钻井平台设计大赛

钻井平台设计大赛

校内预选赛

参

赛

手

册

主办：

中国石油大学（北京）大学生科技创新行动计划管理办公室

承办：

共青团中国石油大学（北京）委员会

中国石油大学（北京）石油工程学院

中国石油大学（北京）SPE学生分会

中国石油大学（北京）海洋油气工程协会

钻井平台设计大赛

【活动目的】

本活动集钻井平台的设计与制作于一体，一方面能够促进参赛者积极学习有关钻井平台设计的相关理论知识，另一方面可以将理论知识进行实践，锻炼动手动脑能力；同时，采取小组参与的形式，能够提升参赛者的团队配合意识。【活动简介】

活动采取小组（3-5人）参与的形式，主要包括两个部分：钻井平台设计及制作和钻井平台模型展示及评审。由主办方提供场地，参赛者凭借自己对钻井平台知识的了解，结合自己的创新想法，设计并制作出一个符合要求的钻井平台模型，并对自己的模型进行现场讲解宣传，回答评委和观众的相关问题。评委根据钻井平台的相关性能及其讲解和回答问题环节评定最终的名次。活动相关要求为：

（1）参赛队伍按规定表格进行注册，并在截止日期之前提交；

（2）参加比赛的每支队伍由3-5人组成；

（3）参赛队伍必须在规定时间（4h）内完成自己的钻井平台模型，由主办方为参赛队伍提供比赛场地；

（4）学生不可自行携带制作平台的工具和材料；

（5）主办方在赛前30分钟，详细讲解比赛的规则和要求；

（6）任何比赛规则的改动，澄清或日程变化均会通知参赛的队伍；

【活动时间地点】

1钻井平台设计及制作

时间：2015年4月25日

地点：学生活动中心一层

2钻井平台模型展示及评审

时间：2015年4月26日

地点：待定

【活动具体规则】

钻井平台设计及制作规则

（1）每支参赛队伍由3-5人组成；

（2）不得使用除主办方提供的制作材料之外的其它材料（包括：泡沫板，万通板，竹签，绳子，吸管等）；现场提供基本工具（包括：壁纸刀，剪刀，

UHU胶水，透明胶，钢尺）；

（3）在指定赛场进行平台的组装，时间一共4个小时；

（4）钻井平台的结构创新和钻井平台建造方案的创新设计是评价其性能的重要组成部分；

（5）钻井平台设计的具体要求为：应包含钻井8大系统的中的全部装备。并包含钻井平台的主要组成部分，如救生，住宿区，作业区；

（6）作品包括：模型一个，设计方案打印版一本（黑白彩印均可），设计方案电子版一份，同报名表一起压缩后以“队名/队长姓名/队长联系电话”的格式命名压缩包，将压缩包发送到组委会指定电子邮箱中；

（7）设计方案应包括创新点，平台基本参数、功能、适用水文海况等内容；（8）制作完成后，各小组应将废弃物品放置于规定的位置。

材料与工具

名称规格数量

万通板800X600X3mm 2

泡沫板800X600X3mm 2

吸管- 50

竹签- 100

绳3米 1

线5米 1

矿泉水瓶550ml 4

皮筋- 10

坐标纸- 1

壁纸刀- 1

剪刀- 1

胶水- 1

透明胶- 1

钢尺 1

铅笔- 1

设计说明书要求

（1）应有封面，封面上要标注标题以及队伍成员姓名、专业班级和学号；（2）正文部分要求宋体，小四，1.5倍行间距，英文、数字除编号外一律用Times New Roman字体；

