半潛式鑽井船

半潛式鑽井船

半潛式鑽井船,又稱半潛式鑽井裝置,是用於海洋鑽井的海洋工程船舶。由於它像一艘水面船舶一樣漂浮在水面,故叫半潛式鑽井船。

基本介紹

  • 中文名:半潛式鑽井船
  • 外文名:semisubmersible drilling vessel
  • 又稱:半潛式鑽井裝置
  • 用於:海洋鑽井的海洋工程船舶
  • 組成:上體、下體、支柱
  • 原理:動力定位裝置
簡介,基本構造,組成系統,發展歷史,存在的問題,

簡介

半潛式鑽井船是浮船式鑽井平台,它通常是在機動船或駁船上布置鑽井設備。平台是靠錨泊或動力定位系統定位。浮船式鑽井裝置船身浮於海面,易受波浪影響。鑽井船的排水量從幾千噸到幾萬噸不等,它既有普通船舶的船型和自航能力,又可漂浮在海面上進行石油鑽井。

基本構造

半潛式鑽井船是一種小水線面雙體船,由上體、下體、支柱三部分組成。上體是工作平台,有三角形、四邊形、十字形等幾種形狀,在工作平台上安裝有鑽井裝置和各種附屬設備下體潛入水中,一般半潛式鑽井裝置有2個下體,每個下體以用2—3個支柱與上體相連。
由於半潛式鑽井裝置有下體潛入水中,與水面接觸的水線面積小,所以,受波浪影響小,容易保持船位,是一種理想的海上鑽井裝置,它可以在水深200—300米,甚至至更深的海洋進行海上鑽井作業,鑽井深度可達3—4千米。半潛式鑽井裝置上也可安裝動力定位裝置,利用動力定位保持在海底井口上方的固定位置,使海上鑽井作業順利進行。

組成系統

採用錨泊系統或動力定位系統,使船錨碇于海底井口上方進行鑽井的裝置。早期形式為鑽井駁船,多用舊船改裝,只適用於淺海風浪較小的海域。現代鑽井船多為專門設計,全部鑽井和生活設施都在船上,能自航並有向大型化發展的趨勢。移動靈活、適應水深大、可變甲板載荷大,自持能力強。缺點是受風浪影響大、穩定性差。採取的技術措施有:1,設減搖鰭以減輕船的搖擺;2,採用DP動力定位,位置精度可達5米之內;,3,鑽桿和升沉補償裝置等,以適應鑽井船的搖擺、位移和升沉;4,配備水下防噴器,隔水管,採油樹、ROV等水下設備;
動力定位系統由聲納發生器、接收器、DGPS,信號感測器,電子計算機及全迴轉推進器組成。水下井口的聲納發生器發出信號,船底的接收器能測出船的偏移方位和數值; DGPS天線接收的衛星定位信號; 風速儀,測速儀測得的信號一起輸入計算機,計算機運算並自動控制相應的推進器運轉發出推力使鑽井船復位,不需拋錨。

發展歷史

鑽井船的建造集中期分三個階段:一是1975~1977年,二是1981~1983年,三為1998~2000年(建造數量最多)。現有鑽井船中,船齡為10~15年的占一半,20~30年的占一半。2008年全球共有44艘鑽井船,主要分布在巴西、西非和南亞等地。主要建造國家是韓國和日本。韓國主要有三星重工、現代重工、大宇造船,日本主要是三菱重工、三井造船、日立造船等。設計公司主要有荷蘭MSC公司、Offshore Discoverer公司等。此外,近年來,韓國船企不斷開發設計出新概念船,在海上鑽井設備船開發和建造上已取得國際領先優勢,成為國際海洋油氣設備市場上高技術含量、高附加值產品。如三星重工開發出LNG~FPSO,並從英國的石油公司承接到訂單;其他如大宇造船、現代重工正在著手研發設計新概念船包括:FDPSO船、破冰FPSO船、破冰油船、破冰櫃船、雙鑽塔式鑽井船等。 總體而言,在鑽井設備中,目前自升式鑽井平台、半潛式鑽井平台和鑽井船在海洋石油勘探中使用最為廣泛,它們均有各自的特點,比如適用於深海鑽井的主要是半潛式鑽井平台和鑽井船,其中深海半潛式鑽井平台技術從第一代已發展到第六代,目前以第六代為主,適用於工作水深為3048~3810米的極惡劣海洋環境,採用動力定位系統;而現有的鑽井船也大多數採用動力定位,適用於1000多米的水深。所以,深海半潛式鑽井平台主要活躍在英國北海、美國墨西哥灣、巴西、西非、澳大利亞等海域,現有鑽井船主要活躍在巴西海域、美國墨西哥灣和西非海域,而自升式鑽井平台只能活躍於近海海域。

存在的問題

半潛式鑽升船不僅結構複雜、造價 昂貴,一旦發生事故,還會對海洋環境造成很大的污染,帶來不可估量的經濟損失。因此,保證鑽井船在服役期 內的安全性至關重要。海洋鑽井船長期服役在惡劣的海洋環境中,並受到各種載荷 的互動作用,因此,疲勞失效成為結構失效的一種主要形式。這就需要在鑽井 船設計 時或服役一段 時期或改裝後,進行疲勞強度校核和疲勞壽命評估。
半潛式鑽井冉什結構不同丁導管架式鑽井 台,管節點仍為其主要的疲 勞失效 區。由於半潛式鑽井船管節點為薄壁焊接結構,且這些節點所受的載荷極其複雜,規範中關於管節點應力集中係數的計算公式不適用。因此其疲勞分析的工程實踐是十分複雜的。

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