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1500m深水钻井船的系泊设计!!!




 

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23  

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/ ■ 重圈■  

1   p  E Z
划  i   矧 

1 0 m 深 水 钻 井 船 的 系 泊 设

计  50
7. Tot 1K. t ms 等 

1 .k     
言 

陈会年

柯 星诂 何全 南

译  校 

前 

公 司职 员的系泊经验设计 的  E I 司设 计 标 准 中推荐 作 法 的 目的是  C公

由于可 用的动力 定位钻井船 有限 , 以埃  帮助确定 系泊装 置 的性 能 ; 1 满足 要 求 ;z  所 () ()

克森(xo) E x n 海洋 钻井公 司 ( O ) 有和经  足够的稳 定性 j 3 能进 行 正 常 的检 查 ;4 用  D DI拥 () () 营的  上勇士号 , 海 在墨西哥海 湾的东断裂 区  可以接 受的方 法操 作 。  
钻井 .} L  ̄ J 的水深达 到 10 m。该 承包 项 目还  I 50 求升 级为 1 0 m 深水系泊 系统 : 50   () 1 把现 有的 , 2 5 rm 的锚链 的长 度 由 l .5 8 a  
1 2m 增 加到 1 8 mj 18 37  
的锚 ;  

通过对 已有 系泊设备进 行调研 , 可发现 系  改进 . 检查 的范 围和推荐 改进方案 。   E I公司 标准 的 其他 关 键部 分是 : 1 锚  C () 绳应是 电镀 的 ;2 锚 尾端应 由锻 造材料制 成  () 紧 急情 况下 能 向任何 方 向移动 9 m;4 锚 运  2 () 锚 绳 替换 ; 据 E I 司标 准 和与 深 水  根 C公

这 包 括把 现在 的 1 2m 深水系 泊系统按 下列要  泊系统 的最薄弱环 节 。 有助 于决 定系泊设 备  20

3 在钻井船 上锚 绳应 留下足够 的长 度以便在  () 1 2 用 o吨重 的高 抓力锚 替代 I . S 6吨重  () () 3 用新 的高强 度 酆8 9 m 电镀 锚蝇 替  船应装备 有鲨颚式 央紧装置  .r a 代 现有 的 8 . r 锚 绳  89 m a 决 另 外 , 克 森 公 司还 承包 了一 艘锚 运 船  系 泊技术 相关 的 确 定性 风 险 , 定用 新 的 高  埃 .r a ( Hv) 使其 和 E soKo i   A , nc  da I锚 运船 一起  强度 的 如8 9 m 的 电镀锚绳 替换用 了 七年 的  k 进行 系泊作业 。 承包项 目包 括锚运船绞 车拉  '8 9 m非 电镀 锚绳 。 该 l .r 8 a   力由 25 .MN 升级为 4 5 l   .IN。 v

E I 准 要 求 电镀 绳 使 用 时 间 不超 过 8 C标  

E I 司的 工程师 和 作业 监 督负 责在 实  年 , C公 虽然在锚绳替换 作业 中对现有 锚绳都 做了 

@  

I 表   际 的系泊操 作 中帮助 D I 司的海上 职员 。 AP 外 观检查 , 明这些锚绳 未受 内部损伤 。 OD 公   在检 查 系泊 装 置 和系 泊 分析 时 , P 公 司为  ER E I 司 和 DO I 司提 供 了技 术 帮助和 现  C 公 D 公 场 监督 。 些井正 由埃 克森开采公 司( E ) 这 E C 钻 
井 

系 泊 分 析 
本文采 用 了几种 系泊设 计原 理 D0 I D 公  司在 系泊 分析 中给 出了锚绳 断裂 的例子 。 并考  虑 了通过松 开 锚绳 来 减小锚 绳 高拉 力 的某些  相关管理 因素 。 C 公 司 既未给 出锚绳断 裂的  E I

系泊设计标 准 

E I 司 的设 计标 准 t 移式海 洋钻 井装  例子 , 有考虑松 开锚绳 的情 况 。系泊 系统  C公 可 也没 置 的 系泊系统是 基于 AP 标准和运 用埃 克森  被设 计为 拉 伸载荷 超 过锚 绳 或锚 链 的 断裂应  I

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2  4

田 鼻站井羲木  
的天气 准则 .  

第十二誊 l   鳕 事第4   期

最 大 设 计 蒹 件 (0年 重 现 期 ) 根 据  t 是

G UMS' E ̄算数据 ( i ' I O 包括 10  ̄l8 年问 9 0 90  
总共一0 t0次热气 流数据 ) 确定 的 。GUMS E HO  
追算数 据中含 有大 量 的热 气 流资料 , 为确 定风  速 和浪高 的极 值提供 了基本 依据 。 于 最大设  对

计 条 件 . 用 9  的 未 超 标 环 境 , 依 据  采 5 并
N OAA 的 4 0 1 4 0 2 4 0 3号 浮 标 ( 些  20 、 20 、 20 这
位移 .F   3 1 E T蕾移 ; .% 0 Wi T 4  E F 70 e t   (  最大琏计条件—  F   a 知0 『

浮标都 在 3 4 m 深 水 中) 08 得到 的数据 
3 .系泊分析 结果  图 1 a 是 基 于 最 大 设 计 条 件 ( 速 6    ) C 风 0 节 , 高 8 水流 速 度 1 4节 ) 准静 态 分析  浪 m, . 的

