海洋平臺氣力輸灰系統(tǒng)淺談

柳金庫

【摘 要】鉆井平臺上用于調配泥漿的重晶石/膨潤土粉末和用于調配水泥的水泥灰通常都是存儲在若干個存儲罐中，當鉆井過程中需要調配泥漿或水泥時，這些物料通常通過壓縮空氣輸送，此即氣力輸灰系統(tǒng)。一般平臺上使用的有P-Tank系統(tǒng)，Re-loader Tank系統(tǒng)，和Sender Tank系統(tǒng)。

【關鍵詞】鉆井平臺；氣力輸灰；淺談

陸地油氣資源的儲量隨著人們的開采而慢慢減少，因此人們將視線投向海洋。相較陸地上的開采模式，海洋油氣的開發(fā)是局限在一個非常有限的空間內-即各種平臺-進行的。氣力輸灰系統(tǒng)，又稱為散料系統(tǒng)（Bulk System），是海洋平臺鉆井包中必不可少的一部分，其通過氣力輸送的方法，將用于調配泥漿的重晶石粉/膨潤土粉末和調配水泥的水泥灰輸送至目標位置進行下一步的供需。目前針對海洋平臺的散料系統(tǒng)主要分為三種，P-Tank系統(tǒng)，Re-loader Tank系統(tǒng)和Sender Tank系統(tǒng)，這三種系統(tǒng)均以系統(tǒng)中的關鍵部件來命名，其中P-Tank系統(tǒng)是用的最多的氣力輸灰系統(tǒng)。

1 P-Tank系統(tǒng)

P-Tank系統(tǒng)是海洋鉆井平臺上使用最多的氣力輸灰系統(tǒng)，也是一種最傳統(tǒng)的氣力輸灰系統(tǒng)。之所以稱之為P-Tank系統(tǒng)是因為其中的最關鍵的設備為壓力罐（即pressure tank，P-Tank），系統(tǒng)利用數(shù)個壓力容器（即p-tank）完成受灰、儲灰和卸灰工作，系統(tǒng)中的散料通過壓縮空氣進行輸送。

散料通過氣力輸送的方式從鉆井支持船等海工設備輸送至平臺上的儲料罐。支持船和平臺通過柔性軟管連接和快速接頭鏈接，用于散料輸送的壓縮空氣由支持船提供。

當散料罐填滿之后，散料罐會作為儲料罐存儲散罐。當作業(yè)過程中需要調配泥漿或者水泥時，儲料罐中存儲的散料通過氣力輸送的方式輸送至緩沖罐（surge tank），而輸送過程中用到的壓縮空氣和空氣干燥裝置均由平臺提供，在某些特殊情況下，散料亦可以通過氣力輸送的方式輸送回支持船等設備。

鉆井平臺上的氣力輸灰系統(tǒng)一般分為兩套相互獨立的系統(tǒng)，一套用于存儲和輸送重晶石/膨潤土等用于泥漿調配的物料，另一套用于存儲和輸送用于水泥調配的水泥灰。每一套系統(tǒng)都配有相應的罐體、閥件、管路等設備，此中配置亦保證了在輸送過程中不會發(fā)生不同物料的污染。

2 Re-Loader Tank系統(tǒng)

Re-Loader Tank系統(tǒng)是依據(jù)系統(tǒng)中最關鍵的設備Re-loader Tank來命名的。系統(tǒng)可以安裝自升式平臺、半潛式平臺和鉆井船上，系統(tǒng)利用數(shù)個非壓力容器進行物料的存儲，并通過真空方式進行物料的輸送。物料通過真空輸送的方式輸送至re-loader tank，然后再給re-reloader tank加壓，通過壓力輸送的方式將物料輸送至緩沖罐（surge tank）。

同P-Tank系統(tǒng)類似，物料也是通過氣力輸送的方式從平臺支持船輸送至平臺上的儲料罐進行存儲，且輸送用的壓縮空氣來自平臺支持船。

物料在需要使用前一直存儲在儲料罐中。當作業(yè)工況需要使用儲料罐中存儲的物料時，先通過在re-loader tank中產(chǎn)生負壓，利用真空輸送的方式將物料從儲料罐中吸送至re-loader tank中。

