海洋石油平臺修井機(jī)不搬遷避讓鉆井船可行性分析和解決方案

任憲濤，羅如崗，王 浩

（中海石油（中國）有限公司秦皇島32-6作業(yè)公司，天津 300450）

海油某采油平臺計(jì)劃7口井進(jìn)行調(diào)整井作業(yè)，其中有2口沙河街油井，井深超過3 000m，平臺配置的HXJ158修井機(jī)無法滿足使用要求，需要使用鉆井船進(jìn)行作業(yè)。而根據(jù)平臺實(shí)際剩余的槽位，靠近平臺西側(cè)，需要使用較大鉆井船。由于該鉆井船懸臂梁伸出后，覆蓋甲板面積較大，與平臺修井機(jī)干涉。因此，需要將修井機(jī)移位或者搬遷，來滿足鉆井船的空間需求，而考慮到經(jīng)濟(jì)性，現(xiàn)場通過修井機(jī)的移位避讓，來解決鉆井船的空間需求。

1 鉆井船靠泊條件分析

1）鉆井船最大升船高度42.9m。平臺上甲板距離海平面25m，即在高度方向，甲板上的物體要低于17.9m（42.9m-25m=17.9m）。

2）為了便于防噴器的拆裝，距離最近槽口中心至少留足3m空間，即周圍3m范圍內(nèi)無阻礙物。

綜合以上條件以及現(xiàn)場實(shí)地調(diào)研，在上甲板，修井機(jī)和吊機(jī)在高度鉆井船有干涉，吊車高度20m，作業(yè)最外側(cè)槽口時，鉆井船上底座能夠跨越吊車，懸臂梁頂角與吊車最近距離1.7m，吊車能夠避讓；在甲板的水平方向，只有修井機(jī)與最近槽口中心距低于3m。在整個上甲板，影響鉆井船所需空間只有平臺修井機(jī)。

2 修井機(jī)避讓可行性分析

從修井機(jī)位置至極限井位中心的距離以及修井機(jī)高度分析，與鉆井船是否有沖突。

1）修井機(jī)高度是否與鉆井船沖突根據(jù)鉆井船提供的示意圖，懸臂梁伸出后，幾乎將整個甲板覆蓋。修井機(jī)移至生活樓方向，井架高度33m，修井機(jī)上底座6m，甲板標(biāo)高為EL.（+）25 000m，共計(jì)64m，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過鉆井船的升船高度。因此，修井機(jī)井架必須放倒。井架放到后，井架距離甲板高度11m；二層臺距離頂甲板14.6m（實(shí)際二層臺已經(jīng)伸出弦外，不影響懸臂梁），跨越修井機(jī)需要跨14.6m+25m=39.6m，鉆井船最大升船高度42.9m能夠跨越。修井機(jī)放倒后，最高點(diǎn)二層臺的高度低于鉆井船的起升高度。

2）根據(jù)鉆井船要求，為了便于防噴器的拆裝，修井機(jī)距離最近槽口中心至少留足3m空間。根據(jù)現(xiàn)場情況，制約能否避讓3m距離的因素，井架的托架與吊機(jī)之間的距離（根據(jù)現(xiàn)場驗(yàn)證，吊車駕駛室左前踏板為吊車旋轉(zhuǎn)平臺伸出最大位置）?？紤]到修井機(jī)移位后，保證吊車能夠使用，將這個距離確定為0.35m。先將修井機(jī)上底座移位井口側(cè)極限位置，再將下底座移位至托架距離吊機(jī)駕駛室左前踏板0.35m，此時，修井機(jī)上底座至極限井口中心2m左右。因上底座為可拆裝式，將外擴(kuò)飄臺拆除后，可增加1.2m的距離，2m+1.2m=3.2m。

經(jīng)過分析，不管是在高度方向還是水平方向，通過將修井機(jī)移位，可以滿足鉆井船鉆井空間需求。

3 修井機(jī)避讓解決方案

HXJ158A海洋鉆修機(jī)主要分為下底座總成為上底座總成、井架總成。下底座主要用來承受上底座及其上設(shè)備重量和作業(yè)負(fù)荷，同時作為橫導(dǎo)軌及輔助導(dǎo)軌的支座，滿足鉆修機(jī)橫向移動的需要。底座前部即為作業(yè)的主要工作平臺，具有鉆臺功能，可以縱向移動。通過橫向和縱向的移動實(shí)現(xiàn)修井機(jī)移位避讓。