结 果 , 设 把 环 境 四等 分 , 挣 环 境 载 荷 为  假 则 3 0 k 是 锚 抓 力 的 7  , 绳 断 裂 力 的  0 3 N, 3 锚 4 %( 7 锚绳 全部 完好 , 没有管 理 问题 )  且 。 这 些结 果符 合 AP 和 Ec 准则 ;1 锚 绳  I 】 ()

载 荷小 于其断裂 力 的 5  ;2锚 抓 的载荷 小  0 ()
于在最 大设计 条件 下的额定锚 抓力 。   图 l b 是基于 最大 工 作条件 下的准 静态  () 分析 结果 。假 设把 条件 四等 分 , 系洎设计 将  则

保 持 钻 井 船 偏 移 小 于 2 。净 环 境 载 荷 为   
位穆 .F   8 F  ̄ T 6 F T佩 移=l8 O E   % FwD   ( ) 矗太作业条件—4 盯 - b ∞0  

6 6 K 是 锚 抓 力 的 3  . 锚 绳 断 裂 力 的  7 7 N, 1 是
3  。 4  

图 1 景泊特性曲线 

力前锚 便髓罱 脱 

系泊设计 因素 
?  
钻 井 船 系 泊 设 计 的 第 一 个 目 的 , 在  是

1 .准静态 分析 

系 泊的 准静 态分析 由 E ID D 和 E R 1 0 m 探 水 系糟作 业 时使 钻 井船 上 的锚 绳 和  C 、O I P   50 是考虑  公 司利用。 0年重 现 期  立完 成 。1 1 独 0年重 现  锚 垫 问的接 触 最小 。第 二个设计 目的 ,
期 内的风 速 、 波浪 和 水 流是 根 据 E R 公 司对  系泊 系统 在较 浅水域 中的性 能  P 1 锚垫 接触  . 墨西 哥湾 海洋气候 资料的分析 而定的 。  

虽 然 A I E I 准都要 求 当钻 井船 远  P和 C标

图 2 明了锚垫 与锚绳 的接触 。在 “ 说 海上 

上 引线孔和 锚垫 的布置是 这样 的 : 当  离其 他 海上 结构 工作 时 用 5年重 现期 的准静  勇士号  , 7( 时 态分 析 作为  最大设计条 件 , 据该技 术外  导 引角 小 于 3。与垂 直方 向 夹角 ) 产 生锚  但根   延 的幅度 , 在系 泊分 析 时仍 选用 1 年 重现 期  垫接触 。 O
作 为 附加设计余 量  2 .天 气准则 

尽管这 种接触 是允许 的 , 但是 由于摩 擦和  海蚀作用 可能会对锚 绳有 累积损 坏 。 随着 水探 

锚 但 E R公 司 利用标 准 的地 区平均 值法 以及  的增 加 , 绳 倾角 变小 , 是 由于 增大 了操 作  P 因而锚 垫接触 可能变 小 。   来 自墨 西哥 湾海 洋 水文极 端 条 件风暴 追 算 中  拉力 , 在 半 潜 式 乎 台设 计 中 , 水 深 为 1 2m  若 20 心 ( lMs O 和 美 国 海 洋 大 气 管 理 部 门  G U H E) 根据 ( AA) 供 的追 算 数据 评 价 了东断 裂 区域  以下 , 隔水管 困素要求 的锚 绳拉力 足够保  NO 提

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■曩, 径  卜 ■囊拉力  曩总长 ■井曩长 |. 5 m    . 0 5 r  ■抵, a   KN  髓恒 .  i - l f K N 
. 8. m m   8 9 6 5  40 1 7 70   12  54 1 8  3 7 2 6  7 o

● 2 5 r m  5 3   8.5 a 38

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12  89

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4 咖

. 蛐

,   呲

在 10m 深 水 中 , .5 m 锚绳 要求 拉  50 如25r a

^■ .  

力小, 以避免与锚垫接触 。然而 . .rm锚  如8 9 n 绳具 有较高 的气候 能 力容 限 。因为 这个 原 因 .  

同时 为 避 免 改 造 毁 车 . O I公 司 选 择 了 D D   如8 9 m锚绳 . .m 最小断裂载荷为 65 K   4 0 N。 持 锚绳 离 开锚 垫 。然 而 t 10m 深 水中 t 在 50 操  另外. 与原先 如8 9 m锚绳 的断裂力 为 .r a   作拉力必须大于 15K 97 N才能使锚绳离开锚  56K 50 N相 比 t 薪的 如89 m 锚绳 的材料和  .m 垫 。考虑到正常的气候 影响和绞车的提升能  结构使断裂力增加 了 80 N, 9K 且还具 有附加  力, 预拉力应达到 20Y 。 02 ̄ 不过 , 这样高的璜  的气候设计余量。.   拉力 可 能出现 问题 。   3 的选择  .■ 建议在深水钻机升级前着手解决锚垫接  当减少幕泊腿重量时 , 为提高抓力就要提  触问题。如果通过孤拉力不能茸制错垫接触,   高锚的海底的贯入度。选择拉力 为 10 N 布  0K 则改进锚垫使之旋转 , 并把锚垫闭合器移到钻  鲁新双杆扁平锚爪—— MK 锚 . 4 其氟定载荷  井船上 , 提高导 引孔的高度, 使导 引孔 离开钻  为 26K 也可 选择 MK5 。 72 NI 锚   井船或改造绞车。上面方法如能综合运甩 , 可  锚 楫 脱 l , 7 2 N 的 锚 抓 力 转 化 成  舶 26K 以 提高 实用性 。   39 . 的 钻井 船锚绳 拉力 。 6 ̄, N 虽然谊 仅是 锚绳  2 绳选择  .■ ,   及锚链断裂力的 5  . 7 但不能选择较重的锚 ,   新锚绳的尺寸选择是一个设计问题。 l 衷   所 示 盼是 如25r 和 鼯.m 锚绳 的数  .5 m a 9m 据 。在 10m 深 水 中,悬链  度 ( 绳和 锚  50   长 锚 链展开长度的总和) 在最大设计条件下 (o I 年 
重 现期 ) 允许 值 为 25m。 97   钻 井 船 上 已 有 的 绞 车 滚 筒 能 缠 绕 
原因是 t  

