体的结构强度和水密性。

如图1、图2、图15所示，本实用新型采用锚泊定位和动力定位组合定位方式，锚泊定位系统由分别布置在主甲板5左右舷的前、后4组锚机66组成，每组锚机66配有3根锚链67，锚链67采用高强度R5级系泊链。动力定位系统由分别设置在两浮箱1底部前、后四个角落的8台360°全回转的动力推进器68组成，若对角的2台动力推进器68失效，其余6台能保证正常工作，以满足平台在钻井作业工况或生存工况下的定位要求，同时动力推进器68还能确保平台具有自航功能，最高航速达8节。。当平台作业水深小于1,500m时采用预抛锚的锚泊定位方式，当平台作业水深大于1,500m时采用动力定位方式。同时，在浮箱1的顶面相对于四个推进器舱体69顶部，分别设置有一个密封的维修窗口盖70，从而可以方便地打开维修窗口盖70，将推进器驱动电机吊出推进器舱体69外进行检查和维修。

如图16～图20所示，本实用新型采用液压铰链式水密门装置作为工作人员进出水下内部舱室的出入口，该液压铰链式水密门装置包括门框71、门板72、液压动力系统73和控制系统74。门框71和门板72采用铰链连接，门框71的顶部和底部各设置有一个关闭/开启油缸75，其缸体和活塞杆端头分别与门框71和门板72铰接。当关闭/开启油缸75的活塞杆内缩时，拉门关闭；活塞杆外伸时，推门开启。门框71内侧四周沿边设置有若干对称分布的固定斜楔76，门板72外侧四周沿边与每一斜楔对应的位置设有一固定轴座77，轴座77上安装有一“鸭头”型锁扣78，当锁扣78转至斜楔76顶面时，通过轴座77拉紧门板72为锁紧状态。所有锁扣78的尾柄并联铰接在四根同步拉杆79上，四根同步拉杆79分别铰接在两套联动机构上。每套联动机构由连杆a、连杆b、导向连杆c和连杆d铰接组成。在靠近门板72下方位置设置有一锁紧/松开油缸80，其缸体与门板72铰接，活塞杆端头并联铰接两套联动机构的连杆a(可根据需要增设一转向连杆e)。当活塞杆运行外伸/内缩时，推/拉动两套联动机构带动同步拉杆79往/返平移，从而使锁扣78来/回转动，实现门板72与门框71锁紧/松开的目的。在门框71左侧(或右侧)上方设置有一个组合接线箱81，组合接线箱81上设置有开关按钮和声光报警，同时组合接线箱81还连接设置在门板72上的关闭/开启限位开关82和锁紧/松开限位开关83。

液压铰链式水密门装置的液压动力系统73有四套，分别设置在平台四根立柱2水线以上的机械舱室内，每套液压动力系统73由电动液压泵84、电磁阀组85和油箱86组成，电动液压泵84通过电磁阀组85和液压管路连接设置在门框71左侧的门旁油路阀块87，门旁油路阀块87通过液压管路分别连接关闭/开启油缸75和锁紧/松开油缸80，用来向相应的油缸提供液压动力。

液压铰链式水密门装置的控制系统74包括四套固定在液压动力系统73上的区域控制柜88和一套安装在中控室的集中控制箱89。每套区域控制柜88包括一可编程序控制器(PLC)和一就地报警装置，用来监测和控制液压动力系统73和系统供电、操作模式以及运行状态，并通过组合接线盒81对水密门实现远距离控制。集中控制箱89由以太网交换机、电源模块、触摸屏和无线遥控器组成，用来监测和控制所有液压动力系统88和系统供电、操作模式以及运行状态，并对所有水密门进行远距离操作控制。四个区域控制柜88之间和各区域控制柜88与集中控制箱89之间通过以太网(Ethernet)形成一个统一的整体，从而实现分散集中控制。

上述实施例中，在门框71前、后面旁边分别设置一手摇液压泵90，手摇液压泵90自带油箱并连接门旁油路阀块87，目的是在系统失电或液压动力系统73发生故障的情况下，工作人员可就地使用手摇液压泵90为关闭/开启油缸75和锁紧/松开油缸80提供液压动力(如图16、图17所示)。

