中間接線箱在模塊鉆機(jī)電纜敷設(shè)中的應(yīng)用

朱俊俊

摘 要：在DES上建立中間接線箱，連接DSM和DES的電力及信號(hào)電纜，按照電壓等級(jí)將接線箱分為690V、400V以及230V，在陸地建造階段電纜敷設(shè)中，跨度電纜可分段在DES和DSM同時(shí)施工

關(guān)鍵詞：中間接線箱;同時(shí)敷設(shè);降低施工難度

1概述：

海洋鉆機(jī)模塊是海洋石油鉆井平臺(tái)的重要組成部分，它包含DSM（鉆井支持系統(tǒng)）和DES（鉆井支持系統(tǒng)）。常規(guī)的7000米、5000米鉆機(jī)模塊主要包含的大型設(shè)備為絞車，轉(zhuǎn)盤，及高壓泥漿泵，而這些大型設(shè)備主要采用交流變頻系統(tǒng)采用一對(duì)一控制交流變頻電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)性能滿足絞車、轉(zhuǎn)盤、泥漿泵傳動(dòng)要求。

通常在設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)設(shè)備的具體位置，來(lái)設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的電控間，例如高壓泥漿泵布置在DSM上，而它的整個(gè)控制單元及進(jìn)線開(kāi)關(guān)都會(huì)設(shè)計(jì)在對(duì)應(yīng)的DSM電控間，一方面節(jié)省電纜，另一面便于現(xiàn)場(chǎng)控制。像絞車、轉(zhuǎn)盤布置在DES鉆臺(tái)面上，這些設(shè)備的控制單元對(duì)應(yīng)一般設(shè)計(jì)在DES的電控間內(nèi)。

在常規(guī)設(shè)計(jì)中，模塊鉆機(jī)電控系統(tǒng)按功能可被劃分為：發(fā)電機(jī)控制部分、交流變頻（VFD）、驅(qū)動(dòng)部分、PLC 及現(xiàn)場(chǎng)總線控制部分（PLC+上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)）、司鉆操作控制部分、低壓配電（AC400V-MCC、AC690V/AC400V 開(kāi)關(guān)柜等）五個(gè)部分。

一般情況下，低壓配電部分（AC400V-MCC、AC690V AC230V ）UPS 等，例如：DES進(jìn)線開(kāi)關(guān)來(lái)之DSM出線開(kāi)關(guān);而泥漿泵變頻控制采用一臺(tái)交流變頻器驅(qū)動(dòng)，其速度控制可通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線在司鉆控制臺(tái)上，由司鉆進(jìn)行速度調(diào)節(jié)給定。在泥漿泵控制房安裝有泥漿泵本地控制箱，可實(shí)現(xiàn)泥漿泵本地操作（包括泥漿泵本地啟動(dòng)、停止、調(diào)速、工作顯示、故障顯示等）。這些需要通過(guò)硬線或是總線對(duì)泥漿泵-DSM電控間-司鉆房三點(diǎn)進(jìn)行連接。還有常規(guī)的一些電源及信號(hào)的傳遞（例如：絞車、轉(zhuǎn)盤的電源及信號(hào)），都需要DSM-DES兩地進(jìn)行連接，當(dāng)然這些連接包含信號(hào)總線或者硬線連接。此不難看出，DSM和DES之間息息相關(guān)，而推動(dòng)DES正常運(yùn)轉(zhuǎn)的必須需要DSM的支持，這種支持不光是是為設(shè)備提供動(dòng)力的來(lái)源，更重要的是信號(hào)的連接，而電纜則是連接這兩個(gè)模塊的信號(hào)的重要通道。

DES作為鉆井支持系統(tǒng)分為下底座及 上下兩層需要在各個(gè)井位移動(dòng)，南北井位的移動(dòng)則需要通過(guò)滑移系統(tǒng)帶動(dòng)DSM和DES之間的南北拖鏈拖動(dòng)整個(gè)DES進(jìn)行移動(dòng)到合適的井位，東西井位的移動(dòng)則滑移系統(tǒng)帶動(dòng)上層?xùn)|西拖鏈拖動(dòng)整個(gè)鉆臺(tái)面進(jìn)行移動(dòng)。

DSM作為支持模塊則需要為所有設(shè)備提供源源不斷的動(dòng)力不移動(dòng)。提供這些動(dòng)力的跨度電纜與則需要通過(guò)拖鏈來(lái)回移動(dòng)來(lái)滿足兩個(gè)模塊相對(duì)移動(dòng)的需求，