圈 2 锚垫 与  8 9 锚绳接麓{ .mm 海上勇士号 )  

() 1根据在墨西哥湾的美 国海洋钻井船的  经验 .0KN拉 力 B足 够 } 10  
() 2 拉力 10 0 KN时备 用锚 数量 最 小 }  

() 3 更大冉锚需要更大的力来插入海底 。 孽   () 4 在墨西哥湾 , 锚意大 , 用锚运船运 装就  如 89 .mm 锚 绳 1om 或 脚 . S m 锚 绳  77 Sm 越 困难 。   2 1m。 o 2 如果选 择 如8 9 而不是 如 25rm  .mm .5 a ‘ 纛泊纛缱■太负橹  锚绳 . 尉要求把锚链的长度增至 18m。少用  37 确定从 钻井船 绞 车上 放 开 多少锚 绳时 , 应  锚 链可 以把 幕泊麓载荷碱小 3 寻 N, 4 l 而低载  ( 恢考虑锚的标准负荷。   荷可以提高钻井船和锚运船绞车的起 升艉力。   使放长 的话绳 效量最 大 . 助于保 持 钻井  有
毫 l ■曩薯I 育黄■■  ●
风建  节 
2  日

环 境条 件  蓦 硇 j奄   . 越 
工 作 状 峦  95 . 

囊 青  术蠢建  m 羹足) (   节 
27() . 4 9  06 . 

船性能状态, 且可获得高璜拉力 , 而这正是使  锚垫接触最小的前提 . 随着锚绳起 升并缠绕在   钻井船绞车上 , 力臂增大而绞车的起升能力降  低。   海 上 勇士 号  的 8都 绞 车是 由单 牵 引  上

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马达驱动的 E w一305 童联合 系泊绞车, 标准试验戴荷 (4 0 N) T 5/ 2 20K 。  

测 : 量绳惯的力 定 装   兰计 惯和链拉 ) ? 有 一 睾. 妻篓 力妻 £  . ( 测 固且
.  

系配设  泊置计
… … … 。  

为了在钻井船上以 20 N的拉力对系泊 4K   系 泊 配 置 设 计 的 目 的 是 通 过 评 价  系统进行标准负荷试验 . 决定尽可俺地t长惯  ̄0 K 0 N绞车井对 E so d k 号’ 运船  ue  i  l I K0 a } 绳 。从钻井船 上放 开 14 m长 的’ 绳 。 66 I 还有 } 6m 缠在绞车上 ( 车滚 动第一 层的最 小数  1 绞 定为 I O圈)  . 绞车进行改造 。 以便在 I0m深水 中应用 。 5O   1 髓 ■鼍择  . 天气 晴朗时 . 1 0m 深水 中下入系泊  在 5O

试验 表 明。 绞车必援在滚筒上眷起 9m 装置 的最小系曩桩拉力大约为 I0 K 天气  4 1 0 N。 锚绳以得到 20K 的瑗拉力I o0 N 誊起 13 I 蒜劣时. 3m’ } 系曩桩拉力增至 I0 K 5 0 N才能拉开系   绳以得到 2 ̄K 4 N的’ 绳标准负荷 . I } 以上绳长 泊麓, 使幢垫接麓最小.   均包括 6 .0 0 Om长的后擅惯绳 . 它使惯头馕辩  选择 E oK d k I 船 的理 由 额定  mc o i   号 a   且插入放置处的海底 .另外. 试验 中饪定惯逶 系曩桩拉力大 、 经济上音算且能减少在 I0m 5O   船 能输选 9 2 N 的系曩拄拉 力来拉伸 系泊 5K 鼹, 使锚离井眼中心的水平距离达 20 m. ‘8   绞车上的锚绳总长在瑗拉力 2 0K 0 0 N和 标 准 负荷 20K 状 态 下分 别 为 15 和 40 N 5m 深承中惯运的甩J 埃克森公司职员进行第一  垒. 次探承作韭对, n , K d k I E  ̄o oi   号和 I   a 号船的  绞车都安装了故障 自动保险系统 . 如果 在系泊  时发电机组出现故障 。 鄢么绞车上的绞车片就 

