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帶雙井口區(qū)的四腿平臺布局設(shè)計的安全考慮

文檔作者：王紅紅王魁濤文檔來源：中海油研究總院		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年07月09日
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第3卷第6期
2016年12月
海洋工程裝備與技術(shù)
o(：EAN ENGINl狐ⅪNG EQUI孫壓ENT AND TECI咖LOGY VOL 3，No．6
Dec．，2016
帶雙井口區(qū)的四腿平臺布局設(shè)計的安全考慮
王紅紅，王魁濤
(中海油研究總院，北京100028)
摘要目前中海油常規(guī)的獨立四腿井口平臺無法在設(shè)置32個井槽、生活樓和修井機模塊的同時采用常規(guī)鉆井船
開展鉆完井作業(yè)。在渤海某油田開發(fā)工程中，為實現(xiàn)上述全部功能設(shè)計了一種雙井口區(qū)的新型四腿井口平臺。四
腿平臺空間有限。為使修井機在鉆井船就位后可以安全避讓，并允許平臺吊機合理休息，在平臺布局設(shè)計中進行
了充分的安全考慮。通過識別風(fēng)險找到解決措施，使得帶雙井口區(qū)的四腿井口平臺順利投產(chǎn)。
關(guān)鍵詞井口平臺；四腿平臺；布局設(shè)計；安全
中圖分類號：U674．38+1 文獻標(biāo)志碼A 文章編號：2095—7297(2016)06一0385一04
Safety Considerations in Layout Design of Four-Leg WeUhead Platfbm
with Two WeUhead Areas
WANG Hon磬hong，W』蚣汜K|ui．tao
(∞f∞C覷s80他庇脅硪t釓鈀，BB講哪!o0028，吼仇口)
Abstract At mesent，a呱XX’S conventioml independent fou卜leg wellhead pla飪0nn cannot smlultaneously meet the
re!quirements《aITanging 32 weU slots，living quarter，and workover rig modlde，and using general drilling ship t0
cany out ddllh塔and completion operations．To acllieve all 0f the above‰廿0ns，a new type four-leg wellhead platfom
麗m two welmead areas is d船igll酣in BcII協(xié)i onfield development project．considerillg mat tlle space on恤e
four—leg plaⅡb衄is liI】=1ited，when tlle drilling ship is on site，tllere is potennal risk of∞llision between也e S11ip and
也e worko、陀r rig．Tll】伽gh risk identification forⅡle layout plan of tlle wellhead plaⅡbrm，tlle 1邳mut design reslllt
succe豁fully s01veS廿le problem，and allows reaS0nable rest for t11e pla怕rm crane．This pla飪0rm王las produced its
first o訂．
K∞r(nóng) wm咀s、^，ellllead pla飪om；four_leg platfoml；layout design；safety
0 引言
出于降本增效的考慮，在油藏儲量動用較低、井
控儲量較大、井網(wǎng)不完善、周邊沒有可有效依托的海
上設(shè)施等情況出現(xiàn)的時候，為了解決生產(chǎn)瓶頸，需要
挖掘油田潛力并實現(xiàn)區(qū)域擴邊開發(fā)。常規(guī)的井口平
臺通常無法滿足此類需求。擬新建的渤海某井口平
臺必須突破常規(guī)設(shè)計，才能達到以上目的。
該獨立井口平臺需要設(shè)置32個井槽，同時設(shè)置
生活樓和修井機模塊，并采用常規(guī)鉆井船開展鉆完
井作業(yè)。到目前為止，中海油還沒有一座此類井口
平臺能夠?qū)崿F(xiàn)上述全部功能。對于該平臺的設(shè)計，
可選的常規(guī)方法[卜6]如下。
(1)通過棧橋連接其他平臺，省去生活樓或直
升機甲板，釋放出平臺面積。這種做法的缺點是：依
托已建平臺可能會使新建平臺的位置遠(yuǎn)離油田區(qū)塊
理想開發(fā)位置，導(dǎo)致大位移井，成倍增加鉆井費用和
