海上鉆井操作平臺布置形式分析探討及運用實例

海上鉆井操作平臺布置形式分析探討及運用實例

摘要：海洋平臺空間緊張，尤其在平臺井口區(qū)域，一方面各類管線及采油設備眾多，另一方面鉆完井、建造施工和操作運營各方先后在需要在此區(qū)域進行施工作業(yè)，同時各方對操作平臺的高度要求互相沖突。本文對海上鉆井操作平臺設置的兩種可行做法進行對比分析，總結各自的優(yōu)缺點，并得到兩種方案各自理想的運用條件。對后續(xù)海上平臺的設計是良好的借鑒和指導。關鍵詞：鉆井操作平臺；采油樹；固定平臺；海洋工程設計OffshoreDrillingOperationPlatformDesignAnalysisandPracticesLiuYangBin,ChenXi(EngineeringConstructionCenter,CNOOC(China)co.,LTD.TianjinBranch,Tianjin300459,China)Abstract:Offshoreplatformspaceisverytight,especiallyinthewellheadareaofplatform.Allthepipelinesandoilrecoveryequipmentsarecomplicatedandcrowded;ontheotherhand,thedrillingoperators,constructionbuildersandproductionoperatorswillworkinthesamewellheadareaoneaftertheother.Atthesametime,allrelatedpartiestotheoperationplatform,highrequirementsconflictwitheachother.Inthispaper,theoffshoredrillingoperationplatformsuggestedtosetuptwotypesoffeasiblemethodsofcomparinganalysis,summeduptheirrespectiveadvantagesanddisadvantagesoftheusingoftheidealconditionofeachtype.Thesubsequentdesignofoffshoreplatformisagoodreferenceandguidanceforotherprojects.KeyWord:DrillingOperationPlatform;ChristmasTree;FixedPlatform;OffshoreEngineeringDesign1.海上鉆井操作平臺簡介以渤海海域的海上固定平臺的常規(guī)施工工序，在井口平臺導管架完成海上安裝后，一般將由鉆井船在導管架上進行第一批鉆完井施工作業(yè)。因此，在平臺上部組塊安裝之前，需要提前在隔水套管頂端安裝鉆井作業(yè)操作平臺甲板結構（通常工程方和鉆井方稱之為鉆井小平臺）。該平臺甲板需設置在隔水套管頂端，以常見的H200╳200的型鋼為支撐骨架，上部鋪設柵板（也有項目直接鋪設防滑鋼板的），四周設欄桿，供鉆井方在導管架上進行鉆完井作業(yè)施工時使用。鉆井操作平臺的海上安裝實例見圖1。由于井口區(qū)隔水導管和采油樹與平臺主體導管架結構的沉降速率是不同的，鉆井操作平臺與平臺甲板不能進行主結構直接連接，僅能在局部進行次梁對接或小尺寸型鋼吊柱焊接。因此，在平臺上部組塊安裝完成后，需要將原鋪設的格柵全部更換為鋼板，四周設擋水沿，（與平臺生產(chǎn)區(qū)甲板結構連通的，需設置開排地漏系統(tǒng)與組塊開排系統(tǒng)連通），形成平臺組塊永久性的井口區(qū)采油樹下方配管檢修/施工平臺。