深水半潜式平台-讲课

深海半潜式钻井平台中国石油大学(华东)机电工程学院徐兴平1一.半潜式钻井平台的发展1.半潜式钻井平台发展现状☆

1961年第一条半潜式钻井平台诞生☆

目前已发展到第六代超深水钻井平台☆

在全球现有钻井平台中,半潜式平台约占1/6☆

全球在建钻井平台中,半潜式平台1/32TRANSWORLD46BlueWaterRigNo.1(1961)OceanDriller(1961)Sedco135(1965)一.半潜式钻井平台的发展1.1

第一代半潜式钻井平台

20世纪60年代作业水深小于100米结构型式不太合理设备自动化程度低31.2

第二代半潜式钻井平台一.半潜式钻井平台的发展

20世纪70年代中后期作业水深达300米

VDL3000～4000S/T设备操作自动化程度不高代表平台：

南海2号

Sedco701/70241.3

第三代半潜式钻井平台一.半潜式钻井平台的发展

20世纪80年代中期作业水深达500米

VDL约为4000S/T结构较为合理，设备操作自动化程度不高

20世纪80、90年代主力平台，建造数量最多代表平台：

南海5号南海6号AtwoodHunter5一.半潜式钻井平台的发展1.4

第四代半潜式钻井平台

20世纪90年代末作业水深达1500米推进器辅助定位配有部分自动化钻台甲板机械设备能力与甲板可变载荷都有提高代表平台：

JackBates

Scarabeo西方阿尔法6一.半潜式钻井平台的发展1.5

第五代半潜式钻井平台

20世纪90年代末作业水深达2300米

VDL达7000MT

动力定位为主，锚泊定位为辅配有全自动化的司钻房代表平台：

DeepwaterHorizon

SedcoEnergy

Aker-H3.27一.半潜式钻井平台的发展1.6

第六代半潜式钻井平台

21世纪初作业水深达3000米船体结构更为优化，重量减轻配置双井架

DP3动力定位全自动化控制的钻井系统操作和甲板操作平台可变载荷更大F&GExDAkerH-6eMSCDSS21GVA75008一.半潜式钻井平台的发展序号船名获得方式作业水深(米)建造日期购入时间船龄建造地点1南海2号购买旧船304.81974年1979年32挪威2南海5号购买旧船4571983年1986年23挪威3南海6号购买旧船4571982年1989年24瑞典4勘探3号国内研制2001984年1994年22中国上海5勘探4号购买旧船6101983年1994年23新加坡2.

国内半潜式钻井平台发展现状

中国海洋石油总公司现拥有15条钻井平台，其中3条为半潜式钻井平台。作业水深不超过500米，主要在中国近海海域进行钻井作业。国内其他公司现拥有2条半潜式钻井平台。

国内拥有的钻井平台船龄大部分都在22～32年之间，虽然目前这些平台的设备状况良好，但是在设备配置上也仅增加了顶部驱动和泥浆泵，作业能力方面已落后于当今的第四、五代主力钻井平台的配置。而且，现有的平台作业水深也无法进入南海深水区域，主要在中国近海海域进行钻井作业，自主深水勘探开发尚为空白。9一.半潜式钻井平台的发展3.

第六代超深水半潜式钻井平台

21世纪初，以GlobalSantaFe建造的DD1和DD2两条平台为代表的第六代钻井平台的雏形已经确定。这代平台比以往钻井平台先进的设计就在于采用了双井架、DP-2以上的动力定位系统、8个推进器、5～6个闸板防喷器、全自动化控制的钻井系统操作和甲板操作、生活区可以住150人以上。从船体结构上来看，优化了各参数，比以往船型的重量减轻了20～25％。最大的能力提升是可以进行3,000米超深水的作业。截止2004年底，全球仅有两条平台的能力达到3,000米水深。可以说目前3,000米水深的半潜式钻井平台还是刚起步。2005年4月～10月份，在不到半年的时间，这一步伐突然加快了许多。据了解，全球共签订了10条深水半潜式钻井平台基本设计及建造合同。这些平台作业能力都在3,000米作业水深左右,最大作业水深达3,810米(Sevan

DeepseasDriller#1))。10二.深水半潜式钻井平台项目1.

