海洋平台模块钻机管排规划设计

杜志胜 马超 张发（中海油能源发展装备技术有限公司工程设计研发中心，天津 300452）

海洋平台模块钻机主要由钻井设备模块（以下简称DES）、钻井支持模块（以下简称DSM）、散料灰罐组成[1]。DSM一般分为上、中、下三层甲板，主要包括泥浆泵房、散料间、空气压缩机间、柴油发电机间、电气房间和其他房间等。DES一般分为钻台面、上滑移底座甲板、固控设备甲板和下滑移底座甲板四层甲板，主要包括井架、钻台面设备、井控装置、液压站及液压滑移装置、固控系统、拖链等。由于海上平台空间及吊装资源的限制，海洋模块钻机的设计越来越趋向于集约化、轻型化、模块化及数字化[2]。海洋模块钻机空间利用率要求不断提高，管线在满足设计规范的前提下就必须尽可能集中布置，形成管排，最终在模块钻机狭小的空间内完成管线的布置方案。因此，对整个模块钻机的管排进行合理规划，是模块钻机管线布置成败的关键，也是海洋模块钻机更加集约化的基础。

1 接口管排规划

海洋模块钻机与海洋平台接口管线的特点是数量庞大、大尺寸管线多、安装空间狭小且必须集中布置。因此，接口管线在设计时应首先考虑布置为管排。在规划此管排时应综合考虑模块钻机管线的布置及平台管线的布置。

一般接口管线被设计为两个立管管排布置在模块钻机DSM模块南北两侧。由于管排接口位置不得位于平台的电气房间正上方，因此管排的首选位置是在平台各类通道正上方，其次是平台某些高度较低的设备正上方。同时管排应布置在平台甲板结构梁格内，避免与平台主结构梁发生碰撞。

2 DSM管排规划

2.1 DSM下层甲板管排规划

DSM下层甲板的管线主要用户为发电机、空压机、消防软管站和公用站等。根据下层甲板各设备的布置，各系统管线经过泥浆泵房到达各用户是最优途径。泥浆泵房主要设备包括高压泥浆泵、灌注泵和混合泵[3]，考虑到泥浆泵房管线的布置及设备维修要求，各系统管线集中布置在泥浆泵房逃生通道上方空间，设计为管排非常合理。

此管排管线多数来自于接口管排，因此泥浆泵房的管排需从泥浆泵房外南北两侧延长至接口立管管排，即在南北两侧接口管排间设计出一个途径泥浆泵房的C字形水平管排。C字形管排应高于逃生通道且低于电气、仪表桥架，同时应避开泥浆泵房通风风机。

2.2 DSM中层甲板管排规划

DSM中层甲板的管线主要用户为泥浆池、南北向拖链、消防软管站和公用站等。根据管线数量、尺寸和走向，应在泥浆池上方设计两个管排。其中为南北向拖链、消防软管站和公用站输送流体的管线集中布置在泥浆池通道正上方，设计为水平方向的管排；泥浆池的配料管线紧靠泥浆池一侧墙壁自下而上排列，设计为垂直方向的管排。水平管排布置高于逃生通道且低于电气、仪表桥架；垂直管排应不影响泥浆搅拌器、旋塞阀操作及泥浆池人孔的正常开启。

3 DES管排规划

3.1 东西向拖链管排规划

东西向拖链进出口的管线设计为管排从而进行合理规划。东西向拖链进口的管线均由DSM南北向拖链引出，因此在南北向拖链至东西向拖链间的管线设计成管排。由于南北向拖链出口与东西向拖链进口分别位于DES不同层甲板，两拖链间的管排由一段水平管排和一段立管管排构成，在空间上形成一个L形管排。

3.2 钻台面下管排规划

DES钻台面甲板下的管线主要有消防水、海水、淡水、仪表气、液压油、排放等系统管线，其主要用户为主绞车、井口液压工具、消防软管站和公用站等。钻台面与上滑移底座层高较低，可用于布置管线的空间极为有限。因此钻台面下的管线必须设计为管排。由于钻台面南北两侧各设有一个公用站，钻台面下的管排由东西向拖链出口引出，横跨钻台面下两个滑道梁后延伸至钻台面另一侧的某一位置。钻台面下管排通常始于钻台面司钻房下而终止于钻台面立管管汇下，形成一个C字形管排。

4 结语

模块钻机整体布局紧凑，各模块各层甲板的管排布置需充分利用空间。水平管排布置首先利用通道上方空间，尽量与电缆桥架同层或位于电缆桥架下方。垂直管排（无论横向或纵向）应紧靠结构或墙壁，少占用空间。

DSM的管排主要包括接口立管管排、下层途径泥浆泵房的C字形水平管排、中层泥浆池上的水平管排和垂直管排；DES的管排主要包括南北向拖链至东西向拖链的L形管排和钻台面下的C字形水平管排。

[1]冯定，唐海雄，周魁，胡泽刚等.模块钻机的现状及发展趋势[J].石油机械，2008，36（9）：143-147.

[2]胡泽刚，张建勇，王宁.数字化信息系统在海洋模块钻机开发中的应用[J]，科技通报，2013，29（4）：189-192.

[3]王长军.崖城PFA小撬块组合式模块钻机总体方案设计[J].石油矿场机械，2010，40（1）：60-62.