中间接线箱在模块钻机电缆敷设中的应用

朱俊俊

摘 要：在DES上建立中间接线箱，连接DSM和DES的电力及信号电缆，按照电压等级将接线箱分为690V、400V以及230V，在陆地建造阶段电缆敷设中，跨度电缆可分段在DES和DSM同时施工

关键词：中间接线箱;同时敷设;降低施工难度

1概述：

海洋钻机模块是海洋石油钻井平台的重要组成部分，它包含DSM（钻井支持系统）和DES（钻井支持系统）。常规的7000米、5000米钻机模块主要包含的大型设备为绞车，转盘，及高压泥浆泵，而这些大型设备主要采用交流变频系统采用一对一控制交流变频电动机拖动性能满足绞车、转盘、泥浆泵传动要求。

通常在设计时根据设备的具体位置，来设计对应的电控间，例如高压泥浆泵布置在DSM上，而它的整个控制单元及进线开关都会设计在对应的DSM电控间，一方面节省电缆，另一面便于现场控制。像绞车、转盘布置在DES钻台面上，这些设备的控制单元对应一般设计在DES的电控间内。

在常规设计中，模块钻机电控系统按功能可被划分为：发电机控制部分、交流变频（VFD）、驱动部分、PLC 及现场总线控制部分（PLC+上位机监控系统）、司钻操作控制部分、低压配电（AC400V-MCC、AC690V/AC400V 开关柜等）五个部分。

一般情况下，低压配电部分（AC400V-MCC、AC690V AC230V ）UPS 等，例如：DES进线开关来之DSM出线开关;而泥浆泵变频控制采用一台交流变频器驱动，其速度控制可通过现场总线在司钻控制台上，由司钻进行速度调节给定。在泥浆泵控制房安装有泥浆泵本地控制箱，可实现泥浆泵本地操作（包括泥浆泵本地启动、停止、调速、工作显示、故障显示等）。这些需要通过硬线或是总线对泥浆泵-DSM电控间-司钻房三点进行连接。还有常规的一些电源及信号的传递（例如：绞车、转盘的电源及信号），都需要DSM-DES两地进行连接，当然这些连接包含信号总线或者硬线连接。此不难看出，DSM和DES之间息息相关，而推动DES正常运转的必须需要DSM的支持，这种支持不光是是为设备提供动力的来源，更重要的是信号的连接，而电缆则是连接这两个模块的信号的重要通道。

DES作为钻井支持系统分为下底座及 上下两层需要在各个井位移动，南北井位的移动则需要通过滑移系统带动DSM和DES之间的南北拖链拖动整个DES进行移动到合适的井位，东西井位的移动则滑移系统带动上层东西拖链拖动整个钻台面进行移动。

DSM作为支持模块则需要为所有设备提供源源不断的动力不移动。提供这些动力的跨度电缆与则需要通过拖链来回移动来满足两个模块相对移动的需求，

2跨度电缆敷设难点：

在以往的钻机模块电缆敷设中，依据设计电缆清册DSM和DES之间的电缆都采用的是提前预铺法，在陆地建设阶段将这些跨度电缆从DSM铺设完成，而需要通过敷设拖链到DES的电缆按照提前设计规划好电缆路径并且按照设定好的电缆敷设路径预估长度敷设至拖链位置，预留出到DES设备的位置的长度并整齐绑扎固定完毕。例如DSM主配电间690V电源至DES 690V配电盘，需要从DSM690V开关柜敷设至DES开关柜，电缆型号一般为10根3*120，敷设至DES每根电缆通过拖链后至少需要预留50米，同样类似的电缆根据设计需求多则上百跟，少则也要几十根，每根都要预留50米，假设敷设完成，在DSM机械完工吊装至海上时，这部分的处理无疑给设备吊装增加难度，并且在海上DSM安装就位后，这部分电缆需要从拖链导出，重新敷设到DES模块设备。一些电缆外径尺寸过粗不易弯曲，加上长度太长，海上施工相对难度大，敷设十分困难，难免影响施工进度。

3中间接线箱的重要性：

接線箱和配电箱的主要区别在于用途和功能不同，动力配电箱是配电系统的末级设备，用途是方便停、送电，起到计量和判断停，送的作用。配电箱是一种低压配电装置，里面包含开关设备，测量仪表，保护电器和辅助设备。接线箱只是线路的分支过渡和跳接线没有电路控制元件，换句话说就是结构简单，功能比较单一，单纯只是负责连接作用

接线箱在模块钻机设计中应用最早是在DSM或DES每层的照明或小型设备供电系统设计，为了区域划分，单独一层的照明系统或者单独的一个房间需要一个接线箱汇总至总开关间，开关间根据设备位置分配总开关，便于设备控制和设备故障维修，省事省力。

在DES上建立中间接线箱，连接DSM和DES的电力及信号电缆，按照电压等级将接线箱分为690V、400V以及230V，安装位置可选择离拖链出口处电缆桥架较近地方，并且要避开安全通道。可采用落地安装或者壁挂形式安装。在陆地建造阶段电缆敷设中，跨度电缆可分段在DES和DSM同时施工。具体可见下图示例，根据电缆清册电缆的具体路径筛选出DES设备至中间接线箱，DSM至中间接线箱的电缆进行电缆敷设，此时只需要将DSM通过拖链到中间接线箱位置的电缆进行预留，同时中间接线箱到DES处的电缆同样敷设完成，接线。（当然一些重要的信号电缆不能中断的，不可以进入中间接线箱，这都需要在详细设计中考虑到）。这样不但一些难度较大的电缆在陆地基本完成敷设，一些设备的调试也可以同时在陆地分片进行，自然降低了海上的施工难度。

4 总结：

在近期的内挂井槽项目研究中，涉及到拖链及相关设备的改造，平台西侧需要新增井位，整个钻机需要通过东西拖链移至新增井位。新增井位距离钻机极限井位较远，钻机滑道 、拖链、管线、电缆长度均不满足使用需求。当然滑道延伸，拖链加长，甚至管线更换都不是问题。唯一难点就是相关电缆的更换，电缆连接DSM和DES所有的电源及信号，本项目在最初设计时DSM和DES之间没有加装中间接线箱，此时如果改装拖链，更换拖链电缆，不仅是更换拖链内部电缆那么简单的事情。试想一下如果DSM和DES有中间接线箱，不仅电缆更好追溯，现场也更方便于施工。

参考文献：

[1]海洋石油工程设计指南 周守为 石油工业出版社 2007

[2]海上固定平台钻机模块加工设计指南 刘剑 中国石化出版社 2018