1. 海洋鉆井平臺工作原理

鉆井水龍頭功用及使用要求水龍頭通過提環(huán)掛在大鉤上，隨大鉤運(yùn)行而上提下放,。

水龍頭下部接方鉆桿,，連接井中鉆具；上部通過鵝頸管與長長的水龍帶相連,，通過它們向鉆具中心導(dǎo)入鉆井液,。

水龍頭的功用主要是：(1)懸持旋轉(zhuǎn)著的鉆柱，承受大部以至全部鉆柱重量,，并為旋轉(zhuǎn)鉆柱提供上部軸承支承,。(2)向旋轉(zhuǎn)著的鉆柱導(dǎo)入高壓鉆井液。

2. 海洋鉆井平臺的分類及其定位方式

海上鉆井平臺按運(yùn)移性可分為固定式平臺和移動(dòng)式平臺,，移動(dòng)式就包括了浮式鉆井船等,，鉆井船是浮船式鉆井平臺，它通常是在機(jī)動(dòng)船或駁船上布置鉆井設(shè)備。平臺是靠錨泊或動(dòng)力定位系統(tǒng)定位,。中海油這幾種鉆井平臺都有,，最具代表意義的就是海洋石油981深水半潛式鉆井平臺。

3. 海洋鉆井平臺發(fā)展現(xiàn)狀

1,、前期的勘探性鉆井和海底的石油天然氣的開采,，純開采，不儲(chǔ)存,，不加工,；

2、鉆頭在海底巖石打孔,，破碎的巖石屑通過循環(huán)系統(tǒng)帶出到海面,，鉆出油氣；

3,、通過密閉的鋼管,，鋼管外面還有隔水管；

4,、海底有封井裝置。

4. 海洋鉆井平臺工作原理圖

隨著人類對油氣資源開發(fā)利用的深化,，油氣勘探開發(fā)從陸地轉(zhuǎn)入海洋,。因此，鉆井工程作業(yè)也必須在灝翰的海洋中進(jìn)行,。在海上進(jìn)行油氣鉆井施工時(shí),，幾百噸重的鉆機(jī)要有足夠的支撐和放置的空間，同時(shí)還要有鉆井人員生活居住的地方,，海上石油鉆井平臺就擔(dān)負(fù)起了這一重任,。由于海上氣候的多變、海上風(fēng)浪和海底暗流的破壞,，海上鉆井裝置的穩(wěn)定性和安全性更顯重要,。

目前的海上石油鉆井平臺可分為固定式和移動(dòng)式兩種。固定式鉆井平臺大都建在淺水中,，它是借助導(dǎo)管架固定在海底而高出海面不再移動(dòng)的裝置,，平臺上面鋪設(shè)甲板用于放置鉆井設(shè)備。支撐固定平臺的樁腿是直接打入海底的,，所以,，鉆井平臺的穩(wěn)定性好，但因平臺不能移動(dòng),，故鉆井的成本較高,。

為解決平臺的移動(dòng)性和深海鉆井問題，又出現(xiàn)了多種移動(dòng)式鉆井平臺，主要包括：坐底式鉆井平臺,、自升式鉆井平臺,、鉆井浮船和半潛式鉆井平臺。

坐底式鉆井平臺又稱沉浮式或沉底式鉆井平臺,，其上部和固定式鉆井平臺類似,，其下部則是由若干個(gè)浮筒或浮箱組成的桁架結(jié)構(gòu)，充水后,，使鉆井平臺下沉坐于海底并處于工作狀態(tài),，排水后，使鉆井平臺上浮可進(jìn)行拖航和移位,。坐底式鉆井平臺多用于水淺,、浪小、海底較平坦的海區(qū),。

自升式鉆井平臺是有多個(gè)（一般為3～4個(gè)）樁腿插入海底,，并可自行升降的移動(dòng)式鉆井平臺。自升式鉆井平臺基本由兩部分組成,，一部分是可以安放鉆井設(shè)備,、器材和生活區(qū)的平臺，另一部分是可升降并可插入海底的樁腿,。我國自行制造的自升式鉆井平臺“渤海一號”平臺的四根樁腿是由圓形的鋼管做成的,，樁腿的高度有七十多米，升降裝置是插銷式液壓控制機(jī)構(gòu),。該型鉆井平臺造價(jià)較低,、運(yùn)移性好、對海底地形的適應(yīng)性強(qiáng),，因而,，我國海上鉆井多使用自升式鉆井平臺。

