一種自升式鉆井平臺防噴器安裝方法

劉春旭，孫 福，李紅艷，郭永恒

(太重(天津)濱海重型機械有限公司，天津 300452)

0 引 言

防噴器是自升式鉆井平臺的必要設(shè)備之一，用于控制井內(nèi)壓力，保障平臺和平臺上人員的安全，通常安裝在平臺的月池區(qū)域[1]。為保證設(shè)備安全運行，一般需在懸臂梁和月池等結(jié)構(gòu)安裝完成之后再安裝防噴器。然而，該安裝方式會引發(fā)吊裝不便和安裝空間受限等問題，因此需根據(jù)吊裝設(shè)備、平臺和懸臂梁空間限制等制訂詳盡的防噴器安裝方案。

本文結(jié)合某自升式鉆井平臺的防噴器安裝情況，介紹一種防噴器安裝方法，分析施工過程中應(yīng)關(guān)注的重點和難點，并據(jù)此設(shè)計詳細(xì)的安裝步驟，給出各步驟應(yīng)關(guān)注的要點，確保防噴器順利安裝。

1 設(shè)備簡介

該自升式鉆井平臺的最大作業(yè)水深為122 m，最大鉆井深度為9 000 m。防噴器額定工作壓力為103.5 MPa,通徑為476 mm，包含1套環(huán)形和2套雙閘防噴器，總高度約為6.5 m，最大寬度約為5.4 m，質(zhì)量約為94 t。表1為防噴器結(jié)構(gòu)參數(shù)；圖1為防噴器結(jié)構(gòu)示意。

表1 防噴器結(jié)構(gòu)參數(shù)

圖1 防噴器結(jié)構(gòu)示意

2 安裝方案選擇

平臺防噴器的船上安裝就位方式可分為2種：分體上船方式[2]和整體上船方式[2]。

1)分體上船方式即將環(huán)形、2個雙閘板及附件分別單獨上船，直接安裝在防噴器移運小車上，在月池內(nèi)完成整體組裝。這種方式的優(yōu)點是起重量小，操作相對方便，但存在以下缺陷：

(1)月池空間小，組裝環(huán)境差；

(2)需占用較長的安裝時間，影響懸臂梁月池區(qū)域其他設(shè)備的施工；

(3)起重操作存在盲點，操作空間狹小，發(fā)生磕碰的風(fēng)險較高。

2)整體上船方式即先將防噴器各部件在陸上場地中整體組裝完成，然后利用吊裝設(shè)備、轉(zhuǎn)運設(shè)備和船上自身的起吊設(shè)備將組裝完成的防噴器一次性安裝至月池防噴器移運小車上。采用整體上船方式的防噴器轉(zhuǎn)運過程見圖2。雖然這種方式需要起重設(shè)施具有很強的起重能力，但防噴器設(shè)備的完整性較好，安裝周期短。

注：1為碼頭；2為平板車；3為BOP主吊；4為絞車鋼絲繩；5為鉆井絞車；6為鉆井平臺

通過上述分析，優(yōu)先選用整體上船方式。此種上船方式需根據(jù)平臺距碼頭位置考慮防噴器上船方案，若平臺插樁位置距離船臺較遠(yuǎn)，需采用船舶移運方案；若離船臺較近，可采用轉(zhuǎn)運平板車方案。本文采用轉(zhuǎn)運平板車方案，并根據(jù)實際情況作以下準(zhǔn)備。

1)工裝平臺：預(yù)建面積大于10 m2的工作平臺，用于防噴器安裝工裝底座。

2)轉(zhuǎn)運設(shè)備：320 t轉(zhuǎn)運車，將工作平臺與防噴器一起轉(zhuǎn)運，滿足承載能力要求。

3)平臺吊裝設(shè)備：鉆井絞車起吊工裝和索具，125 t防噴器吊機用于在起吊過程中轉(zhuǎn)接。

4)鉆井平臺：平臺艉部朝向碼頭，距離碼頭前沿10 m，懸臂梁可伸出22 m，井口中心可伸長至碼頭。

5)防噴器起吊環(huán)：結(jié)構(gòu)見圖3。鉆井絞車起吊使用68 t起吊卸扣吊點起吊，125 t防噴器吊機起吊時使用托盤支撐塊，兩者在空中轉(zhuǎn)接。

