一种用于废弃油气井封堵及老旧平台拆除的特种海洋平台的制作方法

本实用新型涉及海洋工程领域，特别涉及一种用于废弃油气井封堵及老旧平台拆除的特种海洋平台。

背景技术：

一百多年来随着海洋油气行业勘探的发展，油气开发钻采活动的日益频繁，加之日新月异的现代化油气钻采技术的升级，这种进步在人们的生活和社会发展方面的功勋卓著，另一方面由此带来的一个问题也日益突出，那就是油气资源枯竭之后废弃油田的封堵以及海上老旧平台的拆除。

现有老旧以及废弃油田长期存在，世界范围内各个油气开采区必定都会出现生命末期的平台和油气井，这些竖立在海上的废旧设施的不断增加，会持续加剧海洋环境污染的风险，以及由此给各地区相关国家、政府、油公司带来的巨额维护、赔偿和社会责任风险。

同时，按照相关沿岸国家法律法规的监管要求，例如：欧洲的《奥斯陆巴黎保护东北大西洋海洋环境公约》，各国强制性要求海上油田运营方对已经枯竭的满足规定年限的海上油井进行封堵，并对其上的老旧平台设施进行退役拆除，从而恢复海洋生态环境。

欧洲的挪威大陆架和英国北海海域，这一区域内大多都是一些营运长达20年以上的固定式的老旧油气平台，它们都位于400英尺以内的常规水深。据统计整个北海油气田区域在2017～2025期间预计有349个油气平台要关闭拆除，其中英国214个、荷兰大陆架106个、挪威外海23个及丹麦大陆架6个，另外还有近2500口油气井需要封堵和废弃作业，预计市场规模可达数千亿美元。

为了满足紧迫的市场需求，亟待开发设计出一种废弃油气井封堵及老旧平台拆除的特种海洋平台，并且要求它具备功能全面、操作安全、运营成本经济合理的特点。

技术实现要素：

为解决上述现有技术中的问题，本实用新型提出了一种用于400英尺水深废弃油气井封堵及老旧平台拆除的特种海洋平台。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种用于废弃油气井封堵及老旧平台拆除的特种海洋平台，包括：甲板、悬臂梁钻井包、固定式生活楼、柱式重型海洋起重机、三台将军柱式平台甲板吊机，重型海洋起重机放置在甲板的艉部，三台将军柱式平台甲板吊机分别位于甲板的艉部、左舷和右舷，位于甲板艉部的将军柱式平台甲板吊机工作范围覆盖整个悬臂梁区域；

悬臂梁主结构上设计有吊点，悬臂梁支撑结构由焊接在主船体上的支撑结构和连接销轴组成，销轴具有锥度，在销轴上与悬臂梁接触的限位端，加工有凹台面；拆除时，拔掉悬臂梁支撑结构上的销轴，柱式重型海洋起重机和平台艉部的将军柱式平台甲板吊机交叉使用把悬臂梁及其上安装的钻井包整体移除；

所述柱式重型海洋起重机的基座结构包括横向和纵向各两道舱壁，采用插入船体的形式贯穿甲板与船体主结构进行连接，在基座和甲板相连处设置多个肘板。

可选地，所述悬臂梁钻井包的井架内安装有通过齿轮齿条驱动升降的顶驱系统，顶驱的提升和下降通过顶驱自带的减速箱和驱动齿轮，并配合井架内安装的齿条来实现。

可选地，所述悬臂梁在甲板艉部安装有连续油管卷筒，钻台面上则装有连续油管注入头，通过连续油管来完成修井作业。

可选地，所述悬臂梁内安装测井单元和固井单元实现测井和固井操作。

可选地，所述甲板为自升式平台。

可选地，所述柱式重型海洋起重机工作载荷2200吨。

可选地，所述三台将军柱式平台甲板吊机工作载荷70吨。

本实用新型的有益效果是：

(1)选用可移除式悬臂梁钻井包，再配合平台艉部安装的柱式重型海洋起重机，极大地丰富了平台的功能性，使其既可以成为修井平台，也可以作为海上结构物拆除平台。

(2)悬臂梁移除后的空间被灵活运用，既可以存放拆除后的结构物，又可以放置活动式的生活楼模块，极大扩充可容纳居住的平台工作人员。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型的用于废弃油气井封堵及老旧平台拆除的特种海洋平台的侧视结构示意图；

图2是本实用新型的用于废弃油气井封堵及老旧平台拆除的特种海洋平台的俯视结构示意图；

图中，1、甲板，2、悬臂梁式钻井包，3、生活楼，4、柱式重型海洋起重机，5、将军柱式平台甲板吊机。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1和图2所示，本实用新型的用于废弃油气井封堵及老旧平台拆除的特种海洋平台包括：甲板1、悬臂梁钻井包2、固定式生活楼3、柱式重型海洋起重机4、三台将军柱式平台甲板吊机5，重型海洋起重机4放置在甲板1的艉部，三台将军柱式平台甲板吊机5分别位于甲板1的艉部、左舷和右舷，可以根据平台靠泊的不同位置，满足不同方向上、舷内舷外的使用需求，同时位于甲板艉部的将军柱式平台甲板吊机工作范围可以覆盖整个悬臂梁区域，又能充当钻井作业时的排管吊机。