（3）设计说明书内容要包括（可不按此顺序）：

目录（标题及页次）

简介

创新点

适用海况、水深、水文情况等

平台安装技术方案

各部分功能

平台优缺点

参考文献

（4）应配有适当的图表，鼓励使用AutoCAD、SolidWorks等软件进行制图并插入设计说明书中。

钻井平台模型展示及评审规则

（1）评审采用200分制，各项分数比例如下：

参数

钻井平台模型部分

钻井作业模块平台基础模块平台创新模块

分数40 30 30 总分100

参数

钻井平台方案部分

报告完整性方案可行性创新简述

分数40 30 30

总分100

（注：“参赛选手需要在五分钟之内，向评审老师描述其设计制作的平台的设计思路，创新点，适用海况）

（2）作业模块应包括钻井基本8大系统：起升系统、旋转系统、钻井液循环系统、传动系统、控制系统、动力驱动系统、钻机底座、钻井辅助设备系统。每个系统5分；

（3）平台基础模块应包括锚泊系统，生活区，救生系统等；

（4）创新点包括平台结构创新，工具创新，制造工艺创新；

（5）报告中应包含该平台的基本信息，适用海况，水深等一系列基本信息，并包含创新部分的详细说明；

（6）评委根据模型展示环节及问答环节为每支队伍打分；

（7）可以幻灯片等形式将设计图纸等作为加分项进行展示和讲解。

【奖项设置】

一等奖1支队伍，颁发荣誉证书和第五届中国石油工程设计大赛纪念品，获得代表学校参加国际组比赛的机会；

二等奖1支队伍，颁发荣誉证书和第五届中国石油工程设计大赛纪念品；

三等奖1支队伍，颁发荣誉证书和第五届中国石油工程设计大赛纪念品。

【参考书籍】

《海洋石油开采工程》

《海洋平台结构设计》等

钻井平台设备 图解 1

bull nose：用来封住casing string的钢板（焊在下端部），球面形或半椭球形，像个牛鼻子。有的直接用个带螺纹的塞子塞住的。好像是用来做泥浆循环实验。 cathead：在drill floor上的cat head用来辅助吊sand line的，如下图红色的cat head，顶部的轮子下面有个液压泵，旁边的轮子可以像合页一样转动，用来调整拉拽的角度。 还应该有根钢丝，一端绕过旁边的轮子和顶部的轮子，固定在另一端（和旁边轮子对过的一边），使用的时候顶部的轮子在液压泵的推动下向上移动，钢丝的来拽距离是上面轮子移动距离的两倍。 这种形式的cathead目前广泛应用在平台和钻井船上。

cat walk：在船上的catwalk大家都知道的吧，在平台上也有类似的结构。 在钻井系统中指的是和vee-door下面的pipe ramp链接的窄长平台，用来运送钻井所需的工具、管子等 这个图是陆地上catwalk。图中是工人在上面选管子准备运到drill floor上。 dog house：dog house 又叫boiler house 这个只有在陆地钻井时看的到，就是一个在拖车上的小房间，或是在卡车上分割出来的小房间。 里面摆放杂物或休息的地方，实在像个狗窝。 在陆地钻井的时候可以把设备、工具都装车上方便移动，就连derrick都可以装车上（横着放），运到指定地点后再竖起了。在平台上和船上是没有的。

finger board：在derrick上用来扶持接好的drill pipe和coller的。 因形状像人的手指而得名。这是陆地上的derrick。 在平台和钻井船上，finger board是在derrick的里面的。见下图这些大手指上还有些小手指，管子运过来的时候会自动打开，（图中正在打开，管子放好后会关闭）有了这套系统，就不需要monkey board 了。这套系统既节省的大量时间，又不需要很多劳动力，据说可以提高25％的效率，而造价只占整个rig的1％。

