羅立臣，許瑞杰，韓旭

天津中海油工程設(shè)計(jì)有限公司，天津300452

陸豐7-2油田模塊鉆機(jī)總體布局研究

羅立臣，許瑞杰，韓旭

天津中海油工程設(shè)計(jì)有限公司，天津300452

陸豐7-2油田HZJ70/4500模塊鉆機(jī)采用浮托法安裝，模塊鉆機(jī)需滿足建造場(chǎng)地的碼頭前沿地基承載能力及履帶吊機(jī)起重吊裝能力要求，同時(shí)還需滿足模塊鉆機(jī)與上部組塊一起浮托出海的重量控制要求，因此對(duì)模塊鉆機(jī)的模塊劃分和各模塊的總體布局提出了嚴(yán)格的要求。通過(guò)合理的分塊和合理布局控制各模塊重量，使得模塊鉆機(jī)在碼頭前沿吊裝、在建造場(chǎng)地組裝和安裝，以及浮托運(yùn)輸安裝等作業(yè)都能夠順利完成。

模塊鉆機(jī)；浮托法安裝；模塊劃分；總體布局

0 引言

陸豐7-2油田位于中國(guó)南海陸豐區(qū)塊，區(qū)塊面積約為2 064 km2，水深約為105.9 m。陸豐7-2油田新建一座HZJ70/4500模塊鉆機(jī)，共有24口井，井槽排布為6口×4口，井口間距為2 286 mm× 2 286 mm。

HZJ70/4500模塊鉆機(jī)與上部組塊分別在不同的陸上建造場(chǎng)地建造后，將模塊鉆機(jī)運(yùn)輸?shù)缴喜拷M塊建造場(chǎng)地，利用建造場(chǎng)地的履帶吊機(jī)將其安裝在上部組塊上，然后利用浮托法進(jìn)行海上安裝。浮托法安裝的模塊鉆機(jī)要求能夠滿足建造場(chǎng)地碼頭前沿地基的承載能力和建造場(chǎng)地履帶吊機(jī)的起重吊裝要求，同時(shí)還能夠滿足模塊鉆機(jī)與上部組塊一起浮托出海的重量控制要求，因此對(duì)模塊鉆機(jī)的模塊劃分和各模塊的總體布局提出了嚴(yán)格的要求。

1 模塊鉆機(jī)模塊劃分

為了滿足建造場(chǎng)地履帶吊機(jī)的吊裝能力要求，限定每個(gè)模塊吊裝質(zhì)量不超過(guò)450 t，總體質(zhì)量控制在1 900 t以內(nèi)。在滿足模塊鉆機(jī)工藝要求和功能要求的前提下，調(diào)整設(shè)備和房間的布置，使得每個(gè)模塊質(zhì)量控制在要求范圍內(nèi)，同時(shí)兼顧盡量減少各模塊陸地和海上吊裝、安裝、連接次數(shù)，減少管道和電纜敷設(shè)、連接的工作量和時(shí)間的原則，將模塊鉆機(jī)劃分為6塊，其中鉆井支持模塊（DSM）分成3塊，即DSM A、DSM B、DSM C；鉆井設(shè)備模塊（DES）分成2塊，即DES下底座、鉆臺(tái)面；灰罐橇塊（P-tank）單獨(dú)成塊，見(jiàn)圖1（其中“水泥單元”不是模塊）。

圖1 模塊的劃分

為了減少工作量，各模塊之間未設(shè)置連接用的拼接塊，各模塊吊裝就位后直接焊接在上部組塊的上甲板上，直接對(duì)接。這減少了在上部組塊建造場(chǎng)地的現(xiàn)場(chǎng)焊接工作量，也提高了各模塊對(duì)接后的整體穩(wěn)定性。

有別于常規(guī)的固定平臺(tái)模塊鉆機(jī)，陸豐7-2模塊鉆機(jī)的DSM采用了非規(guī)則布置，DSM形狀呈倒L型。同時(shí)為了降低DSM高度，減輕結(jié)構(gòu)重量，取消了常規(guī)鉆機(jī)的DSM支墩。通常，常規(guī)鉆機(jī)支墩高度為1.3～1.4 m，在該空間內(nèi)布置排放管道；而陸豐7-2模塊鉆機(jī)的DSM結(jié)構(gòu)直接焊接在上部組塊的上甲板上，排放管道布置在上部組塊的上甲板下面。

水泥單元和P-tank布置在DES西側(cè)、上部組塊的上甲板上。

2 DSM和DES模塊一層總體布置

模塊鉆機(jī)一層總體布置見(jiàn)圖2。

DSM A和DSM B一層布置了泥漿泵/空壓機(jī)房和儲(chǔ)物間，DSM C布置了散料間和拖鏈。泥漿泵/空壓機(jī)房布置有高壓泥漿泵、灌注泵、泥漿池、空壓機(jī)、干燥器、空氣瓶等設(shè)備及其輔助設(shè)施。散料間布置有散料堆放托架、叉車、緩沖罐、散料漏斗、混合泵等設(shè)備。

圖2 模塊鉆機(jī)一層總體布置

區(qū)別于常規(guī)鉆機(jī)，模塊鉆機(jī)散料間布置在DSM一層，吊貨區(qū)也位于DSM一層，配置泥漿的散料可以暫時(shí)堆放在上部組塊敞開(kāi)甲板上，大大提高了甲板利用率。DSM B和DSM C之間設(shè)置雙開(kāi)門(mén)，允許叉車通過(guò)，以便于叉車能夠運(yùn)輸高壓泥漿泵動(dòng)力端和液力端維修部件，以及其他小型泵類等設(shè)備。此設(shè)計(jì)大大方便了設(shè)備的維修，減輕了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，更換備品備件更加方便，時(shí)間更短，提高了鉆井時(shí)效。