项目概况

中国海洋石油总公司和中油海拟建的深水半潜式钻井平台最大作业水深3,000米，最大钻井深度10,000米，可在南海、东南亚、西非等海域进行高效、安全作业。平台主要用于：勘探与开发钻井作业

完井与修井作业拟建的平台结构型式为双浮箱、四立柱、箱式上船体结构，立柱间设有四条水平支撑。作业方式为500米水深以内抛锚（自带锚链），500米-1500米预抛锚（钢缆），1500米以上动力定位。平台在油田间迁移为自航（航速约为7节），远洋为拖航。平台设计寿命30年。

11二.中石油\海总深水半潜式钻井平台项目12编号主要性能配置1最大甲板可变载荷约9000吨2钻井深度钻井深度10,000米，井架存放钻杆能力12,000米3锚泊系统8点锚泊，预留12点锚泊系统。自带500米水深作业所需锚链4动力定位系统DP35井架模式双井架（主井架1,000短吨，副井架500短吨）6提升系统的最大提升负荷1,000短吨7泥浆循环系统4×7,500psi，2,200HP泥浆泵8防喷器组（BOP）的配置6闸板18-3/4”×15,000psi防喷器组9隔水管长度及存放方式75至90英尺，立卧结合（75%立放）3.

主要配置二.深水半潜式钻井平台项目133.

主要配置（续）编号主要性能配置10主动力设备采用8台柴油发电机组，总功率为40～45MW。11推进器8×3,800KW12吊机2台吊机，单台最大起重能力80吨。13生活区～160人14自持能力30天15直升飞机甲板适于SK-92型直生机起降二.深水半潜式钻井平台项目14二.深水半潜式钻井平台项目15二.深水半潜式钻井平台项目164.

平台总布置二.深水半潜式钻井平台项目平台主尺度：总长：约110米作业状态吃水：约20米总宽：约90米生存状态吃水：约17米总高：约110米拖航状态吃水：约8.2米17二.深水半潜式钻井平台项目18二.深水半潜式钻井平台项目19二.深水半潜式钻井平台项目20二.深水半潜式钻井平台项目21二.深水半潜式钻井平台项目22二.深水半潜式钻井平台项目23二.深水半潜式钻井平台项目24二.深水半潜式钻井平台项目25二.深水半潜式钻井平台项目5.

项目挑战技术先进，与国际同步国内缺乏设计、建造与管理经验关键设备为进口，交货期长无运营管理经验26三、深水平台要采用的新技术（一）动力定位动力定位系统原理船舶在海上除了受到本身推进器的推力以外，还受到风力、波浪与海流的外界作用力，从而产生6个自由度的运动，即纵荡、横荡、升沉、纵摇、横摇与艏摇。动力定位系统利用位置测量设备测出本身位置的变化，利用各类传感器测出艏向、纵横摇以及风力风向，再采用现代控制理论，建立船舶与推力器的数学模型，并采用多种控制方法，通过对船舶6个自由度运动分量以及风力风向的计算，对船舶各主副推力器的推力进行分配，从而控制船舶3个自由度的运动，即纵荡、横荡与艏摇。27动力定位的等级28（二）双井架起升系统2930(三)隔水管技术3132（三）装备先进化

深海半潜式平台装备了新一代的钻井设备，平台钻井作业的自动化、效率、安全性和舒适性等都有显著提高。超深井海洋钻机具有更大的提升能力和钻深能力，钻深达10700m～11430m，电动绞车功率达3728．5kW～5369．04kW(5000hp～7200hp)，60．5in大通径转盘与之配套使用。液缸升降型钻机、全静液传动钻机、全自动控制钻机成为海上石油钻井装备发展的重要方向。新一代的顶驱系统以交流变频驱动取代AC—SCR．