國(guó)產(chǎn)化鉆井設(shè)備實(shí)船的應(yīng)用的配套技術(shù)研究

高嵩　徐郎君　高西健　楊勝?lài)?guó)

摘? 要：超深水鉆井平臺(tái)（船）是關(guān)于海洋油氣資源開(kāi)發(fā)的重要裝備之一，同時(shí)具有極高的戰(zhàn)略意義。為了確保第七代超深水鉆井平臺(tái)（船）能夠在惡劣海況中正常完成作業(yè)，該文基于鉆井設(shè)備配套設(shè)施的布置，配套設(shè)備相關(guān)規(guī)范，并結(jié)合項(xiàng)目規(guī)格書(shū)的要求，對(duì)配套設(shè)施的安裝工藝展開(kāi)分析。在實(shí)現(xiàn)了配套設(shè)施的精準(zhǔn)化安裝，大幅度提高了安裝工程中的安全性與規(guī)范性的同時(shí)，對(duì)我國(guó)海工平臺(tái)的設(shè)計(jì)與制造水平的提高有著極為重要的意義，并積累了相關(guān)寶貴的安裝經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：超深水;鉆井設(shè)備;配套設(shè)施;安裝工藝

中圖分類(lèi)號(hào)： TE95? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

在未來(lái)全球油氣開(kāi)發(fā)中，油氣增量主要是來(lái)自深水，尤其來(lái)自超深水海域[1-2]。根據(jù)有關(guān)專(zhuān)業(yè)機(jī)構(gòu)的預(yù)測(cè)，2014～2030年，全球超深水油氣產(chǎn)量年復(fù)合增長(zhǎng)率將高達(dá)20%。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的鉆井平臺(tái)上的配套設(shè)備幾乎被國(guó)外設(shè)備廠家所壟斷，所購(gòu)買(mǎi)的設(shè)備價(jià)格也比較昂貴，而國(guó)內(nèi)對(duì)鉆井平臺(tái)的配套設(shè)備的研發(fā)也處于起步階段。為了能夠?qū)Τ钏Ｓ虻挠蜌赓Y源進(jìn)行充分開(kāi)發(fā)，煙臺(tái)中集來(lái)福士海洋工程有限公司承包第七代超深水半潛平臺(tái)（船）創(chuàng)新專(zhuān)項(xiàng)。

第七代超深水鉆井平臺(tái)（船）立足于深海高效開(kāi)發(fā)，與第六代平臺(tái)相比，具有“兩深一高”的優(yōu)勢(shì)，即井深更深，水深更深，效率更高，更加綠色環(huán)保，實(shí)現(xiàn)平臺(tái)作業(yè)低能耗、低噪聲、零排放、余熱余能利用，擁有優(yōu)良的運(yùn)動(dòng)性能，可以有效提高平臺(tái)的作業(yè)天窗期及作業(yè)能力，能更好地應(yīng)對(duì)臺(tái)風(fēng)、內(nèi)波流等，大幅降低平臺(tái)動(dòng)力定位系統(tǒng)的能耗。鉆井設(shè)備安裝是介于建造工程與生產(chǎn)產(chǎn)品之間的一種不可缺少的步驟，在機(jī)械設(shè)備安裝實(shí)踐中，安裝工藝流程的設(shè)定及安裝質(zhì)量的合理控制尤為重要[3，4，6]。為了確保第七代平臺(tái)能夠在所處的作業(yè)環(huán)境中正常工作，該文針對(duì)海洋工程裝備領(lǐng)域第七代超深水鉆井平臺(tái)（船）創(chuàng)新專(zhuān)項(xiàng)中的配套技術(shù)進(jìn)行研究，對(duì)雜用絞車(chē)、增壓蓄能器等配套設(shè)施安裝工藝方案進(jìn)行研究，并分析所實(shí)施的安裝工藝方案的先進(jìn)性，對(duì)安裝方案進(jìn)行總結(jié)。

1 雜用絞車(chē)的安裝工藝研究

1.1 雜用絞車(chē)簡(jiǎn)介

船用絞車(chē)是用卷筒纏繞鋼絲繩或鏈條以提升或牽引重物的輕小型起重設(shè)備。雜用絞車(chē)可以單獨(dú)使用，也可以作為起重、礦井等機(jī)械中的組成部分，它由于操作比較簡(jiǎn)單、繞繩量大、移動(dòng)比較方便而廣泛使用在船舶中。船舶雜用絞車(chē)在船舶的整個(gè)作業(yè)工程中起到了非要重要的作用。如果沒(méi)有絞車(chē)，所有的作業(yè)將會(huì)耗費(fèi)巨大的人力與物力，所有雜用絞車(chē)安裝工藝顯得非常重要。