14 试验得知, 9m。 绞车上第二层●绳的起升力 停止晨开’ 绳. 蕾 I   } 极限是 2 8K 既然第一层和第二层惯绳总  6 7 N. 二 ■薯■●毫性分斩  长宴为 2 6 而标准值为 14 崩第二层和  lm. 9m. 19 年埃克森公司利用“ 9o 海上美利坚号  第三层甸仅有 2m的差距. 2   船(毒上勇士号  。 妹船) 进行系泊作业过程中,   在拉 伸系泊膈耐 . 如果惯鼋 船没有得 到 当惯链和’ 绳形成交叉时从钻井船上放下锚  I } 0 2 N 的最小 系曩拄 拉力. 么惯将停 茸在 链. 5K 郝   更接近钻井船的地方( 与设计比) 。郝么. 钻井  选表 明对于锚链偶然放松 的分析是有价  船上的绞车将不得不眷起麓外的惯绳 以得 到 值的。分析得知, 突然放松使锚运船尾部集 中   要求的拉力。如果惯的位置 比设计的近 3m. 了 1 1K 的载荷 ( 长 10m 的锚链会 悬  0 93 N 总 4O 鄢么绞车将能在第三层上麓完’ 绳. I   } 浮予 10m 深承中) 这种集中载荷可能会转  50 . 试验表明, 第三层具有 2 6K 40 N的起升能 移到另一傅且与其它载荷一起加在拖绳的销  力 .所以 , 选择 2 0K 40 N作为最大标准试验戴 子上。   荷 。试验 得 知 . 爪载 荷 为 I5KNI 是 1  锚 17 或 O 根据 分析 结果 . 在系泊 作业 中锚 运 船尾 部  年期 内锻抓 载荷 29 K 的 5 %.在第一次 要捧掉部分压糖水 . 00 N 3 直到’ 运船把 5 0 I } 8 m的槽 

系泊作业时, 钻井船土的?个绞车在完废系泊 绳晨开. 然后在船尾压载以使系统桩承拉能力  作业时将’ 绳在第三层上缠完. I }   最大, 在惯蓿到海底前能伸开系泊鼹 .  
设计标准推荐 了标准试验羹蔫等 两予最  太 设计条件下的最大惯绳拉力 .如果遗不可  3 ■蕾■■一要求  . 根据计算 , 当锚接麓 10m 深水海底时, 5O  

能。 那么系泊试验戴荷应不小予最大设计条件 动用 1 ∞ K d k I 脚 . oi   号瓤 I a 号船橱定功率的   下 的最大锚 绳拉 力或最大作业条件下的最大 2 ~3 就可展开 19  1 8m 槽绳 , 0 0 80 9O 以确 
锻 绳拉 力 。   保 ●很快 落在 船的正 下方 海底 。 蕾  

把5 年期 作为最大设计条件和把惯绳放  橙 3 m, O 估计最大惯绳拉力是 22K 底予 32 N。

为补偿天气和水流对锚运船的影响 。 需要  附加一定的功率.  

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蕾 井 I 肄 技术  占

2  7

4 锚 运船 锚绳 尺寸 考虑  .
采 用 长 2 7 m 的 邸8 9 03 . mm 槽 绳 将 是 在 

或 4小时 )系泊 风险 有所减 小 。 ,  

1 0m 深 水 中系 泊时 的最佳 锚 绳设计 。然而 , 50   墨 西 湾 现 有 的可 用 绞 车 是 不可 能 缠 完这 么 多 
锚绳的。  

系泊程序 开发 
D DI 司 共 用 8个 多 月 完 成 最 终 程 序  O 公 开发 , 该程 序开 发过 程鼓励 了集 体 工作 且 规定 

在 E soKoi  I号 和 I号 船 上 的  了参 与这 项工程 的人 员如 何输 入 。 nc  da k 利用 分 布力 
S to8 一2 0 T型 绞 车有 两 个安 装 在 同  系泊 程序 , 比实际 系泊 作业提 前 几个 月完成  mac s 5 —2 可


框 架 上 的滚 筒 。每 个滚 筒 都 能 缠 绕 2 0m  任务 。 84  
1 .系泊 程序要 点 

“ 用 的 ≠62 m 锚 绳 或 2 1m 可 用 的  可 7.r a 02
≠ 89 8 . mm 锚绳 。  

系 泊配 置 的详 细程 序 指 出了 涉 及 系 泊 作 

1 0 m 深 水 系 泊 需 要 18 m “ 用 ”  0 5  0 可 9 槽  业 的每个 人 的工 作 。当载 荷 均布 时 , 能 同时  不

绳, 因此 S to20 mac 5MT 绞车 的所 有滚 筒 必须  放开 钻井 船或锚 运 船 的锚 绳 或锚 链 。   串联使 用 。当锚 绳从 绞 车上松 开时 , 上的扭  其 载荷 均布 对 于绞 车 获 得 目标 载 荷 是 重 要  曲可通过 一 个旋 转接 头 消除 。然 后 , 与其他  的。 在 程序进 行下 一个 步骤 前 必须 给 出 明确 的推  滚筒 连接前 , 系泊 作 业 人 员 可 安垒 地 截 断联  荐作 法 。当一 部绞 车 正在放 开锚 绳 时 , 另一 部 
接。  

绞 车就 充分利 用其 静刹 车 ( 即带 刹车 ) 时间 。   2 .载荷 分配 技 术 

工 作锚 绳 的 长度 成 为 另一 个 必 须 考虑 的  设 计参 数 。 固定在滚 筒 内且 占去滚 筒窖 量 的工 

根据 ] re 等报道 ,  ̄ kr a 在钻 机和锚运船 问  作 锚 绳不 是 “ 可用 的槽绳 。 作锚 绳 的最小 长  分 配锚 绳 载 荷 为扩 大 已有 绞 车 的 能力 提 供 了  工
度 等 于 从 绞 车 到 鲨 颚 板 的 距 离 再 加 上 
7   m )  62 。


