一种海上多方位石油钻井自升式平台

《一种海上多方位石油钻井自升式平台》涉及的是一种海上多方位钻井的自升式平台，属于机械领域。

自升式钻井平台在海上油气田的勘探开发中，占据着非常重要的地位。平台配备钻井模块，海上就位后，依靠悬臂梁沿着轨道伸出平台主体打丛式井组。对于常规自升式钻井平台，悬臂梁只能沿一个方向移动，故平台只能在此方向上进行钻井作业。随着钻井新技术和海上开发新模式的发展并基于经济性考虑，如果在某一区域发现高产油区，需要在此区域尽量小的范围内多方位打丛式井组以提高产能。利用截至2011年9月的平台，需要多次就位方能满足上述要求。然而，如果在同一海域对自升式平台进行多次升降、压载、转向，该处地基将受到严重破坏，无法保证平台的坐底稳性，导致平台发生倾覆的危险，严重威胁平台自身和工作人员的安全。

《一种海上多方位石油钻井自升式平台》正是为实现上述要求而设计的，目的在于采用转盘式换向机构和多方向的移动支撑轨道，将平台上原有的钻井模块移动到转向转盘上进行换向并与其他方位的轨道进行对接，解决常规平台仅能在一个方向进行钻井作业、不能多方向钻井的工作难题，有效解决在指定区域内完成多方位、多井组钻井作业的目的。

图1是海上多方位钻井自升式平台侧视示意图；

图2是海上多方位钻井自升式平台俯视示意图；

图3是液压式移动装置示意图；

图4是齿轮齿条式移动装置示意图；

1.桩腿，2.自升式平台主体，3.升降装置，4.钻井模块，5.移动底座，6.移动装置，7.移动支撑轨道，8.换向转盘，9.主轴，10.转动轴，11.齿圈，12.主动齿轮，13.驱动电机，14.环形扶正圈，15.丛式井组，16.液压缸，17.移动机爪，18.齿条，19.齿轮，20.移动电机。

2018年12月20日，《一种海上多方位石油钻井自升式平台》获得第二十届中国专利优秀奖。

结合说明书附图1，2，3，4对《一种海上多方位石油钻井自升式平台》做进一步描述：移动底座5、移动装置6、移动支撑轨道7、换向转盘8、主轴9、转动轴10、驱动电机13构成。

自升式平台主体2依靠升降装置3将桩腿1下放到海底，使平台在海上就位后，钻井模块4可通过移动装置6在移动支撑轨道7上向要求方位移动，并伸出自升式平台主体2外进行对丛式井组15进行钻井作业，当一个方位的井位完成后，钻井模块4由移动装置6反向推动到换向转盘8上固定，驱动电机13带动主动齿轮12，驱动焊接在转动轴10上的齿圈11，使换向转盘8转向另外一个作业方位，转动过程中，由焊接在转动轴10上的环形扶正圈14依靠主轴9进行换向转动定位，当焊接在自升式平台主体2甲板面的移动支撑轨道7和焊接在换向转盘8上的移动支撑轨道7对接后，钻井模块4可通过移动装置6在移动支撑轨道7向另一要求方位移动，移动到自升式平台主体2外进行另一方位的丛式井组15钻井作业。这样反复使用，可满足平台一次就位后的多方位钻井作业的要求。

移动装置6有液压缸加移动机爪式和齿轮齿条式两种。液压缸加移动机爪式由液压缸16和移动机爪17组成，液压缸16一端固定在移动底座5上，另一端通过液压杆和移动机爪17连接，移动机爪17通过与移动支撑轨道7的通孔相互作用使钻井模块4前进或后退。齿轮齿条式由齿轮19和齿条18组成，齿轮19通过联轴器与移动电机20连接，齿条18焊接在移动底座5上，通过齿轮19转动相互作用使钻井模块4前进或后退。