圖3 防噴器起吊環(huán)結(jié)構(gòu)圖

3 安裝步驟

按照上述方案設(shè)計安裝步驟。

3.1 防噴器轉(zhuǎn)運固定

利用現(xiàn)場尺寸為2 m×8 m的鑄鋼平臺，在平臺上表面焊接連接板，在連接板上按照防噴器連接法蘭尺寸加工固定用螺栓孔，以在轉(zhuǎn)運時固定防噴器。將在車間組裝好的防噴器整體安裝固定在鑄鋼平臺上。

3.2 鉆井平臺準(zhǔn)備

1)井口清理：拆除轉(zhuǎn)盤補心，防止與絞車提升鋼絲繩干涉；鼠洞提至鉆臺面，防止在125 t防噴器吊機移動時發(fā)生干涉；將125 t防噴器吊機移至艉部，避開井心起吊位置；將月池內(nèi)其他干涉物清理干凈。

2)設(shè)備準(zhǔn)備：懸臂梁滑移設(shè)備可用；125 t防噴器吊機和移運設(shè)備可用；鉆井絞車可用。

3)鉆井平臺狀態(tài)：鉆井平臺艉封板至碼頭距離L1=10 m，懸臂梁(井口)伸出長度L2=18 m，滿足轉(zhuǎn)運車移至碼頭前沿后符合提升位置限制。鉆井平臺懸臂梁下甲板距碼頭高度L3大于平板車高度加上移運防噴器高度(如圖 2 所示)。

3.3 防噴器轉(zhuǎn)運

利用防噴器的2個68 t提環(huán)將安裝固定好的防噴器連同鑄鋼平臺一起起吊至320 t轉(zhuǎn)運車上轉(zhuǎn)運，并在鑄鋼平臺四角焊接耳板固定。起吊用鋼絲繩隨防噴器一起轉(zhuǎn)運，以備上船使用。轉(zhuǎn)運車將防噴器運至碼頭前沿，并使其與井口中心線對齊。

3.4 絞車提升

在游車掛鉤處下掛起吊能力為120 t的鋼絲繩[3]，通過井口將鋼絲繩下放至合適高度處，以使其能與防噴器上的鋼絲繩通過卸扣連接。松開工作平臺與防噴器連接的螺栓及其固定結(jié)構(gòu)物，啟動鉆井絞車，提升防噴器。

3.5 防噴器吊機轉(zhuǎn)接

在起升防噴器吊機之前，先將其移動至懸臂梁艉部，并將托盤避開井口位置。防噴器吊機下面托盤結(jié)構(gòu)見圖4[4]。油缸可驅(qū)動承載滑塊在環(huán)形軌道上實現(xiàn)一定角度的旋轉(zhuǎn)，方便對防噴器進行吊運安裝。

注：1為C形叉；2為油缸；3為承載滑塊；4為環(huán)形軌道

當(dāng)絞車提升至防噴器吊機可承接的高度時，移動防噴器吊機，利用托盤接住防噴器。確認(rèn)防噴器提升環(huán)上承載半圓完全進入主吊托盤承載滑塊內(nèi)，緩慢提升防噴器吊機托盤，將載荷逐步轉(zhuǎn)移至吊機上，并通過大鉤載荷確認(rèn)載荷全部釋放之后，拆除絞車起吊鋼絲繩。

3.6 安裝至防噴器移運臺車

將防噴器移運臺車轉(zhuǎn)移至井口等待位置。移動防噴器吊機至移運臺車上方，旋轉(zhuǎn)吊機托盤，使防噴器與移運臺車法蘭螺紋孔上下完全對正，降低主吊提升油缸，將防噴器安裝在試壓樁上，擰緊螺栓。將防噴器移運臺車移動至固定位置固定。

至此，整個安裝過程完成。

4 結(jié) 語

本文詳細(xì)介紹了一種自升式鉆井平臺防噴器的安裝方法。首先分析了分體式和整體式安裝方式的優(yōu)缺點，并結(jié)合平臺和碼頭的特點確定選用整體式安裝方案，相應(yīng)設(shè)計了安裝步驟并給出了各步驟的安裝要點。通過現(xiàn)場實踐，證實了該安裝方案是安全可行的，可供同類型平臺防噴器的安裝參考。