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　　本章主要内容 一、海洋钻井与陆地钻井的异同 二、钻井平台及分类 三、固定式钻井平台 四、移动式钻井平台 五、钻井平台的选择 六、海洋环境条件对钻井装备的影响 1 一、海洋钻井与陆地钻井的异同 钻井是一门工程技术。它是利用现有技术条件， 建立一条连接地面及地下油藏的安全的油气流通通道。 钻井作为勘探开发过程中的重要环节，其费用占 勘探开发投资的50%以上，钻井速度的高低、钻井质量的 优劣在很大程度上影响着勘探开发的整体效益。 钻井费用 钻井费用 钻井费用 占59.9% 占48.8% 占51.5% 勘探投资 开发投资 勘探开发总投资 2010年钻井占勘探开发投资比例 钻井过程中包括的程序 陆地、海洋钻井  一口井的综合设计  井场及设备基础准备  复杂情况处理  破岩钻进  复杂情况处理  固井  复杂情况处理  完井  复杂情况处理 3 陆地钻井 海洋钻井 4 一、海洋钻井与陆地钻井的异同 顶驱 钻井绞车 转盘 泥 浆 泵 泥 井下钻具 浆 池 5 各种钻头 A B C D E F 地层岩石 井眼轨迹设计 多个断层 叠加 海上 多层系油层 辐射型 裂缝油层 固井与完井工艺 相同与不同 陆地钻井 海洋钻井  一口井的综合设计 程序接近，但内容不同  井场及设备基础准备 本质区别  复杂情况处理 本质区别  破岩钻进 相同  复杂情况处理 接近但不同  固井 接近但不同  复杂情况处理 接近但不同  完井 相同  复杂情况处理 相同 10 本章主要内容 一、海洋钻井与陆地钻井的异同 二、钻井平台及分类 三、固定式钻井平台 四、移动式钻井平台 五、钻井平台的选择 六、海洋环境条件对钻井装备的影响 11 二、钻井平台及分类 海洋钻井分为：海上钻井、海底钻井和深海科研钻井三 类（主要是海上钻井）。 海上钻井是在追踪陆地油田在海底延伸的过程中开始的。 海上钻井平台：从事海上油气勘探开发的各种海上建筑 物的统称，一般是一种高出海面或海底的顶部平坦结构物，是进 行近海作业的施工场所，目前使用的平台型式主要取决于平台用 途。 海上钻井平台应满足下面三个条件: • 适应海洋钻井区域环境且安全; • 成本较低; 12 • 满足钻井、采油、测试等各项作业的要求。 海上石油平台 13 海洋石油平台 14 海上石油平台 15 海上石油平台 海上石油平台是海上石油开采的主要装置，它的分类 方法有很多，其中按照用途大体可以为四类： 钻井/勘探平台：主要用于勘探石油资源、钻探石油。 采油平台：主要用于石油生产。 中心平台：用于石油初步加工和石油输送。 储存式平台：主要用于石油采集后海上储存，并且还有预处 理功能。 以上四种平台又可以细分为很多类，下面我们主要讲 述一下海洋钻井平台的分类及其特点。 16 海洋钻井平台 海洋钻井平台上装钻井、动力、通讯、导 航等设备，以及安全救生和人员生活设施，是海上 油气勘探开发不可缺少的手段。 开发海洋石油，首先从浅水海域开始，然 后逐渐向深海发展。海洋钻井平台经历了由浅海到 深海、由简单到复杂的发展过程。 17 海洋钻井平台 •按资产拥有方式：油公司模块钻机和承包商专业钻机; 油公司模块钻机具有油气处理设施且很少移位，用于开发井 和调整井； 承包商专业钻机为客户服务，频繁跨海区移位，多用于探井 和评价井； 18 海洋钻井平台 •按结构外形：钻井船和半潜式平台 钻井船续航能力强、可变载荷大、机动性好，常用于探井； 半潜式平台稳性好、易于近距离移位，多用于评价井或调整 井； 19 不同立柱支撑的半潜钻井平台 20 海洋钻井平台 •四个立柱、无侧面斜拉筋船体结构； •双浮体水下结构、DP3定位系统； •双作业钻机配置、38米井架净空高度； •75ft 长RISER管、6 5/8”OD 钻杆。 21 海洋石油钻井平台分类 22 滩海：沿海高与低潮位间的潮差浸带和平均水深小于5m的 海水钻井深度分类 近海海域； 浅水：水深等于5m小于500m的海域； － 可采用常规固定的站立式生产平台的海域 。 深水：水深等于500m至小于1500m的海域； －不能采用常规的固定的站立式生产平台的海 域。 超深水：指水深等于1500m至小于3000m的海域； －不能用锚泊方式而只能采用DP定位的作业 海域。 23 3000 不同水深的海洋钻井平台 陆 地 海 洋 固定式 移动式 24 不同水深的海洋钻井平台 25 本章主要内容 一、海洋钻井与陆地钻井的异同 二、钻井平台及分类 三、固定式钻井平台 四、移动式钻井平台 五、钻井平台的选择 六、海洋环境条件对钻井装备的影响 26 三、固定式钻井平台 固定式钻井平台，固定于海底，在整 个使用寿命期内位置固定不变，不能再移动。 