GB∕T 29549.1-2023 海上石油固定平臺模塊鉆機 第1部分：設計（正式版）

海上石油固定平臺模塊鉆機Specificationsforoffshoremodulardrillingrigsonfixedplatforms—Part1:Design2023-11-27發(fā)布國家市場監(jiān)督管理總局國家標準化管理委員會IGB/T29549.1—2023 Ⅲ 12規(guī)范性引用文件 13術語和定義 14縮略語 25基本要求與參數(shù) 35.1基本要求 35.2基本參數(shù) 36模塊劃分與布置 56.1模塊劃分 56.2模塊布置 57模塊設計 57.1通則 57.2鉆井設備系統(tǒng)模塊(DES) 67.3鉆井支持系統(tǒng)模塊(DSM) 97.4散裝罐模塊(P-Tank) 7.6結構設計 7.7輔助系統(tǒng) 8平臺界面 8.1總體布置 8.2安全界面 8.3公用系統(tǒng)界面 8.4電氣界面 8.5儀表通信界面 8.6井控系統(tǒng) 8.7結構界面 附錄A(資料性)模塊鉆機典型布置示意圖 參考文獻 Ⅲ本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件是GB/T29549《海上石油固定平臺模塊鉆機》的第1部分。GB/T29549已經(jīng)發(fā)布了以下部分：——第1部分：設計；——第2部分：建造；本文件代替GB/T29549.1—2013《海上石油固定平臺模塊鉆機第1部分：設計》,與GB/T29549.1—2013相比，除結構調(diào)整和編輯性改動外，主要技術變化如下：a)更改了表1中的絞車額定功率(見5.2,2013年版的4.2);b)更改了模塊布置部分描述(見6.2,2013年版的5.2);c)更改了各專業(yè)提交的典型資料清單(見7.1.14,2013年版的6.1.11);d)更改了公式(4)的字母代號說明，更改了圖1(見7.2.2,2013年版的6.2.2);e)更改了公式(6)的部分錯誤(見7.3.2.1.1,2013年版的6.3.2.1.1);f)更改了鉆井液罐容積計算方法(見7.3.2.2,2013年版的6.3.2.2);g)更改了表4中各種工況下鉆機設備負荷率(見7.3.2.3,2013年版的6.3.2.3);h)更改了P-Tank的具體布置要求(見7.4.1,2013年版的6.4.1.1);i)增加了平板車裝船技術要求(見7.6.5.3.2);j)更改了重要構件最大應力比(見7.6.7.1,2013年版的6.6.8.1)。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構不承擔識別專利的責任。本文件由全國石油鉆采設備和工具標準化技術委員會(SAC/TC96)提出并歸口。本文件起草單位：中海油研究總院有限責任公司、中國石油天然氣股份有限公司勘探開發(fā)研究院、寶雞石油機械有限責任公司、南陽二機石油裝備集團股份有限公司、中油國家油氣鉆井裝備工程技術研究中心有限公司、中石化四機石油機械有限公司。本文件及其所代替文件的歷次版本發(fā)布情況為：——2013年首次發(fā)布為GB/T29549.1—2013;——本次為第一次修訂。GB/T29549旨在確定普遍適用的海上固定平臺模塊鉆機設計、建造、海上安裝、調(diào)試與驗收的基本要求。擬由三個部分組成：——第1部分：設計。目的在于確立模塊鉆機設計的基本要求與參數(shù)、模塊劃分與布置、模塊設計以及模塊鉆機與所在平臺界面的要求。 第2部分：建造。目的在于確立模塊鉆機結構、管線、舾裝制造和設備安裝與調(diào)試的要求——第3部分：海上安裝、調(diào)試與驗收。目的在于確立模塊鉆機的海上吊裝、海上設備安裝于系統(tǒng)連接、系統(tǒng)調(diào)試和驗收的要求。GB/T29549.1首次發(fā)布于2013年，本次修訂主要結合近年來本文件的實際應用情況，對部分條款進行了修改和完善，修訂過程中始終堅持以下原則。a)依據(jù)國家現(xiàn)有的法律法規(guī)，結合國際、國內(nèi)相關國家標準和企業(yè)標準現(xiàn)狀，保證鉆機作業(yè)安全、b)編制著眼于目前國內(nèi)模塊鉆機現(xiàn)狀，既保證按照本文件設計的模塊鉆機作業(yè)安全、高效、可靠，同時也能與國內(nèi)海洋石油行業(yè)整體加工建造水平相適應。c)本文件結合我國多年來的海上石油固定平臺模塊鉆機設計經(jīng)驗，本著作為一個方法標準來嚴格要求，并突出了海上石油固定平臺模塊鉆機模塊化、便于運輸、安裝和使用的特點。