基于低温钻机管汇应用的电伴热系统设计

俄罗斯极地低温钻机的使用环境温度为-45～45℃,在低温环境下为了保证钻井作业正常进行并提高钻井效率,就必须对钻机的配套设备采取相关的保温措施。钻井管汇是钻机的关键设备之一,是钻井液的主要输送管道,环境温度的高低直接影响着钻井作业的质量,在低温环境下钻井液管汇必须保持在一定的温度范围才能够保证钻井工作的正常进行。基于低温钻机管汇的应用特点,对电伴热技术的特点及应用进行了介绍,计算了低温环境下管汇的热量损失和热量需求参数,设计了一套适用于低温钻机管汇的电伴热系统,保证了钻井系统在低温环境下正常工作,达到了节能、环保的要求。     

海洋平台钻机集成监控系统可靠性冗余设计

针对海洋平台钻机司钻房内的控制系统结构庞大、控制方式繁杂、操控不便等问题,提出一种3网4层监控系统的网络架构.针对海洋平台钻机的高可靠性、高可用性和高安全性的要求,提出一种基于西门子S7-400H的动态容错冗余监控系统设计方案.对海洋平台钻机监控系统的各网络层进行冗余设计.基于信息通道结构建立海洋平台钻机监控系统的信息...     

海洋钻机补偿绞车能耗计算与实验测试

为了优化半主动式补偿绞车的结构、验证该系统的节能及补偿效果,对万米钻井补偿绞车的功率及能耗进行了计算与数值仿真。结果表明:主动式补偿绞车主要克服钻柱负载与传动效率损失;半主动式补偿绞车主要克服传动效率损失、传动系统惯性与被动液压马达扭矩波动。综合考虑能耗、钢丝绳寿命、强度等因素,优化了半主动式补偿绞车的电-液驱动方案与关键结构参数,该系统相对于主动式补偿绞车的节能效果明显。研制了一套载荷2.3 t的补偿绞车原理样机,实验结果表明:绞车补偿的控制效果良好,峰值功率、能耗的变化规律与理论分析基本一致;随补偿幅值的增大,半主动补偿相对于主动补偿节能46.5 % ~26.7 % ;补偿载荷越大、传动惯性越小、传动效率越高,节能效果越明显。     

450t在役海洋钻机井架应力测试工装设计

为了解决海洋钻机井架应力测试时采用拉载专用工装加载时存在的拆卸回装喇叭筒及管道等附加工作量大、成本高的问题,提出了采用以下底座工字梁作为工装支撑,以钢丝绳索具连接工装与游车提环销来对海洋钻机井架进行加载的方案.依据SY/T 6326—2019标准及450 t在役海洋钻机井架的实际情况,确定了应力测试工装的主要设计要求,...     

21世纪初的世界海洋石油钻机

主要叙述了世界近海和大洋石油钻机2000年至2020年的新进展。那些新设备有1.大功率钻机，包括3.73～5.22 MW的绞车、φ1573 mm(60 1/2 英寸)的转盘和4×(1.49～1.64) MW的钻井泵(工作压力达34.47 MPa)； 2.全液压钻机，包括液压驱动的绞车、液压驱动的转盘和液压驱动的钻井泵； 3.液缸升降型钻机；4.全自动控制钻机；5.新型顶部驱动钻机；6.模块钻井设备。     

海洋钻机应力测试工装设计

应力测试是评价在用海洋钻机井架承载能力的重要手段,在测试过程中需要特制的工装以便对井架进行加载。依据某海洋钻机结构尺寸及应力测试要求,设计了相应的工装,并采用有限元方法对设计的工装进行了强度和刚度校核。分析结果表明,工装的最大应力发生在承载轴和主吊耳接触处,应力值为197.03 MPa,其余部位应力水平均在185 MPa以下,强度足够;工装的最大变形位移为9.678 mm,发生在主吊耳右侧的主梁上,垂直方向的最大挠度为9.664 mm,均为小变形,刚度满足要求。     

海洋模块钻机低压泥浆管汇设计

由于海上平台空间及吊装资源的限制,海洋模块钻机的设计越来越趋向于集约化、轻型化、模块化。减小钻井支持模块尺寸及质量的关键问题是如何减小钻井支持模块泥浆泵房的尺寸。根据海洋模块钻机泥浆系统的工艺流程及钻井支持模块泥浆泵房的布局,对海洋模块钻机低压泥浆系统的管道进行集成,设计为低压泥浆管汇,从而缓解和改善泥浆泵房间相对局促、拥挤的现状,有利于海洋模块钻机结构优化。     

海洋液压模块钻机关键技术及应用前景分析

海洋液压模块钻机在国外已经有应用,其液压技术和自动化技术的显著优势,使其成为未来海洋钻机发展的新趋势,而国内还未见有研发和应用的先例。为使海洋液压模块钻机更好地在国内推广,从国产化生产制造角度,总结了当前国内海洋液压模块钻机研发的关键技术和关键设备。从现场应用角度,分析了海洋液压模块钻机的应用优势和劣势,推广应用的意义及需克服的障碍,并分析了应用前景,给出了发展应用的建议。分析得出,海洋液压模块钻机的国产化,在国内已具备技术攻关和市场环境等推广条件,应予以积极研发。     

海洋钻机模块机械设备安装探讨

海洋钻机模块为国内近十几年来新兴的钻井作业平台,机械设备专业性强,涵盖了世界先进的工艺和技术,对设备安装要求较高。本文结合工作实际,介绍了海洋钻机模块机械设备的组成及安装特点,对悬吊式、基座式、嵌入式三种安装方式分别进行了分析,指出了海洋钻机模块设备安装中应注意的事项。     