和P-tank系統(tǒng)類似，re-loader tank氣力輸灰系統(tǒng)一般也分為兩套系統(tǒng)，一套用于存儲和輸送重晶石/膨潤土等用于泥漿調配的物料，另一套用于存儲和輸送用于水泥調配的水泥灰。每一套系統(tǒng)都配有相應的罐體、閥件、管路等設備，此中配置亦保證了在輸送過程中不會發(fā)生不同物料的污染。

3 Sender Tank系統(tǒng)

Sender tank系統(tǒng)的命名同樣時依據(jù)系統(tǒng)中的關鍵設備Sender Tank而來，同之前介紹的兩種系統(tǒng)類似，sender tank系統(tǒng)同樣可以安裝在自升式平臺、半潛式平臺和鉆井船上。由于sender tank的占地面積較小和高度較高的特性，是的其特別適合安裝在半潛式平臺上（半潛式平臺船體部分的大腿結構特點）。

同之前介紹的兩種系統(tǒng)類似，物料也是通過氣力輸送的方式從平臺支持船輸送至平臺上的儲料罐進行存儲，且輸送用的壓縮空氣來自平臺支持船。

物料在需要使用前一直存儲在儲料罐中。當作業(yè)工況需要使用儲料罐中存儲的物料時，儲料罐中的物料流化后輸送至儲料罐下方的壓力罐中（此亦系統(tǒng)稱之為sender tank的原因）。之后，壓力罐中的物料通過氣力輸送的方法輸送至緩沖罐。輸送物料所用到的壓縮空氣和空氣干燥裝置均來自平臺，并且在某些特殊要求的情況下，物料可以輸送回平臺供應船等。

和之前介紹的兩種系統(tǒng)類似，sender tank氣力輸灰系統(tǒng)一般也分為兩套系統(tǒng)，一套用于存儲和輸送重晶石/膨潤土等用于泥漿調配的物料，另一套用于存儲和輸送用于水泥調配的水泥灰。每一套系統(tǒng)都配有相應的罐體、閥件、管路等設備，此中配置亦保證了在輸送過程中不會發(fā)生不同物料的污染。

4 結論

在這三種系統(tǒng)中，p-tank是目前平臺上使用最廣泛的氣力輸灰系統(tǒng)，但是相較于re-loader tank系統(tǒng)和sender tank系統(tǒng)，p-tank系統(tǒng)的占地面積比較大，且管線布置較為復雜，同時系統(tǒng)中的所有罐體均為壓力容器，設計和制造都需要相應的資質。Re-loader tank系統(tǒng)的特點在于其儲料罐為常壓容器，屬于非壓力容器，以及re-loader tank系統(tǒng)是通過真空吸送的方式將物料從儲料罐輸送是re-loader tank，基于這些特點，系統(tǒng)中的儲料罐可以集成在船體結構中，這樣可以更好的實行集中布置，并且能夠充分利用船體的結構空間。Sender tank系統(tǒng)中的儲料罐由于占地面積小、罐體高度高和sender tank位于儲料罐下方的特點，尤為適合安裝在半潛平臺的大腿內，同時由于其儲料罐為常壓容器，因此其亦可以集成在船體結構上，充分利用船體結構的空間。

綜上，平臺上配備的氣力輸灰系統(tǒng)應根據(jù)實際情況進行選擇，p-tank系統(tǒng)作為傳統(tǒng)設備為首選，但是當考慮到平臺空間不夠以及其他特殊要求時，re-loader tank和sender tank可以作為備選方案。

【參考文獻】

[1]David Mills， Mark G. Jones， Vijay K. Agarwal. Handbook of Pneumatic Conveying Engineering. CRC Press， 2004[Z].

[2]David Mills. Pneumatic Conveying Design Guide， 2nd Edition. Elsevier Butterworth-Heinemann， 2004[Z].

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