整体式钻井小平台工程设计应用分析

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摘要：伴随着油田开发不断精细化和深化，发挥工程设计的重要作用，对油田开发顺利开展具有十分重要的意义。本文主要介绍整体式钻井小平台的设计思路及设计形式，分析整体式钻井小平台在海洋工程领域的工程实际应用，并深入分析其在应用实践中取得的显著经济性效果。

关键词：预钻井；整体式钻井小平台；防溢流设计；整体吊装；环境保护；经济性

渤海海域的井口生产平台通常为桩基式导管架平台，主要分为导管架基础结构和上部组块，导管架海上安装完成后进行上部组块吊装。因上部组块陆地建造工期较长，组块的陆地建造完成时间普遍晚于导管架，可达数月之久。因此，从油田开发整体统筹安排考虑，可以选择在导管架安装完成后即开始进行钻完井作业，即预钻井方式，以便充分利用此时间段，在平台上部组块安装后，即可尽快进行井口生产装置的连接及试生产。为给预钻井阶段的钻完井作业人员提供操作平台，一般在导管架安装完成后，在导管架井口区的隔水导管顶部区域，以钢结构形式焊接安装一个周边轮廓尺寸大于隔水导管最外围边界的井口操作甲板，即钻井小平台。本文主要介绍整体式钻井小平台的设计形式、工程应用及与传统形式钻井小平台的对比与经济成效分析。

1整体式钻井小平台的设计形式及工程应用介绍

1.1整体式钻井小平台的结构设计

某项目的井口生产平台结构为8腿导管架平台，设计开采井槽为40个，其中22个为单筒双井，总井数可达62口，井口采油装置布置分为两层，分别位于平台下层甲板和中层甲板。钻井小平台的上层甲板采用格栅板，下层铺设钢板，甲板四周边缘设计有半圆管围挡。此外，还设有扶手栏杆，防止人员、物料等坠落，提高钻井小平台的安全性。整体式钻井小平台的井槽数量及分布设计与井口生产平台相同、上下两层甲板的标高也分别与组块中层、下层甲板标高一致，这样保证了整体式钻井小平台与井口生产平台的结构和布局的一致性，在上部组块吊装后，钻井小平台可以直接转化为主平台井口区的生产操作平台，作为平台井口区操作甲板永久结构保留。整体式钻井小平台的结构立面图如图1，整体式钻井小平台的上、下甲板平面图如图2、3。

1.2整体式钻井小平台的安装

整体式钻井小平台在导管架陆地建造阶段进行并完成陆地整体预制建造，在导管架安装完成后进行安装。在设计上采用四点吊装，在导管架海上安装后，利用起重机整体吊装就位至导管架上，作为预钻井作业的操作平台。在平台上部组块安装前，无须拆除，组块可以直接在其上面进行吊装套接，钻井小平台的两层甲板与组块中下层甲板标高一致，井口区四周甲板可以直接与其进行拼装连接，上部组块完成后，钻井小平台作为平台井口区操作甲板永久结构保留。

2整体式钻井小平台与其他形式钻井小平台的对比

该项目平台的整体式钻井小平台为两层整体式，采取陆地整体预制、海上整体吊装的方式进行安装，在组块安装后，作为平台井口区生产操作甲板永久结构保留,无须拆除。井口平台建造完成后，可以保留部分甲板作为平台井口区操作甲板，如果是简易式钻井小平台，则需在组块安装前拆除。整体式钻井小平台与其他形式的钻井小平台具体对比结果见表1。由表1可知，整体式钻井小平台和其他形式的钻井小平台在功能上均可满足预钻井需求，预钻井期间作为钻井小平台。但是，从建造、安装方式、海上施工工期以及生产平台建成后的后续利用等方面，整体式钻井小平台都具有非常明显的优势，能够在一定程度上降低工程建造和施工成本，提高工作效率，缩短施工工期。

3整体式钻井小平台在海洋石油领域所取得的经济性成效

综上所述，整体式钻井小平台的设计和应用思路为陆地整体建造、海上整体吊装，其优点如下：（1）在海上安装采用整体吊装的方式，并且在主平台上部组块安装后，钻井小平台可以作为平台井口区生产操作甲板固定结构，永久保留，无须拆除，从而减少了施工期限，节省了船天费用。该项目合同中海上施工的浮吊资源为4500吨级，对比海上拼装式钻井小平台，节省船天约2.92天，根据海上油气田工程建设施工定额计算，对应节省费用303.1万元。（2）保障结构物海上安装期间的施工人员安全，减少工程施工落物入海风险。由于采用海上整体吊装的安装方式，相比海上拼装式钻井小平台，其安装工艺步骤简单，所用的物料较少，且主要为机械化安装，涉及的人工操作减少，因此，能大大降低人员施工中的安全风险，同时，也能减少因施工可能造成的对海洋环境的污染。（3）甲板封闭式设计，有利于预钻井期间环境保护安全。因为可以作为平台的固定结构永久保留，所以，整体式钻井小平台采用封闭式设计，与其他临时性钻井小平台相比，结构更加严密，从而能够在一定程度上提高预钻井作业过程中操作人员的安全性，减少物料、配件等坠海风险，防止井口突发性液体溢出落海污染海洋环境。（4）整体式钻井小平台作为平台永久结构保留，在组块安装后,可即刻开展井口区配管联接工作，从而提高海上连接调试工作效率，节省生活支持船床位。海上油气开采，因其特殊的地理环境，使得造成工程进度延长的最常见因素之一，便是生活支持船床位不够，人员无法出海施工。因此，能够减少人员或缩短工期，这对于解决空间狭小、床位紧张的海上住宿具有非常重要的意义。

4结语

综上所述，整体式钻井小平台的设计形式能够更加科学合理地利用桩基式导管架平台上部组块在陆地建造时间，更加高效、快速、环保、安全地建造并安装预钻井平台，开始钻完井作业，并在平台上部组块安装后，无须拆除，即可进行井口生产装置的连接及试生产，提高油气开采的项目进度。目前，整体式钻井小平台已经在工程开发项目中得到了成功的实施和应用，积累了成熟的应用经验。对于采取预钻井形式的井口生产平台的开发建设，既可以满足预钻井阶段的操作实施需求和环境保护、人员保护需求，又能在工程开发建设中减少各种资源浪费，节省人力、物力成本，提高工作效率，加快工程进度，具有明显的可行性和经济性。同时，在设计理念上充分体现了工程、钻井、生产一体化融合的理念，同时，注重人员保护和环境保护，体现以人为本和绿色发展的科学发展理念，并兼顾各相关方在不同阶段的需求，具备较高的应用价值，在海洋工程领域发挥其重要作用。

参考文献：

[1]魏晓添.海洋导管架结构的现状研究及应用前景[J].山西建筑,2010,36(19):102-103.

[2]牛童,王基威.浅谈海洋石油导管架平台[J].工程技术,2019:168-169.

[3]罗伯特.E.兰德尔著[美].杨櫃,包丛喜译,海洋工程基础[D].上海交通大学出版社,2002.

作者：李旸 史云龙 刘文军 单位：中海石油（中国）有限公司天津分公司