一种钻采一体化自升式平台的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及海洋石油平台领域，特别是一种具有钻/修井、油气处理、原油存储及原油调驳等功能的钻采一体化自升式平台。
【背景技术】
[0002]随着海洋石油勘探开发的不断深入，自升式平台得到广泛应用，其主要包括平台主体、桩腿、桩靴(或沉垫)、升降系统等，从功能上可主要分为钻/修井平台和油气生产平台。自升式钻/修井平台通常配有悬臂梁机构，钻机安装于悬臂梁系统上，依靠悬臂梁系统X-Y方向的运动实现多口井的钻/修井作业。自升式油气生产平台通常配有油气处理设备和储油设施，用以实现原油生产、存储及调驳作业。
[0003]我国在开发或准备开发的海上油气田中大部分属于边际断块油气田，其具有投资成本及经济效益不确定大的特点。目前采用多座单一功能平台进行联合开发的模式，开发成本较高，成为边际断块油气田开发过程中的瓶颈。为转换边际油气田开发模式，亟需开发一种集钻/修井、油气处理、原油存储及原油调驳等功能于一体的自升式平台，实现边界断块油气田的滚动开发。专利“带水下储油舱的移动式生产平台”(申请专利号:CN200910236788.5)公布了一种带水下储油舱的移动式生产平台，该平台利用桩腿下部的储油舱进行储油，采用驳运泵实现原油水下存储及外输，其缺点在于:平台未配备钻/修井设备，造成油气田先期钻井作业和后期油气田维护作业成本高；水下储油舱内的原油外输后，平台重量减轻而浮力不变，平台整体受到的上拔力增加，不利于平台的座底稳性；平台水下储油舱室未设保温加热设施，易引起原油凝固，造成原油存储时间较短；平台采用驳运泵进行原油存储及外输，由于驳运泵功率限制，造成原油存储及原油调驳效率较低，同时限制了平台作业水深等。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是要解决现有的技术问题，提供一种钻采一体化自升式平台，降低油气田开发成本，能够实现钻/修井、油气处理、原油存储及原油调驳等功能，同时具有作平台作业适用水深范围大、储油能力强、原油存储时间长、原油调驳效率高等特点，满足海上边际断块油气田的综合开发要求。
[0005]针对上述问题，本发明是这样实现的:
一种钻采一体化自升式平台主要包括平台主体1、沉垫3、桩腿4、升降装置5、钻井修井设施、悬臂梁机构6、油气处理设施7以及辅助设施，其特征在于:在平台主体I内部分块设置调驳缓冲油舱11和海水舱13 ;沉垫3内设多个置换水舱15，换水舱15内放置储油胶囊10，储油胶囊10和置换水舱15之间保持水密封；储油胶囊10通过调驳油管线8和油泵与平台主体I内的调驳缓冲油舱11连接，置换水舱15通过置换水管线9和水泵与平台主体I内的海水舱13连接。
[0006]上述方案还包括: 平台主体I主甲板上方安装二层甲板2，油气处理设施7和辅助设施安装在二层甲板2上；悬臂梁机构6设在平台主体I艉部，与其配合的钻井修井设施与悬臂梁机构之间通过水平向的X-Y导轨连接。
[0007]上述方案进一步包括:
平台主体I内部设的调驳缓冲油舱11围壁上安装保温层及加热设备12。
[0008]沉垫3四周壁设沉垫保温层14。
[0009]调驳油管线8外包裹保温层及加热设备。
[0010]本发明的有益效果:
1、本发明集钻/修井、油气处理、原油存储和原油调驳等功能，可以实现油田开发过程中钻/修井和原油生产作业，降低油边际断块油气田开发成本；
2、本发明采用油水隔离置换技术，提高了原油调驳过程中平台整体座底稳性，同时有利于环保；
3、本发明采用油水隔离置换技术实现原油存储及原油调驳，降低驱动负荷，减少平台作业水深对储油及原油调驳的不利影响；