鉆井平臺樁腿的高度總是有限的,，為解決在深海區(qū)的鉆井問題,，又出現(xiàn)了漂浮在海面上的鉆井船。鉆井船的排水量從幾千噸到幾萬噸不等,，它既有普通船舶的船型和自航能力,，又可漂浮在海面上進(jìn)行石油鉆井。由于鉆井船經(jīng)常處于漂浮狀態(tài),，當(dāng)遇到海上的風(fēng),、浪、潮時(shí),，必然會(huì)發(fā)生傾斜,、搖擺、平移和升降現(xiàn)象，因此鉆井船的穩(wěn)定性是一個(gè)非常關(guān)鍵的問題,。目前,，海上鉆井船的定位常用的是拋錨法，但該方法一般只適用于200m以內(nèi)的水深,，水再深時(shí)需用一種新的自動(dòng)化定位方法,。

半潛式鉆井平臺其結(jié)構(gòu)形式與坐底式鉆井平臺相似，上部為鉆井的工作平臺,，下部為浮筒結(jié)構(gòu),。它綜合了坐底式鉆井平臺和鉆井船的優(yōu)點(diǎn)，解決了穩(wěn)定性和深水作業(yè)的矛盾,。鉆井作業(yè)時(shí),，平臺呈半潛狀態(tài)漂浮在海面上，浮筒在海水下的20～30m處,，受大海風(fēng)浪的影響小,，所以平臺的穩(wěn)定性比鉆井浮船要好，鉆井作業(yè)結(jié)束,，排出水形成浮箱后可進(jìn)行拖航,，是目前海上鉆井應(yīng)用較廣泛的一種石油鉆井平臺。

5. 海洋鉆井平臺包括哪兩個(gè)

海上鉆井平臺既有移動(dòng)式的,，也有固定式的,。

海上鉆井平臺（drilling platform）是主要用于鉆探井的海上結(jié)構(gòu)物。平臺上裝鉆井,、動(dòng)力、通訊,、導(dǎo)航等設(shè)備,，以及安全救生和人員生活設(shè)施，是海上油氣勘探開發(fā)不可缺少的手段,。主要分為移動(dòng)式平臺和固定式平臺兩大類,。

其中按結(jié)構(gòu)又可分為：

（1）移動(dòng)式平臺：

坐底式平臺、自升式平臺,、鉆井船,、半潛式平臺、張力腿式平臺,、牽索塔式平臺,。

（2）固定式平臺：

導(dǎo)管架式平臺、混凝土重力式平臺,、深水順應(yīng)塔式平臺固定式鉆井平臺大都建在淺水中,，它是借助導(dǎo)管架固定在海底而高出海面不再移動(dòng)的裝置，平臺上面鋪設(shè)甲板用于放置鉆井設(shè)備。支撐固定平臺的樁腿是直接打入海底的,，所以,，鉆井平臺的穩(wěn)定性好，但因平臺不能移動(dòng),，故鉆井的成本較高,。

6. 海洋鉆井平臺是怎么固定的

現(xiàn)在的海上石油平臺有樁基式、自浮式,、還有使用箱體直接坐在海床上的形式,。

自浮式可以在較深海水中作業(yè)。

樁基式一般在10米左右的海中作業(yè),；

第三種一般在灘涂或很淺的海水中作業(yè),。

樁基式的一般有3根或4根樁腿，當(dāng)平臺在海面上就位后,，通過液壓機(jī)構(gòu)使樁腿深入到海床的巖石上,，需要移動(dòng)位置時(shí)，再把腿收上來,。

自浮式在平臺就位后,，要用鋼纜固定平臺，為了預(yù)防搖擺,，平臺上一般配備有搖擺的補(bǔ)償系統(tǒng),。

第三種就比較簡單了。箱體注滿水沉入海底,，平臺搭建在由箱體構(gòu)成的平面上,，回收時(shí)抽出箱體內(nèi)的水，箱體浮起來,。

7. 海洋石油鉆井平臺結(jié)構(gòu)

特點(diǎn)：構(gòu)造簡單,，投資較少，建造周期較短,，適用于河流和海灣淺水域,，海床平坦的淺海區(qū)域勘探開發(fā)作業(yè)。坐底式鉆井平臺（submersible drilling platform）又叫鉆駁或插樁鉆駁,，亦稱“沉浮式鉆井平臺”,，具有構(gòu)造比較簡單，投資較少,，建造周期較短等優(yōu)點(diǎn),，鉆井時(shí)坐落于海底，移位時(shí)浮到海面上,，適用于河流和海灣等30m以下的淺水域,，海床平坦的淺海區(qū)域進(jìn)行油氣勘探開發(fā)作業(yè),。

