引 言

海洋蕴藏着丰富的油气资源，随着近浅海可开采油气资源总量不断减少，海洋油气资源的勘探开发必将走向深海。近期虽受全球经济发展放缓、油价持续低迷的冲击，深水、超深水油气资源勘探开发活动有所放缓，但是在今后相当长一段时期内，石油、天然气依然是重要的能源之一，而半潜式钻井平台是深水、超深水油气资源开发的主要装备之一，［1-5］目前已经发展至第七代，其典型特征是最大作业水深达3 660 m、最大钻深15 250 m、双主井口、20 000 psi SSBOP［6-7］。

由中集来福士负责建造的超深水半潜式钻井平台，钻井系统由NOV公司提供。国内石油装备制造企业在该领域技术相对薄弱，2016年，工信部旨在加强海工高端装备的国产化，实施了第七代超深水钻井平台（船）自主创新工程。钻井系统及关键装备的国产化研究是重点之一，钻井系统是半潜式钻井平台的核心。在超深水半潜式钻井平台中，只有在掌握了钻井系统自主设计、制造的核心技术，形成自主知识产权，才能使超深水半潜式钻井平台国产化迈上更高台阶。

1 超深水半潜式钻井平台钻井系统技术分析

1.1 技术要求

超深水半潜式钻井平台钻井系统的选型配置必须基于典型特征及核心技术参数，充分考虑海洋深水钻井工艺与井身结构的特殊要求，全面分析双井口作业系统对钻井系统选型配置的影响。

总之，调皮儿童心理健康教育作为儿童素质教育这个系统工程中的一个有机组成部分，需要解决的问题还有很多。在这里，作为一名小学教师我们仅仅是对调皮儿童心理健康教育中的一些重要问题进行了分析和探讨。而调皮儿童心理健康问题的解决方法，一方面有赖于心理健康教育模式的加强与完善；另一方面，则需要学校、家庭、社会诸方面共同努力帮助这些孩子克服不良行为和心理个性，让所有的调皮儿童和其他儿童一样身心健康和谐地发展。

1.2 总体方案

钻井系统为双主井口，整体采用双联塔形井架结构，两井口作业能力相同且可并行作业，各井口分别配提升及旋转系统、天车补偿装置、排管装置、管柱输送装置，立根井架内部布置，隔水管立式排放，配套独立的BOP &采油树处理系统。钻井系统三维布局图如图1所示。

图1 钻井系统三维布局图

1.3 主要技术参数

最大钻柱质量下的快绳拉力为：

定义5 基本单元活动制造能力(MCBA)指单个基本制造活动正常生产资料及约束条件运作下所能达到的制造能力水平。

钢丝绳必须具有的破断载荷为：

最大钻深（按6 5/8″钻杆）：15 250 m

上文中各目标函数是根据单一的货位分配原则建立的，它们之间既相互冲突又相互联系，因此不能将这些目标函数单独寻优，需建立适合两端式同轨双车运行模式的多目标货位分配模型：

最大钩载：11 500 kN

提升系统绳系：8×9

针对喀斯特山区大白菜肥料需求不同及合理施肥，通过栽培2+X施肥进行试验，探索裸地大白菜氮肥的施肥方法及数量，氮、磷、钾肥施用量对大白菜产量的影响不同，缺磷、钾肥或钾肥施用过多会影响大白菜的产量，氮、磷肥过多不会提高产量，反而增加成本。本研究可为喀斯特山区修正和优化施肥技术提供参考，促进大白菜高产优质栽培种植提供科学施肥参考依据。

转盘开口通径：75.5 in（1.905 m）

井架型式：双联塔形井架

（4）BOP运输

2.1 全肝CT灌注参数 结果(表2)表示：第2代组HAF、PI值较第1代组稍增高，PVF值较第1代组稍降低，但差异均无统计学意义。图1为两代CT机获取灌注参数示例。