本次修訂主要結合了近年來平板車裝船、鉆井液罐容積需求等具體施工經(jīng)驗，對原有做法進行了補充和完善。IN1海上石油固定平臺模塊鉆機本文件規(guī)定了海上石油固定平臺模塊鉆機(以下簡稱“模塊鉆機”)的基本要求與參數(shù)、模塊劃分與布置、模塊設計以及平臺界面的要求。本文件適用于模塊鉆機的設計。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T3836.1爆炸性環(huán)境第1部分：設備通用要求GB4914海洋石油勘探開發(fā)污染物排放濃度限值GB/T8423.5石油天然氣工業(yè)術語第5部分：設備與材料GB18420.1海洋石油勘探開發(fā)污染物生物毒性第1部分：分級GB/T25428石油天然氣工業(yè)鉆井和采油設備鉆井和修井井架、底座GB/T31049石油天然氣鉆采設備頂部驅(qū)動鉆井裝置GB50370氣體滅火系統(tǒng)設計規(guī)范SY/T6671石油設施電氣設備場所I級0區(qū)、1區(qū)和2區(qū)的分類推薦作法SY/T6962海洋鉆井裝置井控系統(tǒng)配置及安裝要求SY/T10030海上固定平臺規(guī)劃、設計和建造的推薦作法工作應力設計法3術語和定義GB/T8423.5界定的以及下列術語和定義適用于本文件。放置在海上石油固定平臺甲板上，采用模塊結構的組裝式海上鉆機。注：由鉆井設備系統(tǒng)模塊、鉆井支持系統(tǒng)模塊、散裝罐模塊、固井模塊、測井模塊和錄井模塊等安裝組成。鉆井設備系統(tǒng)模塊drillingequipmentset放置在海上石油固定平臺甲板上，實現(xiàn)鉆井作業(yè)時提升和旋轉(zhuǎn)功能的設備和結構。鉆井支持系統(tǒng)模塊drillingsupportmodule放置在海上石油固定平臺甲板上，為鉆機提供作業(yè)支持的設備和結構。2注：由柴油發(fā)電機組、燃油罐、空氣壓縮機及儲氣罐、電動機控制中心、鉆井液罐、鉆井泵及輔助設備、管子堆場、管線及電纜橋架等組成。為配制鉆井液、水泥漿提供散裝材料存儲的罐體和管匯單元。測井模塊loggingmodule注：由上導軌和下導軌組成，上導軌為鉆機上底座的滑移軌道，下導軌為鉆機下底座的滑移軌道?；葡到y(tǒng)skiddingsystem用于實現(xiàn)DES縱向和橫向移動覆蓋井槽區(qū)的相關設備。的鋼結構，能縱向和橫向移動以到達各井口進行作業(yè)。注：通常分為上底座和下底座兩個部分。作業(yè)者operator油氣田所有者中具有行動權的作業(yè)決策方。模塊鉆機與其所在平臺關聯(lián)的各系統(tǒng)。4縮略語下列縮略語適用于本文件。DES:鉆井設備系統(tǒng)模塊(DrillingEquipmentSet)3DSM:鉆井支持系統(tǒng)模塊(DrillingSupportModule)PLC:可編程邏輯控制器(ProgrammableLogicController)P-Tank:散裝罐模塊(PowderTankmodule)QHSE:質(zhì)量健康安全環(huán)保(QualityHealthSafetyEnvironment)5基本要求與參數(shù)5.1.1模塊鉆機應能在海上石油固定平臺上安全、高效地進行鉆完井及修井作業(yè)。5.1.2模塊鉆機的設計、建造應利于內(nèi)部各系統(tǒng)間的連接和調(diào)試，以及在海上平臺之間的搬遷。模塊鉆機按最大鉤載分為7個級別，各級別鉆機的主要基本參數(shù)應符合表1的規(guī)定。1模塊鉆機基本參數(shù)鉆機級別30/1800名義鉆深范圍m127mm鉆桿2000～32002800～45004000～60005000～80005000～80007000～10000114mm鉆桿2500～40003500～50004500～70004500～70006000～90007500～12000最大鉤載絞車額定功率410～710游動系統(tǒng)繩數(shù)鉆井繩數(shù)88最多繩數(shù)鉆井鋼絲繩公稱直徑mm80/5850級別為非優(yōu)先選用級別。56模塊劃分與布置6.1模塊劃分模塊鉆機宜劃分為DES、DSM、P-Tank、固井模塊、測井模塊和錄井模塊，其中固井模塊、測井模塊和錄井模塊為臨時設備。6.2模塊布置6.2.1DES模塊應布置在平臺井槽區(qū)域，上下底座可以縱向或橫向移動，宜采用上、中、下三層布置。6.2.2DSM模塊宜布置在DES井架開口前方。宜與沿井架開口方向的井槽區(qū)中心線對稱布置，采用6.2.3P-Tank、固井模塊和錄井模塊宜布置在平臺主甲板，測井模塊宜布置在DSM上層。