条途径 。不管钻 井 船绞 车还 是锚 运船 绞 车 ,   载 荷 分 配 由锚 绳 和锚 运 船 上 槽 绳 放 开 连 

≠l.rm 滚筒 第一 层 的几 圈锚 绳长 度 ( 都 能独 立地 下放或 起 升锚 绳 。 944 a 约   
然而 , 由于 锚 绳 失效 ,mac 5T 绞车  续 曲线 图来完成 , 括每一步处理锚垫接触问  S t 20 o 包 上工 作锚 绳 的实 际长 度是 23   62 9m(7.mm) 或  题 和 克 服海 底 精 动摩 擦 力 所 要求 的锚 运 船 功  2 9  ̄89 m) 5m(8.r 。这 些 锚绳 把滚 筒 的有 效 直  率 。下 面所 示 的是 单 一 系泊设 备 浮重 ( 与海  a 未 径 提 高到 约 12mm 。根据 经验 , 54 当滚 筒 中心  底 接触 ) :   直径 12mm 或更大 时不会 出现锚 绳 失效 。  4 5   5E soK da  号 船 的绞车 改造  . nc  o ik I
合 同要 求 用 新 的 S to 1 O E mac  4 — AW 一  1B u eMK4锚 ) rc  9 . KN 34  

()37 的 ≠2 5rm 锚 链  13KN 21 8m 8. 5 a 83   ()6 6 的 ≠8 9 m 锚 绳 3 14m 8.r a () 4永久 的锚 链槽
3 2 N  9K

42 3KN 

10 /0 0 双滚 筒水 力 绞车 改 造 E soK - 00 10 型 nc  o  da  i I号 的绞车 。 k 这种 绞车 不适台 在第 一次 系  泊 作业 中 使用 。 ?     按 设 计 , 种 绞 车 在 每 一 个 12 mm 粗  这 54 的滚 筒 上 能 容 纳 34m 的  6 2 锚 绳 或  08 .mm 2 8m 的 ≠ 89 m 锚 绳 , 10m 的探水 中 26 8 .r a 在 50  

3KN 6  

( ) 9 1 的  7.mm 锚 运 船 系 绳  5 18m 62
() 静 重 6总 2 8 KN 75  

3P . C计算机 程 序  埃 克森 公 司为这 项工 程 研制 和 应用 的 P   C

系 泊 时 , 绞 车可 能会 减 少 工 作锚 绳 的需要 。 程序是 一个 有 力工具 , 其原 理 在工 业标 准与  新   但 每个 滚 筒 由 2 3KN 的 G ×75 E一72直 流 电动  出版 物 中是很普 通 的  5 机 驱动 . 产生 4 4KN 的锚绳 拉力 。 能 48   绞 车 的性 能 有 所 提 高 ( 减少 系泊 时 间约 3  0 P C程 序模 拟 了钻井 船和 锚运 船 绞车 问 的  荷公 配 程序 的研 制要 求大 量 计算 , 而手 算 及用  埃 克森 公司 证实 , 在深 水 系泊作业 中新型  锚绳 载荷 , 这有 助 于使系 统 能力最 大 。 因为 载 

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国外 耋井技术  占

第 十二 卷

1) 年第 4期  9' /

常规 工具 计 算 的最优 化程 度有 限 。  

失效 有关 。所 以 , 定使 锚运 船 上槽 绳 的接头  决

对  前系 泊 程 序 的 另一 个 间接改 进 是 在  数最 少 , 使接 头 在重载 下 经过 船 尾滚筒 的位  并
P 程序 中用编码 系 统跟踪 系泊 步骤序 号  这  置最优  C

使 系泊作 业 中的交 流更容 易  因此 , 场人 员  现 面  下发 生 的事 。  
近 P 程序 模型预 测 的载荷 。 C   4 .载荷 均布 设计依 据 

在 墨西哥 湾市 场 上能租 到 的锚 绳 , 大 长  最 和 因扩大 使 用深水 系泊 技术 带来 的高风 险 . 决  P C程 序 分析 表 明 . 运 船 绞 车 上下 两 个  锚 滚筒 上 的最佳 锚绳 长 度应 该 有所不 同。然 而 .  
绳。  

可通 过 P 程 序 产 生 的 图形 显示 来 观 测海 平  度 约是 6 96 C 0.m。因为接 头 失效 带 来 的高花 费  在 第 一 次 系泊 作业 中记 录 的 载荷 非常 接  定采 用 一条新 的 、 续 的  62 连 .mm 槽绳 。  

钻 井 船 或 锚 运 船 绞 车 额 定 起 升 功 率 的  为了使 多余锚 绳量 最 小 , 定 用相 同长 度 的槽  决

9  ( 0 取最 大值 ) 作为 载荷 均布设 计 依据 。   虽 然 钻井 船 和锚 运 船 绞 车 的动 力 制 动 额  定 值 比较 高 , 但是 不 能用 其作设计 依据 。   系 统 时钻 井船 上 的锚 垫接 触 问题 , 以最佳 载  所 荷 分 配 的迭代 结果 使锚 垫接 触最 小 。  