井口间距：18 m

钻柱升沉补偿系统：补偿位移±3.81 m

顶驱的最大静载荷是顶驱能承受的最大起重能力，顶驱的最大静载荷与大钩载荷一致，为11 500 kN。

固井管汇：20 000 psi

国家防汛抗旱指挥系统工程建设。二期工程初步设计概算通过国家发改委核定，初设报告获得批复，10月，水利部召开视频会议，全面部署国家防汛抗旱指挥系统二期工程建设管理工作。

节流压井管汇：20 000 psi

2 物料处理系统选型配置研究

钻井系统的物料处理系统主要包括BOP处理系统、采油树处理系统、隔水管处理系统、管柱处理系统等。

2.1 BOP处理系统

BOP处理系统包括门型吊机、运输滑车、导向系统等。钻井系统需要配套8闸板、20 000 psi压力级别的防喷器，其质量超过560 t；考虑各类辅助管线及工具，总质量超过600 t。按照BOP系统处理工艺需求，整套BOP处理系统需要实现的功能及主要设备包括：

（1）BOP封固

实现BOP直立状态下的有效固定，确保在平台拖航、自航、自存等工况下BOP组可靠的存储，需要的设备包括BOP底部支座、机械手。

（2）BOP吊运

完成BOP的起吊，并运送至月池上方，关键设备为BOP吊机。

（3）BOP测试

对连接完成后的BOP进行下水前的测试。

当资产超过7位数，并稳步向8位数迈进时，孟导的人生追求也逐渐从“利”转向了“名”。要璀璨，要光彩夺目。孟导这时的心境和这么一句台词不谋而合。无奈孟导本人虽然在导演领域有所擅长，但是气质、天资平平，从他目前还是单身的钻石王老五这点上，就能看出很多问题。好在孟导在他执导的影片里看多了风花雪月，单身生活，也很满意。

将吊运至月池上方的BOP通过布置在月池内的滑车运输至钻台面的井口正下方，关键设备是布置在月池内的滑车。

（5）BOP导向

BOP和隔水管完成连接后，在下放过程中出于安全性的考虑必须对BOP实施导向操作，确保BOP顺利通过月池。

钻井系统BOP处理系统设备清单及参数见表1。

表1 BOP处理系统配置清单及参数

设备名称 主要参数BOP组支座 最大额定载荷：600 t最大额定载荷：600 t有效净高度：21 m有效提升行程：15 m驱动形式：液压驱动BOP滑车 最大额定载荷：650 t驱动形式：液压驱动BOP导向装置 伸缩装置行程：1.8 m驱动形式：液压驱动BOP吊机

2.2 采油树处理系统

采油树处理系统包括采油树起重机、采油树运输滑车、X-Y双向滑移装置等，采油树处理系统按照150 t载荷能力进行设计。系统主要功能包括：

（1）采油树存储

变电站改造期间，最重要的是要保证不影响人们日常生产和生活的用电需求，因此，本文根据近几年对变电站改造临时供电模式可靠性的研究和分析，提出几种临时供电模式的创新做法，希望能在实践中为变电站改造期间的供电可靠性提供帮助。

将准备下放到海底的采油树安全可靠地堆放于主甲板，通常情况下需要满足至少存放4组单体采油树的能力，采油树存储托座设计为可滑移结构。

（2）采油树测试

完成对采油树下放前的测试工作。

（3）采油树吊运

将采油树吊运至月池上方，所需的设备为门式吊机（方案A）或行车式（方案B）。

（4）采油树移运

本文以河套灌区为研究对象，针对采用黄河水作为滴灌水源所面临的泥沙过滤、水量调蓄以及高效利用等突出问题，通过研究分析获得如下结论：

将处于月池外侧的采油树推送到月池内井口中心位置，以便完成钻具与采油树的连接。

钻井系统中采油树处理系统设备清单及参数如表2所示。

表2 采油树处理系统配置清单及参数

设备名称 主要参数采油树存储系统存储数量：不小于4组托座设计载荷：150 t功能：X-Y双向滑移系统采油树吊机方案A吊机型式：龙门吊式设计额定载荷：150 t最大净空间：6 m（上甲板基准）吊机型式：行车式设计额定载荷：150 t最大净空间：6 m（上甲板基准）采油树滑车 设计额定载荷：150 m方案B