6.2.4各模塊布置示意圖見附錄A的圖A.1。7模塊設計7.1.1在所有與鉆完井及修井作業(yè)相關的區(qū)域，模塊鉆機的各單元應在符合QHSE要求的條件下滿足作業(yè)要求。7.1.2危險區(qū)劃分應符合SY/T6671的規(guī)定。7.1.3應采用自然通風或強制通風措施防止可燃氣體聚集。危險區(qū)和安全區(qū)的通風系統(tǒng)應彼此獨立。7.1.4應設置防火隔壁和防火甲板。7.1.5應設置逃生路線、緊急集合點、兩個以上逃生出口。主逃生通道寬度應不小于1m,凈空高度應不小于2.2m。7.1.6應配置呼吸器、防護服等作業(yè)人員個人防護設備。7.1.7與職業(yè)健康、消防安全、救生、逃生等相關的位置或設備設施上，應設置明顯標識。7.1.8電氣設備的選型應符合GB/T3836.1的規(guī)定。7.1.9應與模塊鉆機所在平臺安全消防系統(tǒng)、公用系統(tǒng)、電氣儀表系統(tǒng)留有接口界面，接口界面應符合第8章的相關規(guī)定。7.1.10結構件應采取表面處理、涂裝等防腐措施，所有鋼隔柵、梯子踏步、樓梯和其他需進行表面鋅處理的構件宜在焊接之后再進行熱浸鋅處理。模塊鉆機各設備應根據(jù)鉆機作業(yè)海域環(huán)境條件采取相應的防腐措施。7.1.11鉆臺及相對高度2m及以上的工作臺面四周應安裝防護欄桿。7.1.12儲氣罐和氣源處理裝置的布置應便于壓力觀測和維修保養(yǎng)。7.1.13所有液氣路元件的布置應滿足安全要求，并便于操作，同時確保管線接頭的順利接入和更換。7.1.14模塊鉆機設計階段宜劃分為概念設計、基本設計、詳細設計、施工設計。各設計階段至少應形成表2所列的各項文件。表2基本設計階段各專業(yè)提交的典型資料清單專業(yè)名稱規(guī)格書報告計算書設備清單數(shù)據(jù)表料單圖紙總體●————●機械●—●●●6表2基本設計階段各專業(yè)提交的典型資料清單(續(xù))專業(yè)名稱規(guī)格書報告計算書設備清單數(shù)據(jù)表料單圖紙暖通●—●●———●電氣●—●●●—●儀表● ●●通信●●結構●●●●●舾裝●——●工藝● ●配管● ● ●●安全●防腐●注：“●”表示需提交文件，“—”表示不需提交文件。7.2鉆井設備系統(tǒng)模塊(DES)7.2.1.1.1井架大腿應以轉(zhuǎn)盤為中心進行布置，井架大門宜朝向管子堆場。7.2.1.1.2井架二層臺應配置安全帶和個人防墜落設施。7.2.1.1.3井架應布置輔助撤離逃生設施和/或高空安全逃生裝置。7.2.1.2.1上底座宜布置上底座滑移系統(tǒng)、防噴器懸吊系統(tǒng)、鉆臺及鉆臺設備等。7.2.1.2.2下底座宜布置上底座導軌、下底座滑移系統(tǒng)、振動篩、除氣器、除砂器、除泥器、離心機等設備。7.2.1.2.3應配置兩個防噴器懸吊，其中任一個防噴器懸吊的起重能力應不小于所操作的防噴器組的最大質(zhì)量。7.2.1.3.1導軌的布置應滿足底座穩(wěn)定及鉆完井和修井作業(yè)的要求。7.2.1.3.2下底座導軌固定于平臺的頂層甲板上，上底座導軌置于下底座上。上下底座導軌應垂直7.2.1.3.3下底座兩條導軌應覆蓋整個井口區(qū)，寬度應根據(jù)井槽排列確定。下底座導軌應至少有一條布置在工作區(qū)甲板結構梁正上方。7.2.1.3.4滑移系統(tǒng)動力裝置的布置應便于操作、維護和保養(yǎng)；控制臺的位置應使操作人員具備良好的視野。77.2.1.4.3鉆井絞車滾筒軸向?qū)ΨQ中心面宜與轉(zhuǎn)盤中心對正，井架大門開口的垂直中心線和坡道中線應在同一個垂直面內(nèi)。7.2.1.4.4司鉆房宜布置在鉆臺右側(cè)、鉆井絞車右前方，在司鉆房內(nèi)能看到或監(jiān)視到轉(zhuǎn)盤中心、絞車、游7.2.1.4.5司鉆房內(nèi)應安裝鉆井設備控制系統(tǒng)、鉆井監(jiān)控系統(tǒng)及鉆井儀表等。7.2.1.4.6司鉆房內(nèi)的鉆井設備控制系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、扭矩表、立管壓力表、指重表等宜布置于司鉆和轉(zhuǎn)盤之間，便于司鉆觀察或操作的位置。7.2.1.4.7節(jié)流/壓井管匯、立管管匯宜布置在鉆臺易于司鉆觀察和操作的位置。7.2.1.4.8液壓貓頭宜安裝在轉(zhuǎn)盤與鉆井絞車之間。7.2.1.4.9小鼠洞宜布置在鉆臺上井架大門中線和轉(zhuǎn)盤中心的平面上，位于轉(zhuǎn)盤正前方，靠近轉(zhuǎn)盤。