海洋石油981深水半潜式钻井平台防喷器组与控制系统创新与实践

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1、54卷增刊l中国造船2013年1月S蛐吨UILDⅪNGOFCHINAV01．54SpeciallJan．2013文章编号：1000-4882(2013)S1．0267—09“海洋石油981”深水半潜式钻井平台防喷器组与控制系统创新与实践林瑶生1，周守为1，李浪清2，晏绍枝2(1．中国海洋石油总公司，北京100010；2．中海油深水钻井船2-程项目组，北京100016)摘要“海洋石油981”是国内第一艘深水半潜式钻井平台，防喷器组与防喷器控制系统是在深水钻井作业时执行海底井口控制作业、保证井口及平台安全运行的最为关键的设备与系统。论文对“海洋石油98l”平台的防喷器及控制系统在功能设计和选型上

2、的创新与实践进行了探讨，可为今后类似平台的建造提供参考和指导。关键词：半潜式平台；防喷器；防喷器组；BOP控制；隔水管0引言“海洋石油981”深水半潜式钻井平台的防喷器组与防喷器控制系统由CNOOC提出基本设计要求并全程管理、控制产品的设计、制造、安装与调试。“海洋石油981”深水防喷器组及防喷器控制系统为国内首次独立自主的设计及应用，它的设计除了满足相应的规范及规则要求外，还增加了凝聚着CNOOC特殊要求的能够更安全控制防喷器的深水应急控制系统。此平台的防喷器组及防喷器控制系统与国内其它常规作业水深半潜式钻井平台的系统相比，在压力等级、控制方式、冗余设计、应急措施等方面都有重大的区别。1设

3、计基础1．1目的和要求深水半潜式钻井平台井控系统的主要目的是容纳井眼中的流体，能使泥浆泵入井眼并在可控的状态下使井流安全地泄出：在隔水管偏移角度过大时，井控系统中的隔水管还能通过应急解脱装置迅速与海底防喷器脱开。“海洋石油981”深水半潜式钻井平台的井控系统主要由防喷系统、节流和压井系统、导流系统、隔水管系统以及控制和监控系统等组成。防喷系统是整个平台井控系统的关键，深水防喷系统主要由海底防喷器组及防喷器控制系统两部分组成。防喷器组与防喷器控制系统的设计需要满足平台的最大作业水深及相应的环境条件。1．2规范及规则海底防喷器组与防喷器控制系统的设计、制造、试验和检验，满足美国石油协会(Amer

4、icanPetroleumInstitute，简称API)的标准、规则及有关国家船级社规范的要求，诸如：美国石油协会(API)的APll6系列规则【lj；中国造船学术论文中国船级社(CCS)的《钻井装置发证指南》；美国船级社(ABS)的GuideforCertificationofDrillingSystem；挪威船级社(DNV)的DrillingPlant等。另外，CNOOC为了进一步保证防喷器系统控制的安全性，对防喷器组控制液压泵站能力及蓄能瓶的容量特别要求NOV公司采用壳牌(SHELL)公司的ShellEP2002．1500标准进行设计。1．3设计原则深水防喷器组与防喷器控制系统的相关

5、设备可以划分为地面设备及水下设备两部分。地面设备主要是布置于平台舱室内的控制设备及系统与布置于月池区的控制缆收放绞车等；其中控制设备必须布置在有遮蔽的区域内，控制缆收放绞车可以布置在月池区开敝区域内。水下部分设备主要是海底防喷器组及隔水管系统等，水下设备需要按照危险区来设计考虑。对于在危险区域内的电力设备，除需要满足I类危险区的要求外，还需要满足G级大气、T3级温升等级的要求。液压泵站虽然处于安全区内，但也需要按照I类危险区的标准设计。1．4控制方式防喷器组控制系统有正常控制和应急控制两种工作方式。正常控制是通过在司钻或者钻井队长室的控制面板上的触摸屏或者按钮实现控制，应急操作可以通过移动式

6、的声纳、ROV的机械手及海底防喷器组自带的应急液压备用控制系统实现控制。应急控制只具有防喷器组在应急状态下的功能，少于正常控制所有的全部功能。2主要设备2．1海底防喷器组防喷器的主要功能是当井筒出现不正常高压、井液异常外溢时进行封井。通常防喷器分为环形(万能)防喷器和闸板防喷器两种。闸板又分为全封(剪切)和半封(管形)闸板两种，闸板防喷器还可以分为单闸板、双闸板和三闸板防喷器。万能防喷器可以在井喷情况下应急封闭井孔内的任何物件，包括钻具、钢丝绳乃至全封【21。2．1．1基本构成【3J深水半潜式钻井平台的海底防喷器组是实现各种作业要求功能的各种防喷器不同组合的集成体，通常由万能防喷器、单闸板防

7、喷器、双闸板防喷器的一种、两种或者几种防喷器与相应的管线及控制阀门等组成。“海洋石油981”海底防喷器组可以分为两部分(参见图1)：下部隔水管总成(LowerMarineRiserPackage，简称：LMRP)与下部防喷器组(LowerBlowoutPreventerStack，简称：’LBOP)。两者以隔水管连接器与下万能防喷器为分界面。LMRP上部与隔水管柱连接在一起，能够实现海底防喷器载荷的传递及隔水