2.3 管子处理系统

管子处理系统分为钻杆处理系统和隔水管处理系统。

钻井系统钻井深度15 250 m，立根台的容量需满足钻井深度的要求，钻杆采用符合API规范的Ⅲ类钻杆，单根钻杆长度45 ft（13.7 m），三单根一立柱，立柱高度135 ft（41 m）；通常情况下，需要对直径小于14 in（0.36 m）大于7 in（0.18 m）套管进行建立根作业。单根套管长度30 ft（9.15 m），四单根一立柱，单根套管高度120 ft（27.5 m）。立根组合方案见表3。

表3 立根组合方案

设备名称 容 量钻杆立根6-5/8 in DP 176柱5-7/8 in DP 186柱9-1/2 in DC 5 柱8 in DC 7 柱6-3/4 in DC 8 柱套管立根14 in Casing 45柱7 in Casing 32柱

管子处理系统主要设备清单及参数如表 4所示。

钻井系统最大作业水深3 660 m，提出两隔水管单根接一柱立根的布置方案，单根隔水管长度65 ft，隔水管立柱高度130 ft，由于作业水深的增加，隔水管浮筒的外径也随之增加，在3 660 m水深条件下隔水管浮筒外将超过60 in。

隔水管处理系统主要包括隔水管起重机、隔水管倾斜臂、隔水管指梁、多功能机械臂等，推荐配置见表5。

3 游吊系统

游吊系统主要包括绞车、天车、游车、钢丝绳等，需要根据实际钻井工况对游吊系统各设备的主要参数进行匹配计算。

表4 管子处理系统关键设备及参数 个

序号 名称 数量 参 数1 折臂吊 2最大工作半径：25 m适应管柱直径：2 7/8″≤D≤30″最大作业半径极限载荷：3.5 t 2 动力猫道 2运输管直径范围：2 7/8″～30″极限工作载荷：60 t输送管子最大长度：18 m 3 柱式排管机 2管子夹持直径：2 7/8″≤D≤9 1/2″提升管子范围：2 7/8″-20″工作范围：0.9 m≤K≤4.7 m主臂提升高度：30 m 4 铁钻工 2适应钻杆范围：2 7/8″≤D≤9 1/2″适应套管范围：2 7/8″≤D≤30″最大扭矩：140 000 N·m 5 动力鼠洞 1 适用范围：2 7/8″- 9 1/2″安全工作载荷：10 t

表5 隔水管处理系统关键设备及参数 个

序号 名称 数量 参 数1 指梁 1 储存能力：92柱驱动形式：气动2 吊机 1 提升能力：60 t 3 滑车 1 载荷：40 t 4 倾斜槽 1 载荷：60 t倾斜角：25°5 卡盘 1 载荷：11 500 kN开口通径：75.5 in

3.1 绞车主要技术参数

绞车功率为：

曹爽和他的同党们，很快以大逆不道的罪名，被清除得一干二净。何晏也没能逃过一劫，史书上以最为简单暴力的三个字，记录了他的下场：

式中：V1为大钩最低起钻速度，V1=0.2 m/s；η传动为绞车输入轴至滚筒轴的效率，取值0.932；η滚筒为滚筒缠绳及滚筒轴效率，取值0.97；η游动为游动系统效率，此处游动系统效率按照API规定取值0.673；Q柱为最大钻柱质量，Q柱=q·Lmax；q为钻柱每米长度的质量（按6 5/8″，IEU，S级），q=47.48 kg/m；Lmax为钻井深度，取15 250 m；Q柱=724 t。

