一般来说,海洋钻机与陆地钻机并无多大区别,大部分设备可通用,如天车、游车、大钩、水龙头、钻井泵、钻井仪表、气控元件、钻井工具等。但二者之间也存在差异,海洋钻机与陆地钻机的主要区别如下[2]:
(1)驱动形式的差异陆地钻机的驱动形式较多,主要有柴油机联合机械驱动、直流电动机驱动和交流变频电动机驱动。海洋钻机一般采用直流电动机驱动,近年来交流变频传动已在海洋和陆地新钻机中广泛采用。
(2)井架及底座的差异海洋钻机大多采用塔式井架,井架不用绷绳固定,底面积大。在半潜式钻井平台和浮式钻井船上,为了安装顶驱或者为了安装大钩型升沉补偿装置及防止游车大钩摆动,井架上装有导轨。为适应拖航过程中的摇摆(周期为10s,单面摇摆不超过20°),要求井架结构强度高。
(3)转盘开口直径大因要通过大直径的隔水套管等水下器具,海上转盘的开口直径比陆上转盘开口直径大。海上转盘的开口直径通常有952.5mm(37.5in)、1257.3mm(49.5in)和1536.7mm(60.5in)三种规格。
(4)钻井绞车特点海洋钻井绞车采用电驱动,可实现无级调速,绞车驱动功率较大,一般在2573kW(3450hp)以上。
(5)机组由司钻集中控制海上钻机的主工作机组采用分组或单独驱动,为了操作方便,由司钻集中控制。司钻控制台上除装有一般的控制手柄外,还装有指示、记录、报警等各种仪表。(www.xing528.com)
(6)对钻井泵的要求海洋钻井平台上的钻井泵一般采用3缸单作用泵,单泵功率为950~1180kW。以前我国钻井平台大多选用10-P-130型3缸单作用钻井泵,而现在大多选用两三台12-P-160或F-1600钻井泵。还有进一步加大钻井泵功率的趋势。
(7)采用钻井液净化设备在钻井作业过程中,钻井液中的固相颗粒不断增加,若不予以处理,任其混在钻井液中不断循环,不仅会使钻井液失水量增大、井壁泥饼增厚,而且会使井里压差增大,造成卡钻、井漏、起下钻阻塞,增加井筒中的钻具磨损,以及降低机械钻速等;因此,海上钻井作业已采用成套的钻井液净化设备,以便减少泥浆中的固相颗粒。
(8)井口机械化设备为了提高起下钻速度,减轻钻井工人的体力劳动,各类海上钻井平台上都安装有井口机械化设备,并且在浮式钻井船及半潜式钻井平台上装有自动化钻杆排放装置。
(9)高性能防喷器钻井可能发生井涌(井喷),一旦发生井喷,必须迅速启动装在井口的防喷器装置把井封住。常用的防喷器组主要由万能防喷器、单闸板防喷器、双闸板防喷器及钻井四通等组成。
(10)升沉补偿装置深海钻井作业常采用浮式钻井船或半潜式钻井平台,为了保持钻头恒定接触井底,必须设法补偿钻井船由于风浪作用而产生的升沉落差,早期的方法是使用伸缩钻杆,即把伸缩钻杆置于钻柱之中补偿钻井平台的升降落差,而近几年来,这种伸缩钻杆已逐步被更为精确的液压式升沉补偿器所代替。
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