難度；若位移過大，鉆完井技術(shù)無法實現(xiàn)，則導(dǎo)致油
田區(qū)塊根本無法開發(fā)。
(2)做成六腿甚至八腿平臺，增加面積以實現(xiàn)
功能。這種做法將導(dǎo)致平臺面積增加、結(jié)構(gòu)件增加、
鋼樁增加、用鋼量增加、投資費用增加。
(3)犧牲部分井槽后期調(diào)整井或側(cè)鉆的功能。
這種做法的缺點是：可能導(dǎo)致油田后期調(diào)整困難，新
增產(chǎn)能無法有效釋放；若想有效釋放，只能采取新增
外掛井槽、新建平臺或動用大尺度懸臂梁鉆井船進
行調(diào)整井作業(yè)，造成原來井槽資源的浪費和后期油
田調(diào)整成本的增加。同時需要考慮的是，大尺度懸
收稿日期：2016—11—12
作者簡介：王紅紅(1969一)，女，高級工程師，主要從事安全評價相關(guān)工作。
萬方數(shù)據(jù)
·386· 海洋工程裝備與技術(shù)第3卷
臂梁鉆井船資源匱乏。
(4)設(shè)置成單筒雙井，減少井槽數(shù)量。這種做
法的缺點是：實施單筒雙井方案較常規(guī)井增加了表
層鉆井的工期及費用、固井難度增大，對鉆井平臺覆
蓋能力要求高；初期導(dǎo)管架鉆井時，對鉆井船就位精
度要求很高，后期組塊調(diào)整井需非常規(guī)的大尺度懸
臂梁鉆井船才能滿足要求，然而此類鉆井船資源匱
乏。此外，由于單筒雙井的布置需要考慮平臺上部
的操作維修空間和井間距等因素，在有限的平臺面
積下，限制了井口的數(shù)量。
為了達到降本提質(zhì)增效的目的，經(jīng)過反復(fù)研究，
并結(jié)合以往項目的優(yōu)缺點，創(chuàng)新性地采用帶雙井口
布置的四腿井口平臺。該方案不僅能有效避免其他
方案的缺點，而且實現(xiàn)了井口區(qū)分AB兩側(cè)布置的
設(shè)計，可滿足之前提到的所有功能。但由于四腿平
臺空間有限，修井機在鉆井船就位后可能無法安全
避讓。本文闡述該平臺布局設(shè)計的安全考慮，識別
風(fēng)險并提出解決措施，使得帶雙井口區(qū)的四腿井口
平臺順利投產(chǎn)。
1平臺布局
新型四腿井口平臺包括三層甲板，如圖1所示，
由上至下依次為上層甲板、中層甲板和下層甲板。
圖1平臺立面圖
F遠(yuǎn)．1 E1evation view of the platfO徹
上層甲板高程26 m，規(guī)格為47．5 m×28 m，32
個井槽。如圖2所示，井口區(qū)分為井口A區(qū)和井口
B區(qū)，A側(cè)A區(qū)井槽排列3×4，B側(cè)B區(qū)井槽排列5
×4，井口A區(qū)和B區(qū)之間相距10．2 m。管子堆場
最遠(yuǎn)邊距井口B區(qū)最外側(cè)一排井口距離為13．5 m
(見圖2)，滿足修井機作業(yè)距離要求。樁腿間距為
24 m×22 m，平臺東側(cè)設(shè)置HⅪ135修井機，平臺
管子奄場B側(cè)
吊機
井口A區(qū)
井口B區(qū)
圖2平臺俯視圖(上層甲板)
Fig．2 Vertical view of the platfonn(upper deck)
西側(cè)設(shè)置一座40人生活樓，樓頂設(shè)置直升機甲板，
平臺A側(cè)作為靠船側(cè)，設(shè)置一臺吊機，采用預(yù)鉆井
方式，后期調(diào)整井采用常規(guī)鉆井船再就位形式。
如圖1所示，中層甲板高程17．5 m，規(guī)格為
42 m×28 m，西側(cè)布置兩層的房間，東側(cè)布置井口
采油樹(其中隔水導(dǎo)管由此延伸至海底)以及工藝處
理設(shè)備。下層甲板高程12 m，規(guī)格為31 m×28 m，
主要布置公用系統(tǒng)設(shè)備，包括柴油系統(tǒng)設(shè)備、開排系
統(tǒng)設(shè)備、閉排系統(tǒng)設(shè)備以及淡水系統(tǒng)設(shè)備等。
當(dāng)鉆井船在平臺A側(cè)就位時，修井機[7]需要在
平臺B側(cè)避讓。如圖3所示，當(dāng)鉆井船需要鉆A側(cè)
井口A區(qū)最內(nèi)側(cè)一排井時，修井機在平臺B側(cè)的極
銷井船就位方向A側(cè)
圖3鉆井船A側(cè)就位時修井機避讓位置示意圖
Fig．3 Collision avoidance location of workover
rig when the drilling ship is on side A
限避讓位置。在平臺吊機的吊臂下方凈空間不小于
11 m時，若修井機避讓B側(cè)極限位置，則其距A側(cè)
井口A區(qū)最近井口距離為12．6 m。當(dāng)鉆井船在平
臺B側(cè)就位時，修井機需要在平臺A側(cè)避讓。如圖
4所示，當(dāng)鉆井船需要鉆B側(cè)井口B區(qū)最內(nèi)側(cè)一排
井時，修井機在平臺A側(cè)的極限避讓位置。在平臺
吊機的吊臂下方凈空間不小于11 m時，若修井機
