整體式鉆井小平臺工程設(shè)計應(yīng)用分析

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摘要：伴隨著油田開發(fā)不斷精細(xì)化和深化，發(fā)揮工程設(shè)計的重要作用，對油田開發(fā)順利開展具有十分重要的意義。本文主要介紹整體式鉆井小平臺的設(shè)計思路及設(shè)計形式，分析整體式鉆井小平臺在海洋工程領(lǐng)域的工程實際應(yīng)用，并深入分析其在應(yīng)用實踐中取得的顯著經(jīng)濟性效果。

關(guān)鍵詞：預(yù)鉆井；整體式鉆井小平臺；防溢流設(shè)計；整體吊裝；環(huán)境保護(hù)；經(jīng)濟性

渤海海域的井口生產(chǎn)平臺通常為樁基式導(dǎo)管架平臺，主要分為導(dǎo)管架基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和上部組塊，導(dǎo)管架海上安裝完成后進(jìn)行上部組塊吊裝。因上部組塊陸地建造工期較長，組塊的陸地建造完成時間普遍晚于導(dǎo)管架，可達(dá)數(shù)月之久。因此，從油田開發(fā)整體統(tǒng)籌安排考慮，可以選擇在導(dǎo)管架安裝完成后即開始進(jìn)行鉆完井作業(yè)，即預(yù)鉆井方式，以便充分利用此時間段，在平臺上部組塊安裝后，即可盡快進(jìn)行井口生產(chǎn)裝置的連接及試生產(chǎn)。為給預(yù)鉆井階段的鉆完井作業(yè)人員提供操作平臺，一般在導(dǎo)管架安裝完成后，在導(dǎo)管架井口區(qū)的隔水導(dǎo)管頂部區(qū)域，以鋼結(jié)構(gòu)形式焊接安裝一個周邊輪廓尺寸大于隔水導(dǎo)管最外圍邊界的井口操作甲板，即鉆井小平臺。本文主要介紹整體式鉆井小平臺的設(shè)計形式、工程應(yīng)用及與傳統(tǒng)形式鉆井小平臺的對比與經(jīng)濟成效分析。

1整體式鉆井小平臺的設(shè)計形式及工程應(yīng)用介紹

1.1整體式鉆井小平臺的結(jié)構(gòu)設(shè)計

某項目的井口生產(chǎn)平臺結(jié)構(gòu)為8腿導(dǎo)管架平臺，設(shè)計開采井槽為40個，其中22個為單筒雙井，總井?dāng)?shù)可達(dá)62口，井口采油裝置布置分為兩層，分別位于平臺下層甲板和中層甲板。鉆井小平臺的上層甲板采用格柵板，下層鋪設(shè)鋼板，甲板四周邊緣設(shè)計有半圓管圍擋。此外，還設(shè)有扶手欄桿，防止人員、物料等墜落，提高鉆井小平臺的安全性。整體式鉆井小平臺的井槽數(shù)量及分布設(shè)計與井口生產(chǎn)平臺相同、上下兩層甲板的標(biāo)高也分別與組塊中層、下層甲板標(biāo)高一致，這樣保證了整體式鉆井小平臺與井口生產(chǎn)平臺的結(jié)構(gòu)和布局的一致性，在上部組塊吊裝后，鉆井小平臺可以直接轉(zhuǎn)化為主平臺井口區(qū)的生產(chǎn)操作平臺，作為平臺井口區(qū)操作甲板永久結(jié)構(gòu)保留。整體式鉆井小平臺的結(jié)構(gòu)立面圖如圖1，整體式鉆井小平臺的上、下甲板平面圖如圖2、3。

1.2整體式鉆井小平臺的安裝

整體式鉆井小平臺在導(dǎo)管架陸地建造階段進(jìn)行并完成陸地整體預(yù)制建造，在導(dǎo)管架安裝完成后進(jìn)行安裝。在設(shè)計上采用四點吊裝，在導(dǎo)管架海上安裝后，利用起重機整體吊裝就位至導(dǎo)管架上，作為預(yù)鉆井作業(yè)的操作平臺。在平臺上部組塊安裝前，無須拆除，組塊可以直接在其上面進(jìn)行吊裝套接，鉆井小平臺的兩層甲板與組塊中下層甲板標(biāo)高一致，井口區(qū)四周甲板可以直接與其進(jìn)行拼裝連接，上部組塊完成后，鉆井小平臺作為平臺井口區(qū)操作甲板永久結(jié)構(gòu)保留。