上述实施例中，在液压动力系统73旁边设置一套备用蓄能器91，备用蓄能器91包括若干压力气瓶92，压力气瓶92通过阀门连接在电动液压泵84和电磁阀组85之间的液压管路上，目的是在系统失电或液压动力系统73发生故障，同时工作人员不能到达手摇液压泵90位置的极端情况下，以手动方式打开压力气瓶92的阀门将氮气充入液压管路中，可为隶属的若干组关闭/开启油缸75和锁紧/松开油缸80同时完成数次动作提供动力源(如图21所示)。

上述实施例中，电动液压泵84的数量为两台，目的是使两台电动液压泵84互为备用，在其中一台电动液压泵84发生故障或进行大修时，保证液压动力系统73仍然可以正常工作(如图19所示)。

上述实施例中，门框71和门板72上敷有防火材料，可达到A60及以上防火等级。

如图3、图22所示，本实用新型在平台艉部主甲板5的左右舷上各设置有一液压旋转式燃烧臂93，液压旋转式燃烧臂93包括燃烧臂栈桥94、转动臂95、油缸96、96′和燃烧臂锁紧装置97，其中油缸96平行于燃烧臂栈桥94的轴线固定在燃烧臂栈桥94的一侧，油缸96′则固定在垂直于燃烧臂栈桥94所处的主甲板5上。油缸96、96′的输出端分别连接转动臂95的两端，通过油缸96、96′共同作用带动燃烧臂栈桥94绕燃烧臂锁紧装置97左旋转或右旋转。

如图23所示，本实用新型设计了一套高压清洗系统，该高压清洗系统包括设置在主甲板5上的水箱98和高压清洗泵99，并通过高压管线进入浮箱1的各泥浆舱100，在泥浆舱100舱壁上根据计算合理布置一定数量的喷嘴(图中未示出)。当进行清洗时，高压清洗泵99将水箱98中的水加压到一定压力后，通过喷嘴形成高压水雾，从而将泥浆舱100舱壁上的泥浆积垢冲洗下来，然后通过排污系统排走。

如图24所示，本实用新型设计了一套岩屑筛分输送系统，该岩屑筛分输送系统包括6台并排设置的振动筛101，所有振动筛101连接平台上的泥浆分配器(图中未示出)，从而将从井底返回的泥浆分配到振动筛101上。振动筛101的下方设置有一泥浆槽102，振动筛101的出口处设置有一岩屑槽103，泥浆中的岩屑从振动筛101出口排入岩屑槽103内，泥浆则经振动筛101排入泥浆槽102内。岩屑槽103上设置有排放切换装置104，通过排放切换装置104可将岩屑槽103中的岩屑直接排海或经螺旋输送器排放至由第三方提供的零排放处理系统，做到了真正实现零排放。

上述各实施例中的浮箱1、立柱2和上船体4的尺寸，以及钻台7高度和天车9的高度等仅为说明本实用新型所列举的实施例，其是可以有所变化的，而不应仅限制于此。

Claims (17)

1.一种深水半潜式钻井平台，它包括两个浮箱，每一所述浮箱上连接两根立柱，每一所述浮箱上的两立柱与对应浮箱上的两立柱通过两组横撑杆连接，四根立柱顶部支撑一上船体，所述上船体顶部是主甲板，所述主甲板中部的月池上方设置有一钻井系统，所述钻井系统包括一设置在所述月池上方的钻台，所述钻台上设置有一井架，所述井架的顶部设置有一天车，其特征在于：

所述井架的一侧增加有用来预接钻具的半个井架空间，所述月池前部的主甲板上布置隔水管及隔水管运送设备，所述月池后部的主甲板上布置钻柱及钻柱运送设备，所述月池一侧的主甲板上布置防喷器及防喷器运送设备，所述月池另一侧的主甲板上布置采油树及采油树运送设备；与所述月池的前后左右四个方向相对应，在所述井架的前后左右四个方向分别布置有用来配合所述隔水管及隔水管运送设备将隔水管送至井眼的机械手，用来配合所述钻柱及钻柱运送设备将钻柱送至井眼的提管机，用来在所述钻台上排放钻柱的排管机，用来配合所述天车起升钻具的游车；