海洋钻井平台组成及功能

关于海洋钻井平台 半潜式的系统，总的来说，平台的系统有点和普通的船舶相似，它们是： 1，压载系统，ballast system 2，消防系统，fifi system ,包含fire water system , water mist system , deluge system, foam system, co2 extinguishsystem, water spray system 按照每个平台基本设计的不同，会有其中的几个。 3，舱底水系统，bilge system 4， 海水冷却系统，sea water cooling system 5，淡水冷却系统，fresh water cooling system 6，燃油系统，fuel oil system 7，润滑油系统，lub oil system 8，主机排烟系统，exhaust system 9，废油系统，waste oil and sludge system 10，透气溢流系统，vent and overflow system 11，测深系统，souding system 包含 manual soundIng system 或者remote sounding system 12，启动空气系统，starting air system 13，平台空气系统，rig air system 14，仪表与控制空气系统， instrument air system 15，饮用水系统，potable system 16，生活水排放系统，sanitary discharege system 17，生活水供给系统 ，sanitary supply system 18，盐水系统，brine system 19，钻井水液系统，drill water system 20，钻井基油系统，base oil system 21，泥浆供给系统，mud supply system 22，高压泥浆排出系统，mud discharge system 23，泥浆处理系统，mud process system 24，泥浆真空系统，mud vacuum system 25，井口控制系统，subsea control system 26，分流器，高压管系系统，hp manifold and diverter system 27，灌井系统，trip tank system 28，除气系统，mud gas separator system 29，测井系统，well test system 30，隔水套管张紧系统，riser tensioner system 31，液压系统，hydaulicoil system 32，泥浆混合系统，mud mixing system 33，散货系统，包含bulk cement system 以及bulk mud system 34，高压冲洗系统，high pressure washing down system 35，甲板泄水系统，deck drain system 36，快关阀系统，quick closing vavle system 37，切屑处理系统，cutting handling system 38，直升机加油系统，helicopter refueling system 39，排舷外系统，overboard discharge system 40，刹车冷却系统，brake cooling system 41，呼吸空气系统，breath air system 42，推进器系统，包含 thruster hydraulic oil and lub oil system 43，泥坑冲洗系统，mud pit washing system

钻井工程石油工程课程设计答案

远程教育学院石油工程专业 《钻井工程》课程设计 任务书 中国石油大学（北京） 远程教育学院 2012年5月

目录 一、地质设计摘要 二、井身结构设计 三、固井工程设计 四、钻柱设计 五、钻井设备选择 六、钻井液设计 七、钻进参数设计 八、下部钻具组合设计 九、油气井控制 十、各次开钻或分井段施工重点要求 十一、地层压力监测要求 十二、地层漏失试验 十三、油气层保护 十四、完井井口装置 十五、环保要求 十六、钻井进度计划 十七、成本预算

XX油区XX凹陷一口直井生产井的钻井与完井设计。 设计内容：（其中打“√”部分必须设计，其他部分可选做或不做） 一、地质设计摘要（√）； 根据《xx井钻井地质设计》，本井设计井深米，预测压力系数为0.95~0.98，属于正常压力体系。主要目的层为。因此本井设计表套封固第四系、第三系泰康组，一开直接采用高密度钻井液钻进，将可能存在的浅层气压稳；若一开确实钻遇浅层气，则在固井水泥浆中加入防气窜剂，保证固井质量。 二、井身结构设计（√）； 井身结构设计 设计系数 抽吸压力系数：0.04g/cm3 激动压力系数：0.04 g/cm3 地层破裂安全增值：0.03 g/cm3 井涌条件允许值：0.05 g/cm3 正常压力压差卡钻临界值：12~15MPa 异常压力压差卡钻临界值：15~20MPa

一、地质概况

井身结构设计表 （1）设计一开井深200±米，表层套管下深199±米，封固上部松散地层，为二开安全施工创造条件。 （2）若一开钻遇浅层气，则在固井水泥浆中加入防气窜剂，保证固井质量。（2）油层套管水泥浆返深可根据实钻油气显示情况最终确定。原则上含气井水泥浆应返至地面，不含气井水泥浆返高至少高于最浅油顶200米。

全国石油工程设计大赛赛题

全国石油工程设计大赛赛题 2011-04-11 11:18:17 来源：全国石油工程设计大赛组委会浏览：682次 全国石油工程设计大赛赛题 为使本次大赛的作品更加实用和接近油田生产实况，大赛组委会提供的基础数据均来自于我国某油田新探区块，当中可能存在不完善的部分，参赛团队可根据实际情况借鉴相似油藏开发资料或进行合理的假设，但必须进行必要的论证。 大赛作品（油田总体开发方案）可参考SY/T10011-2006《油田总体开发方案编制指南》和《钻井手册》（上下册）。 大赛赛题咨询邮箱：npedc@https://www.wendangku.net/doc/c518992294.html, 基础数据如下： 1.地面概况资料 1.1 地理位置与自然地理概况 1.2 油田地理位置图 2.地质静态资料 2.1 区域地质概况与油藏地质特征 2.2 MM断块Es33①新增石油探明储量含油面积图 2.3 MM断块M1-M3井剖面图 2.4 MM断块Es33①有效厚度等值线图 2.5 MM断块Es33①渗透率等值线图 2.6 MM断块Es33①孔隙度等值线图 2.7 MM断块Es33①砂厚等值线图

