海上石油钻井装置.pdf

钻井工程新工艺、新技术与设备检修实用手册·*)(·
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第十三章海上石油钻井装置

第一节海上石油钻井设备

一、海上石油钻井装置的类型

在海上油田的勘探开发过程中，不论是在勘探阶段钻勘探井，还是在开发阶
段钻生产井，均要在海上石油钻井装置（平台）上进行作业。
海上石油钻井装置（平台）的类型很多，大体上可分为固定式和移动（活动）式
两大类。

!固定式钻井装置包括：桩基（导管架）式平台和重力式平台；用于深水作业
的顺应式平台，如牵索（绷绳）塔式平台、张力腿式平台、浮力塔式平台；用于浅水
作业的人工岛。

"移动式钻井装置包括坐底式钻井平台、自升式钻井平台、半潜式钻井平台
和钻井船。
各类钻井装置的结构形式在第一章第四节中已介绍过，这里不再赘述。
由于固定式钻井平台适宜在油田开发阶段钻生产井，而后作为采油平台使
用，且有储油、系泊等多种功用，所以将其放在第五章中讲述。本章只介绍移动式
钻井装置。

二、海上移动式钻井装置的特点

!"坐底式钻井平台
坐底式钻井平台是一种由沉垫（浮箱）、立柱、上层平台（甲板）和抗滑桩等部
分组成的移动式平台。坐底式钻井平台工作时，先由拖轮将其拖至井位，然后灌
水下沉，沉垫坐底后，打好抗滑桩，就可钻井作业。由于坐底式平台甲板高度固
定，其工作水深较浅（一般为#$%&’），因而适宜在极浅海区打探井。这种平台钻
·(!’·第十三章海上石油钻井装置
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井时有沉垫坐在海底，只要海底土壤密实、平坦无严重冲刷，是比较稳定的，另外
平台上设有抗滑桩，可提高平台的坐底稳定性。
坐底式钻井平台的优点是能提供稳定的钻井场地，移动性能好，而且改装后
可作为采油平台、储油平台、生活与动力平台等。缺点是上层平台高度固定，不能
调节，工作水深有限；拖航时阻力大；当海底冲刷严重时，钻井易移位，需要采取防
滑移、防冲刷及防淘空等措施。
我国现有自行设计建造的“胜利二号”、“胜利三号”和从国外购进、国内改装
的“胜利四号”等坐底式钻井平台，仍用于海上作业。
!"自升式钻井平台
自升式钻井平台是一种由驳船形船体（上层平台）和数根能够升降的桩腿（带
沉垫或不带沉垫）组成的移动式平台。
自升式钻井平台工作时，先由拖轮拖至井位，抛锚定位，通过桩腿升降装置
（机构）将桩腿插入海底，进行预压后，再用升降装置把船体上升到海面以上一定
高度，便可钻井。完成一个井位的钻井作业后，船体降至海面，拔起桩腿并将其升
至拖航位置，整座平台便可用拖轮拖到新井位。为适应不同的工作水深，需由升
降装置完成升降船和升降桩的工作，在着底作业时，应保持平台位置固定；在拖航
时，应保持桩腿位置固定。整个升降装置系统包括动力系统、船体升降机械、桩腿
的升降结构和固桩结构。升降装置目前常用的有气动、液压和电动齿轮齿条#种
传动方式。通常桁架桩腿采用电动齿轮齿条传动方式，圆形或方形管柱桩腿采用
气动或液压方式。
自升式钻井平台主要用于打探井，也可用于打生产井和作为早期生产中的钻
采平台，而且可进行修井作业。
自升式钻井平台工作时靠其桩腿支撑站立在海底，因而能够提供稳定的钻井
场地。它适用于不同的海底土壤条件和百米的水深范围。这种钻井平台具有机
动灵活，移动性能好的特点。另外不带沉垫的自升式平台用钢量较少，造价较低，
便于建造。
自升式钻井平台的缺点是：拖航较困难，在拖航时抵御风暴袭击的能力差；平
台定位或离位时操作复杂，且对波浪很敏感；由于带沉垫的自升式平台受海底冲
刷而使基础破坏，容易造成整个装置的滑移；当工作水深加大时，桩腿的长度、截
面尺寸、重量均将迅速增大，同时使平台在拖航状态和工作状态的稳定性变差，因
而不适于在水深大的海区工作（一般最大工作水深在$%%&左右）；大型自升式平
台的桩腿存在振动问题。
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由于目前正开发的油田大部分水深均不大（一般都在!""#以内），因而自升
式平台仍被广泛应用。世界各国正在使用中的自升式平台约占移动式钻井装置
总数的$"%以上。我国海上钻井作业大多数也是使用自升式平台，如：“渤海四
号”“渤海五号”“渤海七号”“渤海八号”“渤海十号”“南海三号”“南海四号”“勘探
二号”“胜利五号”“胜利六号”等自升式钻井平台。其中“渤海五号”“渤海七号”是
我国自行设计建造的自升式钻井平台。
&’半潜式钻井平台
半潜式钻井平台是类似于坐底式平台的一种移动式钻井装置。这种