4、本发明采用了悬臂梁钻/修井技术，实现平台在同一地点完成多口井的钻/修井作业，提高了平台的作业效率。
[0011]5、本发明采用沉垫保温及循环加热技术，防止原油凝固，延长原油储存时间，降低油船拉油频率，节省开发成本。
【附图说明】
[0012]附图1为本发明一种实施例的主视结构图。
[0013]附图2为图1中平台主体主甲板俯视图。
[0014]附图3为如I中平台主体内部舱室布局俯视图。
[0015]附图4为平台二层甲板示意图。
[0016]附图5为图1中沉垫内部结构俯视图。
[0017]附图6为图5中沉垫主视图(纵向剖面示意图)。
[0018]图中:1平台主体 2 二层甲板 3沉垫 4桩腿 5升降装置 6悬臂梁机构及钻/修井设施 7油气处理设施 8调驳油管线 9置换水管线 10储油胶囊 11调驳缓冲油舱 12调驳缓冲油舱保温层及加热设备 13海水舱 14沉垫保温层 15置换水舱 16隔膜。
【具体实施方式】
[0019]实施例1
参考附图1-5，一种钻采一体化自升式平台主要包括平台主体1、沉垫3、桩腿4、升降装置5、钻井修井设施、悬臂梁机构6、油气处理设施7以及辅助设施，其区别在于:在平台主体I内部分块设置调驳缓冲油舱11和海水舱13 ;沉垫3内设多个置换水舱15，换水舱15内放置储油胶囊10，储油胶囊10和置换水舱15之间保持水密封；储油胶囊10通过调驳油管线8和油泵与平台主体I内的调驳缓冲油舱11连接，置换水舱15通过置换水管线9和水泵与平台主体I内的海水舱13连接。
[0020]实施例2
结合附图1-5所示，本实施例主要包括平台主体1、二层甲板2、沉垫3、桩腿4、升降装置5、悬臂梁机构及钻/修井设施6、油气处理设施7、调驳油管线8、置换水管线9、储油胶囊10、置换水舱15。桩腿4下部固定连接平台沉垫3，桩腿4上部穿过平台主体I导向孔并与安装在平台主体I导向孔位置的升降装置5啮合，通过升降装置5的驱动实现平台主体I沿桩腿4上升、下降运动；
如附图1、2所示，平台主体I艉部设有悬臂梁机构6及钻/修井设施，钻/修井设施安装于悬臂梁机构6上方，通过悬臂梁机构上的导轨，实现X-Y方向的移动，实现钻/修井设施的移位及定位；
如附图3所示，平台主体I内部设调驳缓冲油舱11及海水舱13，调驳缓冲油舱11用于缓冲存储及调驳原油，海水舱13作为进行油水置换作业时的水源，调驳缓冲油舱11围壁上安装调驳缓冲油舱保温层及加热设备12，对储油胶囊10内原油进行循环加热，延长储油时间；
如附图4所示，平台主体I主甲板上方安装二层甲板2，油气处理设施7及其它辅助设施(如塔吊、泵站、发电机站，休息室等等)安装在二层甲板2上，与平台主体内调驳缓冲油舱11保持一定距离，提高平台安全性；
如附图5、6所示，沉垫3内设多个置换水舱15，储油胶囊10放置于置换水舱15内，储油胶囊10和置换水舱15保持水密，储油胶囊10通过调驳油管线8与平台主体I内的调驳缓冲油舱11连接，置换水舱15通过置换水管线9与平台主体I内海水舱13连接，采用油水置换技术实现原油存储及调驳作业。沉垫3侧壁、顶板、底板设沉垫保温层14，延长沉垫3储油保温时间。调驳油管线8外包裹保温层及加热设备，避免管线内原油在海水中散热过快而引起凝固，提高平台储油及原油调驳作业的安全性。
[0021]本发明工作原理:
1、预压:平台拖航至预定地点后，首先向沉垫3内置换水舱15内注入适量压载水，利用升降装置5将沉垫3下放至海底，之后利用升降装置5将平台主体I举升至距离水面约1.5米的高度，此时向平台主体I内压载舱和沉垫3内置换水舱15注入压载水，对地基进行预压载，使地基具有足够的承载力。预压完成后，将平台主体I内的压载水排放掉，保留沉垫3内置换水舱15的压载水。