所以，绞车功率N=5 830 kW。

3.2 钢丝绳主要技术参数

钻井钢丝绳的选择需要考虑最大钻柱质量及最大钩载两种工况。

钻井系统主要技术参数包括：

式中：Q游为游吊系统载荷，Q游=Q顶驱+Q游车+Q柱=70 t+724 t=794 t；z为有效绳数，其值为16；η游动为游动系统效率，根据API 9B推荐值为0.673。

所以最大钻柱质量下最大快绳拉力为：

在实际施工中，无论SBS改性沥青AC—20C混合料，还是50#AC—20C混合料，其施工都按照普通AC—20C混合料基本要求进行，而对岩沥青与抗车辙剂，在拌制过程中应充分注意具体的添加工艺和拌制时间。因现场拌和楼未设置添加装置，并且其产量相对较低，所以现场施工采用直接投放方式，按照标准的顺序及要求来执行投料与拌制，具体操作方法为：首先，将加热以后的集料投放至拌和锅当中，从观察孔向拌和锅内添加岩沥青或者是抗车辙剂，然后进行15s的干拌；然后，投放70#沥青，进行湿拌，持续23s。

全面贯彻落实党的十八大精神 努力谱写民生水利发展新篇章——在全国水利厅局长会议上的讲话 …………… 陈 雷(1.1)

所需钢丝绳破断载荷为：P快max≥ Smin1×P快绳=3×73.737×9.81=2170 kN

最大钩载的快绳拉力为：

按照最大钩载选定钢丝绳直径d绳，API RP 9B规定最小设计系数Smin2=2。

最大作业水深：3 660 m

P钩max≥ Smin2×P快绳=2×1 068=2 136 kN

钢丝绳破断载荷为：

P断=Max（P快max，P钩max）≥ 2 170 kN

参照API Spec 9A钢丝绳规范，选用6×36 WSIWRC-2160，56 mm钢丝绳，公称破断拉力为2 410 kN，大于钢丝绳所需的破断载荷。

4 旋转系统

钻机的旋转系统关键部件包括顶驱、转盘。

按照最大钻柱质量选定钢丝绳直径d绳，API RP 9B 规定钻井钢丝绳的最小设计系数（即最小安全系数）Smin1=3。

正确处理好支持人大代表依法监督与保护法官独立行使审判权的关系，是司法监督的关键。代表法第3条第3款规定：人大代表享有提出对各方面工作的建议、批评和意见的权利。监督法第5条规定：各级人民代表大会常务委员会对本级人民政府、人民法院和人民检察院的工作实施监督，促进依法行政、公正司法。可见，人大常委会组织人大代表对法院庭审工作进行旁听，是法律规定的监督职责和权利所在。与此同时，宪法第131条规定，“人民法院依照法律规定独立行使审判权，不受行政机关、社会团体和个人的干涉”。

4.1 顶驱主要技术参数

海上钻井日费用较高，为提高钻井效率，用顶驱代替水龙头和转盘，顶驱的主参数包括连续工作扭矩和最大钩载。

顶驱的连续工作扭矩［8］：

式中：Lmax为名义井深上限，为15 250 m。

所以，顶驱连续工作扭矩Mmax≥15 250×10-2-5=147.5 （kN·m）

高压泥浆管汇：7 500 psi

为进一步提升钻机游吊系统工作效率，借助管柱自动化处理系统，实现游吊系统的连续运动作业，顶驱需要配套可伸缩的导轨架，在顶驱从钻台面向上移动的过程中有效避开井口。

4.2 转盘主要技术参数

转盘是海洋钻机设备中主要的承载和旋转部件。起下钻柱或管柱时，承受全部钻柱或管柱的质量；下放水下BOP及水下器具时，承受水下BOP及水下器具的质量；紧急状况下处理井下事故时可用于钻具的旋转。转盘选型时主要考虑转盘开口直径、最大静载荷等。