HZ19-2/3海洋钻机控制系统的方案设计

根据海洋平台的结构特点及其特殊环境要求,介绍了HZ19-2/3海洋平台电驱动钻机电控系统的总体设计方案,体现了海洋钻机电控系统的设计特色。该电控系统是SIEMENS公司SIMOREG 6RA70全数字直流调速装置、人机界面(HMI)、可编程序控制器(PLC S7-300)和PROFIBUS-DP现场总线技术首次在海洋电驱动钻机中的应用。     

基于人性化设计的海洋钻井平台司钻控制房布局

在对国内外海洋平台模块钻机(以下简称模块钻机)司钻控制房的布局调查基础上,指出我国模块钻机司钻控制房布置存在的问题,将工业设计中“以人为本”的设计理念引入海洋平台设备设计中.本文提出了具体的人性化设计方法,即对用户进行充分的调查以寻找用户对司钻操作的认知,建立中国数字人体模型作为满足人体生理需要的设计依据,根据人机工程学理论并考虑人的心理认知,通过计算机辅助人机设计确定人性化操作空间,为建立国产模块钻机司钻控制房布局设计规范奠定基础.     

海洋模块钻机滑轨防止划痕技术研究

海洋模块钻机是海洋石油钻井平台的重要组成部分,目前投入使用的数量已达50台之多。滑轨是承担海洋模块钻机滑移作业的关键部件,在实际滑移过程中,多次出现了滑轨划伤的现象。本文针对上述情况,搜集整理了滑轨划伤的典型实例,对滑轨划伤的原因进行了分析,提出对应的防止划痕技术,以确保钻机滑轨结构的安全性和可靠性。     

海洋可搬迁模块钻机可行性研究

:随着海洋边际油田的开发及钻修井工艺技术的不断进步和勘探开发难度的日益增大,对平台模块钻机设备的经济性、轻型化和可靠性、可搬迁性及安全性要求更加严格.研究了将数控交流变频技术应用到海洋钻机上,则会使整个钻机质量减轻、平台占用空间减小、操作简单,提高效率,降低成本,更能满足海洋边际油田的开发及钻修井工艺技术的要求.     

海洋自升式钻井平台桩靴研究

独立插桩式海洋自升式钻井平台能否在海上安全钻井的最关键问题是它的桩靴是否设计合理。阐述了自升式钻井平台桩靴的种类与设计考虑因素。以一个100 m工作水深的自升式钻井平台的桩靴为例,分别对其在预载工况和风暴工况下进行了强度和稳定性的校核,符合标准要求。     

海洋液压钻机综合评价模型及应用

海洋液压钻机是以钻机的提升系统和旋转系统的动力源全部由液压泵提供为主要特点的一类钻机。液压设备的传动力矩大,控制简单方便,易于实现自动化、智能化等优点,海洋液压钻机已成为海洋钻修井装备中重要的一员。由于海洋环境的特殊性,海洋液压钻机的故障维修时间长。在钻修作业前,可以通过有效的风险评估手段,提前识别设备风险,及时处理设备故障,提高后续作业效率。基于模糊综合评价法,建立了海洋液压钻机综合评价模型,给出了各个评价因素的权重。通过实例计算表明,评估结果符合现场实际,可为预测设备风险提供参考。     

在役海上模块钻机自动化升级方案设计

有很多在役的海上模块钻机仍旧保留着传统钻机的操控方式,钻机的自动化水平很低,现场作业环境恶劣,工人劳动强度大。为了对这些模块钻机进行自动化升级,对司钻操作控制、管具处理、钻井液处理、关井操作4个方面的自动化技术应用进行研究,提出了集成控制系统、一体化仪表、防碰互锁、远程监测、管具处理自动化、钻井液处理自动化、自动化关井等设计方案。可为新建海上模块钻机以及在役平台进行自动化升级改造提供参考方案。     

K80海洋修井机稳定性分析及加固设计

K80海洋修井机在渤海油田SZ36-1B平台新增井位作业时,可能会出现各橇块之间相对滑动或整机倾覆等问题。为此,采用StruCAD*3D三维空间梁结构分析计算软件建立结构分析模型,对修井机稳定性进行分析计算,提出修井机下移动底座加固设计和改造方案。截至目前,K80海洋修井机顺利完成了对新增井位4口井的检泵作业和2口井的大修作业,整机稳定性好,各橇块之间无相对滑动现象。因此,K80海洋修井机稳定性理论分析和计算结果正确,修井机下移动底座加固改造是成功的。     

海上钻修机结构裂纹安全性评估

基于BS 7910 2A级评估原理,对某海上钻修机钻井支持模块进行断裂评估。鉴于有限元方法能够大幅提高计算失效评估图评定参数的准确度,采用ANSYS软件子模型技术和奇异单元构造裂纹精细有限元模型,通过节点位移插值计算裂纹尖端应力强度因子,应用路径映射对应力进行线性化求得薄膜应力和弯曲应力,从而完成缺陷构件的失效评估图评定,结果表明：该钻修机钻井支持模块含裂纹构件的评估点位于失效评估曲线内侧,安全因数为1.51,结构能够继续安全服役。所用方法可为含裂纹缺陷的海洋结构物的安全评估提供参考。     

海洋钻修机模块结构耐久性评估

为了对海洋钻修机模块结构进行耐久性评估,基于层次分析法对服役中的钻修机模块结构耐久性问题展开研究,提出了耐久性评估的15个指标,并结合模糊隶属度函数与专家评定方法来确定钢结构的耐久性级别。该方法在保证评估结果准确的前提下,避免了钢结构耐久性评估的复杂运算。以南海海域某钻修机为例,结合该钻修机模块结构的服役数据,应用层次分析法对其进行了耐久性评估。评估结果表明,该钻修机模块结构耐久性级别为Ⅱ级,整体耐久性较好,可继续安全服役。