2.8 MM断块M1-M2-M3井油层对比图 2.9 M1井测井数据处理成果图 2.10 M2井测井数据处理成果图 2.11 M1-M2-M3测井解释成果表 2.12 M1-M2-M3井分层数据表 2.13 M1-M2井压力预测数据 2.14 M1-M2井岩性及分层数据 3.实验室资料 3.1 M1井高压物性分析数据表 3.2 M1井泥页层物理化学性能 3.3 M2井五敏实验数据 3.4 M2井岩心相渗曲线 3.5含油污水检测数据 4.生产动态资料 4.1 M1-M2井压裂施工曲线 4.2 M1-M2试油、试采数据表 4.3 M1-M2生产数据表 全国石油工程设计大赛组织委员会 2011年4月11日

第七届中国石油工程设计大赛

第七届中国石油工程设计大赛 导读：我根据大家的需要整理了一份关于《第七届中国石油工程设计大赛》的内容，具体内容：石油已成为世界各国的重要战略物资,在国家能源体系中的地位和作用也日益凸显。下面我为大家整理了，希望大家喜欢。石油工程设计参赛对象全日制在校研究生、本科生和专科生，参赛学... 石油已成为世界各国的重要战略物资,在国家能源体系中的地位和作用也日益凸显。下面我为大家整理了，希望大家喜欢。 石油工程设计参赛对象 全日制在校研究生、本科生和专科生，参赛学生需组成1-5人的团队，学历构成不限。 石油工程设计赛题设置 2.1 方案设计类 大赛组委会提供现场油(气)田区块的地质资料，参赛学生参考《油(气)田开发方案总体编制指南》和《中国石油工程设计大赛作品要求》完成油(气)田开发方案的设计，主要包括油(气)藏工程、钻完井工程、采油(气)工程、地面工程和HSE与经济评价等部分的设计，赛题设综合组和单项组，每人只限参加一个组别的比赛。 综合组：完成油(气)藏工程、钻完井工程、采油(气)工程、地面工程、HSE、经济评价等一整套油(气)田总体开发方案，由3～4名在校学生组成，指导老师1～4名。 单项组：完成油(气)藏工程、钻完井工程、采油(气)工程和地面工程四

项中任一项的设计方案，由1～2名在校学生组成，指导老师1名。 2.2 创新创业类(全国石油高校"互联网+"创新创业大赛) 创新组：选手根据方案设计类赛题的数据资料，对整套油气田开发过程中涉及到的相关技术工艺进行创新设计，包括软件的编写、工艺的创新、设备或装置的设计等。作品完成后，填写作品申报说明书并附相关的设计图纸、软件程序等。由1～2名在校学生组成，指导教师1名。 创业组：选手根据赛题的主题要求，基于 Ocean 平台进行软件开发，作品完成后，提交插件程序、代码、用户手册等。由1～5名在校学生组成，指导教师1～3名。 注：选手可同时参加方案设计类和创新创业类的比赛。 石油工程设计作品要求 3.1 内容要求 (1)内容完整，方案设计类作品应按照《斩获卓越杯——中国石油工程设计大赛指南》完成，创新创业类作品应有详细的说明书及必需的附件; (2)设计方案有详细的计算过程和充分的论证; (3)禁止抄袭，不得用相似的项目报告冒充; (4)技术创新类作品禁止使用已有的专利、著作或论文; (5)若引用他人成果需说明并指明出处。 3.2 格式要求 (1)参赛作品按照工程项目报告方式编写，计算过程以附录形式给出; (2)按照大赛组委会规定的方案格式要求进行排版。 3.3 提交要求

