CN105383647B - 一种半潜式钻井平台 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于石油天然气勘探开发中深水海洋钻井平台领域，具体是一种半潜式钻井平台，包括主平台、辅助平台，主平台与辅助平台可分离连接；辅助平台包括浮体和甲板，甲板通过桩腿固定在浮体上方。本发明的有益效果是：本钻井平台通过辅助平台的设计，通过平台分离组合的形式，实现工作平台和生活平台的分离，有利于平台的组合及分离，能够减轻主平台的载重负担，进而能够实现两个钻井系统的安装，设计时对主平台的材质、规模等的限制降低，节约了主平台制造成本；并在主平台上安装了两部可同时进行钻井作业且规格一样的钻机，钻井平台挪动一次可钻出两口井，充分利用了宝贵的海洋作业窗口期，加快海洋油气的开发速度；该辅助平台，同时员工生活区质量也得到大大的改善。

Description

一种半潜式钻井平台

技术领域

本发明涉及用于石油天然气勘探开发中深水海洋钻井平台领域，具体是一种新型半潜式钻井平台。

背景技术

随着我国经济连续多年的高速发展，石油对外依存度快速上升，进口费用逐年增长，加强海洋油气勘探开发已经成为立足国内油气资源，保障我国石油供应安全的必然选择，也是应对陆上资源日趋枯竭的战略性举措。

现有的新型半潜式钻井平台因其作业环境特殊和造价成本昂贵等因素，一个钻井平台只有一个钻机，钻一口井，需挪动平台一次，在同一周期内缩短了平台钻井作业时间，导致钻探开采效率不高。此外，平台结构紧凑，人员住宿拥挤，有毒有害气体较多，人员住宿、生活空间和钻杆、隔水管等物资存放占据了本来就紧张的平台较大空间，住宿在钻井平台上，一旦发生事故将会造成较大的人身伤害。

加快海洋油气开发，提升海洋石油钻井速度与钻井能力，是目前世界各国共同面临的问题。海洋石油钻井平台建造成本昂贵。但两部钻机同时工作，需要大量的物资支撑，如钻杆、隔水管、套管、固体液体物资，员工住宿等，这些人员和物资将占据钻井平台大量的空间，同时也大大增加了钻井平台的载荷，加上超大平台的建设耗资巨大，如果能减轻海洋钻井平台的载荷，减少钻杆、隔水管、套管，重晶石、基油等液体、固体存放所占用的平台空间。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述存在的问题，提供一种新型半潜式钻井平台，由主平台和辅助平台构成，辅助平台与主平台可快速分离，保证平台上工作人员的安全，通过平台分离组合的形式，实现工作平台和生活平台的分离，不仅有利于平台的多重组合，还能进一步保证平台的钻井安全性，其由于生活平台的造价低，易维护的特点，其带辅助平台的钻井平台的设计，能够减轻主平台的50%的载重负担，进而能够实现两个钻井系统的安装，设计时对主平台的材质、规模等的限制。并在主平台上安装了两部可同时进行钻井作业且规格一样的钻机，钻井平台挪动一次可钻出两口井，充分利用了宝贵的海洋作业窗口期，加快海洋油气的开发速度；另外，该辅助平台可以存放物资，减轻主平台的重量和空间压力，同时员工生活区质量也得到大大的改善。

本发明采用的技术方案如下：

本发明公开了一种新型半潜式钻井平台，包括主平台和辅助平台，主平台与辅助平台可分离连接；辅助平台包括浮体和甲板，甲板通过桩腿固定在浮体上方。

由于上述结构，通过平台分离组合的形式，实现工作平台和生活平台的分离，不仅有利于平台的多重组合，还能进一步保证平台的钻井安全性，其由于生活平台的造价低，易维护的特点，其带辅助平台的钻井平台的设计，能够减轻主平台的50%的载重负担，进而能够实现两个钻井系统的安装，设计时对主平台的材质、规模等的限制降低了30-40%，不仅节约了主平台33%以上的制造成本；有利于实现这种钻井平台的推广，另外，在主平台发生事故时，实现辅助平台与主平台快速分离，保证平台上工作人员的安全，并在主平台上安装了两部可同时进行钻井作业且规格一样的钻机，钻井平台挪动一次可钻出两口井，充分利用了宝贵的海洋作业窗口期，加快海洋油气的开发速度；另外，该辅助平台，可以存放物资，减轻主平台的重量和空间压力，同时员工生活区质量也得到大大的改善。其设计的平衡块装置具有自动调整平台重心的作用，保证钻井平台的水平，减少事故发生的概率。

