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      海上鉆井平臺光船租賃模式探索實踐

      2022-09-15 03:13:24劉東章孟祥卿鄒曉楠丁香春黃勇
      中國設備工程 2022年17期
      關鍵詞:頂驅泥漿泵鉆井

      劉東章,孟祥卿,鄒曉楠,丁香春,黃勇

      (勝利石油工程公司,山東 東營 257000)

      國海公司利用國際國內2個市場和2種資源,對中央企業(yè)被延期和棄單的海工資產實施集中劃轉、集中管理、集中改裝、集中處置,使在手的海工資產得到妥善維護和利用,相關中央海工裝備制造企業(yè)回流部分現(xiàn)金流,經營困難得到緩解,并有效減少資產損失,為中央海工裝備產業(yè)布局結構調整和實現(xiàn)高質量發(fā)展奠定基礎。中石化勝利石油工程海洋鉆井公司正是基于這一背景,擬通過光船租賃的方式,提升自身的裝備水平和競爭力,接替老舊平臺,耕耘國內市場,開拓海外市場,緩解目前平臺老化和施工能力不適應現(xiàn)場實際需求的現(xiàn)狀,在完成生產任務的同時,實現(xiàn)國有資產的盤活,增值保值,減少國有資產的流失,從而與國海公司達成互惠共贏的目的。

      1 平臺概況

      1.1 平臺簡介

      國勝平臺是由美國LeTourneau Technologies公司設計的Super 116E 型自升式鉆井平臺。平臺入級ABS,船籍為利比里亞。于2018年4月由大連中遠海運重工有限公司建造完工。

      國勝平臺類型為桁架自升式鉆井平臺,升降系統(tǒng)為電動升降系統(tǒng),齒輪齒條傳動形式,3樁腿四方形桁架結構,長度145m。鉆井包主單元為NOV設備,頂部驅動為NOV TDS-8SA,輸出功率可達1150Hp,最大轉速可達270rpm,最大工作壓力7500psi;絞車為NOV ADS-10T,3臺馬達驅動,可提供4200hp功率;泥漿系統(tǒng)循環(huán)系統(tǒng)配備3臺泥漿泵,型號為NOV 14-P-220,最大工作壓力為10000psi。

      1.2 平臺主要參數(shù)

      表1

      2 勘驗情況

      通過平臺勘驗小組10余天的勘驗,平臺最大作業(yè)水深350ft,鉆井裝備為NOV鉆井包,通用設備中規(guī)中矩,平臺整體能夠滿足喀麥隆項目要求。共梳理各調試系統(tǒng)項目90項。

      2.1 平臺各系統(tǒng)情況

      平臺外觀狀況良好,結構狀態(tài)完好,未有銹蝕現(xiàn)象。平臺升降系統(tǒng)配置完好,經過移泊測試,性能優(yōu)異,狀態(tài)良好;井控系統(tǒng)完好,配置先進,狀態(tài)良好;壓載系統(tǒng)設計合理,管線布置整齊統(tǒng)一,狀態(tài)良好。

      2.2 平臺主要設備情況

      鉆井設備配置全套NOV先進設備,功能齊全,集成化程度高,狀態(tài)良好;主動力設備配備5臺卡特3516C發(fā)電機機組,性能優(yōu)異,保護良好,運轉正常;鉆井輔助設備功能齊全,狀態(tài)良好。

      2.3 平臺勘驗結論

      平臺設計簡單實用,建造質量優(yōu)良,設備配套齊全。平臺主機、壓風機等動力設備運轉正常。平臺的升降系統(tǒng)可靠性高,維護方便。懸臂梁和鉆臺滑移系統(tǒng)采用電動齒輪齒條傳動,可以實現(xiàn)連續(xù)移動,速度快、效率高、井位定位準確、自動化程度高。平臺辦公居住區(qū)設計合理,辦公和居住區(qū)相互隔離,辦公區(qū)視野好,能及時觀察鉆臺生產情況。平臺左右舷各配置1艘定員100%的救生艇,優(yōu)于JU和CJ系列平臺的船艏部救生艇配置。