8. 海洋鉆井平臺工作原理圖解

1　人工挖井方法

1973年出土于浙江余姚縣的河姆渡古井是世界上目前已知的最古老的水井，經(jīng)14C測定表明它是5700多年前的產(chǎn)物,。

挖掘井階段大約從遠(yuǎn)古到西周末年,，我們的祖先用原始的工具，諸如石鏟等手工挖井,，井的深度很淺,。在公元前15世紀(jì)前后我國的甲骨文中就出現(xiàn)有“井”字。

2　沖擊鉆井方法

沖擊鉆井方法經(jīng)過了三個(gè)階段,，即頓鉆大口井階段,、頓鉆小口井（卓筒井）階段和機(jī)械頓鉆階段。

1）頓鉆大口井階段

最初的頓鉆設(shè)備,，主要由“踩架”和井架組成,。“踩架”上有碓板,，碓板一端懸掛著鉆頭,，它是直接鉆鑿巖石的工具；碓板另一端供人踩踏,，使鉆頭反復(fù)上提,、下頓，產(chǎn)生沖擊運(yùn)動(dòng),。

2）頓鉆小口井（卓筒井）階段

從北宋開始,，我國古代鉆井技術(shù)又有了新的發(fā)展。一是頓鉆大口井發(fā)展為頓鉆小口井,。當(dāng)時(shí)把口徑只有“碗口大小”的小口井稱為卓筒井,。

3）機(jī)械頓鉆階段

從19世紀(jì)中葉到20世紀(jì)初是用鋼鐵工具和設(shè)備，用蒸汽機(jī)作動(dòng)力,，進(jìn)行沖擊鉆井的近代頓鉆階段,，也稱機(jī)械頓鉆階段。1842年,，蒸汽動(dòng)力用于石油鉆井；1859年,，德雷克使用蒸汽動(dòng)力的繩式頓鉆鉆機(jī)鉆出第一口具有商業(yè)開采價(jià)值的油井,。繩式頓鉆鉆機(jī)此后獨(dú)占主流，20世紀(jì)初被旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)所取代,。機(jī)械頓鉆與卓筒井技術(shù)一脈相承,，是在中國人的原創(chuàng)技術(shù)上，應(yīng)用工業(yè)社會(huì)的成果發(fā)展起來的,。

3　旋轉(zhuǎn)鉆井方法

石油鉆井是在鉆頭上給所鉆的地層加一定的壓力,，使鉆頭的牙齒嵌入地層,，然后旋轉(zhuǎn)鉆頭，利用旋轉(zhuǎn)鉆頭的扭矩來切削巖石,，并用循環(huán)的鉆井液將巖屑帶出井眼,，以保證持續(xù)鉆進(jìn)。

石油鉆井的地面配套設(shè)備稱為鉆機(jī),，石油鉆機(jī)是由多種機(jī)器設(shè)備組成的一套大功率重型聯(lián)合工作機(jī)組,，它的每一種設(shè)備和機(jī)構(gòu)都是為有針對性地滿足鉆井過程中某一工藝需要而設(shè)置的，整套鉆井設(shè)備由六個(gè)系統(tǒng)組成：

（1）動(dòng)力系統(tǒng),。

鉆井好像是一座流動(dòng)性大的獨(dú)立作業(yè)的小型工廠,。鉆機(jī)所需的各工作系統(tǒng)大多數(shù)是用柴油機(jī)作發(fā)動(dòng)機(jī)，通過變速箱直接驅(qū)動(dòng)或由柴油機(jī)發(fā)電來驅(qū)動(dòng)鉆井設(shè)備的,。動(dòng)力系統(tǒng)的作用是產(chǎn)生動(dòng)力,，并把動(dòng)力傳遞給鉆井泵、絞車和轉(zhuǎn)盤,。

（2）起升系統(tǒng),。

起升系統(tǒng)主要用來起升、下放或懸吊鉆柱,、套管柱等,，主要完成起下鉆、接單根和鉆進(jìn)時(shí)的鉆壓控制任務(wù),。這個(gè)系統(tǒng)主要由井架,、天車、游車,、大繩,、大鉤、吊環(huán)及絞車等組成,。一般用最小的提升速度和最大的負(fù)載來確定提升系統(tǒng)的能力,。

（3）旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)。

旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)主要由轉(zhuǎn)盤,、轉(zhuǎn)盤變速箱,、水龍頭、方鉆桿組成,，主要功能是保證在洗井液高壓循環(huán)的情況下,，給井下鉆具提供足夠的旋轉(zhuǎn)扭矩和動(dòng)力，以滿足破巖鉆進(jìn)和井下的其他要求,。旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)還有接,、卸鉆柱和鉆具的功能。