更进一步，主平台与辅助平台的连接处设有连接装置，所述连接装置包括分离器和液压缓冲装置，液压缓冲装置的一端与辅助平台相连、另一端通过分离器与主平台相连；该液压缓冲装置用于调整主平台与辅助平台之间的错动。

由于上述结构，其辅助平台与主平台之间的分离器快速统一动作，加快两平台之间的分离速度，降低安全隐患，此外，两平台之间通过液压缓冲装置实现错动的保护，保证平台之间的安全性，减轻碰撞。

更进一步，所述液压缓冲装置包括液压杆、液压泵、储油罐；液压杆的长度为3-5m；液压泵抽取储油罐中的油并控制液压杆内的压力；所述辅助平台上设置有浮力调节装置，浮力调节装置包括设于浮体内的调节腔、调节泵，调节腔通过管道与调节泵相连，调节泵通过管道连通到海面下，通过控制调节腔中海水量进而调节浮体的浮力大小；该辅助平台的载荷变化量为0-6000t，该浮力调节装置的调节量与辅助平台的载荷变化量对应。

由于上述机构，能够通过浮力调节装置的调节，进而调整两平台之间连接点的距离，减轻液压缓冲装置的负担，减少量平台错动动作对平台的影响，保证两平台的安全性。

更进一步，所述辅助平台的甲板四周设置有锚定装置和吊车，在辅助平台的甲板上设置有文化娱乐区和物资存放区，在甲板下方设置有住宿区；该辅助平台用于不深于3000m的海中，在浮体的四周设置有推进螺旋桨。

由于上述机构，通过两个平台的设置，实现工作区和生活区的分离，保证辅助平台上的人员与物资安全。辅助平台的建造提供了更广大的空间，为员工生活提供了更舒适的生活娱乐空间，有利于员工的身心健康，提升员工的工作安全性和效率。辅助平台能够实现分离后再次组合，能够保证辅助平台的充分利用和快速组合。

更进一步，所述主平台上设置有两部相互对称的钻机、及平衡梁装置；平衡梁装置包括平衡梁、平衡块、及水平感应器、平衡控制电机，平衡块活动连接在平衡梁上，平衡控制电机通过控制平衡块在平衡梁上的移动，进而调节主平台的偏斜度。

由于上述机构，两部钻机在一个平台上同时工作，易出现两部钻机由于工作状况不同而造成平台两端受力不平衡的情况，为了增加钻井平台的稳定性，本设计在平台下设计了平衡梁，由感应装置检测平台受力不均衡量，通过计算机调节平衡梁上的平衡块，从而调节钻井平台的平衡。保证主平台同时工作的安全性和高效性。

更进一步，所述钻机为一个半井架钻机，一个半井架钻机包括井架、顶驱、自动排管机、抓管机、动力猫道、管子升降装置、BOP及采油树处理系统、立方隔离管处理系统、隔水管补偿系统、及防喷器处理系统；顶驱设于井架的顶部，自动排管机、立根盒及指梁设置在井架上，隔水管补偿系统设置在井架下部，BOP及采油树处理系统和防喷器处理系统对称设置在井架两侧。