2跨度電纜敷設(shè)難點(diǎn)：

在以往的鉆機(jī)模塊電纜敷設(shè)中，依據(jù)設(shè)計(jì)電纜清冊(cè)DSM和DES之間的電纜都采用的是提前預(yù)鋪法，在陸地建設(shè)階段將這些跨度電纜從DSM鋪設(shè)完成，而需要通過(guò)敷設(shè)拖鏈到DES的電纜按照提前設(shè)計(jì)規(guī)劃好電纜路徑并且按照設(shè)定好的電纜敷設(shè)路徑預(yù)估長(zhǎng)度敷設(shè)至拖鏈位置，預(yù)留出到DES設(shè)備的位置的長(zhǎng)度并整齊綁扎固定完畢。例如DSM主配電間690V電源至DES 690V配電盤，需要從DSM690V開(kāi)關(guān)柜敷設(shè)至DES開(kāi)關(guān)柜，電纜型號(hào)一般為10根3*120，敷設(shè)至DES每根電纜通過(guò)拖鏈后至少需要預(yù)留50米，同樣類似的電纜根據(jù)設(shè)計(jì)需求多則上百跟，少則也要幾十根，每根都要預(yù)留50米，假設(shè)敷設(shè)完成，在DSM機(jī)械完工吊裝至海上時(shí)，這部分的處理無(wú)疑給設(shè)備吊裝增加難度，并且在海上DSM安裝就位后，這部分電纜需要從拖鏈導(dǎo)出，重新敷設(shè)到DES模塊設(shè)備。一些電纜外徑尺寸過(guò)粗不易彎曲，加上長(zhǎng)度太長(zhǎng)，海上施工相對(duì)難度大，敷設(shè)十分困難，難免影響施工進(jìn)度。

3中間接線箱的重要性：

接線箱和配電箱的主要區(qū)別在于用途和功能不同，動(dòng)力配電箱是配電系統(tǒng)的末級(jí)設(shè)備，用途是方便停、送電，起到計(jì)量和判斷停，送的作用。配電箱是一種低壓配電裝置，里面包含開(kāi)關(guān)設(shè)備，測(cè)量?jī)x表，保護(hù)電器和輔助設(shè)備。接線箱只是線路的分支過(guò)渡和跳接線沒(méi)有電路控制元件，換句話說(shuō)就是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，功能比較單一，單純只是負(fù)責(zé)連接作用

接線箱在模塊鉆機(jī)設(shè)計(jì)中應(yīng)用最早是在DSM或DES每層的照明或小型設(shè)備供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)，為了區(qū)域劃分，單獨(dú)一層的照明系統(tǒng)或者單獨(dú)的一個(gè)房間需要一個(gè)接線箱匯總至總開(kāi)關(guān)間，開(kāi)關(guān)間根據(jù)設(shè)備位置分配總開(kāi)關(guān)，便于設(shè)備控制和設(shè)備故障維修，省事省力。

在DES上建立中間接線箱，連接DSM和DES的電力及信號(hào)電纜，按照電壓等級(jí)將接線箱分為690V、400V以及230V，安裝位置可選擇離拖鏈出口處電纜橋架較近地方，并且要避開(kāi)安全通道?？刹捎寐涞匕惭b或者壁掛形式安裝。在陸地建造階段電纜敷設(shè)中，跨度電纜可分段在DES和DSM同時(shí)施工。具體可見(jiàn)下圖示例，根據(jù)電纜清冊(cè)電纜的具體路徑篩選出DES設(shè)備至中間接線箱，DSM至中間接線箱的電纜進(jìn)行電纜敷設(shè)，此時(shí)只需要將DSM通過(guò)拖鏈到中間接線箱位置的電纜進(jìn)行預(yù)留，同時(shí)中間接線箱到DES處的電纜同樣敷設(shè)完成，接線。（當(dāng)然一些重要的信號(hào)電纜不能中斷的，不可以進(jìn)入中間接線箱，這都需要在詳細(xì)設(shè)計(jì)中考慮到）。這樣不但一些難度較大的電纜在陸地基本完成敷設(shè)，一些設(shè)備的調(diào)試也可以同時(shí)在陸地分片進(jìn)行，自然降低了海上的施工難度。

4 總結(jié)：

在近期的內(nèi)掛井槽項(xiàng)目研究中，涉及到拖鏈及相關(guān)設(shè)備的改造，平臺(tái)西側(cè)需要新增井位，整個(gè)鉆機(jī)需要通過(guò)東西拖鏈移至新增井位。新增井位距離鉆機(jī)極限井位較遠(yuǎn)，鉆機(jī)滑道 、拖鏈、管線、電纜長(zhǎng)度均不滿足使用需求。當(dāng)然滑道延伸，拖鏈加長(zhǎng)，甚至管線更換都不是問(wèn)題。唯一難點(diǎn)就是相關(guān)電纜的更換，電纜連接DSM和DES所有的電源及信號(hào)，本項(xiàng)目在最初設(shè)計(jì)時(shí)DSM和DES之間沒(méi)有加裝中間接線箱，此時(shí)如果改裝拖鏈，更換拖鏈電纜，不僅是更換拖鏈內(nèi)部電纜那么簡(jiǎn)單的事情。試想一下如果DSM和DES有中間接線箱，不僅電纜更好追溯，現(xiàn)場(chǎng)也更方便于施工。

參考文獻(xiàn)：

[1]海洋石油工程設(shè)計(jì)指南 周守為 石油工業(yè)出版社 2007

[2]海上固定平臺(tái)鉆機(jī)模塊加工設(shè)計(jì)指南 劉劍 中國(guó)石化出版社 2018