7.2.1.4.10大鼠洞(如配置)宜靠近立管管匯布置。7.2.1.4.11應布置不少于兩臺輔助工作小絞車。7.2.1.5.1固控設備宜布置在DES下底座中層。7.2.1.5.2鉆井液返回管應向下傾斜，管子中心線與水平面夾角宜不小于5°。7.2.1.6防噴器及控制系統(tǒng)7.2.1.6.1防噴器的布置應保證能夠順利移離井口區(qū)，以滿足檢測維修時的需要。7.2.1.6.2防噴器控制系統(tǒng)的布置應便于人員操作。7.2.1.6.3防噴器控制系統(tǒng)宜布置在安全區(qū)的敞開位置，并靠近通往生活區(qū)的逃生通道。如不滿足以上條件，則應在防噴器控制系統(tǒng)與鄰近危險區(qū)之間布置防火墻。7.2.1.6.4節(jié)流閥專用控制裝置和防噴器司鉆控制盤應布置在司鉆附近，防噴器遠程控制盤至少有一個應布置在安全區(qū)便于操作的位置。7.2.1.6.5鉆井液液氣分離器應布置在靠近節(jié)流管匯一側(cè)的鉆臺邊緣處。7.2.2主要參數(shù)確定鉆井最大鉤載(Q的載)應滿足公式(1):Q的載≥1.2×F管柱+500 (1)式中：F管柱——鉆完井作業(yè)中的最大管柱質(zhì)量，單位為千牛(kN)。鉆完井及修井作業(yè)中的最大管柱質(zhì)量應按公式(2)計算：F管柱=(L1×G空+L?×G空×f)×[1-2×Y液/(Y柱×3)]……………(2)式中：L?——定向井中管柱垂直投影長度，單位為米(m);L?——定向井中管柱水平投影總長度，單位為米(m);G室——管柱在空氣中的單位長度的重量，單位為千牛每米(kN/m);f——摩擦因數(shù)，套管內(nèi)宜取0.25～0.30,裸眼宜取0.30;8γ液——鉆井液密度，單位為克每立方厘米(g/cm3);Y柱——管柱材質(zhì)密度，單位為克每立方厘米(g/cm3)。模塊鉆機最大鉤載應根據(jù)公式(1)計算結果從表1中選擇。7.2.2.2.1鉆臺高度取值應滿足凈空高度要求。7.2.2.2.2鉆臺凈空高度應大于按公式(3)和公式(4)計算結果中的較大者。鉆臺凈空高度計算示意圖見圖1。1——鉆臺面；2——平臺上層甲板；3——振動篩；圖1鉆臺凈空高度計算示意圖鉆臺凈空高度應滿足井口裝置和防噴器組安裝的需要，按公式(3)計算：H=H?+H? H——鉆臺凈空高度，單位為米(m);H?——井口裝置和防噴器組的總高度，單位為米(m);H?—-喇叭管(或分流器)高度，單位為米(m);其中，喇叭管頂部到鉆井液返回管中心線的高度不小于0.8m。按固控設備正常工作的需要，鉆臺凈空高度應按公式(4)計算：H=h+B+H?/2 鉆井液返回管坡度所要求的高度應按公式(5)計算：B=LXtga (5)h——振動篩鉆井液入口相對平臺上層甲板的高度，單位為米(m);B——鉆井液返回管坡度所要求的高度，單位為米(m);L——鉆井液返回管的長度，單位為米(m);H?——鉆臺面相對振動篩進液口的高度，單位為米(m);a——鉆井液返回管中心線向下傾斜與水平線的夾角。其中，鉆井液返回管的長度通常取5m～8m。97.2.2.3頂部驅(qū)動裝置最大扭矩和功率7.2.2.3.1頂部驅(qū)動裝置的額定荷載應不小于鉆機最大鉤載。7.2.2.3.2頂部驅(qū)動裝置最大連續(xù)輸出扭矩和對應轉(zhuǎn)速值應滿足目標油田鉆完井作業(yè)需求。7.2.2.3.3頂部驅(qū)動裝置的參數(shù)應符合GB/T31049的要求。7.2.2.4井控設備壓力級別7.2.2.4.1防噴器組(環(huán)形防噴器除外)壓力等級應不低于目標油田裸眼井段的最高地層壓力。7.2.2.4.2節(jié)流和壓井管匯的壓力等級應與防噴器組壓力等級一致。井架設計應滿足GB/T25428的要求。7.2.3.2.1鉆臺設備應滿足海上的腐蝕環(huán)境及工作壽命的要求。7.2.3.2.2轉(zhuǎn)盤的開口直徑、功率應滿足鉆井作業(yè)要求。7.2.3.2.3手動大鉗應配置安全繩。7.2.3.2.4液壓大鉗的壓力系統(tǒng)應配置安全閥，安全閥的設定壓力不應高于液壓大鉗壓力系統(tǒng)的最大工作壓力。7.2.3.2.5設備相互關聯(lián)的系統(tǒng)，其最大允許工作荷載應按照系統(tǒng)中最薄弱部件進行計算。7.2.3.3.2振動篩、除氣器、除砂器、除泥器的處理能力宜為鉆井時最大排量的100%～125%,離心機處理能力宜為鉆井時最大排量的5%～10%。7.2.3.4.2防噴器組控制裝置應能在30s內(nèi)關閉任何一個閘板防噴器。對于公稱直徑小于476.25mm(1834in)的環(huán)形防噴器，關閉時間不應超過30s。