一种海上多方位石油钻井自升式平台专利目的

《一种海上多方位石油钻井自升式平台》要解决的技术问题是提供一种海上多方位钻井的自升式平台，该平台能够在一次就位后有效地完成多方向、多井组的钻井作业，解决常规海洋钻井平台只能单方向钻井工作的难题，《一种海上多方位石油钻井自升式平台》的目的是为海上油气勘探开发提供一种多方位钻井的自升式平台。

一种海上多方位石油钻井自升式平台技术方案

《一种海上多方位石油钻井自升式平台》是这样实现的：该平台包括移动底座、移动装置、移动支撑轨道、换向转盘、主轴、转动轴、驱动电机，主轴固定在自升式平台主体中间，转动轴套装在主轴外，转动轴上部圆周外安装有齿圈，均布安装6个主动齿轮与齿圈啮合，主动齿轮通过联轴器与驱动电机连接，驱动电机固定在自升式平台主体上，转动轴上端固定安装有换向转盘，换向转盘与自升式平台主体的上甲板保持在一个水平面上，并安装有2条平行的移动支撑轨道，自升式平台主体的上甲板与换向转盘上的移动支撑轨道相对应的位置也安装有移动支撑轨道，移动支撑轨道上安装有移动底座，移动底座上安装有钻井模块，换向转盘为圆形，并与自升式平台主体的上甲板中心孔相配合，在同一水平面上，主轴的下部与转动轴还套装有一环形扶正圈，移动支撑轨道加工成凸状，移动底座加工成倒凹状，移动装置有液压缸式或者齿轮齿条式两种，液压缸式移动装置的液压缸一端安装在移动底座上，另一端通过液压杆与移动机爪连接，移动机爪安插在移动支撑轨道上的孔中，齿轮齿条式的齿条安装在移动底座上，齿轮与齿条啮合并通过联轴器与安装在自升式平台主体上的电机连接。

一种海上多方位石油钻井自升式平台改善相关

《一种海上多方位石油钻井自升式平台》具有如下优点：

（1）平台一次就位后，可以在平台周边的要求范围内进行多方位的钻井作业，而不用反复的升降、转向、压载、固定平台，大大降低了作业准备费用。

（2）平台一次就位多方位作业的特点，可以保护海底地基不会因为多次压载、固定而造成破坏，保障了平台和平台工作人员的安全。

（3）平台的多方位钻井模式，为海上采油新技术和固定采油平台新模式的进一步发展提供了有效的技术支撑。

（4）转盘式换向机构结构不仅可用于自升式平台，还可以推广到坐底式平台、半潜式平台以及固定式修井平台应用，具有非常高的推广应用价值。

（5）平台主体的形状不小于四变形，也可以建造为六边或者八边形，其经济效益更加明显。

1.一种海上多方位钻井的自升式平台，包括桩腿（1）、自升式平台主体（2）、升降装置（3）、钻井模块（4），其特征是：该平台还包括移动底座（5）、移动装置（6）、移动支撑轨道（7）、换向转盘（8）、主轴（9）、转动轴（10）、驱动电机（13），主轴（9）固定在自升式平台主体（2）中间，转动轴（10）套装在主轴（9）外，转动轴（10）上部圆周外安装有齿圈（11），与齿圈（11）啮合均布安装有6个主动齿轮（12），主动齿轮（12）通过联轴器与驱动电机（13）连接，驱动电机（13）固定在自升式平台主体（2）上，转动轴（10）上端固定安装有换向转盘（8），换向转盘（8）与自升式平台主体（2）的上甲板保持在一个水平面上，并安装有2条平行的移动支撑轨道（7），移动支撑轨道（7）加工成凸状，移动底座（5）加工成倒凹状，凹凸配合实现定向移动，自升式平台主体（2）的上甲板与换向转盘（8）上的移动支撑轨道（7）相对应的位置也安装有同样的轨道，移动支撑轨道（7）上安装有移动底座（5），移动底座（5）上安装有钻井模块（4），换向转盘（8）为圆形，并与自升式平台主体（2）的上甲板中心孔相配合，在同一水平面上，自升式平台主体（2）甲板面多个方向上安装有移动支撑轨道（7）。2.根据权利要求1所述的一种海上多方位钻井的自升式平台，其特征是主轴（9）的下部与转动轴（10）还套装有一环形扶正圈（14）。3.根据权利要求1所述的一种海上多方位钻井的自升式平台，其特征是移动装置（6）有液压缸式或者齿轮齿条式两种，液压缸式移动装置（6）的液压缸（16）一端安装在移动底座（5）上，另一端通过液压杆与移动机爪（17）连接，移动机爪（17）安插在移动支撑轨道（7）上的孔中，齿轮齿条式的齿条（18）安装在移动底座（5）上，齿轮（19）与齿条（18）啮合并通过联轴器与安装在自升式平台主体（2）上的移动电机（20）连接。