      3 存在問題

      由于平臺原是一家挪威公司所有,其設計理念、安全標準和運營方式與國內存在許多差異。固控設備全為租賃,如在國內打井作業(yè),需配置離心機、固井撬、螺旋輸送器等設備,需要改進以滿足國內安全標準的需要,且平臺監(jiān)造完成3年之久,是1條尾船,拆用和損壞備件較多,共計收集問題項723項。

      3.1 設備配件問題

      N611是船廠最后1條自升式平臺,拆用和損壞備件較多,船廠缺少調試配件,疫情影響進口配件供貨周期長,需盡快采購;通用配件盡快尋找國內替代,如泥漿泵活塞、缸套,頂驅沖管、盤根,振動篩篩布等。

      3.2 設備采購問題

      固井撬沒有現(xiàn)貨,需盡快確定型號訂購同時訂購各接口高壓管匯、閥門等材料,訂貨周期和施工周期長,是影響工期的主要因素。

      3.3 設備操作培訓問題

      NOV設備集成操作程度較高,觸摸屏操作,不同于以往的操作,需專業(yè)人員現(xiàn)場培訓和指導,操作人員對設備適應和熟練掌握需要一個較長的過程,在施工作業(yè)期間需要專業(yè)人員隨井培訓指導。吊機操作受操作面板限制,視線受限,需要專業(yè)化司索指揮。

      3.4 崗位配置問題

      盡快確定出海人員的崗位配置,及時到現(xiàn)場熟悉設備;弱電和強電崗位配置需進一步細化,增加電氣崗位人員。

      3.5 操作保養(yǎng)規(guī)程問題

      操作保養(yǎng)規(guī)程(中英文)和巡回檢查路線與常規(guī)平臺不同,需盡快制定完成并熟練掌握。

      4 適應性改造

      針對國內、國外現(xiàn)場生產的實際需要,對平臺進行了適應性改造。

      4.1 配件解決方案

      平臺配備的頂驅為NOV 公司生產的VARCO 8SA 頂驅,750t,雙導軌,雙電機,沖管配備的為機械式沖管,價格20余萬元,其密封環(huán)1.5萬美元,維護保養(yǎng)成本極高,供貨不及時,卡脖子現(xiàn)象嚴重。在此背景下,設計加工了沖管總成,實現(xiàn)了頂驅沖管總成國產化替代。

      振動篩為VSM 300,進口篩布價格昂貴且進貨不及時,進行了國產化研制和替代,成本降低一半,保證了充足的篩布供應。

      轉盤與分流器設計為整體形式,分流器放置年限已久,進廠檢驗發(fā)現(xiàn)其中密封件老化嚴重,必須更換新的密封件,在平臺出海打井的時間窗口無法完成回裝。在此背景下,設計加工了分流器替代裝置,實現(xiàn)了泥漿的導流和反流。

      平臺配備的是NOV 14 HP220 型泥漿泵,進口配件價格昂貴,供貨周期無法保證,為了避免影響設備的正常維護保養(yǎng),影響正常的生產作業(yè),對配件進行了國產化替代。

      4.2 設備加裝

      由于平臺原配備的固井車為SCHLUMBERGER公司所有,租金昂貴,確定國產固井車替代方案,原固井車底座與新固井車底座不相符,而底座下部為VFD間,無法進行切除原底座、焊接新底座,設計了在原有底座基礎上進行增加橫梁和縱梁結構,圓滿解決了此問題。

      平臺未配備離心機,購置2臺Derrick DE-1000 GBD離心機,根據(jù)離心機底座尺寸重新設計布局加工了承托底座,并根據(jù)離心機配備了2臺供漿泵,實現(xiàn)互為備用。