当输 送 卯 6 2 m 锚 绳 时 , 现 每 个 滚 筒  .r a 发

仅容 纳 90 的锚 绳 , 以 , 9m 所 需要 把 每 个 滚 筒 
顶 部滚 筒 上 9 0 长的 7 . mm 锚 绳 在  9m 6Z

因为 P C程 序 考 虑 了 在 展 开 或 收 回系 泊  都加 上一段 12 长 的  62 m 锚 绳 。 5m .r a   穿过下 部滚 筒 后具 有下放 的 优点 。 这说 明上部 

计算 中附加 力 是根 据 锚 运 船 到钻 井 船 和  滚筒 比以前 具 有更 高的锚 绳 拉伸 能力 。 随着 每  多悬 链系 泊腿 位置 的距 离确 定 的 。结果 , 计  个滚 筒缠 满锚 绳 , 筒 的起 升 或 制 动 能 力 下  设 滚 者 必须平 衡锚 垫接 触量 和两个 绞 车上 载荷 , 使  降, 因而瞬时力臂增大, 而水力 马达 功率和传  载 荷 分配 方案 最 优 。   5 大锚 绳载 荷  .最
据 埃 克 森 公 司 l8 ~ 19 9 9   0年 1 0 m 深  9 50
动 比不 变 。  

7 动 力制 动  . 深 水 系 泊设 计 最 重要 的 因素之 一 是 能 在  在 系泊 时 , 井船 使 用 了 3 7KN 的 F r 钻 65 a—  

水 系 泊作 业 统计 分析 . 当钻 井船 绞车 上的最 大  任一点 对 系泊设备 完全 制 动  载 荷 仅 是 其 起 升 能 力 的 8 %时 , 运 船绞 车  0 锚 上 的载 荷 将是 其起 升能 力 的 l0 。使用 P  ma 水刹 车作为 主要 的动 力刹 车 。因为水 刹车  1  C t 程序 可使 以前 的载荷 分配计 划 最优 。 在把钻 井  不能完全制动载荷 , 故当水刹车限制了绳索放  船 绞车 上 最大 载荷 增 加 到其 起 升能 力 的 8  6 时 , 运 船绞 车最 大 载荷 可减至 其起 升能 力的  锚
8  。 7  

开速度 时用 一 带刹车 彻底 制 动系糟 设备 。   钻井船 与 P r c 刹车 用高 压密 封垫 进  ama 水 行升 级改造 ( 压 至 6 0 a 。锚 运 船 上使用  试 9KP )

锚 运 船 最大 载荷 的减少 可 通 过优 化锚 运  低 压水刹车 作为 动 力制 动系 统 。 在设计 极 限 内  

船 槽绳 长 度 和把 更 多 的载荷 转 移到 钻井船 绞  操 作时 , 种 刹 车方 法 能 完全 停 止 系泊 作 业 。 这  
车 上来 实现  6 交 点 载荷  .

如果超 过设 计极 限 , 么绞车 将连 续卸 载 。因  那 为带 刹车 主要 为静制 动 而设 计 ( 用 带刹 车进  使

下 面 讨论 在钻 井船 上锚 链 和锚 绳 交 点 以  行动 力制 动会 导致刹 车过 热 和打措 ) 所 以 , , 不 

及锚 运船 绞 车上 下两 个滚 筒交 点 的最 大载荷 。 要求 在锚运 船 上使 用带刹 车来 控制 动 载荷    定 义钻 井 船 或 锚 运船 绞 车 上 交 点 的锚 绳 伸 出   量 为载 荷 分 配 的 设 计 变 量 , 且 是 唯 一 变 量  而 ( 在锚 绳 尺寸 选 择 中已说 明)  。
8 .再生制 动 

在 钻井 船绞 车上 实 现 再 生制 动 是 减 少锚  运 船 绞 车 最 大 锚 绳载 荷 的 关键 。使 用 G E一 

根据 埃 克森 公 司深 水 系泊 作业 的 回顾 , 可  72直 流 分 流 马达 作 为 再 生制 动 的 一 个 发 电  5 以 确定 6  的非 系 泊 作业 时 间与锚 运 船锚绳  机 。 绳动载 的动 能转 化成 电能且 在钻 井船 硅  0 锚