转盘开口直径必须保证能顺利下放隔水管。目前深水钻井平台配置的转盘通径都在60.5 in（1 536.7 mm）以上，并且随着作业水深的增加，转盘开口直径还会继续增加。超深水半潜式钻井平台钻井系统配套的隔水管漂浮材料外径超过60 in（1 524 mm），隔水管下放作业时安全的的操作间隙通常为5″（127 mm），因此转盘开口直径取为75.5 in（1 727.2 mm）。

转盘最大静载荷是转盘能够承受的最大轴向载荷，其取值不应小于最大钩载11 500 kN。

5 钻柱升沉补偿装置

常见的钻柱升沉补偿装置包括天车补偿装置、游车补偿装置、绞车补偿装置、死绳端补偿装置及伸缩钻杆补偿装置。天车补偿装置在深水、超深水钻井系统中应用最为广泛；在深水、超深水钻机系统中游车补偿装置基本很少应用；绞车补偿装置可显著减轻井架质量但增加补偿功能后绞车功率比普通绞车功率增加30%～50%；死绳端补偿装置的典型代表是豪氏威马公司推出的钻井系统，但目前应用很少；伸缩钻杆补偿装置属于较早期产品，现已基本淘汰。

钻柱升沉补偿按动力供给方式的补偿型式，可以分为被动式、主动式和半主动式。被动式补偿能耗小，但是补偿性能不稳定，滞后较明显，早期使用较多；主动补偿抗干扰能力强、补偿精度高、性能稳定，但是结构复杂、造价高、能耗高；半主动式补偿是介于被动和主动之间的复合系统，与主动式相比可减少所需的动力，补偿精度介于主动与被动之间，因而应用较广泛。

钻井系统配套半主动式天车升沉补偿装置，其主要技术参数包括最大静载荷、最大补偿载荷，天车补偿装置的最大静载荷不应小于钻井系统最大钩载。

在钻井过程时，天车补偿装置的最大补偿载荷Qmax=Q柱+Q游动-F浮。其中：

F浮=ρgV排=1 500×9.8×70.24≈1 030 kN。

因此，Qmax=725+70-103=692 t，天车补偿装置的最大静载荷为1 150 t，最大补偿载荷为692 t。

6 隔水管张紧系统

隔水管张紧装置分为钢丝绳式和液压缸式。钢丝绳式张紧器普遍用于第四代及第五代半潜平台上，主要优势是造价低，缺点是张紧力有限、钢丝绳、滑轮等易磨损，安装重心偏高，同时不适用于双井口作业系统。液缸式张紧器普遍用于第五代、第六代半潜平台上，主要优势是张紧力大、结构简单、质量轻、重心低，但是造价偏高，另外液缸式张紧器配合滑移装置可方便实现双井口之间的滑移。

针对超深水半潜式钻井平台钻井系统，选用液压缸式隔水管张紧器，其主要技术参数包括张紧行程、最大张紧载荷、工作压力等。

采用基于下放钩载的隔水管顶部张力确定方法，按照上限80%大钩载荷进行设计［9］，张紧器张力T=80%×1 150=920 t。

设置6个液压缸承载张紧力，考虑到张紧器失效或维修的情况下，4个液压缸工作情况下张力器尚能为隔水管提供所需要的最小张力，液压缸倾斜角度不大于3°，单缸最小张紧力因此隔水管张紧装置最大张紧力为 F张紧器总= F单缸×6=1 380 t。

通常情况下，超深水钻井系统隔水管张紧装置行程为15.24 m（50 ft），液压系统工作压力21 MPa，空气系统压力21 MPa。

7 井架及钻台

7.1 井架主参数

在确定钻井系统井架井口间距18 m的基础上，还需进一步分析论证包括井架有效高度、V大门高度、井架底部尺寸等关键参数。

7.1.1 井架有效高度H井架

井架有效高度H井架主要取决于钻机起下钻作业中，游车上行到最高位置时，仍能保证有足够的安全高度，与立柱高度、游车长度、顶驱长度、补偿位移、防碰距离密切相关。式中：h立根为立根的有效高度，取41.15 m（135 ft）；l游吊为游车+顶驱实际高度，取13 m；h天车防碰距离为顶部安全防碰空间，取4.5 m（包括3.81 m补偿行程）；h钻台防碰高度为底部安全防碰空间，取4.5 m（包括3.81 m补偿行程）。