      4.3 系統(tǒng)優(yōu)化改進

      平臺原巖屑回收系統(tǒng)設計為通過螺旋輸送器到達甩干機,經過甩干機處理后直接排海,而在國內打井,巖屑不允許排海,只能收集到巖屑箱運回陸地處理。設計加工了巖屑回收漏斗,購置了巖屑真空輸送泵,設計制作了巖屑回收承托裝置,防止巖屑輸入巖屑箱內的飛濺。

      加藥艙原配置2個加藥漏斗為封閉粉狀藥品和25kg散料袋裝添加之用,對于噸包藥品無法實現(xiàn)添加作業(yè),對此在2個加藥漏斗的中間部位增設了1臺漏斗,購置了1臺叉車,在漏斗的正上方焊接了2t的吊耳,通過改進,既可滿足噸包藥品的添加,又能實現(xiàn)散裝小袋藥品的添加。

      4.4 隱患治理

      國內施工作業(yè),為平臺服務的船舶必須要進行帶纜才能進行上卸貨物和人員的上下,為此通過論證選擇合適位置焊接了系泊眼板,并在合適的位置增設了纜繩掛點,滿足國內施工船舶的帶纜作業(yè)。

      該平臺主機冷卻方式為風冷方式,散熱風機布置在左舷尾部吊機下部,由于在吊機下部,當?shù)鯔C吊裝貨物時難免有細小雜物掉落,造成破損滲漏,為此設計了百葉窗式防落物裝置,從根本杜絕了散熱風機遭受外來物體打擊而受損的風險。

      平臺懸空物體設施繁多,存在高空落物的風險,對此專門聘請專業(yè)防落物調查公司到平臺進行勘察和防護,共計防護300余處,極大的提高了現(xiàn)場的本質安全化。

      平臺計劃去非洲的喀麥隆進行施工作業(yè),根據(jù)安保要求,設計確定了安防方案,對樁腿位置進行隔離防護,防止人員從樁腿攀爬到平臺,右舷甲板洗眼站設立為臨時避難點,生活區(qū)一樓廚房和餐廳作為安全屋,在生活區(qū)外圍進行鋼板加固防護。

      平臺配備的吊機為喀麥隆公司生產的PCM 120SS 和PCM 220SS型吊機,起吊能力分別為42t和68t,其登臨駕駛室的直梯與中間工作臺空間過大,在吊機旋轉過程中如果有人員站立此處,會造成人員的傷害,針對這一問題在直梯上進行向外延伸,使其空間縮小到2㎝的范圍,完全杜絕了擠傷人員的隱患。

      司鉆臺、中控室、吊機駕駛室等處所為了視野的開闊,都是大面積的玻璃窗,在陽光直射的情況下,一是操作面板反光無法看清,二是操作人員視線受陽光影響。對此增設了遮陽簾,確保了作業(yè)的安全正常運行。

      4.5 輔助系統(tǒng)設施改進

      平臺配備了3臺英格索蘭壓風機,其中2臺為風冷機組,1臺為水冷機組,其海水冷卻管線設計不合理,擋住了后側壓風機油氣分離器檢查外罩,給維護操作人員帶來了極大的不便,對船廠提出了整改措施,將管線進行移位,跟蹤落實,解決了拆裝難題,為現(xiàn)場員工巡檢維護提供了便利。

      平臺配備的鐵鉆工為NOV ST120型,無任何的配件,為了防止在使用過程中出現(xiàn)問題而影響正常的生產,選擇在鉆臺的合適位置增設了液氣大鉗固定樁,配備了1臺液氣大鉗,以備燃眉之急。

      平臺設計有淡水艙和鉆井水艙,各自獨立,在加注站分別配備了各自的加注管線,在日常的供水過程中,淡水和鉆井水都是有船舶提供的飲用水,對此將2個艙室的加注硬管線處進行了互連改造,中間加設了截止閥,實現(xiàn)了打水過程中勿需停泵,通過開關截止閥就可實現(xiàn)不同水艙的加注。