公稱直徑大于或等于476.25mm(1834in)的環(huán)形防噴器，關閉時間不應超過45s?？刂蒲b置的泵組宜使用兩種以上相互獨立的驅(qū)動動力源。7.2.3.4.3防噴器遠程控制臺應不少于2個，布置在鉆臺、作業(yè)者辦公室等處。7.2.3.4.4任一蓄能器組不工作所造成的蓄能裝置總?cè)莘e的減少值，不應超過原總?cè)莘e的25%。7.2.3.4.5計量罐宜布置在DES下底座的中層甲板，計量泵宜靠近計量罐布置。7.2.3.4.6鉆井液氣體分離系統(tǒng)應按鉆井可能產(chǎn)生的最大預期流速來設計，除氣器放空的氣體宜從井架放空管排出。7.3鉆井支持系統(tǒng)模塊(DSM)7.3.1.1.1鉆井泵宜布置在鉆井液罐附近。7.3.1.1.2鉆井泵布置應滿足正常操作、維修保養(yǎng)和逃生的要求，在頂部預留維修用吊梁(吊耳)及吊運工具。7.3.1.1.3應為鉆井泵、鉆井液管匯及電機、灌注泵等輔助設備留有安裝面積和空間，鉆井液罐之間應配備相應隔離閥。7.3.1.1.4混合漏斗應布置在便于上料和操作的位置，且應能加料至每個鉆井液罐。7.3.1.1.5吊機應覆蓋卸貨區(qū)，卸貨區(qū)的大小應滿足鉆完井作業(yè)要求。7.3.1.1.6散料區(qū)應布置叉車等搬運設備，并采取通風措施。7.3.1.2動力模塊7.3.1.2.1發(fā)電機組宜布置在動力模塊的下層。7.3.1.2.2發(fā)電機組的布置應留有設備安裝、維修和通風散熱空間，在頂部預留維修用吊梁(吊耳)及吊運工具。7.3.1.2.3發(fā)電機組動力橇的布置應滿足發(fā)電機組的防爆及防震要求，其排煙口位置和方向宜朝向盛行風的下風向。7.3.1.2.4配電及電氣控制系統(tǒng)宜布置在動力模塊的中層，且便于動力電纜和控制電纜的敷設、連接。7.3.1.2.5主燃油罐和日用燃油罐應布置在安全區(qū)內(nèi)，日用燃油罐宜靠近發(fā)電機組布置。7.3.1.3管子堆場7.3.1.3.1應布置在上層。7.3.1.3.2寬度應滿足排放管材要求，不宜小于15m。7.3.2主要參數(shù)確定7.3.2.1鉆井泵總功率7.3.2.1.1各井段鉆井時所需泵功率按公式(6)計算：式中：Pni——各井段鉆井時所需泵功率，單位為千瓦(kW);Q—各井段的排量，單位為升每秒(L/s);P——各井段與排量相對應的泵壓，單位為兆帕(MPa);η,——鉆井泵的容積效率，計算時取0.95η;——鉆井泵的機械效率，通常為0.90;j——經(jīng)驗系數(shù)，通常取0.80。7.3.2.1.2鉆井泵總功率應大于或等于各井段鉆井時所需泵功率的最大值。7.3.2.1.3宜選用不少于兩臺鉆井泵，兩臺鉆井泵的功率宜相同。7.3.2.2鉆井液罐容積鉆井液罐容積取公式(7)和公式(8)計算結果的較大值： Qch=Qk.mx+Qch+Q+Qn (8)式中：λ——系數(shù)，油井宜取1.2～1.3,氣井宜取1.4～1.5;GB/T29549.1—2023Qkmx——井眼最大容積，單位為立方米(m3);Q固控罐容積，單位為立方米(m3);Qb——備用罐容積，單位為立方米(m3);Qn——加重鉆井液罐容積，單位為立方米(m2)。固控罐容積不宜小于40m3,備用罐容積不宜小于40m3,混合罐容積不宜小于10m3。7.3.2.3鉆機最大用電功率應至少分別計算正常鉆井、高壓大排量鉆井和倒劃眼三種工況下的鉆機用電功率，鉆機最大用電功率取三種工況下的最大值。鉆機用電功率應按公式(9)計算：P=P·a+Pan·β+Pjh·Y+Pcn·θ………(9)式中：P——鉆機用電功率，單位為千瓦(kW);P——鉆機配置的鉆井泵總額定功率，單位為千瓦(kW);Paq——頂驅(qū)額定功率，單位為千瓦(kW);Pjh——絞車額定功率，單位為千瓦(kW);P——除絞車、頂驅(qū)、鉆井泵以外，鉆機所有用電設備(輔助設備)的額定功率之和，單位為千瓦(kW);α——鉆井泵負荷率，見表3;β——頂驅(qū)負荷率，見表3;γ——絞車負荷率，見表3;θ——輔助設備負荷率，見表3。表3各種鉆井工況下鉆機設備負荷率鉆井工況負荷率aβγθ正常鉆井高壓大排量鉆井倒劃眼7.3.2.4應急電源功率應急電源功率至少應同時供應以下設備：a)氣體探測系統(tǒng)；b)防噴器控制系統(tǒng)；c)應急關斷系統(tǒng)；d)應急照明及小功率配電盤；e)不間斷電源配電盤。7.3.2.5不間斷電源功率不間斷電源的功率應同時滿足以下負荷需求(持續(xù)時間):a)通信系統(tǒng)0.5h;b)火氣系統(tǒng)0.5h;c)配電盤的脫扣控制0.5h;d)PLC控制系統(tǒng)0.5h。