1）移動修井機(jī)下底座至緊靠生活區(qū)側(cè)，使用吊車配合拆除井口側(cè)防雨棚、外飄臺等，將液壓油箱位置改造至其他位置，保證液壓系統(tǒng)能夠正常使用。

2）外飄臺拆除后，修井機(jī)上底座先移位至下底座井口側(cè)邊緣，然后移動下底座至井架托架與吊車距離為0.35m處。

3）因修井機(jī)上底座移位至井口側(cè)極限位置，上底座、井架的全部重量重心都偏移至下底座井口側(cè)，在外力的作用下，修井機(jī)有發(fā)生傾覆的風(fēng)險(xiǎn)。需要計(jì)算傾覆力矩，以驗(yàn)證風(fēng)險(xiǎn)等級。修井機(jī)傾覆計(jì)算水平荷載只考慮風(fēng)力作用，如下：

（1）下底座重量33.2t、鉆臺63t、井架34t（不帶大鉤），重心位置依據(jù)各模塊吊裝布置圖；

（2）風(fēng)荷載計(jì)算選取不可預(yù)期風(fēng)速36.0m/s，平臺頂層甲板標(biāo)高為EL.（+）25 000m，由于無精確結(jié)構(gòu)尺寸，風(fēng)載計(jì)算為估算值；

（3）按照API 4F規(guī)范，抵抗傾覆計(jì)算自重取預(yù)期最小重量的90%；

傾覆計(jì)算修井機(jī)相對位置為鉆臺在下底座東側(cè)極限井位，如 圖1所示。API 4F要求最低傾覆安全系數(shù)（自重對傾覆線力矩與風(fēng)力對傾覆線力矩比值）為1.50，經(jīng)計(jì)算，修井機(jī)極限井位傾覆安全系數(shù)為1.35＜1.50，根據(jù)初步核算結(jié)果不滿足規(guī)范要求。

圖1 傾覆計(jì)算示意圖

4）修井機(jī)底座加固

由于修井機(jī)傾覆安全系數(shù)不滿足規(guī)范，需要進(jìn)行加固，在修井機(jī)下底座處邊緣以及附近加支撐（詳見圖2）。承重點(diǎn)選擇在甲板主梁結(jié)構(gòu)，此次選擇在修井機(jī)下底座移動導(dǎo)軌。支撐柱材質(zhì)：250mm×125mm工字鋼，焊接工藝：采用手工弧焊焊條，焊條CHE58-1φ3.2mm，直流反接電流100～140A，電壓20～24V。焊縫分層多道焊，焊后進(jìn)行必要的打磨，焊前焊縫局部預(yù)熱50℃，在焊接中需要注意每道焊縫的疊層，每焊一道要及時清渣，鏟除飛濺。

圖2 修井機(jī)底座加固

5）井架放到

（1）下放大井架要嚴(yán)格按照公司的作業(yè)指導(dǎo)書和修井機(jī)操作說明書操作。

（2）井架放倒時，將游車大鉤平放在大鉤托架盒底部。

（3）在風(fēng)速超過12m/s或能見度小于50m時，不能進(jìn)行井架的起放和伸縮。

（4）在井架起升或縮回時，應(yīng)注意觀察油路油壓的變化，油壓不得高于16MPa，否則應(yīng)檢查其原因。

6）避讓空間確認(rèn)

修井機(jī)移位至極限位置后，測量修井機(jī)與最近井口中心距離3.2m。井架放倒后，井架至甲板高度12m。這兩項(xiàng)數(shù)據(jù)滿足鉆井船的空間需求。

4 結(jié)語

通過對修井機(jī)避讓的可行性分析，制定了詳細(xì)的避讓方案，實(shí)現(xiàn)了海洋石油平臺修井機(jī)不搬遷避讓鉆井船。此種方法與修井機(jī)搬遷都可以實(shí)現(xiàn)鉆井船的靠泊，但是這種方法經(jīng)濟(jì)性高，省時省力，為后期其他平臺靠泊大型鉆井船提供了良好的避讓經(jīng)驗(yàn)。