自升式钻井平台设备安全管理思考

前言:寻找写作灵感?中文期刊网用心挑选的自升式钻井平台设备安全管理思考,希望能为您的阅读和创作带来灵感,欢迎大家阅读并分享。

自升式钻井平台设备安全管理思考

摘要:在海洋石油天然气的开发实践中,自升式钻井平台是最为常见的钻井设施,为海洋油气的高效率生产作业活动提供可靠的技术支撑。通过钻井平台设备安全管理,能够保证设备得以正常可靠运行,能够为钻井工作的开展提供强有力支撑,是我国海洋石油开采事业能够稳步前进的重要动力。文章就自升式钻井平台设备安全管理措施予以探索,希望可以为钻井平台设备的管理优化提供借鉴。

关键词:钻井平台;设备管理;安全管理

就当前自升式钻井平台作业情况来看,国外研发生产的自升式钻井平台的作业深度已经达到168m,钻探深度可以达到12000m,钻台设备的精密化程度非常高,甚至可以完全实现无人化生产作业场景。我国的自升式钻井平台起步较晚,与外国相比,生产技术水平较为落后,特别是钻台设备的布局设计和安全管理存在短板。钻台是海洋油气钻井作业互动作为重要的场所,同时也是井口设备的主要承载结构,为提高钻井作业活动安全高效的开展,必须要对自升式平台钻台的设备布局进行进一步的改进和优化,做好设备安全管理。

1自升式钻井平台设备安全管理重要性

随着我国海洋石油开采事业的快速发展,越来越需要更先进稳定的自升式钻井平台设备来提供技术保障。特别是钻井平台设备所具备的安全管理性能,对提升钻井平台的生产作业质量和效率发挥着关键性作用。首先,钻井平台设备安全管理水平,主要是由系统平台配置布局的合理性决定的。可以说,钻井平台设备系统的配置布局是海洋石油生产作业活动需要处理的基础问题。其次,海洋石油钻井工作所面临的工作环境非常复杂,具有较高危险性,稍有不慎便会容易发生各类安全事故,对工作人员的人身安全造成严重危害。

2自升式钻井平台设备安全管理措施

2.1钻台设备配置

为了确保钻台面各项钻井生产活动的顺利开展,自升式钻井平台的钻台设备必须要配备符合要求的钻井设备和其他工具装置。随着海洋石油开采工作的发展和进步,自升式钻井平台的钻台设备配置也出现了诸多变化。早期的自升式钻井平台钻台设备的配置较为简陋,仅由钻井设备、井口工具、钻台管汇阀门组等组件构成,其中,钻井设备可以细化分为井架及天车、钻井绞车、转盘、司钻房、钢丝绳倒绳机和死绳固定器等结构组件。井口工具主要由液压猫头、气动绞车、测斜绞车、载人绞车、液气大钳、吊钳等零部件组成。钻台管汇则是由立管管汇和固井管汇、节流压井管汇和泥气分离器等零部件组成。随着海洋石油开采技术的不断成熟,深海高规格自升式钻井平台逐渐得到了广泛的应用,该类型的钻台设备的配置更加先进,拥有非常丰富的自动化操作控制作业功能。在原有的基本钻井设备基础上,添加了动力猫道机、动力鼠洞、自动排管机、泥浆防喷盒等自动化钻具处理系统,并将原来的液压大钳更换为铁钻工。先进的钻台设备设计非常复杂精密,并且拥有更高的集中度。但是毕竟钻台的空间是有限的,在设计思考设备之间的位置关系时,就需要更加精巧的钻台面布局来提供支持和保证。

2.2钻台安全布局

(1)立根盒布置在V型门猫道侧

以上海振华重工设计生产的300FTJack-up自升式钻井平台为例,该平台的钻台布置情况(如图1所示)。从图1中可看出,立根盒设计在V型门猫道位置,钻井绞车则位于立根盒的右侧部位,司钻房则位于立根盒的右后方,在绞车的右侧部位。这样可以带给工作人员更加宽阔的视野,其可以直接观察到井口中心、钻井工具、绞车、游动系统、立根盒等重要位置和设备,管汇设计到绞车对面。这种布局设计效果,可以确保钻具得到集中高效的控制,让工艺线路得到了明显的缩短。但是V型大门与井口的通道较为狭窄,影响了钻台设备运行的流畅性,并且立根盒设计在猫道位置,占据了更多的空间,井口与船尾的距离更远,使得悬臂梁的受力明显增大。

