深水半潜式钻井平台甲板可变载荷及相关储存空间设计方法.pdf

,,
如卷增刊∀国#查船0一1∃〔凡∋22345

7
,!年∀∀月∃%&∋()∗∀∀∀&+∀,−.卜&&+/+6、89:

;一一一
文章编号∀888<==88!∃88<∀>

深水半潜式钻井平台甲板可变载荷
及相关储存空间设计方法

,,
刘科蒋世全付英军
中海石油研究中心,北京,∀888?

摘要
通过对深水半潜式钻井平台甲板可变载荷及其影响因素的分析,给出了钻井平台甲板可变载荷的设计方
法,同时也给出了平台可变载荷相关储存空间的设计方法≅并结合世界新建深水半潜式钻井平台作业极限给

。。
出了计算实例,计算结果准确合理该方法为深水半潜式钻井平台的设计和建造提供了一定的参考和指导

关键词;深水钻井≅半潜式钻井平台≅甲板可变载荷

,引言

近年来,世界海洋石油正从近海、浅海向深海发展,深海开发中的油气勘探和生产活动大大增加,
深水钻井目前己经成为海洋石油开发领域的热门技术。目前世界上能在深海进行钻并作业的,只有钻
井船和半潜式平台两种移动式深海钻井装置。半潜式平台具有适用水深范围广、环境适应性强、适合
油气开发的各个阶段、定位方式灵活等特点,广泛应用于海洋油气资源开发的钻井、采油等作业。
对于深水钻井作业,随着水深和井深的增加,作业区域离陆地越来越远,深海海况、天气等条件
恶劣,后勤保障困难≅因此,新型深水半潜式钻井平台技术发展的趋势之一就是;平台具有大的甲板
可变载荷和储存能力。
甲板可变载荷是深水半潜式钻井平台的关键性能指标之一,它的大小主要受平台最大作业水深和钻井

。
深度的影响通过以寸可变载荷影响因素的分析,本文给出了深水半潜式钻并平台甲板可变载荷及相关储存
空间的确定方法,并给出了计算实例,以期对半潜式钻井平台的设计和建造有一定的参考和指导作用。

∀深水半潜式钻井平台甲板可变载荷设计方法

、、、、、、
甲板可变载荷主要包括人员备品钻井设备防喷器组等钻具隔水管套管钻杆等
钻材水泥、土粉、重晶石、泥浆等等的载荷。它们主要由平台的作业水深和钻井深度所决定。作

、
业水深主要影响隔水管的数量;钻井深度主要影响钻杆套管数量等≅而这两者同时影响钻井液的用
量,特别是深水隔水管中的钻井液用量。
由于深海环境条件恶劣,离岸较远,后勤供应困难,为保证钻井作业正常进行,要求新建钻井
平台的可变载荷能够满足一口目标井的作业需要。依此为标准,结合世界深水半潜式钻井平台调研,
确定钻井平台的甲板可变载荷公式可为;

Δ
叨Α全.ΑΑΒΧΑΧΑΕΦΧΑ2ΓΧΑΗΧΑ22ΧΑΙ4ΧΑ比ΧΑ。3
一
,,,「,
式3叨Α为甲板可变载荷Η≅乙Β为钻井液载荷日用和备用Η≅Α为隔水管与防喷器载荷Η≅
,,,,,
与Φ为钻杆载荷Η;Αϑ、为套管载荷Η;ΑΗ为油管载荷Η≅Αϑ。为水泥载荷Η≅几。为重晶石载荷Η≅

,。,,7,。
ΑΚ为土粉载荷Η;Α为其他载荷Η≅.Α为系数∀Λ∀Μ根据各载荷的实际计算情况确定
31造船学术沦史

深水半潜式钻井平台泥浆池体积配置方法

钻井液用量大是深水钻井的主要特点之一≅因此,新一代的深水钻井平台都配有容量巨大的双

。、。
用泥浆池根据井身结构套管程序等,确定不同时段内的最大钻井液用量,从而确定泥浆池的容积
其中;日用泥浆池的初步配置公式;

、
气全.4味Β4

,,,,。
式04为日用泥浆池体积ΒΝ≅珠Β4、为隔水管和井眼最大体积Β,≅.4为系数3一∀Μ
备用泥浆池初步配置公式;
不健.Δ04Ν

,,,,7。
式Ν中0Δ为备用泥浆池体积Β,≅匕为日用泥浆池体积ΒΝ≅.Δ为系数一般要求大于等于∀Μ

Ν深水半潜式钻井平台灰罐体积配置

、、、、
应根据地质条件井身结构套管程序等确定土粉水泥重晶石的用量,从而确定散装灰罐的
体积。灰罐初步配置公式;
从全Ο乙ΠΕΓ<

,,,,,7。
式<中Θ为灰罐体积ΒΝ≅Α为干料载荷Η≅ΕΓ为干料堆积密度眺Β,≅口为系数3一∀Μ

<计算实例

。
假设;在建目标平台设计最大作业水深为Ν888Β,最大钻井深度为&888,Β以下将以此为基础,
对目标平台的甲板可变载荷和储存空间配置进行分析计算。

7
<∀目标平台甲板可变载荷计算

、、
根据深水井结构需要,选取使用隔水管钻杆套管等的基本参数≅然后,根据表3假设的井身
结构,对各载荷分别进行分析计算。
表∀假设深水井身结构

一一
井眼尺寸Π#ΡΝ>>∀?3Π∀,3Π<=3Π
井深ΠΒΝ8!8Ν=8ΜΜΜ∀8?Μ∀8∀8888

一一
套管尺寸Π#ΡΝ>8∀ΝΝΠ=!ΜΠ=
套管下深ΠΒ!8=88Μ88<Μ88

77
<∀∀钻井液载荷

、、、
钻井液体积主要由;套管的内容积井眼的内容积隔水管的内容积地面管汇和钻杆的排代体

。,