采用锚泊定位和动力定位组合定位系统，锚泊定位系统由分别布置在所述主甲板左右舷的前、后4组锚机组成，每组所述锚机配有3根锚链，所述锚链采用R5级系泊链；动力定位系统由分别设置在两所述浮箱底部前、后四个角落的8台360°全回转的动力推进器组成。

2.如权利要求1所述的一种深水半潜式钻井平台，其特征在于：所述隔水管采用竖直存放的方式。

3.如权利要求1所述的一种深水半潜式钻井平台，其特征在于：所述平台上设置有一从供应船上向平台补充消耗品和作业材料的加注站，所述加注站包括一固定在所述主甲板左舷或右舷上的基座，所述基座上具有若干组水平设置的支架，每组所述支架之间通过水平设置的转动轴支撑有1～2个滚筒，每个所述滚筒上周向缠绕有一根用来加注一种消耗品和作业材料的软管，每根所述软管的一端设置有一连接供应船的快速接头，另一端连接一固定在所述支架外侧的硬管接头，所述硬管接头用来连接平台上相应的储备站；每个所述滚筒的转动轴均连接一固定在所述支架上的液压马达，所有所述液压马达均连接一固定在所述基座上的液压动力站，在每台所述液压马达与液压动力站之间的液压管路上设置有一选择阀，所有液压动力站连接一用来控制所述液压马达正转或反转的控制开关。

4.如权利要求2所述的一种深水半潜式钻井平台，其特征在于：所述平台上 设置有一从供应船上向平台补充消耗品和作业材料的加注站，所述加注站包括一固定在所述主甲板左舷或右舷上的基座，所述基座上具有若干组水平设置的支架，每组所述支架之间通过水平设置的转动轴支撑有1～2个滚筒，每个所述滚筒上周向缠绕有一根用来加注一种消耗品和作业材料的软管，每根所述软管的一端设置有一连接供应船的快速接头，另一端连接一固定在所述支架外侧的硬管接头，所述硬管接头用来连接平台上相应的储备站；每个所述滚筒的转动轴均连接一固定在所述支架上的液压马达，所有所述液压马达均连接一固定在所述基座上的液压动力站，在每台所述液压马达与液压动力站之间的液压管路上设置有一选择阀，所有液压动力站连接一用来控制所述液压马达正转或反转的控制开关。

5.如权利要求1或2或3或4所述的一种深水半潜式钻井平台，其特征在于：所述平台上设置有一防止井控设备结冰的井口头区域防冻装置，所述井口头区域防冻装置由防冻液箱、防冻液输送泵、隔水管、防喷器组和若干管线组成，所述防冻液箱设置在所述主甲板上，所述防冻液箱连接所述防冻液输送泵的输入端，所述防冻液输送泵的输出端连接通过管线连接所述隔水管的鹅颈弯，所述隔水管上加设有一根连通所述鹅颈弯和隔水管下部的隔水管终端管节的防冻液输送管线，所述隔水管终端管节通过管线连接防喷器组的防冻液输送管线，所述防喷器组的防冻液输送管线的另一端连接所述防喷器组的钻杆闸板。

6.如权利要求1或2或3或4所述的一种深水半潜式钻井平台，其特征在于：所述主甲板的艏部设置有一生活楼和一直升机平台，所述直升机平台固定在所述生活楼顶部且延伸出一段距离；所述直升机平台下方的主甲板上设置有一直升机加油站，所述直升机加油站包括并排设置的多个加油柜，所述加油柜外部设置有加油泵、软管和加油枪；每个所述加油柜支撑和固定在一吊架上，每个所述吊架的底部设置有一应急释放装置，所述应急释放装置包括一滑动支架和一固定支架，所述滑动支架的下部和固定支架的上部分别具有一相配合的斜面，且所述滑动支架和固定支架通过设置在斜面上的滑槽连接在一起，使所述滑动支架能相对所述固定支架滑动直至脱离所述固定支架；所述滑动支架和固定支架之间的滑槽上设置有止滑销，使所述滑动支架和固定支架在正常状态下固定在一起；所述滑动支架的上部与所述吊架固定为一体，所述固定支架则固定在所述直升机平台下方的主甲板舷边位置。

