收藏本站
收藏 | 论文排版

深水半潜式钻井平台钻机系统选型与布局优化研究

岳吉祥  
【摘要】: 本文结合国家高技术研究发展(863)计划海洋技术领域重大项目“深水半潜式钻井船设计与建造关键技术(课题编号:2006AA09A104)”,在大量运用和处理国外深水半潜式平台和海洋钻机各种数据基础上,运用复杂系统设计理论、数值分析和计算机仿真等技术,以提高深水钻井效率为主要目标,系统开展了平台钻机系统选型和布局优化设计等方面的研究。主要取得了如下研究成果: 1.深水钻井作业工艺关键路径优化研究 提高钻井作业效率是第六代半潜式钻井平台最重要设计目标,应用双井架钻机是提高(超)深水钻井作业效率的有效技术。本文采用并行工程理论和甘特图探讨双井架钻机并行作业和协作作业机理,突破钻井工艺顺序作业限制,将同一工序(过程)的部分辅助工作离线作业,优化了钻井作业关键路径;并进一步优化了配置双井架钻机钻井平台的单井和多井钻井作业工艺流程,显著缩短深水建井周期。在此基础上,初步建立了采用双井架钻机系统的钻井平台所需基本设备配置。 2.钻机系统选型优化研究 钻机系统决定平台钻井作业的效率,选择、配置深水半潜平台钻机系统是设计第六代半潜式钻井平台的关键。本文采用复杂大系统优化分解—协调理论,将深水钻机系统分解成钻机、材料输送系统、动力系统、控制系统和后勤服务系统等5个子系统,建立优化模型,重点对钻机和材料输送系统进行优化选型研究。研究了钻机结构配置与离线作业能力及作业效率关系,离线钻机配置越完整全面,作业效率提升越大,双井架钻机最大化发挥了并行与协作作业能力。双井架钻机相对离线钻机显著提高作业效率,但增加可变载荷和建造成本,受专利影响增加作业成本,采用投资回收模型和净现值模型综合分析表明:双井架钻机总体优于离线钻机。钻井材料的不同物化状态决定输送系统输送方式和配置,分别对钻井管具、专用设备和钻井液三类材料进行了输送方式和装备配置优化。从占用甲板面积、重心、总体布局和作业效率等因素对隔水管存储形式比分析可知,存储模式对总体布局影响大,立放模式有利于总体布局设计。分析影响隔水管作业的因素,提出了提高作业效率措施,尤其隔水管接头形式的选型应引起重视。 3.钻机系统布局优化研究 针对钻井系统布局兼有生产布局和复杂三维大系统布局特点,本文提出基于作业流程层次分解布局法,建立了布局理论、算法和布局流程。该方法以作业流程为基础,按材料输送系统输送模式划分子空间,子空间内进一步模块化,以模块为布局基本单位,对不同空间采用相应优化算法,完成布局初步方案。然后根据重心对平台布局进行调整,以提高稳性,最后进行安全规划,完成布局详细设计。该方案综合考虑作业效率、安全性、稳性和人因工程学多方面因素,具有工程操作可行性和优化性,在具有性能约束大系统三维布局设计方面具有独创性。以在建某863项目平台钻井系统为实例,设计布局方案,完成布局设计。采用三维软件对平台及钻井系统进行三维建模、装配仿真和作业流程动态仿真,进一步验证布局合理性。 4.钻台自动化装备优化布局和基于人因工程学钻井控制室设计研究 针对钻台自动化作业程度高的特点,基于三类不同管具作业流程和设备设施作业衔接关系,完成钻台自动化装备布局设计,有效协调各类管具的输送、暂存、交换和处理等自动化作业活动。综合运用数值计算和CAE仿真方法对双钻井中心在平台定位进行优化,确定了主辅钻井中心定位布局优化方案。 本文运用人因工程学原理和标准对目标平台钻机控制室进行设计,实现信息通信协调机制,信息过载处理和作业群体之间相互协调。设计中具体设计采用三级控制、显示方式,实现基于流程自动控制和手动控制有机结合的控制方式,改变控制室设计基于设备集成的理念,提高了作业功效。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 ;深水半潜式钻井平台“海洋石油981”建成投用[J];科技传播;2011年11期
2 谢彬;王世圣;冯玮;付英军;;3000m水深半潜式钻井平台关键技术综述[J];高科技与产业化;2008年12期
3 ;中国海洋石油打造深水利器[J];海洋世界;2007年01期
4 ;中海油3000m深水半潜式钻井平台将于明年投产[J];石油工程建设;2010年03期
5 李晓兰;;我国首座深水海洋钻井平台在沪建造[J];海洋石油;2008年02期
6 ;三千米深水钻井平台顺利出坞[J];发明与创新(综合科技);2010年04期
7 ;南海油田将配置国产航母级钻井平台 世界第六代深水半潜式钻井平台在上海出坞[J];中国石油和化工;2010年04期
8 ;3000米深水钻井平台“海洋石油981”顺利出坞[J];中国科技信息;2010年05期
9 ;创新[J];装备制造;2011年06期
10 奚立康;;深水半潜式钻井平台设计、建造关键技术探讨[J];船艇;2007年04期
11 岳吉祥;綦耀光;肖文生;杨轶普;;半潜式钻井平台双井架钻机作业工艺初步研究[J];石油钻探技术;2009年02期
12 ;我国自行设计研制的第一艘深水半潜式钻井平台顺利下水[J];交通标准化;2010年08期
13 潘方豪;叶邦全;别顺武;黄亦飞;;深水半潜式钻井平台锚泊定位系统简述[J];中国海洋平台;2011年02期
14 李祥兵;;温州6-1-1井测试成功[J];油气井测试;1987年01期
15 本刊通讯员;;我国开发深海油气步伐加快[J];石油工程建设;2007年06期