海洋钻井平台的分类

海洋钻井平台的分类 海洋钻井平台（drilling platform）是主要用于钻探井的海上结构物。平台上装钻井、动力、通讯、导航等设备，以及安全救生和人员生活设施，是海上油气勘探开发不可缺少的手段。主要分为移动式平台和固定式平台两大类。其中按结构又可分为： （1）移动式平台：坐底式平台、自升式平台、钻井船、半潜式平台、张力腿式平台、牵索塔式平台（2）固定式平台：导管架式平台、混凝土重力式平台、深水顺应塔式平台 坐底式钻井平台 坐底式钻井平台又叫钻驳或插桩钻驳，适用于河流和海湾等30m以下的浅水域。坐底式平台有两个船体，上船体又叫工作甲板，安置生活舱室和设备，通过尾郡开口借助悬臂结构钻井；下部是沉垫，其主要功能是压载以及海底支撑作用，用作钻井的基础。两个船体间由支撑结构相连。这种钻井装置在到达作业地点后往沉垫内注水，使其着底。因此从稳性和结构方面看，作业水深不但有限，而且也受到海底基础(平

坦及坚实程度)的制约。所以这种平台发展缓慢。然而我国渤海沿岸的胜利油田、大港油田和辽河油田等向海中延伸的浅海海域，潮差大而海底坡度小，对于开发这类浅海区域的石油资源，坐底式平台仍有较大的发展前途。80年代初，人们开始注意北极海域的石油开发，设计、建造极区坐底式平台也引起海洋工程界的兴趣。目前已有几座坐底式平台用于极区，它可加压载坐于海底，然后在平台中央填砂石以防止平台滑移，完成钻井后可排出压载起浮，并移至另一井位。图为胜利二号坐底式钻井平台。 自升式钻井平台由平台 自升式钻井平台由平台、桩腿和升降机构组成，平台能沿桩腿升降，一般无自航能力。工作时桩腿下放插入海底，平台被抬起到离开海面的安全工作高度，并对桩腿进行预压，以保证平台遇到风暴时桩腿不致下陷。完井后平台降到海面，拔出桩腿并全部提起，整个平台浮于海面，由拖轮拖到新的井位。1953年美国建成第一座自升式平台，这种平台对水深适应性强，工作稳定性良好，发展较快，约占移动式钻井装置总数的1／2。 钻井船

石油工程设计大赛论文

全国石油工程设计大赛参赛作品格式说明 参赛作品应有封面、作品说明、目录及正文组成。纸张采用A4，页眉采用报告中出现的各章节的名称，黑体，五号，居中；页脚采用页码，Times New Roman，五号，居中。 文件命名方式：编号_团队名称_参赛单位 封面、作品说明部分：格式详见后文。 目录部分：标题“目录”，字体：黑体，字号：小三。章标题，字体：宋体，字号：小四。（各级标题间采用1.5倍行距，对齐方式:分散对齐，数字和英文字母选用Times New Roman小四号）。 正文部分：格式详见后文，具体如下： 页边距：上3.0cm，下3.0cm，左3.0cm、右3.0cm；页眉：2.0cm，页脚：2.0cm；字体：正文全部宋体、小四；行距：多倍行距：1.25，段前、段后均为0，取消网格对齐选项；每章的章标题：黑体，居中，字号：小三，1.5倍行距，段前为0，段后1行，每章另起一页，插入分节符（不要使用分页符，因为每章的页眉不一样），章序号为阿拉伯数字（如第1章，不要使用汉字一、二等）；章中的各级标题：黑体，居左，字号：小四，1.5倍行距，段前0.5行，段后为0.5。正文中的图、表、附注、公式一律采用阿拉伯数字分章编号。如图1.2，表2.3，附注4.5，式6.7等。如“图1.2”

就是指本论文第1章的第2个图。文中参考文献采用阿拉伯数字根据全文统一编号，如文献[3]，文献[3,4]，文献[6-10]等，在正文中引用时用右上角标标出。附录中的图、表、附注、参考文献、公式另行编号，如图A1，表B2，附注B3，或文献[A3]。 打印要求：一律A4纸打印装订。

编号：_______ 全国石油工程设计大赛 National Petroleum Engineering Design Competition （Times New Roman三号居中） 参赛作品(黑体小初居中) 题目(黑体一号居中) 单位名称：________________________ 团队名称：________________________ 负责人：________________________ 联系方式：________________________ 指导教师：________________________ 联系方式：________________________ （黑体四号，1.5倍行间距） 完成日期年月日 全国石油工程设计大赛组织委员会制