更进一步，所述两部相互对称的钻机共用一个辅助钻井装置，所述辅助钻井装置包括电力系统、液压站空气压缩机、灰罐及药品房、泥浆混配系统、泥浆循环系统、及岩屑池。

由于上述结构，其一个半井架钻机的设计能够保证钻机正常工作的同时，进一步，减少钻机的重复处理的设备，减轻了平台的承载压力，有利于实现平台空间的有效利用，保证钻井开采速度的同时，减少钻井平台的生产成本和使用成本。其公用一个辅助钻井装置，能够保证辅助钻井平台的空间优化和成本优化，减轻平台的设计压力。

更进一步，所述主平台上设有水箱平衡系统，该水箱平衡系统包括对称设置在主平台上的两个平衡水箱、连通两平衡水箱的连接管、以及用于控制两个平衡水箱之间的质量差的平衡泵；该水箱平衡系统以泥浆或者水作为平衡调节的介质。

由于上述机构，能够通过水箱平衡系统平衡主平台，进而不仅能够在移动过程中减轻平台的重量，而且在钻井过程中，能够实现更大范围的平衡控制，其与平衡梁装置相配合，增大了10-18%的平衡调节效率；平衡调节的上限增加了13-17%；其可以采用泥浆作为介质，能够进一步加快平衡调节速度和加大了调节上限。

更进一步，所述辅助平台的防错动系统包括：

计算机单元，包括用于控制和监控的计算机；

连接单元，包括连接装置，其连接装置包括分离器和液压缓冲装置，液压缓冲装置的一端与辅助平台相连、另一端通过分离器与主平台相连；液压缓冲装置包括液压杆、液压泵、及储油罐，液压杆与液压泵相连，液压泵与储油罐相连；液压杆的初始长度为4.5m，液压杆中的初始压力为8-12MPa，储油罐中的初始压力为1-1.5MPa；在液压杆上设有用于检测液压杆长度变化的位移传感器；

浮力调节单元，包括浮力调节装置，该浮力调节装置包括设于浮体内的调节腔、调节泵、水位传感器，调节腔通过管道与调节泵相连调节泵通过管道连通到海面下，通过控制调节腔中海水量进而调节浮体的浮力大小，浮力调节装置的调节量与辅助平台的载荷变化量对应；

当主平台与辅助平台错动时，计算机单元分别与连接单元、浮力调节单元相连，计算机检测到液压杆的长度短于3m且液压杆中的压力小于13MPa时，则控制液压泵使液压杆以0.2Mpa/s的速度向增压至15MPa或使液压杆以0.15m/s的速度增长至4m，以防止主平台与辅助平台错动时产生碰撞；当主平台与辅助平台不再错动时，计算机控制液压杆恢复初始长度和初始压力；辅助平台上发生载荷变化时，计算机根据水位传感器信号，控制调节泵抽出调节腔中的海水或向调节腔注入海水，进而使辅助平台的吃水深度恒定为18.5m±5%、重心高度恒定为16.5±5%。

上述系统，能够实现主平台和辅助平台的错动自动调节，能够保证两个平台的错动保护，减少两平台之间的碰撞概率，根据液压缓冲装置的压力情况，保证两平台之间的压力属于液压缓冲装置的可调节范围内，保证两平台之间的安全性。其以0.2Mpa/s的压力控制速度，能够有效的实现平台错动时液压杆内的移动距离为其可调的范围，避免液压缓冲装置过载引起的损坏。

更进一步，其平衡系统，包括：

控制单元，包括后台控制器；

平台单元，包括多层式结构的主平台，主平台左右对称设置有两部钻机，钻机包括设置在主平台顶层的井架和贯穿主平台顶层和底层的井眼，在主平台的顶层还设置有泥浆循环系统；

平衡梁单元，包括平衡梁、平衡块、及水平感应器，平衡梁水平固定在主平台的多层式结构上，平衡块活动设置在平衡梁上，水平感应器设置在平衡梁上；通过调节平衡块在平衡梁上的位置调节主平台左右两侧的倾斜度，进而使主平台水平；

水箱平衡单元，包括该水箱平衡系统，水箱平衡系统包括对称设置在主平台上的两个平衡水箱、连通两平衡水箱的连接管、以及用于控制两个平衡水箱之间的质量差的平衡泵；该水箱平衡系统与泥浆循环系统连通并以泥浆循环系统中的泥浆或水作为平衡调节的介质；