7.如权利要求5所述的一种深水半潜式钻井平台，其特征在于：所述主甲板的艏部设置有一生活楼和一直升机平台，所述直升机平台固定在所述生活楼顶部且延伸出一段距离；所述直升机平台下方的主甲板上设置有一直升机加油站，所 述直升机加油站包括并排设置的多个加油柜，所述加油柜外部设置有加油泵、软管和加油枪；每个所述加油柜支撑和固定在一吊架上，每个所述吊架的底部设置有一应急释放装置，所述应急释放装置包括一滑动支架和一固定支架，所述滑动支架的下部和固定支架的上部分别具有一相配合的斜面，且所述滑动支架和固定支架通过设置在斜面上的滑槽连接在一起，使所述滑动支架能相对所述固定支架滑动直至脱离所述固定支架；所述滑动支架和固定支架之间的滑槽上设置有止滑销，使所述滑动支架和固定支架在正常状态下固定在一起；所述滑动支架的上部与所述吊架固定为一体，所述固定支架则固定在所述直升机平台下方的主甲板舷边位置。

8.如权利要求1或2或3或4所述的一种深水半潜式钻井平台，其特征在于：所述平台的左右舷上各设置有一水下机器人平台，所述水下机器人平台的一部分固定在所述主甲板上，另一部分延伸出所述主甲板且其下部固定有支撑架；所述水下机器人平台的伸出端中间设置有一供水下机器人下放用的下放窗，所述水下机器人平台的伸出端上部设置有一支架，所述支架由上至下共分为三层，依次设置有两台导向绳绞车、一台脐带缆绞车和一滑动座垫；所述水下机器人平台的固定端上设置有一波浪补偿绞车和一液压动力站；两台所述导向绳绞车通过钢丝绳连接一重物块，所述脐带缆绞车通过电缆连接水下机器人，所述波浪补偿绞车通过缆绳与固定在所述支架上的滑轮连接，缆绳的下端连接水下机器人上的滑轮；所述滑动座垫位于所述下放窗的上部，其在水下机器人不使用时用来存放水下机器人，在水下机器人进行水下作业时滑离所述下放窗以方便水下机器人下放。

9.如权利要求1或2或3或4所述的一种深水半潜式钻井平台，其特征在于：所述平台上设置有一集成排水装置，所述集成排水装置包括一根设置在所述上船体艉部底面的水平排水管和两根临近所述水平排水管且位于两所述立柱内侧的垂向排水管；两根所述垂向排水管的顶部分别呈漏斗形，以接住由所述水平排水管两端流出的水，两根所述垂向排水管的底部引至水线以下；所述平台上各个系统的排水外管线通过焊接的方式就近连接所述水平排水管或垂向排水管。

10.如权利要求1或2或3或4所述的一种深水半潜式钻井平台，其特征在于：在所述浮箱的顶面相对于四个推进器舱体顶部，分别设置有一个密封的维修窗口盖。

11.如权利要求1或2或3或4所述的一种深水半潜式钻井平台，其特征在于：所述平台采用液压铰链式水密门装置作为工作人员进出水下内部舱室的出入口，所述液压铰链式水密门装置包括门框、门板、液压动力系统和控制系统；所 述门框和门板采用铰链连接，所述门框的顶部和底部各设置有一个关闭/开启油缸，其缸体和活塞杆端头分别与所述门框和门板铰接；