1.2 絞車(chē)安裝流程圖

絞車(chē)安裝流程圖如圖1所示。

1.3 絞車(chē)安裝工藝流程

1.3.1 安裝

根據(jù)絞車(chē)的安裝工藝注意事項(xiàng)，絞車(chē)的安裝應(yīng)當(dāng)依照設(shè)備樣本。首先移除所有的包裝材料和清除所有的設(shè)備表面上的防腐保護(hù)膜。

1.3.2 在甲板上安裝雜用絞車(chē)

首先確?；塬@得一個(gè)適當(dāng)?shù)钠矫娑龋缓髴?yīng)用合適的起重裝置將絞車(chē)吊入正確的位置，將螺栓、墊圈依次放入安裝孔。其次，滾桶中心應(yīng)與鋼絲繩滑輪中心對(duì)齊，可參照設(shè)備樣本。

1.3.3 液壓系統(tǒng)連接

當(dāng)絞車(chē)安裝到位，就可以進(jìn)行液壓連接。首先，絞車(chē)上應(yīng)適當(dāng)標(biāo)記3條液壓管線接口，可以參考設(shè)備樣本上的接口一覽表。其次，外部系統(tǒng)、硬管、軟管等連接到絞車(chē)前應(yīng)當(dāng)有記錄清楚的清潔表。液壓管口的塞子只有在連接的時(shí)候才能移除。當(dāng)開(kāi)始液壓連接工作時(shí)要避免任何污物。

1.4 安裝工藝先進(jìn)性

此安裝工藝研究了第七代超深水鉆井平臺(tái)（船）雜用絞車(chē)的安裝流程，此工藝可廣泛應(yīng)用于絞車(chē)安裝中，其工藝合理、安全性高、可靠性強(qiáng)，可大大優(yōu)化絞車(chē)的安裝工藝，減少使用中所產(chǎn)生的噪聲與磨損，大幅度提高了雜用絞車(chē)與鉆井平臺(tái)的使用年限。

2 增壓蓄能器安裝工藝研究

2.1 蓄能器介紹

蓄能器是液壓氣動(dòng)系統(tǒng)中的一種能量?jī)?chǔ)蓄裝置[5]。其在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候可以將系統(tǒng)中的能量轉(zhuǎn)變?yōu)閴嚎s能或位能儲(chǔ)存起來(lái)，當(dāng)系統(tǒng)需要時(shí)，其可以將壓縮能或位能轉(zhuǎn)變?yōu)橐簤夯驓鈮旱榷尫懦鰜?lái)，以便重新補(bǔ)供給系統(tǒng)。此外，當(dāng)系統(tǒng)瞬間壓力增大時(shí)，它可以吸收多余的能量，以保證整個(gè)系統(tǒng)壓力正常。由于蓄能器在液壓系統(tǒng)中屬于危險(xiǎn)部件，所以在操作過(guò)程中必須要特別注意安全，因此有必要對(duì)增壓蓄能器的安裝工藝進(jìn)行梳理和優(yōu)化，這對(duì)順利安全地進(jìn)行增壓蓄能器的安裝具有極大的實(shí)際意義。該文主要對(duì)隔水套管艉部導(dǎo)向臂的安裝工藝進(jìn)行研究，流程如下。

安裝前準(zhǔn)備工作-從蓄能器的氮?dú)舛艘瞥ぐ搴吐菟?移除蓄能器油段盲板和螺栓-安裝測(cè)量液壓缸-將蓄能器安裝到平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)-填充和排放。

2.2 蓄能器安裝流程

2.2.1 安裝前準(zhǔn)備

在安裝蓄能器前，確保蓄能器必須放置水平。待水平放置后，需拆除蓄能器的底部支撐結(jié)構(gòu)和支撐架，然后打開(kāi)球閥以便泄去蓄能器的氮?dú)舛说囊簤河?。蓄能器示意圖如圖2所示。