為了節(jié)省空間，本項(xiàng)目不單獨(dú)設(shè)置空壓機(jī)間，而是將泥漿泵、空壓機(jī)布置在一個(gè)房間內(nèi)，節(jié)省了空間；房間的通風(fēng)散熱集中考慮，節(jié)省了風(fēng)機(jī)以及風(fēng)管。

DES一層主要布置了BOP、BOP控制單元、液壓站單元、BOP氣動(dòng)絞車、固控泵等設(shè)備。相對(duì)于常規(guī)鉆機(jī)，模塊鉆機(jī)在DES底層設(shè)置了一層BOP甲板，大大提高了DES底層甲板利用率，將上層設(shè)備布置于該層，降低了DES結(jié)構(gòu)重心，改善了結(jié)構(gòu)受力狀況。

3 DSM和DES模塊二層總體布置

模塊鉆機(jī)二層總體布置見(jiàn)圖3。

DSM A和DSM B模塊布置了電池間、UPS房間、MCC房間、VFD房間、變壓器房間、中央空調(diào)機(jī)組區(qū)域、泥漿池區(qū)域。DSM C布置了泥漿實(shí)驗(yàn)室、存儲(chǔ)間、機(jī)修間、電氣存儲(chǔ)間、電氣修理間、司鉆辦公室。

中央空調(diào)區(qū)域布置了3臺(tái)中央空調(diào)為模塊鉆機(jī)房間集中制冷，解決了分體空調(diào)布置分散、維修點(diǎn)多的難題。集中空調(diào)更容易實(shí)現(xiàn)各個(gè)房間的溫度控制。

圖3 模塊鉆機(jī)二層總體布置

泥漿池區(qū)域布置有泥漿攪拌器，為了防止泥漿池上方的危險(xiǎn)氣體進(jìn)入到DSM其他區(qū)域，在泥漿池艙壁上開(kāi)有氣密式艙門(mén)，以保證DSM危險(xiǎn)區(qū)和非分類區(qū)的分隔。

DES二層布置了固控設(shè)備區(qū)域，其中包括振動(dòng)篩、離心機(jī)、真空除氣器，泥漿凈化器等固控設(shè)備。

4 DSM和DES模塊三層總體布置

模塊鉆機(jī)三層布置見(jiàn)圖4。

圖4 模塊鉆機(jī)三層布置

DSM三層布置了管子甲板，主要用于堆放鉆桿和套管。在DSM B和DSM C之間布置了一臺(tái)折臂吊機(jī)，用于將鉆桿和套管從管子堆場(chǎng)吊裝到貓道上，同時(shí)可以將DSM C上的鉆桿和套管先吊裝到DSM A和DSM B上存放，再吊裝到貓道上。

DES三層為鉆臺(tái)，主要布置了鉆井絞車、井架、轉(zhuǎn)盤(pán)、立根盒、司鉆房、鐵鉆工、倒繩機(jī)、高壓管匯、死繩固定器、液壓貓頭、鼠洞等設(shè)備。

本項(xiàng)目的立根盒布置不同于常規(guī)鉆機(jī)。常規(guī)鉆機(jī)立根盒布置在鉆井絞車對(duì)側(cè)，接立根完成后，利用頂驅(qū)直接將鉆桿存放在立根盒區(qū)域，頂驅(qū)吊環(huán)不需要旋轉(zhuǎn)即可完成操作；而本項(xiàng)目立根盒位于司鉆房對(duì)側(cè)，接立根完成后，利用頂驅(qū)將鉆桿存放在立根盒區(qū)域，但是頂驅(qū)吊環(huán)需要旋轉(zhuǎn)90°才能完成操作。由于沒(méi)有立根遮擋井架V門(mén)，司鉆能更好地觀察V門(mén)和井架二層臺(tái)的情況，視野更加開(kāi)闊，有利于鉆井作業(yè)。

5 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)合理的模塊劃分，成功地實(shí)現(xiàn)了各模塊的重量分配，成功地解決了模塊鉆機(jī)和上部組塊在不同建造場(chǎng)地分別建造后再安裝的難題。并最大限度地減少了陸地吊裝、安裝、連接及調(diào)試的工作量和時(shí)間，節(jié)約人力物力，提高了鉆井作業(yè)的安全性、可操作性和時(shí)效。

[1]胡鵬飛，馮翠鑫.PEMEX海洋模塊鉆機(jī)的實(shí)施技術(shù)[J].石油工程建設(shè)，2010，36（3）：28-32.

Research on GeneralL ayout ofModular Drilling Rig in L ufeng 7-2 Oilfield

Luo Lichen，Xu Ruijie，Han Xu
CNOOC Engineering Design Co.，Ltd.Tianjin，Tianjin 300452，China

HZJ70/4500 modular drilling rig in Lufeng 7-2 Oilfield is installed with floatover method.The modular drilling rig should satisfy the requirements of foundation bearing capability of construction yard，lifting capacity of crawler crane and weight control in floatover installation because of transporting modular drilling rig and topside together.So，it is very strict to module divided and general layout.Through reasonable module divided and general layout，the module weights can be controlled very well.The lifting，assembling and installation in construction yard and floatover installation can be realized successfully.

modular drilling rig；floatover installation；module divided；generallayout

圖片報(bào)道：建造中的LF-72海洋鉆井平臺(tái)

10.3969/j.issn.1001-2206.2015.02.004

羅立臣（1980-），男，黑龍江哈爾濱人，工程師，2005年畢業(yè)于大慶石油學(xué)院過(guò)程裝備與控制工程專業(yè)，主要從事海洋石油工程設(shè)計(jì)工作。

2014-08-20