所述门框内侧四周沿边设置有若干对称分布的固定斜楔，所述门板外侧四周沿边与每一所述斜楔对应的位置设有一固定轴座，所述轴座上安装有一“鸭头”型锁扣，所有所述锁扣的尾柄并联铰接在四根同步拉杆上，四根所述同步拉杆分别铰接在两套联动机构上，每套所述联动机构由第一连杆、第二连杆、导向连杆和第三连杆铰接组成；在靠近所述门板下方位置设置有一锁紧/松开油缸，其缸体与所述门板铰接，活塞杆端头并联铰接两套所述联动机构的第一连杆；在所述门框一侧上方设置有一组合接线箱，所述组合接线箱上设置有开关按钮和声光报警，且所述组合接线箱还连接设置在所述门板上的一关闭/开启限位开关和一锁紧/松开限位开关；

所述液压动力系统有四套，分别设置在四根所述立柱水线以上的机械舱室内，每套液所述压动力系统由电动液压泵、电磁阀组和油箱组成，所述电动液压泵通过所述电磁阀组和液压管路连接设置在所述门框左侧的门旁油路阀块，所述门旁油路阀块通过液压管路分别连接所述关闭/开启油缸和锁紧/松开油缸；

所述控制系统包括四套固定在所述液压动力系统上的区域控制柜和一套安装在中控室的集中控制箱；每套所述区域控制柜包括一可编程序控制器和一就地报警装置，用来监测和控制所述液压动力系统和系统供电、操作模式以及运行状态，并通过所述组合接线盒对水密门实现远距离控制；所述集中控制箱由以太网交换机、电源模块、触摸屏和无线遥控器组成。

12.如权利要求11所述的一种深水半潜式钻井平台，其特征在于：在所述门框前、后面旁边分别设置一手摇液压泵，所述手摇液压泵自带油箱并连接所述门旁油路阀块。

13.如权利要求11所述的一种深水半潜式钻井平台，其特征在于：在所述液压动力系统旁边设置一套备用蓄能器，所述备用蓄能器包括若干压力气瓶，所述压力气瓶通过阀门连接在所述电动液压泵和电磁阀组之间的液压管路上。

14.如权利要求1或2或3或4所述的一种深水半潜式钻井平台，其特征在于：所述平台艉部主甲板的左右舷上各设置有一液压旋转式燃烧臂，所述液压旋转式燃烧臂包括燃烧臂栈桥、转动臂、第一油缸、第二油缸和燃烧臂锁紧装置，所述第一油缸平行于所述燃烧臂栈桥的轴线固定在所述燃烧臂栈桥的一侧，所述第二油缸则固定在垂直于所述燃烧臂栈桥所处的主甲板上；所述第一油缸和第二油缸的输出端分别连接所述转动臂的两端，通过所述第一油缸和第二油缸共同作 用带动所述燃烧臂栈桥绕所述燃烧臂锁紧装置左旋转或右旋转。

15.如权利要求1或2或3或4所述的一种深水半潜式钻井平台，其特征在于：所述平台上设置有一套高压清洗系统，所述高压清洗系统包括设置在所述主甲板上的水箱和高压清洗泵，并通过高压管线进入所述浮箱的各泥浆舱，在所述泥浆舱舱壁上布置有若干喷嘴。

16.如权利要求1或2或3或4所述的一种深水半潜式钻井平台，其特征在于：所述平台上设置有一套岩屑筛分输送系统，所述岩屑筛分输送系统包括若干台并排设置的振动筛，所述振动筛的下方设置有一泥浆槽，所述振动筛的出口处设置有一岩屑槽，泥浆中的岩屑从所述振动筛出口排入所述岩屑槽内，泥浆则经所述振动筛排入所述泥浆槽内；所述岩屑槽上设置有切换装置，通过所述切换装置可将所述岩屑槽中的岩屑直接排海或经螺旋输送器排放至由第三方提供的零排放处理系统。

17.如权利要求1或2或3或4所述的一种深水半潜式钻井平台，其特征在于：所述浮箱的长为114.07m，宽为20.12m，高为8.54m；所述立柱长为17.385m，宽为15.860m，高为21.46m；所述上船体的长为77.47m，宽为74.42m。 

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