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21世纪初的世界海洋石油钻机

21世纪初的世界海洋石油钻机 2011年12月09日 来源： 根据当前和21世纪前期海洋石油钻井业向深水(1999-05，实际钻井工作水深已达2 347 m，1999年实际海底采油树的工作水深达1 853 m)、深井、大斜度井、大水平位移井(1999-01，达11 021 m，HD∶TVD＝10 497 m∶1 666 m＝6.3)、孔底多支井(1口井中有6口水平井)、控制自动化、电脑化、低成本、高效率等方向发展的趋势，世界海洋石油钻机相应得到很大发展。　　海洋石油钻机的发展，在很大程度上代表和促进了陆地石油钻机的发展。现将当前世界海洋石油钻机最新发展和未来20 a的发展趋向简述。1　当今海洋钻采装备与技术能力　　随着海洋石油钻采能力向深水推移，更大的提升能力和钻深能力的钻机将得到发展和使用。　　1998年，海洋石油钻井平台的钻井工作水深已超过2300m(见文献［1］的1998年4月号，Noble 钻井公司公布该公司浮式钻井工作水深达2305.2m，1999-05已达到2347m)。由于钻井工作水深向深水推移和需从海底以下更深的地层(5000～6000m，乃至更深)钻采石油和天然气，以及为节约钻采平台的建造安装费，需以平台为中心进行钻采，将其半径从通常的3 km扩大至4～5 km，乃至更远，以及提升大直径钻杆(φ65/8英寸)和提吊深水大型隔水管和大型深孔套管等需要，发展更大提升能力的石油钻机将不可避免。　　1998-05，在美国休斯顿召开的近海技术会议(OTC)推出由Continental Emsco公司制造的当时世界上第1台最大功率3.73MW的钻机绞车。据称该绞车为第四代电驱动绞车，其提升的钩载能力超过907.4t［若以通常功率为2.24MW的绞车，提升(钻深)能力为9 144 m；功率2.98 MW的绞车，提升能力为12 192 m的标准推算，则功率为3.73MW绞车的实际提升能力达15 240 m；若采用轻型组合钻杆，并结合采用顶部驱动在提升时旋转钻具，钻深能力将会更高］。　　与此相配套的大通径转盘亦由Emsco公司推出，其通径为φ1537mm(601/2英寸)，额定死载荷达1000t。　　该钻机已于1998年装备在堪称世界最先进、最庞大的钻井浮船之一的Discoverer Enterprise号上。该船主尺度长254.5m×宽38.1m×深18.9m，可变载荷2万t,设计工作水深可达3048m，钻深10668 m(使用重型钻具)。该船上为双联井架，高68.9m×长24.4 m×宽24.4m，采用两套同类型钻机及相应设备，钻井泵4台驱动功率为1.64 MW的Nat' 114-P-220型，该船采用最新的DPS-903DP型动力定位系统，总功率为6×5.22 MW，11 kV系统。目前，由Amoco公司作为操作者，已用于墨西哥湾深水域钻井；另外，还有驱动功率为4.92MW的Hiteco AHD型绞车，3×1.64 MW，51.71 Mpa的泥浆泵分别装备将于1999年和2000年建成的工作水深达2590m，钻深能力达10700m的Sedco Express、Sedco Energy和Cajun Express号这3艘类型相同的半潜式钻井平台上。这3艘姐妹平台均采用DPS-3级动力定位系统，每艘平台的总功率为6×4.4～7×4.4MW，其转盘为Varco型，通径为φ1537mm(601/2英寸)；另外两艘半潜式钻井船RBS 8M和RBS 8D号同型号姐妹平台也安装了与前述相同功率的4.92 MW钻机，分别将于1999年和2000年投入使用。　　最近，由韩国三星厂建造的Navis Explorer I型钻机，其钻井工作水深为3048m，钻深能力高达11000m，绞车功率达5.21 MW，配备4台功率各为1.49 MW的泥浆泵，将安装在2000年建成的动力定位钻井浮船上。　　海洋石油钻机在20世纪80年代末90年代初，所配备钻机绞车功率最高为2.24 MW，所配半潜式平台和钻井船最大工作水深为2 286 m，至1998年发展了功率为3.73 MW的绞车，　配备在工作水深3 048 m的钻井船上；到2000年，功率为4.92 MW和5.22 MW的石油钻机将投入生产使用。这充分说明随着海洋石油钻井、采油向深水推移，钻深能力更大的钻机已经得到发展和在21世纪初将得到推广并进一步发展及使用。2　钻机向全液压传动方向发展　　全液压传动(主绞车、转盘、泥浆泵均采用)的石油钻机将成为常规机械传动钻机的换代产品之一。　　90年代初，由美国Koomey公司与挪威合资成立的Maritime Hydraulics公司最新发展的由液马达驱动绞车、液马达驱动转盘和液压缸驱动泥浆泵的全液压驱动钻机，已安装在挪威国家石油公司所属的半潜式平台上，其主要规格参数如下：　　a)　全液压传动的主绞车　型号为MH-500-20，额定最大功率为2.94MW，额定常规功率为2 　MW，快绳牵引力为500kN，滚筒速度为20 m/s(提升或下降)，滚筒尺寸为直径φ1273mm×长度1510mm，滚筒最高转速为300 r/min,钢丝绳直径为11/4～13/4英寸，碟形弹簧控制的刹车盘直径为φ2 220 mm，减速齿轮速比为1∶7.78，所需液压源液压系统为闭式回路，压力35 Mpa，流量3500L/min，液压无级调速范围1∶1～1∶5.8，总质量37t，外形尺寸为5.20m×3.83m×3.04m。　　b)　全液压传动的转盘　通径φ952.5mm和φ1257mm(可根据用户需求供应)，最大连续扭矩42kN.m，最大扭矩时的速度为125 r/min,最高转速为245r/min,驱动马达为4台，总质量14t。　　c)　全液压传动的泥浆泵(液缸驱动泥浆泵)　输出最大排量2

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