7.3.2.6.1主發(fā)電機、備用發(fā)電機和應急發(fā)電機應配置日用燃油罐。7.3.2.6.2燃油罐最低液位應高于柴油機柴油吸入口。7.3.2.6.3主燃油罐容積應根據(jù)供應船的供貨周期(一般為7d～10d)和供應船到達鉆機所在平臺所需的最長時間來確定，取公式(10)和公式(11)計算結果的較大值：V=V;×T?×1.2 V=Vj×T? (11)式中：V——主燃油罐容積，單位為立方米(m3);Vi——鉆機鉆完井作業(yè)期間日均柴油消耗量，單位為立方米每天(m3/d);V;;——鉆機緊急工況下最大的柴油用量，單位為立方米每天(m3/d);T?——供應船的最長供貨周期，單位為天(d);T?——供應船到達鉆機所在平臺所需的最長時間，單位為天(d)。7.3.2.6.4日用燃油罐容積應能滿足柴油發(fā)動機組連續(xù)運轉(zhuǎn)24h的柴油消耗量，如果鉆機電站與生產(chǎn)平臺電站合并，主燃油罐可統(tǒng)一考慮。7.3.3.1.1鉆井液罐容積應滿足7.3.2.2的要求。7.3.3.1.2鉆井液罐應包括固控罐、備用罐、混合罐、循環(huán)罐等，其中備用罐與循環(huán)罐的總數(shù)不少于三個。7.3.3.1.3應配備兩套鉆井液混合系統(tǒng)，并能同時進行散裝材料混合操作。7.3.3.1.4任一個鉆井泵組、鉆井液罐在維修期間可實現(xiàn)與系統(tǒng)隔斷。7.3.3.1.5鉆井液罐應配攪拌器，每個鉆井液罐應至少配置一個液位指示裝置。7.3.3.1.6鉆井液艙應保證有效的通風。7.3.3.2.1模塊鉆機供電方式可選用鉆機所在平臺集中供電或模塊鉆機自帶發(fā)電機組單獨供電。7.3.3.2.2如選用所在平臺集中供電方式，模塊鉆機設計應采取抑制諧波措施，滿足鉆機電氣系統(tǒng)電壓畸變率小于5%的要求。7.3.3.2.3模塊鉆機宜選用干式變壓器。7.3.3.2.4正常配電設備和應急配電設備應分開布置。7.3.3.2.5應急蓄電池組的自動放電裝置應能隨時自動向應急電路供電。7.3.3.2.6充電功率大于2kW的蓄電池組，應安裝在專用蓄電池室內(nèi)，除密封式蓄電池外，蓄電池組不應安裝在人員長期工作的區(qū)域內(nèi)。7.3.3.3.1在可燃氣體或蒸氣易于積聚的危險區(qū)內(nèi)，宜避免布置電氣設備。若不能避免，則應采用符合該區(qū)域防爆要求的電氣設備。7.3.3.3.2交流電氣設備應能在供電電源的諧波成分不大于5%的情況下正常工作。7.3.3.3.3電氣開關裝置應安裝在非危險區(qū)的單獨房間里。電氣控制器和儀表裝置，不應安裝在運行時會產(chǎn)生振動的橇座上。7.3.3.3.4對于動力電纜、控制電纜中的主干電纜應配置電纜托架。動力電纜、控制電纜應安放在不同層的電纜托架上，防止通訊受干擾。7.3.3.3.5電纜的走線應平直，且宜避免潮氣或水滴凝結的影響，宜盡量遠離鍋爐、熱管、電阻器等熱源。若電纜敷設無法避開熱源且電纜有可能因此受熱損壞時，則應加裝適當?shù)母魺嶙o套，或應采取其他預防措施。7.3.3.3.6不應將用于安全電壓的電纜與用于500V以上電壓的電纜成束敷設在一起或敷設在同一導管中。不應將電壓不高于1kV的電纜與電壓高于1kV的電纜成束敷設在一起或敷設在同一導管中。7.3.3.3.7如一種電纜的護套或防護層可能損壞另一種電纜的護套或外護層，則不應將兩種電纜成束機器處所以及其他失火風險較高的處所，但對這些處所中的設備供電的電纜可例外。7.3.3.3.9鉆臺電纜槽內(nèi)線纜應滿足耐泥漿要求。7.3.3.3.10耐火電纜布置以降低局部火災時相關設備減損為原則，且動力電纜不應與信號電纜和/或控制電纜同束敷設。7.3.3.3.11電纜接頭處理方式規(guī)定如下：a)截面積大于4mm2的各種導線的端接頭，應為焊接的接線頭、壓接型接線頭或者機械夾頭，不應采用腐蝕性焊劑；b)電纜接頭和接線端頭的溫度，不應超過電纜絕緣的最高工作溫度；c)導體在接線端固定時，無論在連接處或分支處，均能承受短路電流的熱效應和機械應力。7.3.3.3.12電纜托架應滿足安裝地點環(huán)境條件的要求并接地。7.4散裝罐模塊(P-Tank)7.4.1P-Tank宜布置在所在平臺的主甲板上。7.4.2宜整體成橇，散裝罐的數(shù)量應不少于三個。7.4.3宜為立式結構，頂部采用橢圓封頭，底部采用錐形封頭。7.4.4宜采用導波雷達料位測量或液壓式稱重系統(tǒng)進行散料的稱量。7.4.6儲存材料種類及容積應根據(jù)鉆井程序和供應頻率來確定，如無特殊要求，散裝罐容積應滿足表4的要求。