16 ;我国首制3000m深水半潜式钻井平台研制成功[J];中国设备工程;2010年03期
17 泠风;;世界级深水钻井平台“海洋石油981”顺利出坞[J];中外能源;2010年03期
18 江鹏辉;;层次分析法在半潜式平台吊装事故成因分析中的应用研究[J];海洋石油;2010年03期
19 宗海油;;“海上铁人”——记全国劳动模范、中国海洋石油总公司南海2号钻井平台经理郝振山[J];中国石油企业;2011年04期
20 岳吉祥;綦耀光;肖文生;杨磊;杨轶普;;基于作业流程的深水半潜式钻井平台总体布局规划研究(英文)[J];Journal of Marine Science and Application;2009年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 鲍彤;;3000米深水半潜式钻井平台总组搭载及精度控制的成功实践浅析[A];中国船舶焊切技术暨新船型及海洋工程工艺发展高峰论坛论文集[C];2010年
2 姜福茂;孙洪国;;深水半潜式钻井平台生活楼整体吊装方案[A];2009年度海洋工程学术会议论文集(上册)[C];2009年
3 滕瑶;兰公英;韩华伟;李磊;;海洋工程平台批量并行总装建造模式研究[A];纪念顾懋祥院士海洋工程学术研讨会论文集[C];2011年
4 张凡;胡嘉骏;蒋彩霞;;半潜式钻井平台K型节点疲劳分析[A];中国钢结构协会海洋钢结构分会2010年学术会议暨第六届理事会第三次会议论文集[C];2010年
5 苗华明;王殿龙;张军;张松涛;;半潜式钻井平台压载实时监测系统的开发研究[A];全国先进制造技术高层论坛暨制造业自动化、信息化技术研讨会论文集[C];2005年
6 胡志强;崔维成;;多学科优化设计在半潜式钻井平台设计中的应用[A];2007年度海洋工程学术会议论文集[C];2007年
7 刘科;蒋世全;付英军;;深水半潜式钻井平台甲板可变载荷及相关储存空间设计方法[A];2009年度海洋工程学术会议论文集(上册)[C];2009年
8 梁土羡;罗宁根;钱亚林;;深水海洋石油钻井装置现状及发展趋势[A];第五次东海石油地质研讨会论文集[C];2004年
9 符新涛;;东海平湖BG-2井防喷器就位的实践与认识[A];第五次东海石油地质研讨会论文集[C];2004年
10 冷阿伟;;半潜式钻井平台新型压载系统[A];2009年度海洋工程学术会议论文集(上册)[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 胡志强;多学科设计优化技术在深水半潜式钻井平台概念设计中的应用研究[D];上海交通大学;2008年
2 岳吉祥;深水半潜式钻井平台钻机系统选型与布局优化研究[D];中国石油大学;2009年
3 韩春杰;深水平台钻井钻柱耦合振动及模拟分析[D];大庆石油学院;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 罗强;981半潜式钻井平台锚泊系统研究[D];长江大学;2012年
2 史琪琪;深水锚泊半潜式钻井平台运动及动力特性研究[D];上海交通大学;2011年
3 夏侯命胜;深水半潜式钻井平台振动及噪声分析研究[D];中国舰船研究院;2011年
4 王梦颖;深水半潜式钻井平台总体与压载系统初步研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
5 靳臣;半潜式钻井平台集成监控和管理系统研究[D];江苏科技大学;2013年
6 张苏;深水半潜式钻井平台一体化集成系统中心控制室方案研究[D];中国石油大学;2010年
7 赵莉;半潜式钻井平台监控系统的研究[D];江苏科技大学;2012年
8 张小伟;半潜式钻井平台建造的关键问题研究[D];大连海事大学;2009年
9 陈昱希;半潜式钻井平台强度分析及局部结构改造[D];大连理工大学;2009年
10 高文;海洋钻井平台综合监控系统研究[D];江苏科技大学;2011年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 陈娜;我国立项研制世界最新一代深海半潜式钻井平台[N];中国海洋报;2009年
2 杜雅文;中集烟台来福士承建的半潜式钻井平台有进展[N];中国石化报;2009年
3 徐锦玲 译;新加坡最大半潜式钻井平台建成[N];中国船舶报;2010年
4 记者 韩士德;我自主完成世界最先进的深水半潜式钻井平台[N];科技日报;2010年
5 记者 瞿剑 王飞;深水半潜式钻井平台“海洋石油981”建成投用[N];科技日报;2011年
6 记者 沈文敏;3000米半潜式钻井平台交付使用[N];人民日报海外版;2011年
7 瞿剑 王飞;我国3000米深水半潜式钻井平台交付使用[N];中国矿业报;2011年
8 通讯员 赵振磊 YMG记者 李泉江;104.5米半潜式钻井平台在烟合拢[N];烟台日报;2010年
9 记者 彭超;中集交付国内首座深水半潜式钻井平台[N];上海证券报;2010年
10 YMG记者 初阳 通讯员 李丽;烟台造深水半潜式钻井平台顺利试航[N];烟台日报;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978