整體式鉆井小平臺工程設計應用分析
前言：想要寫出一篇引人入勝的文章？我們特意為您整理了整體式鉆井小平臺工程設計應用分析范文，希望能給你帶來靈感和參考，敬請閱讀。
摘要：伴隨著油田開發(fā)不斷精細化和深化，發(fā)揮工程設計的重要作用，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計思路及設計形式，分析整體式鉆井小平臺在海洋工程領域的工程實際應用，并深入分析其在應用實踐中取得的顯著經濟性效果。
關鍵詞：預鉆井；整體式鉆井小平臺；防溢流設計；整體吊裝；環(huán)境保護；經濟性
渤海海域的井口生產平臺通常為樁基式導管架平臺，主要分為導管架基礎結構和上部組塊，導管架海上安裝完成后進行上部組塊吊裝。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管架，可達數月之久。因此，從油田開發(fā)整體統(tǒng)籌安排考慮，可以選擇在導管架安裝完成后即開始進行鉆完井作業(yè)，即預鉆井方式，以便充分利用此時間段，在平臺上部組塊安裝后，即可盡快進行井口生產裝置的連接及試生產。為給預鉆井階段的鉆完井作業(yè)人員提供操作平臺，一般在導管架安裝完成后，在導管架井口區(qū)的隔水導管頂部區(qū)域，以鋼結構形式焊接安裝一個周邊輪廓尺寸大于隔水導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計形式、工程應用及與傳統(tǒng)形式鉆井小平臺的對比與經濟成效分析。
1整體式鉆井小平臺的設計形式及工程應用介紹
1.1整體式鉆井小平臺的結構設計
某項目的井口生產平臺結構為8腿導管架平臺，設計開采井槽為40個，其中22個為單筒雙井，總井數可達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，下層鋪設鋼板，甲板四周邊緣設計有半圓管圍擋。此外，還設有扶手欄桿，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量及分布設計與井口生產平臺相同、上下兩層甲板的標高也分別與組塊中層、下層甲板標高一致，這樣保證了整體式鉆井小平臺與井口生產平臺的結構和布局的一致性，在上部組塊吊裝后，鉆井小平臺可以直接轉化為主平臺井口區(qū)的生產操作平臺，作為平臺井口區(qū)操作甲板永久結構保留。整體式鉆井小平臺的結構立面圖如圖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管架陸地建造階段進行并完成陸地整體預制建造，在導管架安裝完成后進行安裝。在設計上采用四點吊裝，在導管架海上安裝后，利用起重機整體吊裝就位至導管架上，作為預鉆井作業(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行吊裝套接，鉆井小平臺的兩層甲板與組塊中下層甲板標高一致，井口區(qū)四周甲板可以直接與其進行拼裝連接，上部組塊完成后，鉆井小平臺作為平臺井口區(qū)操作甲板永久結構保留。
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，采取陸地整體預制、海上整體吊裝的方式進行安裝，在組塊安裝后，作為平臺井口區(qū)生產操作甲板永久結構保留,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鉆井需求，預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域所取得的經濟性成效
綜上所述，整體式鉆井小平臺的設計和應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)生產操作甲板固定結構，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，根據海上油氣田工程建設施工定額計算，對應節(jié)省費用303.1萬元。（2）保障結構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）甲板封閉式設計，有利于預鉆井期間環(huán)境保護安全。因為可以作為平臺的固定結構永久保留，所以，整體式鉆井小平臺采用封閉式設計，與其他臨時性鉆井小平臺相比，結構更加嚴密，從而能夠在一定程度上提高預鉆井作業(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構保留，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結語
綜上所述，整體式鉆井小平臺的設計形式能夠更加科學合理地利用樁基式導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，即可進行井口生產裝置的連接及試生產，提高油氣開采的項目進度。目前，整體式鉆井小平臺已經在工程開發(fā)項目中得到了成功的實施和應用，積累了成熟的應用經驗。對于采取預鉆井形式的井口生產平臺的開發(fā)建設，既可以滿足預鉆井階段的操作實施需求和環(huán)境保護、人員保護需求，又能在工程開發(fā)建設中減少各種資源浪費，節(jié)省人力、物力成本，提高工作效率，加快工程進度，具有明顯的可行性和經濟性。同時，在設計理念上充分體現(xiàn)了工程、鉆井、生產一體化融合的理念，同時，注重人員保護和環(huán)境保護，體現(xiàn)以人為本和綠色發(fā)展的科學發(fā)展理念，并兼顧各相關方在不同階段的需求，具備較高的應用價值，在海洋工程領域發(fā)揮其重要作用。
參考文獻：
[1]魏曉添.海洋導管架結構的現(xiàn)狀研究及應用前景[J].山西建筑,2010,36(19):102-103.
[2]牛童,王基威.淺談海洋石油導管架平臺[J].工程技術,2019:168-169.
[3]羅伯特.E.蘭德爾著[美].楊櫃,包叢喜譯,海洋工程基礎[D].上海交通大學出版社,2002.
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