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田 再 拈 井 技 术 

2  9

整 流 ( C 系统 中消耗掉 。 S R)   G E一7 2马达 是一 种额 定功 率为 7 5 5 3 KW 

提 供 一条备 用锚 运船 , 以减 小作业 风 险 。   当 同时 下入 两个 反 向系 泊装 置 时 , 井船  钻

的新 型 马达 。 它把 再 生制动 能 力从 19K 增  会把锚链同时放开到锚运船上。 04 S 然后一艘锚运  加 到 1 8KN。虽 然 绳 索 最 大 放 开 速 度 是  船需 要 逆 向牵 引钻 井船 而 另 一 锚 运 船 在 钻井  41 0 58as 但是 为 了提 供 一 些 备 用 制 动 能 力  船放 开锚 绳 前 把 功 率 增 加 到额 定值 的 7  , . 0r/ , 5   宜把 放开 速度 限制 在 0 12 s  . 0m/。 度 , 锚链 和锚 绳交叉 时 , 当 钻井 船 绞 车可 能会  使锚 垫接触 最 小 。一旦 第一 条锚 运船 下入 锚 ,   借助 于钻 井船 拖船 , 持钻井 船位 于 井位  保 因 为 再 生制 动 允 许 用 高 拉 力 , 放 开 速  钻井 船将开 始 向另 一条 锚运 船放 开 系泊锚 绳 。 低   有 更大 的载荷  因此 , 原先 系 泊程序 中载 荷均  上方 。在最 后 2个 主要 锚 的下放 过 程 中 , 图  试 布 曲线 应改 进 , 以加快 第 一个 35 长 的锚 运  同时 放开锚 绳 , 因为顺 风 的锚运 船 拉 力大于  0m 但 船 槽绳 放开 。改进 后 步骤 如下 :   () 井船放 开 35 的锚链 ; 1钻 3m  
() 2 锚运 船放 开 净长 3 5 的槽 绳 , 0m  

逆风 锚运船 , 井船 从 井位 移动 了 3 5 结果  钻 0m。 导致 锚放 在离 要 求位置 124 的地方 。 额  5.m 这 外剩 余 的锚绳 缠在 钻 井船绞 车滚 筒 第 三层上  虽 然可 能把钻 井船 的锚 绳全 部 同时放开 ,   但它需要钻井钻 、 两条 锚运 船 和拖 船 积 极 配  ( 同时放 开 能进一 步减 少深 水系 泊 时 间)  。 3 拉 紧锚 运船 锰绳  . 因为锚 绳载荷 高 , 以在开 始 系泊 作业 前  所

() 锚 链 与锚 绳 交 点 6m 时钻 井 船 停  3离 1
止 放开 锚链 ;   ( ) 井船 使得 锚链 、 5钻 锚绳 交 叉 ;  

() 井船 放开 剩余 的锚链 ( 生制 动)  合 。在 第二 次系 泊 中 , 4钻 再 } 没有 试 图 回时放 开锚 绳  () 井 船放 开 35 锚绳 ( 生制 动 ) 6钻 0m 再 。   这 种 改进 使 锚运 船 绞 车 上 的载 荷 减 少 了 

17 4KN, 且 更 重要 的是 钻 井 船 上锚 绳 / 而 锚链  需要拉 紧锚运 船槽 绳 。最初 , 反 向锚 装到 两  把 交 叉 时 出 现最 大 载荷 时 允 许锚 运船 绞车 处 在  条 锚 运 船 上 , 开 钻 井 船 上 约 1 2 长 的  放  m 5
其较 低 层上 。   8 . 5 l锚 链 。然后 , 2 5 mr l 两条 锚 运 船放 开 滚 筒 

系 泊 作 业 
1 最 少 系泊 时问  .

上所有 槽绳 , 直蓟 系缆 桩拉 力达 4 5 N 时 , 4K 再 
把 它拉 起 。  

上 部 滚筒 上 9 0 长 的 7 .rm 锚 绳 不  9m 62 a

因为在 1 0m 深水 中用 两条 锚 运船 同时  需要重 新拉 紧 随着锚 运船 把独 立 的链 槽 收 回  50 下 入 两 个 锚要 耗 费 l 时 , 以考 虑 天 气 因  到钻 井船上 , 4小 所 锚绳 便均 匀地 缠在 滚 筒上  素把 系 泊作业 时 间指标 定为 2天 。 这为 下入 4  

上部滚筒和下部滚筒形成交叉时 , 下部滚  个 主 要 的 锚提 供 了时 间 ( 假定 无设 备 故 障 , 约  筒 上 14m 长 的 7. r 锚 绳 的 计 算 载 荷  13 62 m a 有2 0小时 的 附加 时 间) 。下锚前 , 井船 到锚  和槽 绳组合 重量 约为 2 7 钻 6 KN。 以 , 部滚 筒  所 上
运船 尾部 的每条 系 泊腿 的长度是 47m。 87   起 重 机 的 作业 可 能 成为 系泊作 业 中的 一个 限  的 ≠62 m 槽绳 具 有 足 够 的拉力 , 缠 紧 在  7 .r a 能 当风 速 超 过 3 0节 (54 s时 , 井船  滚筒 上且可 避免 勒入 下面 的锚绳 层 中 。 1.m/) 钻   不重 新拉 紧 上 部 滚 筒 的槽 绳 和 不 拉 紧 下  制因素, 因为起重 机 需要通 过独 立 的链 槽 组合  部滚 筒 的 2 4 7m锚 绳 , 7 系泊 腿来 说 均 节  对 条 把 锚从 钻井 船上 吊到锚 运船 上  另外 , 泊人  约 2小时 。 系 结果 , 拉紧 了总长 1 8m 的槽 绳  仅 91 员 在深 水 海上 工 作 比在水深 2 3 的墨西 哥  中的 7 6   ~ m 1 m。 湾 工作 困难 更大  2 一同时下 人 系泊装 置  以减少 系泊 时 间 , 且在设 备 出现故 障时 还可  而
当完 成 E so Ko i  I号 的 改 进 时 , nc  da k 通 