控制单元分别控制平台单元、平衡梁单元和水箱平衡单元三者之间相互配合动作，对主平台左右两侧的平衡水箱进行调节并达到动态平衡。

由于上述系统，能够实现主平台的平衡调节，其采用的两个调节平衡调节单元相互配合动作，能够保证主平台两个钻机之间的平衡控制调节，进而实现主平台的稳定性，能够充分利用平台上的现有材料，对其泥浆循环系统进行有效利用，增大水箱平衡系统的平衡调节范围。

由于采用了上述结构，综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、本钻井平台通过辅助平台的设计，可以存放物资，减轻主平台的重量和空间压力，同时员工的生活环境得改善，更重要的是，生活区和主平台的隔离，使员工远离了生产过程中使用的对人体健康有害的物质，保证了员工的身体健康。

2、本钻井平台通过辅助平台的设计，当出现紧急情况时，辅助平台和主平台可以迅速分离，通过辅助平台的动力系统可以驶离主平台，保证人员和物资安全。

3、本钻井平台由于辅助平台的作用是员工生活区和堆放部分物资，不涉及生产作业，则辅助平台性能要求比主平台低，与目前使用的生活区与作业区在一起的平台相比较，节约了生产成本。

4、本钻井平台工作时两部钻机同时进行钻井作业且，平台挪动一次可钻出两口井，充分利用了宝贵的海洋作业窗口期，加快海洋油气的开发速度；

5、本钻井平台上采用了平衡块装置，当平台出现向左边偏斜或向右偏斜时，平衡块自动左右移动，保证钻井过程中平台不出现偏斜。

附图说明

图1是本发明中新型半潜式钻井平台俯视图；

图2是本发明中新型半潜式钻井平台前视图；

图3是本发明中水箱平衡系统的结构图；

图中标记：1-锚定系统，2-生活区，3-物资存放区，4-吊车，5-第一锚定系统，6-第二锚定系统，7-抓管机，8-猫道，9-井架，10-液压猫头，11-吊车二，12-井口装盘，13-大鼠洞，14-立管存放区，15-BOP及采油树处理系统15，16-第三锚定系统，17-主绞车，18-钻井控制室，19-辅绞车，20-压井管汇，21-电力系统，22-液压及空气压缩机，23-灰罐及药品房，24-泥浆循环系统，25-泥浆净化系统，26-泥浆混配系统，27-辅助平台，28-液压缓冲装置，29-分离器，30-主平台，31-平衡梁，32-平衡块,33-井眼，34-连接管，35-平衡水箱。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

具体实施例：如图1-3所示，

本发明公开了一种新型半潜式钻井平台，包括用于钻井的主平台30、用于物资存放的辅助平台27，主平台30与辅助平台27可分离连接；辅助平台27包括浮体和甲板，甲板通过桩腿固定在浮体上方。主平台30与辅助平台27的连接处设有连接装置，所述连接装置包括分离器29和液压缓冲装置28，液压缓冲装置28的一端与辅助平台27相连、另一端通过分离器与主平台30相连；该液压缓冲装置28用于调整主平台30与辅助平台27之间的错动。

液压缓冲装置28包括液压杆、液压泵、储油罐；液压杆的长度为3-5m；液压泵抽取储油罐中的油并控制液压杆内的压力；所述辅助平台27上设置有浮力调节装置，浮力调节装置包括设于浮体内的调节腔、调节泵，调节腔通过管道与调节泵相连，调节泵通过管道连通到海面下，通过控制调节腔中海水量进而调节浮体的浮力大小；该辅助平台27的载荷变化量为0-6000t，该浮力调节装置的调节量与辅助平台27的载荷变化量对应。