表4散裝罐容積井深m水泥罐、土粉罐、重晶石罐總?cè)莘e散裝罐數(shù)量3001～60006001～90009001～120007.4.7散裝罐之間宜配置連通管線，其配置可實現(xiàn)任意散裝罐之間的倒罐操作。7.4.8輸灰管路不應直角彎曲，當需要彎曲時，其拐彎處的的曲率半徑應不小于管道公稱直徑的5倍。7.4.9輸灰管路應配置助吹系統(tǒng)，助吹空氣接入主管的方向應與主管流向一致。7.4.10輸灰管路應有明顯的顏色和流向等標識。7.5.1固井模塊、測井模塊、錄井模塊、定向井模塊為臨時設備，宜布置在所在平臺的主甲板上。7.5.2固井模塊宜靠近散裝罐及井口槽布置。7.5.4測井模塊、錄井模塊、定向井模塊所在區(qū)域應滿足通水、通電及通信的要求。7.5.5測井模塊宜布置在管子堆場便于完成測井作業(yè)的地方。7.5.6錄井模塊宜布置在靠近振動篩一側(cè)的主甲板上。7.6結構設計7.6.1材料選用7.6.1.1材料選取應滿足強度要求，以及工作環(huán)境、在結構中的部位和可能使用的加工方法等對材料的需求。7.6.1.2關鍵管節(jié)點、滑移基座及主吊點用板應使用Z向性能鋼材。7.6.2結構總體布置7.6.2.1.1結構設計宜以工作應力法為設計基礎，使用名義應力進行設計。也可根據(jù)實際情況采用荷載抗力系數(shù)法進行結構設計。7.6.2.1.2結構各種構件在設計荷載作用下應滿足強度要求。7.6.2.1.3結構設計應使總體布局合理，傳力路徑短，構件綜合利用性好，材料利用率高，同時滿足其他專業(yè)對結構形式的要求。7.6.2.1.4在設備質(zhì)量均衡布置的情況下，結構宜對稱布置。7.6.2.2.1管型構件的外徑與壁厚比值宜不大于60,對于卷制焊接鋼管應不小于20。7.6.2.2.2受壓桿件的長細比應小于120,受拉桿件的長細比應小于200。7.6.2.2.3H型鋼宜選取截面尺寸較大、板厚較小的截面形式。7.6.3.1結構模擬應包括對結構設計有影響的所有構件和附屬結構等細節(jié)。軸與模塊鉆機所在平臺的北向一致，X軸的方向按照右手法則確定。坐標原點宜選在海圖水深基準面上。7.6.3.3結構模型應為一個簡化的框架結構，包括所有的平面和立面。節(jié)點和桿件按照程序指定的名稱進行分類和編號，并模擬其所受荷載和邊界約束條件。7.6.4荷載及荷載系數(shù)根據(jù)計算模型的模擬精度和設計階段不同，推薦的結構自重系數(shù)取值如下：a)概念設計：取1.30～1.40(不模擬附屬結構);梯道平臺等，則可取1.10);數(shù)宜采用以下的數(shù)值：a)概念設計：取1.30;b)基本設計：取1.20;工具荷載等。在結構計算中取額定最大值，可不考慮放大系數(shù)。根據(jù)設計階段的不同，對于容器、儲罐和管線中的液體質(zhì)量荷載系數(shù)宜采用如下值：b)基本設計：取1.20;對于散貨堆載及其他活荷載，根據(jù)其所處位置及計算的需要，宜參照表5取值。表5結構分析活荷載取值單位為千牛每平方米位置活荷載局部計算整體計算用于檢查及維修的房頂/走道走道，樓梯甲板非設備區(qū)卸貨區(qū)，維修區(qū)，儲藏區(qū)叉車活動區(qū)設計應涵蓋作用在結構和設備受風面積上的風力及風的遮蔽效應，風力方向應為典型的風力方向。操作工況風荷載應選取1年重現(xiàn)期，持續(xù)時間3s的平均風速；極端風暴工況應選取100年重現(xiàn)期，持續(xù)時間3s的平均風速。擬在寒冷地區(qū)作業(yè)的模塊鉆機，應滿足可能的冰雪堆積荷載需求。地震荷載計算應按SY/T10030的要求執(zhí)行。7.6.5結構計算分析整體結構分析計算應使用已被認可和核實的計算機輔助校核程序，按照對結構最不利的荷載條件進行工況組合。7.6.5.2.1在位分析包括靜力分析和地震分析。7.6.5.2.2靜力分析包括極端風暴工況和操作工況，操作工況應覆蓋所有的極限井位。7.6.5.2.3地震分析需滿足SY/T10030關于強度水平分析的要求，采用平臺頂層甲板地震響應加速度，按照準靜力法進行分析。7.6.5.2.4在位分析的荷載組合工況及組合系數(shù)應符合表6的規(guī)定。表6荷載組合工況及組合系數(shù)(在位分析)設計荷載工況組合操作工況額定大鉤荷載操作工況額定轉(zhuǎn)盤荷載極端風暴工況地震工況許用應力提高系數(shù)結構自重設備干重設備可變荷載鉆井液荷載活荷載操作工況風荷載00極端工況風荷載000地震荷載000大鉤荷載00轉(zhuǎn)盤荷載0立根荷載安裝分析時荷載組合工況及組合系數(shù)應符合表7的規(guī)定。