由上部结构(甲板)和桩腿组成。上部结构可沿桩腿升降(由气动、液压或电动的升降机驱动),以适应不同水深条件作业的要求。上部结构是一个浮力相当大的驳船形浮体。钻井前,桩腿下降,插到海底,上部结构被顶起脱离海面,在平台的顶面进行作业。钻井后,升降机构先把上部结构降回海面,再拔起桩腿即可转移。工作水深为十几米到上百米。平台无动力装置,不能自航。2100433B

自升式生产储油平台工作原理与自升式钻井船类似，都是利用可上下移动平台安装油田生产设施，所不同的是用油气处理设备和储油设施替代钻井设施，它利用了钻井船船体、桩腿等载体实现了固定平台的作用。当自升式生产储油平台处于站立作业状态时，它类似于桩基的固定平台；而当迁移拖航时，它将桩腿上升并依靠平台船体部分浮力实现自浮拖航，因而它又具有浮体的特性，自升式生产储油平台从设计上应具备固定平台和浮体的特性。

利用自升式生产储油平台进行边际油田开发工作，无论是在安装、操作还是在技术成熟度上都存在着明显的优势：自升式生产储油平台安装和迁移作业方便，可以在一定程度上降低安装和迁移费用；建造技术成熟、操作实践经验多；和固定平台作业类似，该自升式平台没有波浪条件下的摇摆状态，方便作业人员的操作与生活。另外，自升式生产储油平台已国产化，简化井口平台与井口平台的连接简化，国际市场旧钻井船改装生产储油平台等可行方案都有助于降低油田工程的造价。但是自升式生产储油平台也存在着一些不足，比如说作业水深不宜太大，理想作业水深为20~50米；不能在严重冰区作业；由于升降机构能力与可靠性缘故，储油量不能过大等等。

沉垫自升式钻进平台又称为桩腿式钻井平台，是国内外应用最为广泛的钻井平台。自升式平台在工作时用升降机构将平台举升到海面以上，使之免受海浪冲击，依靠桩腿的支撑站立在海底进行钻井作业工作，完成任务后，降下平台到海面，拔起桩腿并将其升至拖航位置，即可拖航到下一个井位进行作业工作。

沉垫自升式钻进平台在合适的水深环境中工作稳定性良好，在大多数海况下，几乎都能维持工作，因此发展较为迅速。沉垫自升式钻进平台的数量能占到移动式钻井装置总数的1/2。另外，沉垫自升式钻进平台还具备一个优点，就是所需钢材少，且造价低。虽然沉垫自升式钻进平台在作业中存在着若干有利条件，但在平台转移和安装过程中，尚存在着一些不足。比如说，当平台移位时，由于桩腿升得很高，造成重心高，稳性差，抗风能力差；当随着拖船到新井位时，平台在水面因风浪导致摇荡不已，使桩腿下降到将要着底时，有可能弄坏桩腿；当海洋环境恶劣，大风暴来临时，因急需拔腿移位，也有可能产生拔不出桩腿的危险，如果作业区海流较强，插进海底的桩腿，还有可能被海流冲刷而滑动，甚至丧失支承能力。