主平台30上设置有两部相互对称的钻机、及平衡梁31装置；平衡梁31装置包括平衡梁31、平衡块32、及水平感应器、平衡控制电机，平衡块32活动连接在平衡梁31上，平衡控制电机通过控制平衡块32在平衡梁31上的移动，进而调节主平台30的偏斜度。

辅助平台27的甲板四周设置有锚定装置和吊车4，在辅助平台27的甲板上设置有文化娱乐区和物资存放区33，在甲板下方设置有住宿区；该辅助平台27用于不深于3000m的海中，在浮体的四周设置有推进螺旋桨。

钻机为一个半井架9钻机，一个半井架9钻机包括井架9、顶驱、自动排管机、抓管机7、动力猫道8、管子升降装置、BOP及采油树处理系统15、立方隔离管处理系统、隔水管补偿系统、及防喷器处理系统；顶驱设于井架9的顶部，自动排管机、立根盒及指梁设置在井架9上，隔水管补偿系统设置在井架9下部，BOP及采油树处理系统15和防喷器处理系统对称设置在井架9两侧。

两部相互对称的钻机共用一个辅助钻井装置，所述辅助钻井装置包括电力系统21、液压站空气压缩机22、灰罐及药品房23、泥浆净化系统25、泥浆混配系统26、泥浆循环系统24、及岩屑池。

主平台30上设有水箱平衡系统，该水箱平衡系统包括对称设置在主平台30上的两个平衡水箱35、连通两平衡水箱35的连接管34、以及用于控制两个平衡水箱35之间的质量差的平衡泵；该水箱平衡系统以泥浆或者水作为平衡调节的介质。能够通过水箱平衡系统平衡主平台30，进而不仅能够在移动过程中减轻平台的重量，而且在钻井过程中，能够实现更大范围的平衡控制，其与平衡梁31装置相配合，增大了10-18%的平衡调节效率；平衡调节的上限增加了13-17%；其可以采用泥浆作为介质，能够进一步加快平衡调节速度和加大了调节上限。

水箱平衡系统布置在井架9周围，两个井架9之间的水箱通过连接管34线连接，水箱位置不受限制，平台下部每层都可以放置水箱，不受空间限制，可以根据实际需要而定；水箱平衡系统对每个水箱水量进行调节达到动态平衡，在钻井作业时，水箱中平衡液体为泥浆，当钻一口井时，平台重量会向一侧倾斜，此时向另一侧水箱接入泥浆循环系统24，平衡倾斜重量，当同时钻两口井时，两个井架9水箱都接入泥浆，由于水箱中使用的是钻井过程中使用的泥浆，让泥浆在循环的同时，又起到了平衡重量的作用，充分利用了资源；在生产时（没有泥浆），水箱中可以接入水，同时可以与平台压载系统相连，水即用于压载系统有用于水箱平衡系统。

在辅助平台27上设有防错动系统，该防错动系统包括：

计算机单元，包括用于控制和监控的计算机；

连接单元，包括连接装置，其连接装置包括分离器和液压缓冲装置28，液压缓冲装置28的一端与辅助平台27相连、另一端通过分离器与主平台30相连；液压缓冲装置28包括液压杆、液压泵、及储油罐，液压杆与液压泵相连，液压泵与储油罐相连；液压杆的初始长度为4.5m，液压杆中的初始压力为8-12MPa，储油罐中的初始压力为1-1.5MPa；在液压杆上设有用于检测液压杆长度变化的位移传感器；

浮力调节单元，包括浮力调节装置，该浮力调节装置包括设于浮体内的调节腔、调节泵、水位传感器，调节腔通过管道与调节泵相连调节泵通过管道连通到海面下，通过控制调节腔中海水量进而调节浮体的浮力大小，浮力调节装置的调节量与辅助平台27的载荷变化量对应；