甲板1为自升式平台，面积可达2200平方米，设计强度高，作业稳定性强，平台设计作业范围为400英尺的常规水深，满足挪威大陆架和英国北海海域恶劣气候条件下的使用要求。

悬臂梁钻井包2为可移除式结构，可以独立完成钻井、修井和封井等作业工况。

固定式生活楼为能够同时容纳180人，以及供选择配置的活动式生活楼模块，组合后可容纳人数超过500人。

柱式重型海洋起重机4是可以起吊大吨位的结构模块，满足对老旧平台退役拆除时的使用要求，例如可以是一台工作载荷2200吨柱式重型海洋起重机。柱式重型海洋起重机4放置在自升式平台的艉部，极大地拓展了自升式海洋平台的功能多样性。

三台将军柱式平台甲板吊机5分别位于平台艉部、左舷和右舷，可以根据平台靠泊的不同位置，满足不同方向上、舷内舷外的使用需求，同时艉部甲板吊工作范围可以覆盖整个悬臂梁区域，又能充当钻井作业时的排管吊机。优选地，三台将军柱式平台甲板吊机5工作载荷70吨。

本实用新型的特种海洋平台用作修井和封堵平台时，将由悬臂梁钻井包2的轻型钻机完成一些列相关作业，如：堵井和弃井、修井、钻井(5000米以内)、测井和固井等。悬臂梁钻井包2的井架内安装有通过齿轮齿条驱动升降的顶驱系统，本实用新型没有配备传统意义上的绞车和游车，顶驱的提升和下降完全通过顶驱自带的减速箱和驱动小齿轮，并配合井架内安装的齿条来实现，顶部驱动的最大钩载250吨，可以完成堵井和弃井，以及5000米以内钻深的钻井作业对载荷的需求范围。同时，上述悬臂梁在甲板艉部安装有连续油管卷筒，钻台面上则装有连续油管注入头，通过连续油管来完成修井作业。另外，测井和固井则可以通过安装在悬臂梁内的测井单元和固井单元来实现。此外，钻台上还安装有铁钻工、节流压井管汇、立管管汇等，司钻房则安装在悬臂梁甲板上方的基座上，视野开阔，可以俯瞰整个悬臂梁区域和钻台区域。司钻房内配备双司钻椅，每椅配有两面大尺寸触摸显示屏，整个钻井有关操作和设置全部高度集成在司钻椅按键和触摸屏上。

在用来拆除海上老旧平台设施时，为了增加可用甲板面积，使用重型海洋起重机4把悬臂梁及其上安装的钻井包整体移除，腾出的空间用来存放从老旧设施上拆解下来的结构物。为实现此目的，本实用新型特种海洋平台的悬臂梁及其支撑结构打破常规设计思路，悬臂梁支撑结构由焊接在主船体上的支撑结构和连接销轴组成，销轴加工有一定锥度，方便拔插，在销轴上与悬臂梁接触的限位端，加工有凹台面，销轴插入到工作位置后，销轴止动端则设有限制其轴向运动的结构。若悬臂梁在装船后需要整体拆除，可通过拔掉支撑结构上的销轴，从而方便地吊走悬臂梁，实现了对悬臂梁的整体拆除，结构简单灵活、安全可靠。

本实用新型通过销轴将悬臂梁与主船体上的支撑结构连接，当作为生活平台和拆解平台使用时，可以松开支撑结构的连接销轴并移除整个悬臂梁，在悬臂梁主结构上设计吊点，方便重型海洋起重机4将悬臂梁整体移除。在拆除工况下，使用频率较高的是重型海洋起重机4和平台艉部的将军柱式平台甲板吊机，两台吊机交叉使用，依次完成海上相关结构设施的拆解吊装任务。

此外，在平台艉部的柱式重型海洋起重机的基座结构设计方面，采用了由横向和纵向各两道舱壁及相应的扶强材和加强支撑组成，结构贯穿甲板与船体主结构进行连接，对吊机主体形成有效的支撑。该基座结构在甲板以上高度近27米，采用插入船体的形式，使基座具有足够的强度抵抗垂向力和弯矩，同时为了分散水平力，在基座和甲板相连处增加多个肘板，使水平面内各个方向的载荷有效传递到周围支撑结构，满足各种工况下基座结构的强度、刚度和稳定性的要求，并且结构形式简单便于施工。

平台上固定式的生活楼除了在修井和拆除作业时，作为工作人员办公和居住的场所外，该平台还可以选择在移除悬臂梁后的甲板位置上，安装活动式的生活楼模块，两部分生活楼相互组合，容纳人员数目将超过500人，可以作为居住平台使用。

本实用新型选用可移除式悬臂梁钻井包，再配合平台艉部安装的柱式重型海洋起重机，极大地丰富了平台的功能性，使其既可以成为修井平台，也可以作为海上结构物拆除平台。悬臂梁移除后的空间被灵活运用，既可以存放拆除后的结构物，又可以放置活动式的生活楼模块，极大扩充可容纳居住的平台工作人员。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。