表7組合工況及組合系數(shù)(安裝分析)設計荷載工況組合裝船工況拖航工況吊裝工況許用應力提高系數(shù)結構自重設備干重裝船拖拉力00拖航工況風力00拖航過程駁船運動產(chǎn)生慣性力00模塊鉆機如采用滑移裝船方案，設計滿足以下要求：a)拖拉力應取模塊質(zhì)量的20%,施加在被拖拉的支撐點上；b)駁船與碼頭高度差異應按照垂向±25mm位移分別施加在所有支撐點上；c)某一個滑靴可能出現(xiàn)的懸空情況。模塊鉆機如采用吊裝裝船方案，設計應滿足以下要求：a)吊繩與水平面夾角不小于60°;b)對于在遮蔽海域(包括碼頭吊裝裝船)進行的吊裝，設計吊點以及與吊點直接相連的構件，動力放大系數(shù)取1.5,其余構件取1.15;c)在開敞海域進行的吊裝，設計吊點以及與吊點直接相連的構件，動力放大系數(shù)取2.0,其余構件取1.35。模塊鉆機如采用平板車裝船方案，設計應滿足以下要求：a)根據(jù)平板車技術參數(shù)確定平板車臺數(shù)并配置相應臨時結構，結構整體和局部均滿足強度要求；b)平板車裝船臨時結構與平板車接觸點模擬為彈簧，彈簧的水平和豎向剛度通過車組布置圖和模塊鉆機的質(zhì)量重心計算得出；c)平板車裝船分析模擬為一種靜力荷載分析，在X和Y方向分別采用慣性力基數(shù)來計算慣性一般情況下，拖航分析可按照“10°~20°”法則進行考慮，運動值選取見表8。如模塊鉆機固定在平臺組塊頂層甲板上拖航或拖航路線遠離海岸，則需按照駁船實際運動參數(shù)進行拖航分析。運動角度或加速度(半幅值)周期(全幅值)橫搖20°縱搖升沉應選取拖航路線中最惡劣海域重現(xiàn)期為10年，持續(xù)時間3s的平均風速計算風荷載；風向應為0°、拖航分析中結構應承受的駁船運動加速度組合如下：a)橫搖十升沉+自重；b)縱搖十升沉+自重。計算結果分析應包括構件強度校核、節(jié)點沖剪校核和構件變形校核。7.6.7.1對重要構件如基座、主立柱、斜撐、主梁和吊點等最大應力比宜不大于0.8。7.6.7.2對其他次要構件，最大應力比宜不大于0.9。7.6.8導軌強度分析應選取作用在導軌上的最大支點反力對其進行詳細的有限元分析。7.7輔助系統(tǒng)7.7.1輔助系統(tǒng)是輔助模塊鉆機完成提升、旋轉(zhuǎn)和循環(huán)功能的各配套系統(tǒng)。包括液壓系統(tǒng)(非液壓鉆機)、公用系統(tǒng)和安全系統(tǒng)等。7.7.2液壓系統(tǒng)的額定工作壓力及流量應根據(jù)相關設備負荷計算。7.7.3液壓系統(tǒng)中應設有防止壓力脈沖的措施。7.7.4應根據(jù)鉆、完井等不同階段的各種的工況(持續(xù)/間斷)計算壓縮空氣消耗量。用獨立的空調(diào)系統(tǒng)。7.7.6排放系統(tǒng)應分為固體排放系統(tǒng)和液體排放系統(tǒng)。固體排放系統(tǒng)主要為巖屑排放，巖屑宜輸送至定位在上部組塊的巖屑收集槽，含油巖屑處理應符合GB4914和GB18420.1要求。液體排放系統(tǒng)分為開式排放系統(tǒng)及閉式排放系統(tǒng)，管線上應配置沖洗接頭。7.7.7消防水系統(tǒng)的水量至少滿足按規(guī)范劃分的消防防護區(qū)中所需的最大水量。7.7.8存在火災危險的甲板處應至少布置兩個消防軟管站，每一個消防軟管站應配備一根直徑為38mm或50mm、最小長度應覆蓋危險區(qū)且不宜大于20m的消防軟管。每一根消防軟管應配一個噴水、噴霧兩用的消防水槍。7.7.9消防水槍、消防軟管應存放在同一部位的專用箱內(nèi)，專用箱應放置在消防軟管站旁。消防水槍的標準口徑為13mm、16mm、19mm三種。用于保護井口的消防水槍，宜選用口徑為19mm的水槍。7.7.10氣體滅火系統(tǒng)應符合GB50370的要求。8平臺界面8.1總體布置模塊鉆機應布置在平臺的上層甲板上，確定占用甲板尺寸時考慮以下因素：a)井槽數(shù)及排列方式；c)鉆井作業(yè)及事故處理需求；d)鉆機設備維修保養(yǎng)；e)平臺組塊方位及供應船停靠方向、位置；f)平臺吊機位置、吊機能力。8.1.2甲板通道和甲板間梯道應根據(jù)甲板尺度大小、生產(chǎn)作業(yè)和人員逃生的需要布置至少兩處不同方向的甲板通道和甲板間梯道。逃生通道的布置應符合7.1.5的規(guī)定。8.2安全界面8.2.1模塊鉆機敞開區(qū)域逃生路線應與鉆機所在平臺上層甲板逃生路線統(tǒng)一。8.2.2模塊鉆機廣播或報警系統(tǒng)應接入鉆機所在平臺的中央控制系統(tǒng)。8.2.3模塊鉆機所用消防水宜由鉆機所在平臺提供。8.3公用系統(tǒng)界面模塊鉆機所在平臺應提供鉆井作業(yè)海水，海水用量的計算應滿足鉆井、修井、冷卻