当主平台30与辅助平台27错动时，计算机单元分别与连接单元、浮力调节单元相连，计算机检测到液压杆的长度短于3m且液压杆中的压力小于13MPa时，则控制液压泵使液压杆以0.2Mpa/s的速度向增压至15MPa或使液压杆以0.15m/s的速度增长至4m，以防止主平台30与辅助平台27错动时产生碰撞；当主平台30与辅助平台27不再错动时，计算机控制液压杆恢复初始长度和初始压力；辅助平台27上发生载荷变化时，计算机根据水位传感器信号，控制调节泵抽出调节腔中的海水或向调节腔注入海水，进而使辅助平台27的吃水深度恒定为18.5m±5%、重心高度恒定为16.5±5%。

防错动系统，能够实现主平台30和辅助平台27的错动自动调节，能够保证两个平台的错动保护，减少两平台之间的碰撞概率，根据液压缓冲装置28的压力情况，保证两平台之间的压力属于液压缓冲装置28的可调节范围内，保证两平台之间的安全性。其以0.2Mpa/s的压力控制速度，能够有效的实现平台错动时液压杆内的移动距离为其可调的范围，避免液压缓冲装置28过载引起的损坏。

该新型半潜式钻井平台包括有平衡系统，该平衡系统包括：

控制单元，包括后台控制器；

平台单元，包括多层式结构的主平台30，主平台30左右对称设置有两部钻机，钻机包括设置在主平台30顶层的井架9和贯穿主平台30顶层和底层的井眼33，在主平台30的顶层还设置有泥浆循环系统24；

平衡梁31单元，包括平衡梁31、平衡块32、及水平感应器，平衡梁31水平固定在主平台30的多层式结构上，平衡块32活动设置在平衡梁31上，水平感应器设置在平衡梁31上；通过调节平衡块32在平衡梁31上的位置调节主平台30左右两侧的倾斜度，进而使主平台30水平；

进一步的选择为，该平衡梁31单元，包括60-65m长的平衡梁31、20t±4%重量的平衡块32、及水平感应器、平衡控制电机、线缆控制器，平衡梁31固定在主平台30上，平衡块32活动设置在平衡梁31上，平衡控制电机通过齿轮与线缆控制器相连，线缆控制器上设有由线缆，线缆与平衡块32相连并用于控制该平衡块32沿平衡梁31移动，水平感应器设置在平衡梁31上，用于检测平衡梁31的偏斜度；当平衡梁31向左或向右偏斜度小于3度时，控制单元控制平衡块32以0.1m/s的速度向右或向左移动；平衡梁31向左或向右偏斜度小于3-7度时，控制单元控制该平衡块32以0.15m/s的速度向右或向左移动；当平衡梁31向左或向右偏斜度大于7度时，控制该平衡块32以0.3m/s的速度向右或向左移动；平衡块32不足以调节主平台30至水平状态时，则控制主平台30两端的载荷量以调节主平台30的平衡；

水箱平衡单元，包括该水箱平衡系统，水箱平衡系统包括对称设置在主平台30上的两个平衡水箱35、连通两平衡水箱35的连接管34、以及用于控制两个平衡水箱35之间的质量差的平衡泵；该水箱平衡系统与泥浆循环系统24连通并以泥浆循环系统24中的泥浆或水作为平衡调节的介质；

控制单元分别控制平台单元、平衡梁31单元和水箱平衡单元三者之间相互配合动作，对主平台30左右两侧的平衡水箱35进行调节并达到动态平衡。

该平衡系统，能够实现主平台30的平衡调节，其采用的两个调节平衡调节单元相互配合动作，能够保证主平台30两个钻机之间的平衡控制调节，进而实现主平台30的稳定性，能够充分利用平台上的现有材料，对其泥浆循环系统24进行有效利用，增大水箱平衡系统的平衡调节范围。