主要用于有工业油流的油田，一般工作水深在 20m左右（如渤海早期的埕北A/B钻井平台）。 某些钻采综合固定平台的工作水深超过90m， 但平台建造费用较高。固定式平台的结构特点 是通过管架结构在海底将平台固定。 27 固定式钻井平台分类 按照自给程度不同，分为：自容型海洋型钻井平 台和带辅助船的小型钻井平台两类。 自容型固定平台：型体尺寸较大；能容纳 全部钻井设备及一切队、附属设施，包括各种仓库 及生活设施。 因此，需要平台的面积大，建设费用高。 为了缩减这类平台的面积，多做成双层平台的型式。 28 固定式钻井平台分类 带辅助船的小型固定钻井平台：将部分设备和 材料放在辅助船上，以减小平台的尺寸。 这种小型平台建筑面积可以达到最小限度。一 般只将井架、绞车、动力联动机及其附属设备放在平台 上，而其它设施及食宿等都设置在辅助船上。 优点：平台的投资少，体积小，便于施工，而 且当钻完一口油井后，辅助船可以很快转移到另一井位， 钻井平台可转化为采油平台使用。 29 固定式钻井平台分类 按导管架结构分：直桩式、直桩-斜桩式、联结式。 按桩柱结构分：木桩、钢桩、混凝土。混凝土桩要 先预制好，再在海上打桩。现在的钢管桩都要在管中 加注混凝土。 按打桩的设施分：带桩架、不带桩架。 按设备布置分：带浮船、不带浮船。 按照结构特点分：导管架式钻井平台、重力式钻井 平台、张力式钻井平台、绷绳塔式钻井平台。 下面主要介绍一下最后一种分类方法。 30 1、重力式平台 七十年代初出现，它完全借助于其本身的重量直 接稳定地座在海底，从而与海底牢固联结。一般用混 凝土制造，少数也有钢质的。 康迪普型平台 塞尔默型平台 31 1、重力式平台 结构： 平台由沉垫、立柱、甲板三部分组成 沉垫有多种形式：圆形、六角形、 正方形 立柱有三腿、四腿、独腿等几种 甲板有混凝土和钢质两种：混凝土重 力式平台、钢质重力式平台 重力式平台的基础和腿柱中都分 为许多舱室，这些舱室本身就是非常好 的大型储油罐，在平台安装阶段的拖航 和下沉时可作为压载舱。 32 混凝土重力式平台  优点： 不需打桩； 具有相当的贮油能力； 节省钢材，防火、抗暴、防腐性； 抵御风浪的能力较好； 制造、维修费用低，寿 命长。  缺点： 对地质条件要求高 33 钢质重力式平台 1971年意大利首造，水深90米，称洛安高平 台。整个平台由沉箱、支承框架、甲板三部分组成， 沉箱可作贮油罐。 重量比混凝土轻 优点 { 预制过程中对水载要求不高 拖船马力小 对地基承载力要求不高 缺点 { 贮油量 用钢多，易腐蚀 34 重力式平台的特点 由于整个结构比较大，一般先在岸边开挖 的泥坞中建造基座，再拖往有掩护的深水区接高， 然后浮运至现场，加载下沉。目前这种平台一般是 作为海底贮油罐或用于钻采海底石油。 其主要特点是抵御风暴及波浪袭击的能力 强，结构耐久和维护费用低，但需开挖岸边坞坑， 并要有近岸深水施工水域，结构高度因此受到限制。 35 2、张力腿式平台TLP 张力腿式平台主要由甲板、 立柱 （大浮体）、缆索及系缆桩组 成，它是今后深水用主要平台。 优点：  受力合理、用钢少、成本低、适用 于深水、对海洋环境适应性大；  张力腿平台可以用于水深超过600m 的海区，但通常认为最经济的作业 水深范围是450～600m之间。 36 张力腿式钻井平台 37 张力腿式平台的特点 张力腿式平台本身是一个浮动平台，平台的 贮备浮力远远大于平台的重力，靠缆绳或锚链(称作 张力腿)的张力将平台与事先固定在海底的锚桩上拉 紧，平衡一部分浮力，并使平台较好地固定在海面上。 这种非刚性地连接，不仅可减小平台的摇 摆和倾斜，而且由海底地震引起的海床运动，也在到 达平台之前被大大减弱了。 38 3、绷绳塔式平台（牵索塔式平台） 绷绳塔式平台亦称牵索塔 平台，是将一个预制的钢质塔 身安放在海底基础块上，四周 用钢索锚定拉紧而成。它适用 于水深较大的海域。 优点： 节省钢材（成本低） 井口装置可设置于水面上 39 绷绳塔式平台的特点 特点： 结构简单构件尺寸小，能 抵抗周围环境所产生的各种作用 力；从工作水深上比较，在深水 区，这种平台的建造总费用比桩 基导管架式平台低，反映在钢材 费用、建造和安装时间上，绷绳 塔式平台在成本上占有优势。它 适应深水钻采作业的需要，工作 水深在300~600m。有的资料表明， 绷绳塔式平台最经济的工作水深 范围在240~480m之间。 40

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