因此，H井架=41.15+13+4.5+4.5=63.15 m，确定井架有效高度64 m。

7.1.2 井架底部开裆

井架底部开裆的确定需要综合考虑船体结构、钻台布置等因素。

按照船体月池开口跨距9 m的参数考虑，在保证井架内部充分操作空间的基础上，确保主载荷垂向施加，尽量减少对船体月池两侧结构产生的影响。同时，较小的井架底部开裆对船首侧布置的隔水管立根影响也较小，因此建议井架的底部宽度为11 m。

月池的长度按照42～44 m，在此基础上需要满足采油树下放、BOP下放、钻井绞车布置、同时满足各种设备周边足够有效的操作维护空间，井架的底部开裆长度方向为19.5 m。

因此，井架底部开裆确定为19.5 m×11 m。

7.1.3 V大门有效高度

井架的V大门包括隔水管侧V大门及钻杆侧V大门。

按照操作工艺要求，单根隔水管立根长度为130 ft，是通过可以倾斜的隔水管滑槽运送到钻台面，因此井架隔水管侧V大门有效高度必须要满足隔水管在滑槽内倾斜过程中顺利通过井架，不能干涉。隔水管立根穿舱布置在双层底甲板上，底部距离上甲板7 m，钻台面距离上甲板9 m，因此隔水管立根超出钻台面的距离为：39.63-9-7=23.6 m。安装漂浮材料的隔水管单根外径可达到62 in（1.575 m），在考虑到足够安全空间的基础上，隔水管侧V大门在24 m处净空间不小于1.6 m，以确保隔水管可以顺利通过V大门。

按照1.2节总体布置方案及管柱处理系统流程，在井口完成离线建立根的作业，依靠柱式排管机提升装置完成单根钻柱的HTV（horizon to vertical）动作并送至动力鼠洞，因此钻杆侧V大门的有效高度须满足35 ft单根钻柱在倾斜45°状态下进出井架，所以钻杆侧V大门的有效高度为：

35 ft×sin45°×0.3 048 m/ft=7.6 m。

7.1.4 井架顶部开裆

井架的顶部主要是满足安装天车补偿装置而设计，推荐井架的顶部开裆为6.7 m×6.7 m。

7.2 底座主要参数

钻台高度是底座最为重要的设计参数之一，需要考虑的因素包括：泥浆回流管角度、隔水管张紧器摆动角度、BOP&采油树处理净空间等因素，同时钻台高度又对钻井系统的重心位置影响较大。

钻台高度：

式中：h1为泥浆分配器进口高度，钻井系统布局中h1=3 m；h2为泥浆排出口和泥浆分配器进口之间的垂直落差；h3为泥浆排出口距钻台面高差。

从泥浆排出口至泥浆分配器进口之间回流管的长度为L，倾斜角度一般不小于5°，h2=L×sin，因此h2=2.62 m。

综合考虑转盘、转盘梁、分流器的实际尺寸，分流器上泥浆排出口距钻台面高差h3不小于3 m。

所以，钻台高度H=3+3+2.62=8.62 m，因此确定9 m高的钻台面高度较为合理。

此外，还需进一步核实隔水管张紧器在完全伸出、摆动角度3°时，张紧器和月池侧壁之间保证足够的安全空间。

8 结 论

针对超深水半潜式钻井平台双井口作业系统总体布置方案，结合钻井工艺特点，进行多个关键系统的选型配置研究，为钻井系统关键设备选型提供依据，并对超深水半潜式钻井平台的月池尺寸、总体性能和布置方案的确定具有重要意义。

文中所采用的关键设备选型配置的方法可为其他海洋钻机的设计选型提供参考。

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