（4）循環(huán)系統(tǒng),。

鉆機(jī)循環(huán)系統(tǒng)最主要的功能是在鉆進(jìn)中通過循環(huán)洗井液從井底清除巖屑,、冷卻鉆頭和潤滑鉆具,。鉆機(jī)循環(huán)系統(tǒng)主要包括鉆井泵、鉆井液凈化裝置（固相控制設(shè)備）和鉆井液槽,、罐等,。整個(gè)循環(huán)系統(tǒng)的中心設(shè)備是鉆井泵。

（5）氣控系統(tǒng),。

氣控系統(tǒng)主要包括控制面板（控制機(jī)構(gòu)）,、傳輸管線和閥門、執(zhí)行機(jī)構(gòu)（如氣動(dòng)離合器,、氣缸和氣馬達(dá)等）以及壓風(fēng)機(jī)等,。氣控系統(tǒng)的功能是確保對整個(gè)工作機(jī)構(gòu)及其部件的準(zhǔn)確、迅速控制,，使整機(jī)協(xié)調(diào)一致地工作,。

（6）井控系統(tǒng)。

在整個(gè)鉆井作業(yè)過程中,，井控系統(tǒng)要對井下可能發(fā)生的復(fù)雜情況進(jìn)行控制和處理,，以恢復(fù)正常作業(yè)。井控系統(tǒng)包括四個(gè)主要部分：防噴器組,、儲(chǔ)能器機(jī)組和防噴器組遙控面板,、節(jié)流管匯、壓井管匯,。

9. 海洋鉆井平臺造價(jià)高的原因

超深海洋鉆井平臺的原理：借助導(dǎo)管架固定在海底而高出海面不再移動(dòng)的裝置,，平臺上面鋪設(shè)甲板用于放置鉆井設(shè)備。支撐固定平臺的樁腿是直接打入海底的,，所以,，鉆井平臺的穩(wěn)定性好，但因平臺不能移動(dòng),，故鉆井的成本較高,。 　　超深海洋鉆井平臺的種類： 　　

1、坐底式鉆井平臺又稱沉浮式或沉底式鉆井平臺,，其上部和固定式鉆井平臺類似,，其下部則是由若干個(gè)浮筒或浮箱組成的桁架結(jié)構(gòu)，充水后,，使鉆井平臺下沉坐于海底并處于工作狀態(tài),，排水后，使鉆井平臺上浮可進(jìn)行拖航和移位,。坐底式鉆井平臺多用于水淺、浪小,、海底較平坦的海區(qū),。 　　

2,、自升式鉆井平臺是有多個(gè)（一般為3～4個(gè)）樁腿插入海底，并可自行升降的移動(dòng)式鉆井平臺,。自升式鉆井平臺基本由兩部分組成,，一部分是可以安放鉆井設(shè)備、器材和生活區(qū)的平臺,，另一部分是可升降并可插入海底的樁腿,。我國自行制造的自升式鉆井平臺“渤海一號”平臺的四根樁腿是由圓形的鋼管做成的，樁腿的高度有七十多米,，升降裝置是插銷式液壓控制機(jī)構(gòu),。該型鉆井平臺造價(jià)較低、運(yùn)移性好,、對海底地形的適應(yīng)性強(qiáng),，因而，我國海上鉆井多使用自升式鉆井平臺,。 　　

3,、漂浮在海面上的鉆井船。鉆井船的排水量從幾千噸到幾萬噸不等,，它既有普通船舶的船型和自航能力,，又可漂浮在海面上進(jìn)行石油鉆井。由于鉆井船經(jīng)常處于漂浮狀態(tài),，當(dāng)遇到海上的風(fēng),、浪、潮時(shí),，必然會(huì)發(fā)生傾斜,、搖擺、平移和升降現(xiàn)象,，因此鉆井船的穩(wěn)定性是一個(gè)非常關(guān)鍵的問題,。目前，海上鉆井船的定位常用的是拋錨法,，但該方法一般只適用于200m以內(nèi)的水深,，水再深時(shí)需用一種新的自動(dòng)化定位方法。 　　

4,、半潛式鉆井平臺其結(jié)構(gòu)形式與坐底式鉆井平臺相似,，上部為鉆井的工作平臺，下部為浮筒結(jié)構(gòu),。它綜合了坐底式鉆井平臺和鉆井船的優(yōu)點(diǎn),，解決了穩(wěn)定性和深水作業(yè)的矛盾。鉆井作業(yè)時(shí),，平臺呈半潛狀態(tài)漂浮在海面上,，浮筒在海水下的20～30m處,，受大海風(fēng)浪的影響小，所以平臺的穩(wěn)定性比鉆井浮船要好,，鉆井作業(yè)結(jié)束,，排出水形成浮箱后可進(jìn)行拖航，是目前海上鉆井應(yīng)用較廣泛的一種石油鉆井平臺,。