本发明的结构或系统，通过平台分离组合的形式，实现工作平台和生活平台的分离，不仅有利于平台的多重组合，还能进一步保证平台的钻井安全性，其由于生活平台的造价低，易维护的特点，其带辅助平台27的钻井平台的设计，能够减轻主平台30的50%的载重负担，进而能够实现两个钻井系统的安装，设计时对主平台30的材质、规模等的限制降低了30-40%，不仅节约了主平台3033%以上的制造成本；有利于实现这种钻井平台的推广，另外，在主平台30发生事故时，实现辅助平台27与主平台30快速分离，保证平台上工作人员的安全，并在主平台30上安装了两部可同时进行钻井作业且规格一样的钻机，钻井平台挪动一次可钻出两口井，充分利用了宝贵的海洋作业窗口期，加快海洋油气的开发速度；另外，该辅助平台27，可以存放物资，减轻主平台30的重量和空间压力，同时员工生活区2质量也得到大大的改善。其设计的平衡块32装置具有自动调整平台重心的作用，保证钻井平台的水平，减少事故发生的概率。能够通过浮力调节装置的调节，进而调整两平台之间连接点的距离，减轻液压缓冲装置28的负担，减少量平台错动动作对平台的影响，保证两平台的安全性。通过两个平台的设置，实现工作区和生活区2的分离，保证辅助平台27上的人员与物资安全。辅助平台27的建造提供了更广大的空间，为员工生活提供了更舒适的生活娱乐空间，有利于员工的身心健康，提升员工的工作安全性和效率。辅助平台27能够实现分离后再次组合，能够保证辅助平台27的充分利用和快速组合。其辅助平台27与主平台30之间的分离器快速统一动作，加快两平台之间的分离速度，降低安全隐患，此外，两平台之间通过液压缓冲装置28实现错动的保护，保证平台之间的安全性，减轻碰撞。两部钻机在一个平台上同时工作，易出现两部钻机由于工作状况不同而造成平台两端受力不平衡的情况，为了增加钻井平台的稳定性，本设计在平台下设计了平衡梁31，由感应装置检测平台受力不均衡量，通过计算机调节平衡梁31上的平衡块32，从而调节钻井平台的平衡。保证主平台30同时工作的安全性和高效性。其一个半井架9钻机的设计能够保证钻机正常工作的同时，进一步，减少钻机的重复处理的设备，减轻了平台的承载压力，有利于实现平台空间的有效利用，保证钻井开采速度的同时，减少钻井平台的生产成本和使用成本。其公用一个辅助钻井装置，能够保证辅助钻井平台的空间优化和成本优化，减轻平台的设计压力。

Claims (7)

1.一种半潜式钻井平台，其特征在于，包括主平台、辅助平台，主平台与辅助平台可分离连接；辅助平台包括浮体和甲板，甲板通过桩腿固定在浮体上方，主平台与辅助平台的连接处设有连接装置，所述连接装置包括分离器和液压缓冲装置，液压缓冲装置的一端与辅助平台相连、另一端通过分离器与主平台相连；该液压缓冲装置用于调整主平台与辅助平台之间的错动，所述主平台上设置有两部相互对称的钻机、及平衡梁装置；平衡梁装置包括平衡梁、平衡块、及水平感应器、平衡控制电机，平衡块活动连接在平衡梁上，平衡控制电机通过控制平衡块在平衡梁上的移动，进而调节主平台的偏斜度；

其平衡系统，包括：

控制单元，包括后台控制器；

平台单元，包括多层式结构的主平台，主平台左右对称设置有两部钻机，钻机包括设置在主平台顶层的井架和贯穿主平台顶层和底层的井眼，在主平台的顶层还设置有泥浆循环系统；

平衡梁单元，包括平衡梁、平衡块、及水平感应器，平衡梁水平固定在主平台的多层式结构上，平衡块活动设置在平衡梁上，水平感应器设置在平衡梁上；通过调节平衡块在平衡梁上的位置调节主平台左右两侧的倾斜度，进而使主平台水平；

水箱平衡单元，包括该水箱平衡系统，水箱平衡系统包括对称设置在主平台上的两个平衡水箱、连通两平衡水箱的连接管、以及用于控制两个平衡水箱之间的质量差的平衡泵；该水箱平衡系统与泥浆循环系统连通并以泥浆循环系统中的泥浆或水作为平衡调节的介质；