(2)立根盒梁布置在V型门猫道右侧

以辽宁陆海研究院设计生产的CP400自升式钻井平台为例,该类型钻台布置情况(如图2所示)。从图2中可以看出,立根盒设计在猫道右侧位置,钻井绞车在立根盒的对面,在钻井绞车和主井口的交叉处,添加设计一台轨道式铁钻工,该设备有井口钻具上扣或卸扣的功能,在双鼠洞位置添加设计了一台手臂式铁钻工,用于鼠洞钻具的连接和拆分,司钻房在V型大门和猫道交叉的位置,这样工作人员便可以直接观察主井口、双鼠洞、猫道和立根盒的状况,高压管汇和固井管汇均在司钻房的对面,泥气分离器和节流压井管汇设计在立根盒的外侧,倒绳机设计在V大门外侧的飘台上。这种布局设计方式更加合理,具有更好的自动化控制效果,双鼠洞的位置设计有效实现了离线接立柱,可以保证更高的钻井作业效率。但是,在鼠洞位置配备的钻铁工,则会对操作人员的视线产生一定的遮挡,需要作进一步的调整和改进。

(3)立根盒梁布置在V型门猫道左侧

以GustoMSC公司设计生产的CJ54自升式钻井平台为例,该钻井立根盒设计在猫道的左侧位置,钻井绞车设计在立根盒的对面,司钻房在V型大门与猫道的交叉处,这样工作人员可以直接观察井口、猫道和立根盒的情况,倒绳机在V型大门外侧的飘台上,固井和双立管管汇分别位于立根盒的外侧。为了最大化的节省空间,节流压井管汇和司钻房均高于钻台面,位于顶棚上方。从整体上看,这种位置空间布局与图2成对称结构,在功能上是基本相同的。三种类型的平台布局方式各自具备优势劣势,需要结合具体需要进行设计使用,以达到更好设备安全管理效果。

3三种钻井平台布局形式比较

三种不同的钻井平台布局形式各具特色,也具有相应特点,这就让三种不同钻井平台的优势、劣势凸显出来,通过对三种钻井平台布局分析,能够让我们看到其中特点,并有针对性的选择更具优势、满足需要的钻井平台形式,继而实现设备的安全管理。

3.1工艺路线

通过对以上三种钻台布局形式的分析可以看出,第一种布局形式管子处理更为集中,所进行的工艺路线较短,这都是该种布局形式之特点。但此种布局形式也有其劣势,那就是V型大门通往井口的通道较为狭窄,设备在钻台运行流畅度欠佳。第二种布局形式和第三种布局形式则能够保证V型门处更为宽敞,让设备进出井口更为方便,并且管子处理的路线更长,这都更有利于设备的布置。

3.2安全性

综合三种钻井平台布局形式,可以看出司钻房布置位置处于立根盒对面,这就能够保证在设备操作时候获得更为开阔的视野,但是与此同时应急逃跑路线较长,存在安全隐患。第二种布局形式和第三种布局形式则将司钻房设置于大门坡道处,这就让应急逃跑路线更为合理,利于应急逃生。

3.3自动化程度

通过对此三种钻台布局形式的对比分析,可以看出第一种钻台布局形式自动化程度较低,而第二种钻台布局形式、第三种钻台布局形式自动化程度较高,第二种、第三种钻台布局形式对于钻井平台设备作用的发挥更具推动作用。

3.4重量配置

对比三种钻台布局形式可以看出,第一种钻台布局形式将立根盒矗立于大门坡道处,这就让钻台的重心更为靠近悬臂梁,这样钻台不会发生严重偏移情况。第二种钻台布局形式和第三种钻台布局形式则是将立根盒、绞车座左右弦布置,这样就缩短了井口重心到船尾的距离,悬臂梁的承载能力得以提升,但是满立根生活,则容易发生平台偏移,对于钻井平台的稳定性有所影响。严重情况下可能出现严重偏重。通过三种不同钻井平台布局形式的分析,能够让人们结合具体需要进行不同布局形式的选择。在进行不同钻井平台形式选择过程中,还需要综合考虑钻台上的作业工艺,诸如钻进作业、起下钻作业、下套管作业、固井作业等都是目前钻台设备常用作业工艺,如作业形式不同所选用的钻台布局形式也应当有所不同,以满足钻台设备安全管理之需要,保证设备安全运行。

4结语

钻井平台的布局和设计具有典型的与时俱进特点,根据科技的发展和海洋钻井活动的需求,钻台设备的设计更加先进,自动化水平也在不断提高。再加上企业对钻台设备的配置需求有所不用,以及工作人员的操作习惯也存在一定差异,从而导致钻台布局的设计方法和思路也有所不同。但无论钻台布局如何改变,保证作业活动的安全高效是秉承的首要原则。文章笔者首先对自升式钻井平台设备安全管理重要性进行了简要的介绍分析,然后又以不同厂家生产设计的不同类型的自升式钻井平台设备为例,对如何改进自升式钻井平台设备的安全管理提出了自己的见解和看法,仅以自己的认识为限就钻井平台的布局和设计予以探索。虽然文章内容较为浅显,但是相信能够对相关领域之研究起到抛砖引玉之效,希望浅显的研究能够为相关人士的自升式钻井平台设备安全管理优化策略的探索起到一定推动作用。

作者:李振领 单位:中海油服钻井塘沽作业公司招商海龙6平台