[0022]2、平台举升:利用升降装置5将平台主体I举升至平台作业要求的高度。
[0023]3、钻/修井作业:利用驱动装置将悬臂梁机构及钻/修井设施6向平台主体I外推动至指定位置，实现平台一次就位完成多口井的钻/修井作业，提高了平台的作业效率。
[0024]4、原油生产和存储:油井原油到达平台后，经过油气处理设施7处理，合格原油首先注入调驳缓冲油舱11。
[0025]5、原油调驳:收油时，将调驳缓冲油舱11内存储的合格原油进行加热处理，之后采用油水置换技术将原油注入储油胶囊10，置换水舱15内的水泵入平台主体I内的海水舱13。发油时，将海水舱13内的海水通过置换水管线9泵入置换水舱15，挤压储油胶囊10内原油进入调驳缓冲油舱11，再通过原油外驳泵将原油泵至穿梭油轮。
[0026]6、原油循环加热:为了保持储油胶囊10内原油的流动性，定期采用油水置换技术将储油胶囊10内的原油压入调驳缓冲油舱11，在调驳缓冲油舱11内进行加热后再泵至储油胶囊10，使储油胶囊10内的原油保持较好的流动性，延长储油时间。
[0027]7、平台起浮:利用升降装置5将平台主体I降到水面，利用升降系统5将沉垫3升至平台主体I的底部，之后平台可拖航到其它地点作业。
【主权项】
1.一种钻采一体化自升式平台主要包括平台主体(I)、沉垫(3)、桩腿(4)、升降装置(5)、钻井修井设施、悬臂梁机构(6)、油气处理设施(7)以及辅助设施，其特征在于:在平台主体(I)内部分块设置调驳缓冲油舱(11)和海水舱(13);沉垫(3)内设多个置换水舱(15)，换水舱(15)内放置储油胶囊(10)，储油胶囊(10)和置换水舱(15)之间保持水密封；储油胶囊(10)通过调驳油管线(8)和油泵与平台主体(I)内的调驳缓冲油舱(11)连接，置换水舱(15)通过置换水管线(9)和水泵与平台主体(I)内的海水舱(13)连接。
2.根据权利要求1所述的钻采一体化自升式平台，其特征是:平台主体(I)主甲板上方安装二层甲板(2)，油气处理设施(7)和辅助设施安装在二层甲板(2)上；悬臂梁机构(6)设在平台主体(I)艉部，与其配合的钻井修井设施与悬臂梁机构之间通过水平向的X-Y导轨连接。
3.根据权利要求1或2所述的钻采一体化自升式平台，其特征是:平台主体(I)内部设的调驳缓冲油舱(11)围壁上安装保温层及加热设备(12)。
4.根据权利要求3所述的钻采一体化自升式平台，其特征是:沉垫(3)四周壁设沉垫保温层(14)。
5.根据权利要求4所述的钻采一体化自升式平台，其特征是:调驳油管线(8)外包裹保温层及加热设备。
【专利摘要】本发明的一种钻采一体化自升式平台，其集钻/修井、油气处理、原油存储及原油调驳等功能于一体。主要包括平台主体、二层甲板、沉垫、桩腿、升降装置、悬臂梁机构及钻/修井设施、油气处理设施、调驳缓冲油舱、调驳油管线、置换水管线、储油胶囊、置换水舱。采用油水隔离置换技术实现沉垫原油调驳、循环加热等作业；平台主体艉部设悬臂梁机构及钻/修井设施，实现平台一次就位后多口井的钻/修作业；油气处理设备实现原油处理；同时本发明具有作平台作业适用水深范围大、储油能力强、原油存储时间长、原油调驳效率高等特点，满足海上边际断块油气田的开发要求。
【IPC分类】E02B17-00, E02B17-08
【公开号】CN104746493
【申请号】CN201310743719
【发明人】张士华, 樊敦秋, 张爱恩, 田海庆, 徐松森, 蒙占彬, 崔希君, 史永晋, 邬可谊, 郭强, 于凌, 李森
【申请人】中国石油化工集团公司, 中石化胜利石油工程有限公司钻井工艺研究院
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2013年12月31日