控制单元分别控制平台单元、平衡梁单元和水箱平衡单元三者之间相互配合动作，对主平台左右两侧的平衡水箱进行调节并达到动态平衡。

2.根据权利要求1所述的半潜式钻井平台，其特征在于，所述液压缓冲装置包括液压杆、液压泵、储油罐；液压杆的长度为3-5m；液压泵抽取储油罐中的油并控制液压杆内的压力；所述辅助平台上设置有浮力调节装置，浮力调节装置包括设于浮体内的调节腔、调节泵，调节腔通过管道与调节泵相连，调节泵通过管道连通到海面下，通过控制调节腔中海水量进而调节浮体的浮力大小；该辅助平台的载荷变化量为0-6000t，该浮力调节装置的调节量与辅助平台的载荷变化量对应。

3.根据权利要求1或2所述的半潜式钻井平台，其特征在于，所述辅助平台的甲板四周设置有锚定装置和吊车，在辅助平台的甲板上设置有文化娱乐区和物资存放区，在甲板下方设置有住宿区；该辅助平台用于不深于3000m的海中，在浮体的四周设置有推进螺旋桨。

4.根据权利要求1所述的半潜式钻井平台，其特征在于，所述钻机为一个半井架钻机，一个半井架钻机包括井架、顶驱、自动排管机、抓管机、动力猫道、管子升降装置、BOP及采油树处理系统、立方隔离管处理系统、隔水管补偿系统、及防喷器处理系统；顶驱设于井架的顶部，自动排管机、立根盒及指梁设置在井架上，隔水管补偿系统设置在井架下部，BOP及采油树处理系统和防喷器处理系统对称设置在井架两侧。

5.根据权利要求1或4所述的半潜式钻井平台，其特征在于，所述两部相互对称的钻机共用一个辅助钻井装置，所述辅助钻井装置包括电力系统、液压站空气压缩机、灰罐及药品房、泥浆混配系统、泥浆循环系统、及岩屑池。

6.根据权利要求1或4所述的半潜式钻井平台，其特征在于，所述主平台上设有水箱平衡系统，该水箱平衡系统包括对称设置在主平台上的两个平衡水箱、连通两平衡水箱的连接管、以及用于控制两个平衡水箱之间的质量差的平衡泵；该水箱平衡系统以泥浆或者水作为平衡调节的介质。

7.根据权利要求1或2所述的半潜式钻井平台，其特征在于，所述辅助平台设有防错动系统，防错动系统包括：

计算机单元，包括用于控制和监控的计算机；

连接单元，包括连接装置，其连接装置包括分离器和液压缓冲装置，液压缓冲装置的一端与辅助平台相连、另一端通过分离器与主平台相连；液压缓冲装置包括液压杆、液压泵、及储油罐，液压杆与液压泵相连，液压泵与储油罐相连；液压杆的初始长度为4.5m，液压杆中的初始压力为8-12MPa，储油罐中的初始压力为1-1.5MPa；在液压杆上设有用于检测液压杆长度变化的位移传感器；

浮力调节单元，包括浮力调节装置，该浮力调节装置包括设于浮体内的调节腔、调节泵、水位传感器，调节腔通过管道与调节泵相连调节泵通过管道连通到海面下，通过控制调节腔中海水量进而调节浮体的浮力大小，浮力调节装置的调节量与辅助平台的载荷变化量对应；

当主平台与辅助平台错动时，计算机单元分别与连接单元、浮力调节单元相连，计算机检测到液压杆的长度短于3m且液压杆中的压力小于13MPa时，则控制液压泵使液压杆以0.2Mpa/s的速度向增压至15MPa或使液压杆以0.15m/s的速度增长至4m，以防止主平台与辅助平台错动时产生碰撞；当主平台与辅助平台不再错动时，计算机控制液压杆恢复初始长度和初始压力；辅助平台上发生载荷变化时，计算机根据水位传感器信号，控制调节泵抽出调节腔中的海水或向调节腔注入海水，进而使辅助平台的吃水深度恒定为18.5m±5%、重心高度恒定为16.5±5%。