过 使 用 固定 在绞 车禳 筒上 一条单 一 的槽绳 , 可  4 .锰运船 檀绳 损坏 

用 两 条 锚运 船 同时下 入 系 泊 装置 不 但 可  进一 步缩短 拉紧槽 绳 的时 间 。  

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3  0

国 界姑井   拄木

第十 二卷 19 年蠢4 97 期 

锚 运 船 下 部滚 筒 有 2 9 长 的 ≠62 m  5m 7.r a

锚 运 船 上测 量拉 力仅 有 的方 法 便 是 绞 车 

工 作 锚 绳 固 定 于滚 筒 上 , 一 端 与 ≠62 m  上的压力表 。为了将来的深水系泊作业 , 另 7.r a 现在  的球 窝 接 头相连 。 绞车禳 筒较 低层上 有这 种接  正 在研制 压 力/ 力转 换 图  拉 头 时锚 绳不 能均匀 地缠 绕 。   这 段 29 长 的 ≠ 62 工 作 锚绳 应该  5m 7 .mm 有 13 长。  m 9 因为变 短 , 窝接头 停在禳 筒 第 4 球  
过 时会 损坏 槽绳 ( 离交 叉点 约 2 9   2 m)

结  

论 

() 1 半潜 式 钻 井船 能 在 10m 深 水 中成  50 () 2 在系 泊设 计 阶段 , 用 系 泊设 计标 准  应 () 系泊 程 序 通知 有关 工 程 人 员 , 助  3把 有

层 的中 间 , 接头 的高拉 力 及方 台肩 在锚绳 通  功地 系泊 和钻 井作业 。 而   建 议 在最 初 的缠 绕过 程 中调 整工 作 锚 绳  可 为减少 深水 系泊 风 险提供 一种 系 统方法 。   的 长度 以确 保球 窝接头 在 绞车法 兰上 方 。   5 锚 绳测 量方 法  . 钻 井 船 和锚 运 船 的锚 绳 放 开 量 需要 准确  有 测量 , 则大 的载荷 能从 一条 钻井 船移 到另一 
条 钻井 船上 。  

于清楚地理解和执行程序。  
() 际作 业 前 8个 月 , 理 者 对 工 程 人  4实 管

  测 量 。因为如 果 在某 一步骤 中仅 1 2 锚 绳没  力和 物 力 的早期评 估 是工 程成功 的前提 。 5m

() 5 在开发深水 系泊程序 中使用 P C计算 
机, 与原先计 划相 比改进 了钻井 船 和锚 运船 间 

虽然 钻井 船 和锚 运 船 上 安 装 了锚 链 和锚  载荷分 配 。   绳测 量器 , 但是 目测读 数仍 然是 主要 的测 量方  和应 用 测 视 图估算 放 开 的锚 绳量 及 绞 车滚 筒  () 6深水 系 泊系 统在正 常 作业 中可能 出现  () 7 系泊时 , 发现 有轻 微 的锚 垫接 触 , 而  然 法 。在钻 井船 上 , 通过 计算 每一 层 的锚 绳股 数  锚垫 接触 。这 在选择 操作 拉力 时 应予 以考 虑 。   上剩余 的锚绳 量 来测 量 。在锚 运船上 , 当锚 绳  锚垫 或锚绳 损 坏程度 并不 严重 , 是 并不 清楚  但
  被缠 绕 在绞 车滚 筒 上时 , 槽绳 被 交 替染成 3m  累积 效应 。 0

白色段 和 12 红 色段 作 为标 志 ( 5m 在关 键 点用  独特 的标 志 , 3m 一段 ) 每 0   6 锚 绳 拉力 测量  . 在系 泊作业 中 , 对锚 绳和 锚垫接 触 的 目测 

() 果 锚 运 船槽 绳 上 需要 接 头 , 事 先  8如 应 计 划好 锚 绳 的 长度 和 直径 以使 接 头 靠 在滚 筒 
法 兰上 。  

( ) 果 锚 绳 固定 在禳 筒上 , 9如 能极 大 减 少 

是钻 井船 上一 项关 键操作 。 通过钻 井船 压舱 使  槽 绳的拉 力 。但是 , 若不 需要 工作 锚 绳和 球 窝  锚 垫位 于 飞溅 区, 海水 将帮 助散 除锚绳 穿过锚  接 头 , 进一步 减少 拉紧 槽 绳所 花 的时 间 。 可  
垫 时 产生 的热 量 。 .    

(0 用 新 的锚 运船 槽 绳 降低 了锚 绳 失效  i)

虽然 钻井船 绞 车 上有 绞车 拉 力显示 器 , 但  风 险 。 一次深 水 系泊作 业 前应重 新 端接 所 有  每 在系 泊作 业 中这 个 读 数对 检 测 实 际锚 绳 拉 力  锚 运船槽 绳上 的球 窝接 头 。  
是 不 可靠 的 。  

( i锚运 船 绞车上 拉 力 测 量 设备 的 有效  i)

在 系 泊过 程 中钻 井船 上 最 可 靠 的拉 力 测  性 能 , 减 少深 水 系 泊 作 业 中设 备 超 载 的 风  可 量是 绞车 马达 的安 培表 , 是这 种测量 仅能 在  险  但
绞 车 起升 时 使用 。D ODI 司研 制了一 种 曲线  公 绞 车 马达 安 培数 转化 为千 磅力 。 然后把 这些 测 

(2P 1) C计算机程序 中的系泊作业图形显 
— —

图 , 绞 车操作 员在锚 链和 锚绳 形成交 叉时 把  示 , 让 有助 于 系泊作业 步骤 形象 化 。  
摘译 白 I C S E306 AD / P  5 9 

量 结 果与 系 泊作业 中磺期 载荷相 比较 。  


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