避讓A側(cè)極限位置，則其距B側(cè)井口B區(qū)最近井口
距離為10．5 m?？傊?，當(dāng)鉆井船在一側(cè)就位時，修
萬方數(shù)據(jù)
萬方數(shù)據(jù)
·388· 海洋工程裝備與技術(shù)第3卷
臺上的兩個休息臂只設(shè)置固定基座，休息臂上部做
成可拆卸移動式，平臺無需準(zhǔn)備兩處吊機休息臂的
放置空間，同時也提高了休息臂的使用率。
(4)優(yōu)化管子堆場的空間布置。由于設(shè)置了兩
個井口區(qū)，管子堆場也相應(yīng)設(shè)置了兩個，中間空出的
區(qū)域還可以放置修井設(shè)備，空間不浪費。
(5)優(yōu)化上層甲板布置，保證中下層甲板吊貨
區(qū)的正常作業(yè)。由于修井機的避讓，導(dǎo)致上層甲板
外延；鉆井船就位后，兩者之間需要預(yù)留一段安全距
離。所以本平臺上層甲板面積已經(jīng)大于一般平臺上
層甲板面積。此外，結(jié)構(gòu)因素導(dǎo)致平臺的中層和下
層甲板的吊貨甲板不能向外延伸太多，這樣就無法
布置中層和下層甲板的吊貨甲板，影響正常吊貨作
業(yè)。
設(shè)計人員采取的解決辦法是經(jīng)過精確的結(jié)構(gòu)計
算后，在上層甲板結(jié)構(gòu)滿足修井機荷載重量之后，將
上層甲板A側(cè)的兩個修井機滑軌之間開凹型槽，同
時將中層和下層甲板上的吊貨甲板設(shè)置在凹型槽正
下方，保證中層和下層甲板正常的吊貨作業(yè)。
(6)解決了平臺結(jié)構(gòu)偏心問題。如果單側(cè)布置
井槽可能導(dǎo)致平臺結(jié)構(gòu)偏心嚴(yán)重。本平臺采取井槽
區(qū)AB兩側(cè)分布，結(jié)構(gòu)偏心情況好轉(zhuǎn)。
4結(jié)語
新型井口平臺的創(chuàng)新布置解決的關(guān)鍵技術(shù)難題
在于：以獨立存在的四腿井口平臺的規(guī)模，實現(xiàn)了原
先只有通過新建六腿甚至八腿井口平臺、或者通過
棧橋連接依托已建設(shè)施而新建的井口平臺才能實現(xiàn)
的開發(fā)20口井以上數(shù)量的油田開發(fā)模式。此外，采
用中海油自己的鉆井船就能實現(xiàn)后期對平臺上所有
井槽的調(diào)整井作業(yè)，而不需要動用大尺度懸臂梁鉆
井船，從而滿足要求的鉆井船資源充足，優(yōu)化了投資
預(yù)算。
新型井口平臺還具有以下幾個優(yōu)勢：(1)可以作
為超過20口井槽的獨立井口平臺的開發(fā)模式樣本；
(2)如果將南北兩個井口區(qū)四個角的單井改為單筒
雙井的方案，則該規(guī)模的平臺可擴展鉆井?dāng)?shù)量達到
42口，基本等同于一個中心平臺的可鉆井?dāng)?shù)目；(3)
所有的井均可使用普通鉆井船作業(yè)，避免了單一資
源對鉆井工期的限制。此外，新型四腿井口平臺已
經(jīng)申請了國家實用新型專利，并獲得專利證書。
總之，該新型四腿井口平臺的設(shè)計方案是綜合
考慮了多方因素后優(yōu)化設(shè)計的結(jié)果，實現(xiàn)了邊際油
田區(qū)塊開發(fā)降本增效的目的，并且該設(shè)計可作為標(biāo)
準(zhǔn)化模板，指導(dǎo)渤海以及我國其他海域井口平臺設(shè)
計及邊際油田的開發(fā)。
參考文獻
[1]中華人民共和國國家經(jīng)濟貿(mào)易委員會．海上固定平臺安全規(guī)
則[s]．2000．
[2]《海洋石油工程設(shè)計指南》編委會．海洋石油工程平臺結(jié)構(gòu)設(shè)
計[M]．北京：石油工業(yè)出版社，2007．
[3]《海洋石油工程設(shè)計指南》編委會．海洋石油工程設(shè)計概論與
工藝設(shè)計[M]．北京：石油工業(yè)出版社，2007．
[4]《海洋石油工程設(shè)計指南》編委會．海洋石油工程安裝設(shè)計
[M]．北京：石油工業(yè)出版社，2007．
[5]《海洋石油工程設(shè)計指南》編委會．海洋石油工程邊際油氣田
開發(fā)技術(shù)[M]．北京：石油工業(yè)出版社，2010．
[6]《海洋石油工程設(shè)計指南》編委會．海洋石油工程機械與設(shè)備
設(shè)計[M]．北京：石油工業(yè)出版社，2007．
[7] 中國海洋石油總公司．創(chuàng)HS 2007．1—2013．海上石油平臺修
井機．第1部分：設(shè)計發(fā)布[S]．2013．
[8] 中國海洋石油總公司．創(chuàng)HS 4023—2011．海洋石油直升機甲
板起降規(guī)范[S]．2011．
[9] 中國海洋石油總公司．鰳，／T 10003—1996．海上平臺起重機
規(guī)范[S]．1996．
萬方數(shù)據(jù)

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