      平臺空調系統(tǒng)是由冷水機組提供冷卻水源,冷水機組依靠海水進行冷卻,管路系統(tǒng)中未設濾器,現(xiàn)有管路中無加裝濾器的空間,海水中攜帶雜質和海生物等,長期會造成熱交換器的堵塞,在此背景下,通過現(xiàn)有的管路三通位置,設計了與三通相配合的濾器,解決了管路堵塞問題。

      振動篩處是泥漿從井內返出的必經之路,時而會夾帶部分有毒有害氣體,時而會有霧氣的產生,夏季時也會有大量的飛蟲聚集,針對這一情況在振動篩處增設了1個驅蟲風機,實現(xiàn)驅離飛蟲、驅散氣體和霧氣的作用,從而保障施工現(xiàn)場的安全。

      平臺原設計為中東地區(qū)施工作業(yè),廚房設施以符合西餐標準配備,不符合制作中餐,對廚房設施進行部分設施保留、部分設施拆除和部分設施增設,使其達到符合中餐制作的標準。

      泥漿泵冷缸上未設計溢流口,當壓蓋墊子刺漏時,不能第一時間發(fā)現(xiàn),為此對冷缸進行了溢流口的增設,以便及時診斷壓蓋墊子刺漏問題。

      平臺深井泵為新加坡制造,電纜連接方式為插接式,便于深井泵的更換,國產深井泵的電纜連接方式、法蘭接口等不盡相同,進行了適應性改進,滿足了互換使用。

      頂驅二層臺維修平臺與頂驅之間的工作空間不足,在維修臺沒有完全伸平的情況下,就與頂驅相接觸,為此對其進行改造,割除20cm后回裝,使其伸平狀態(tài)下與頂驅保持安全間隙。

      鉆臺固控管線未設計專門沖洗管線,固井作業(yè)完畢后,易造成管線的堵塞,嚴重影響以后的正常施工作業(yè)。設計了專用的固井沖洗管線,徹底解決了固井后無法實現(xiàn)及時沖洗管線的弊端。

      平臺聯(lián)合清潔器整體有3m之高,巡檢維護保養(yǎng)不便,極易發(fā)生人員安全問題;泥漿泵泵房配備了3臺泥漿泵,空間狹小,管路紛繁,人員正常維護保養(yǎng)泥漿泵,攀爬困難。在此背景下,設計加工了聯(lián)合清潔器和泥漿泵工作臺,提升了工作效率和現(xiàn)場本質安全化。

      按照公司安全規(guī)定,在維護保養(yǎng)盤轉泥漿泵時,嚴禁電動盤泵,只能允許手動盤泵,設計加工了手動盤泵裝置,滿足維修保養(yǎng)之用;頂驅配備的頂驅沖管總成為機械式,使用榔頭撬杠拆卸,對此設計加工了專用拆卸工具,提高了工作效率,降低了勞動強度,提升了安全性。

      5 結語

      平臺的適應新改造25項,隱患治理52項,問題整改723項,通過相關部門的檢驗和安全評估,各項性能指標達到了相關要求和標準,平臺滿足了海外和國內施工作業(yè)的標準,達到了預期的目的。通過適應性改造,提升了平臺的安全性、可靠性、經濟性和市場競爭力。

      光船租賃是海洋鉆井公司一次大膽嘗試,是實現(xiàn)國有資產的盤活,增值保值,減少國有資產流失的重要手段,從而達到與國海公司互惠共贏的目的。目前該平臺已經完成鉆井4口,進尺1萬余m,實現(xiàn)產值5000余萬元,產生巨大的經濟效益和社會效益,為節(jié)能降耗,綠色、低碳、節(jié)能環(huán)??沙掷m(xù)發(fā)展,為保障國家能源安全做出積極的貢獻。

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