海洋平台模块钻机管排规划设计

2022-10-17

海洋平台模块钻机主要由钻井设备模块 (以下简称DES) 、钻井支持模块 (以下简称DDSSMM) 、散料灰罐组成[[11]]。DDSSMM一般分为上、中、下三层甲板, 主要包括泥浆泵房、散料间、空气压缩机间、柴油发电机间、电气房间和其他房间等。DES一般分为钻台面、上滑移底座甲板、固控设备甲板和下滑移底座甲板四层甲板, 主要包括井架、钻台面设备、井控装置、液压站及液压滑移装置、固控系统、拖链等。由于海上平台空间及吊装资源的限制, 海洋模块钻机的设计越来越趋向于集约化、轻型化、模块化及数字化[2]。海洋模块钻机空间利用率要求不断提高, 管线在满足设计规范的前提下就必须尽可能集中布置, 形成管排, 最终在模块钻机狭小的空间内完成管线的布置方案。因此, 对整个模块钻机的管排进行合理规划, 是模块钻机管线布置成败的关键, 也是海洋模块钻机更加集约化的基础。

1 接口管排规划

海洋模块钻机与海洋平台接口管线的特点是数量庞大、大尺寸管线多、安装空间狭小且必须集中布置。因此, 接口管线在设计时应首先考虑布置为管排。在规划此管排时应综合考虑模块钻机管线的布置及平台管线的布置。

一般接口管线被设计为两个立管管排布置在模块钻机DSM模块南北两侧。由于管排接口位置不得位于平台的电气房间正上方, 因此管排的首选位置是在平台各类通道正上方, 其次是平台某些高度较低的设备正上方。同时管排应布置在平台甲板结构梁格内, 避免与平台主结构梁发生碰撞。

2 DSM管排规划

2.1 DSM下层甲板管排规划

DSM下层甲板的管线主要用户为发电机、空压机、消防软管站和公用站等。根据下层甲板各设备的布置, 各系统管线经过泥浆泵房到达各用户是最优途径。泥浆泵房主要设备包括高压泥浆泵、灌注泵和混合泵[3], 考虑到泥浆泵房管线的布置及设备维修要求, 各系统管线集中布置在泥浆泵房逃生通道上方空间, 设计为管排非常合理。

此管排管线多数来自于接口管排, 因此泥浆泵房的管排需从泥浆泵房外南北两侧延长至接口立管管排, 即在南北两侧接口管排间设计出一个途径泥浆泵房的C字形水平管排。C字形管排应高于逃生通道且低于电气、仪表桥架, 同时应避开泥浆泵房通风风机。

2.2 DSM中层甲板管排规划

DSM中层甲板的管线主要用户为泥浆池、南北向拖链、消防软管站和公用站等。根据管线数量、尺寸和走向, 应在泥浆池上方设计两个管排。其中为南北向拖链、消防软管站和公用站输送流体的管线集中布置在泥浆池通道正上方, 设计为水平方向的管排;泥浆池的配料管线紧靠泥浆池一侧墙壁自下而上排列, 设计为垂直方向的管排。水平管排布置高于逃生通道且低于电气、仪表桥架;垂直管排应不影响泥浆搅拌器、旋塞阀操作及泥浆池人孔的正常开启。

3 DES管排规划

3.1 东西向拖链管排规划

东西向拖链进出口的管线设计为管排从而进行合理规划。东西向拖链进口的管线均由DSM南北向拖链引出, 因此在南北向拖链至东西向拖链间的管线设计成管排。由于南北向拖链出口与东西向拖链进口分别位于DES不同层甲板, 两拖链间的管排由一段水平管排和一段立管管排构成, 在空间上形成一个L形管排。

3.2 钻台面下管排规划

DES钻台面甲板下的管线主要有消防水、海水、淡水、仪表气、液压油、排放等系统管线, 其主要用户为主绞车、井口液压工具、消防软管站和公用站等。钻台面与上滑移底座层高较低, 可用于布置管线的空间极为有限。因此钻台面下的管线必须设计为管排。由于钻台面南北两侧各设有一个公用站, 钻台面下的管排由东西向拖链出口引出, 横跨钻台面下两个滑道梁后延伸至钻台面另一侧的某一位置。钻台面下管排通常始于钻台面司钻房下而终止于钻台面立管管汇下, 形成一个C字形管排。

4 结语

模块钻机整体布局紧凑, 各模块各层甲板的管排布置需充分利用空间。水平管排布置首先利用通道上方空间, 尽量与电缆桥架同层或位于电缆桥架下方。垂直管排 (无论横向或纵向) 应紧靠结构或墙壁, 少占用空间。

DSM的管排主要包括接口立管管排、下层途径泥浆泵房的C字形水平管排、中层泥浆池上的水平管排和垂直管排;DES的管排主要包括南北向拖链至东西向拖链的L形管排和钻台面下的C字形水平管排。

摘要：海洋平台模块钻机越来越向集约化、轻型化发展, 整个模块钻机的空间利用率需要不断提高, 管线在满足设计规范的前提下就必须尽可能集中布置, 形成管排。本文根据海洋平台模块钻机的结构特点和设备布置, 结合各模块的管线走向, 规划出模块钻机各模块关键的管排形式及走向, 从而指导整个模块钻机的管线布置, 为海洋模块钻机更加集约化、轻型化打下坚实基础。

关键词：海洋平台,模块钻机,管排规划,设计