2整體式鉆井小平臺與其他形式鉆井小平臺的對比

該項目平臺的整體式鉆井小平臺為兩層整體式，采取陸地整體預(yù)制、海上整體吊裝的方式進(jìn)行安裝，在組塊安裝后，作為平臺井口區(qū)生產(chǎn)操作甲板永久結(jié)構(gòu)保留,無須拆除。井口平臺建造完成后，可以保留部分甲板作為平臺井口區(qū)操作甲板，如果是簡易式鉆井小平臺，則需在組塊安裝前拆除。整體式鉆井小平臺與其他形式的鉆井小平臺具體對比結(jié)果見表1。由表1可知，整體式鉆井小平臺和其他形式的鉆井小平臺在功能上均可滿足預(yù)鉆井需求，預(yù)鉆井期間作為鉆井小平臺。但是，從建造、安裝方式、海上施工工期以及生產(chǎn)平臺建成后的后續(xù)利用等方面，整體式鉆井小平臺都具有非常明顯的優(yōu)勢，能夠在一定程度上降低工程建造和施工成本，提高工作效率，縮短施工工期。

3整體式鉆井小平臺在海洋石油領(lǐng)域所取得的經(jīng)濟性成效

綜上所述，整體式鉆井小平臺的設(shè)計和應(yīng)用思路為陸地整體建造、海上整體吊裝，其優(yōu)點如下：（1）在海上安裝采用整體吊裝的方式，并且在主平臺上部組塊安裝后，鉆井小平臺可以作為平臺井口區(qū)生產(chǎn)操作甲板固定結(jié)構(gòu)，永久保留，無須拆除，從而減少了施工期限，節(jié)省了船天費用。該項目合同中海上施工的浮吊資源為4500噸級，對比海上拼裝式鉆井小平臺，節(jié)省船天約2.92天，根據(jù)海上油氣田工程建設(shè)施工定額計算，對應(yīng)節(jié)省費用303.1萬元。（2）保障結(jié)構(gòu)物海上安裝期間的施工人員安全，減少工程施工落物入海風(fēng)險。由于采用海上整體吊裝的安裝方式，相比海上拼裝式鉆井小平臺，其安裝工藝步驟簡單，所用的物料較少，且主要為機械化安裝，涉及的人工操作減少，因此，能大大降低人員施工中的安全風(fēng)險，同時，也能減少因施工可能造成的對海洋環(huán)境的污染。（3）甲板封閉式設(shè)計，有利于預(yù)鉆井期間環(huán)境保護(hù)安全。因為可以作為平臺的固定結(jié)構(gòu)永久保留，所以，整體式鉆井小平臺采用封閉式設(shè)計，與其他臨時性鉆井小平臺相比，結(jié)構(gòu)更加嚴(yán)密，從而能夠在一定程度上提高預(yù)鉆井作業(yè)過程中操作人員的安全性，減少物料、配件等墜海風(fēng)險，防止井口突發(fā)性液體溢出落海污染海洋環(huán)境。（4）整體式鉆井小平臺作為平臺永久結(jié)構(gòu)保留，在組塊安裝后,可即刻開展井口區(qū)配管聯(lián)接工作，從而提高海上連接調(diào)試工作效率，節(jié)省生活支持船床位。海上油氣開采，因其特殊的地理環(huán)境，使得造成工程進(jìn)度延長的最常見因素之一，便是生活支持船床位不夠，人員無法出海施工。因此，能夠減少人員或縮短工期，這對于解決空間狹小、床位緊張的海上住宿具有非常重要的意義。

4結(jié)語

綜上所述，整體式鉆井小平臺的設(shè)計形式能夠更加科學(xué)合理地利用樁基式導(dǎo)管架平臺上部組塊在陸地建造時間，更加高效、快速、環(huán)保、安全地建造并安裝預(yù)鉆井平臺，開始鉆完井作業(yè)，并在平臺上部組塊安裝后，無須拆除，即可進(jìn)行井口生產(chǎn)裝置的連接及試生產(chǎn)，提高油氣開采的項目進(jìn)度。目前，整體式鉆井小平臺已經(jīng)在工程開發(fā)項目中得到了成功的實施和應(yīng)用，積累了成熟的應(yīng)用經(jīng)驗。對于采取預(yù)鉆井形式的井口生產(chǎn)平臺的開發(fā)建設(shè)，既可以滿足預(yù)鉆井階段的操作實施需求和環(huán)境保護(hù)、人員保護(hù)需求，又能在工程開發(fā)建設(shè)中減少各種資源浪費，節(jié)省人力、物力成本，提高工作效率，加快工程進(jìn)度，具有明顯的可行性和經(jīng)濟性。同時，在設(shè)計理念上充分體現(xiàn)了工程、鉆井、生產(chǎn)一體化融合的理念，同時，注重人員保護(hù)和環(huán)境保護(hù)，體現(xiàn)以人為本和綠色發(fā)展的科學(xué)發(fā)展理念，并兼顧各相關(guān)方在不同階段的需求，具備較高的應(yīng)用價值，在海洋工程領(lǐng)域發(fā)揮其重要作用。

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作者：李旸 史云龍 劉文軍 單位：中海石油（中國）有限公司天津分公司