2.海上鉆井操作平臺設計方案及分析在考慮鉆完井施工人員的完井安裝采油樹的施工便利性、平臺建造方海上施工人員對井口管線進行連接施工的便利性、以及平臺正式投產(chǎn)后生產(chǎn)操作人員對井口生產(chǎn)設施的操作便利性三個不同的需求后，渤海海上平臺的常規(guī)采用做法包括：（1）將隔水導管頂部標高定在低于采油樹安裝后進行生產(chǎn)操作所在的甲板標高的1m處，而鉆井操作平臺標高定在低于井口甲板約1.5m處；（2）鉆井操作平臺標高與井口甲板空缺區(qū)域齊平，在組塊吊裝后連成一個整體平面，在其上另裝一個高出約1.5m的井口操作平臺。上述兩種方式均能夠滿足實際各方需求，但是也存在各自優(yōu)劣，具體分析如下：2.1鉆井操作平臺低于組塊下層（或中層）甲板1.5m的安裝方式當鉆井操作平臺低于組塊井口生產(chǎn)區(qū)甲板（一般是下層甲板或中層甲板）1.5m時，隔水導管頂標高一般定在低于下層（或中層甲板）1m的標高位置。原因在于：采油樹在安裝于隔水導管頂部時，在其下部分體主閥閥體與隔水導管頂部之間還有套管頭、雙公、套管接箍、環(huán)板4個配件，總高度0.98m。即是說，當這4個配件安裝于隔水導管頂部后，采油樹主閥的下表面法蘭正好與組塊下層甲板（或中層甲板）高度齊平，同時也能確保主閥兩側的操作手輪高出組塊下層甲板（或中層甲板），在組塊吊裝后，將井口區(qū)甲板鋪設（一般井口區(qū)甲板都是在陸地建造時預留不裝梁格，海上吊裝組塊后再安裝并鋪板）后，其下方與鉆井操作平臺（恢復四周欄桿、重鋪花紋鋼板）之間的800mm左右的高度空間（假定井口區(qū)最大的H型鋼高度為700mm）供施工人員進行井口管線連接以及將來生產(chǎn)人員檢修采油樹下方管線使用。具體的相對標高示意如圖2。2.2鉆井操作平臺與組塊下層（或中層）甲板齊平，另裝井口操作平臺當鉆井操作平臺的設計標高定在與組塊下層（或中層）甲板一樣高的時候，隔水導管頂標高也定為高于組塊下層（或中層）甲板500mm處。即是說，當套管頭、雙公、套管接箍、環(huán)板4個配件安裝于隔水導管頂部后，采油樹主閥的下表面法蘭正好與井口操作平臺甲板上表面高度齊平，同時也能確保主閥兩側的操作手輪高出井口操作平臺。這樣組塊吊裝后采油樹連同其下面的套管頭等配件都高出組塊下層（或中層）甲板，整體相對直觀便于觀察。當井口區(qū)域的甲板全部完成鋪設工作后，才能再進行井口操作平臺的安裝。井口操作平臺鋪設格柵，不設地漏。具體的相對標高示意圖3。3結論經(jīng)過對上述兩種鉆井操作平臺方案各自的優(yōu)缺點的對比，可以得出如下推薦結論：（1）第一種方式推薦運用在浮托安裝平臺上使用；由于組塊浮托安裝時須盡可能降低導管架井口區(qū)采油樹裝置的高度，避免組塊最下層甲板結構碰撞井口區(qū)裝置。因此采用該方案海上結構施工量相對較小，可避免組塊最下層甲板結構碰撞井口區(qū)裝置。（2）第二種方式推薦運用在于吊裝方式安裝的井口平臺上。該方案便于施工及生產(chǎn)檢修，保證井口甲板安全，雖然施工量較大，但是對于采用吊裝方案安裝的井口平臺重量、尺寸均不會過大，經(jīng)濟性及施工量均能滿足。Reference[1]Q/HSGC(H)BZ02006-2014《固定式平臺上部模塊海上吊裝設計推薦作法》[S]北京中國海洋石油總公司,2014-5[2]《海上固定平臺總體設計規(guī)范》[S]北京中海石油（中國）有限公司,2015-2[3]Q/HS3003-2013《渤海海域鋼質固定平臺結構設計規(guī)則》[S]北京中國海洋石油總公司,2014-4[4]柳揚斌.淺談渤海固定平臺模塊套井口吊裝安全間距[A].2016年天津市石油學會科技成果論文集[C].2016.12.姓名：柳揚斌畢業(yè)