2.2.2 移除盲板和螺栓

待液壓油泄去后，將蓄能器氮?dú)舛说拿ぐ迮c螺栓移除 。

2.2.3 安裝管路

首先用螺栓把測(cè)量液壓缸安裝到蓄能器上，然后連接蓄能器的氮?dú)舛说降獨(dú)鈫卧⑦B接蓄能器的油端到油柜通過(guò)球閥來(lái)收集滲出的液壓油。當(dāng)活塞運(yùn)行到油端，停止運(yùn)動(dòng)，并且斷開(kāi)氮?dú)鈫卧?。?dāng)活塞到零沖程，通過(guò)一個(gè)小口來(lái)排氮?dú)舛酸尫诺獨(dú)?。用螺栓將測(cè)量液壓缸安裝到蓄能器上;并將油罐連接到測(cè)量液壓缸和底部支撐架，再用吊耳和相應(yīng)的吊升架來(lái)吊升完全安好的2個(gè)部分。隨后用吊升蓄能器脫開(kāi)，木質(zhì)支撐架，將其從木質(zhì)支撐架上慢慢吊升。然后將蓄能器安裝到平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)上。

2.2.4 連接電氣元件（檢測(cè)器、Hypos-system和電感式傳感器）

在油端和氮?dú)舛说母邏汗苓B接到蓄能器的部件前必須沖洗干凈。然后再移除油端和氮?dú)舛说拿ぐ宸ㄌm和螺栓，并清潔法蘭表面。

待移除完畢，連接油端和氮?dú)舛说母邏汗?，并在法蘭盤(pán)表面和蓄能器的端覆蓋之間加入密封劑，以及在外邊緣增加工具。最后再對(duì)管路上被破壞的油漆與表皮進(jìn)行修復(fù)。

2.2.5 填充與排放

將液壓油從注油端注入直到油柜最低的液位處，并通過(guò)測(cè)量液壓缸活塞桿端的接口將系統(tǒng)中的氣體抽出。然后給蓄能器油端注油，并通過(guò)蓄能器的下法蘭在蓄能器的油端抽氣。將蓄能器的油端注滿(mǎn)油，當(dāng)蓄能器的活塞在端位置的時(shí)候，通過(guò)給蓄能器氮?dú)舛思訅?，打開(kāi)球閥，從而使內(nèi)部排放管路與氮?dú)舛讼嗤▽⒁簤河腿啃钩觥Ｈ缓笥眯掠凸酀M(mǎn)活塞的上部，將液壓油注入，直到到氮?dú)舛俗畹鸵何唬⒔o系統(tǒng)抽氣。蓄能器就可以進(jìn)行操作。

2.3 蓄能器安裝工藝的先進(jìn)性

該工藝對(duì)于蓄能器在安裝過(guò)程中的偏差進(jìn)行了相應(yīng)的控制，防止了事故的出現(xiàn)。對(duì)安裝檢查過(guò)程進(jìn)行了順序的改進(jìn)。同時(shí)在對(duì)增壓蓄能器安裝工藝進(jìn)行基于安裝質(zhì)量保證的基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新。例如通過(guò)嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)測(cè)試，確保測(cè)量液壓缸的活塞桿能夠延伸，最小的工作壓力要確定在50 bar，從而確保安裝完成后增壓蓄能器的安全使用。

3 結(jié)語(yǔ)

該文對(duì)第七代超深水鉆井設(shè)備部分配套設(shè)備的安裝工藝進(jìn)行了研究，實(shí)現(xiàn)了配套設(shè)施的精準(zhǔn)化安裝，大幅度提高了安裝工程中的安全性與規(guī)范性。其中，通過(guò)潤(rùn)滑章節(jié)點(diǎn)于遠(yuǎn)程系統(tǒng)控制，成功減小了雜用絞車(chē)的磨損與產(chǎn)生的噪聲;通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試，得出蓄能器的最小工作壓力在50 bar，確保了安裝順利進(jìn)行與日后的使用。通過(guò)該文的配套設(shè)備安裝工藝研究，比較系統(tǒng)地學(xué)習(xí)了雜用絞車(chē)、蓄能器的安裝工藝流程，安裝時(shí)需要注意的事項(xiàng)對(duì)我國(guó)海工平臺(tái)的設(shè)計(jì)與制造水平的提高具有極為重要的意義，并積累了相關(guān)寶貴的安裝經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

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