钻井工程课程设计报告

东北石油大学华瑞学院课程设计 年月日

东北石油大学课程设计任务书 课程 题目 专业学号 主要容、基本要求、主要参考资料等： 1、设计主要容： 根据已有的基础数据，利用所学的专业知识，完成一口井的钻井工程相关参数的计算，最终确定出钻井、完井技术措施。主要包括井身结构、钻具组合、钻井液、钻井参数设计和完井设计。 2、设计要求： 要求学生选择一口井的基础数据，在教师的指导下独立地完成设计任务，最终以设计报告的形式完成专题设计，设计报告的具体容如下： （1）井身结构设计；（2）套管强度设计；（3）钻柱设计；（4）钻井液设计；（5）钻井水力参数设计；（6）注水泥设计；（7）设计结果；（8）参考文献； 设计报告采用统一格式打印，要求图表清晰、语言流畅、书写规、论据充分、说服力强，达到工程设计的基本要求。 3、主要参考资料： 王常斌等，《石油工程设计》，东北石油大学校自编教材 涛平等，《石油工程》，石油工业，2000 《钻井手册（甲方）》编写组，《钻井手册》，石油工程，1990 完成期限

指导教师 专业负责人 年月日

前言 钻井工程设计是石油工程的一个重要部分，是确保油气钻井工程顺利实施和质量控制的重要保证，是钻井施工作业必须遵循的原则，是组织钻井生产和技术协作的基础，是搞好单井预算和决算的唯一依据。钻井设计的科学性、先进性关系到一口井作业的成败和效益。科学钻井水平的提高，在一定程度上依靠钻井设计水平的提高。 设计应在充分分析有关地质和工程资料的基础上，遵循国家及当地政府有关法律、法规和要求，按照安全、快速、优质和高效的原则进行，并且必须以保证实施地质任务为前提。主要目的层段的设计必须体现有利于发现与保护油气层，非目的层段的设计主要考虑满足钻井工程施工作业和降低成本的需要。 本设计的主要容包括：1、井身结构设计及井身质量要求：原则是能有效地保护油气层，使不同地层压力梯度的油气层不受钻井液污染损坏；应避免漏、喷、塌、卡等复杂情况发生，为全井顺利钻进创造条件，使钻井周期最短；钻下部高压地层时所用的较高密度钻井液产生的液柱压力，不致压裂上一层管鞋处薄弱的裸露地层；下套管过程中，井钻井液柱压力之间的压差不致产生压差卡套管等严重事故以及强度的校核。2、套管强度设计；3、钻柱设计：给钻头加压时下部钻柱是否会压弯，选用足够的钻铤以防钻杆受压变形；4、钻井液体系；5、水力参数设计；6，注水泥设计，钻井施工进度计划等几个方面的基本设计容。

海洋石油平台种类

海洋石油平台种类 海洋平台是在海洋上进行作业，石油钻探与生产所需的平台，主要分钻井平台和生产平台两大类。在钻井平台上设钻井设备，在生产平台上设采油设备。平台与海底井口有立管相通。 呵呵，石油钻探就是民用啦，当然也可理解为战略物资储备。但多才的美军把雷达也放到半潜式平台上了。 咱们先把军用的放在一边，海洋平台就是石油开采业向水下进军的一个产物。最原始的海洋平台甚至不能称为海洋平台，而是湖泊平台（1891年，圣玛丽湖，俄亥俄州），结构为木质，作业水深甚至仅有1.5m。说白了，就是给陆上井架加了一层台阶。既然能在湖边，也能在海边嘛，到现在海洋平台已经发展成为高附加值、高科技的工业设施。形式多种多样，且几乎每种新型的平台形式出现都是为了再更深的海区中作业。 最早出现的平台是导管架平台(Jacket)，适用于浅近海。导管架平台可以看作最原始，最直接的将钻井设备与海底连接起来的措施。钢桩穿过导管打入海底，并由若干根导管组合成导管架。导管架先在陆地预制好后，拖运到海上安装就位，然后顺着导管打桩，桩是打一节接一节的，最后在桩与导管之间的环形空隙里灌入水泥浆，使桩与导管连成一体固定于海底。平台设于导管架的顶部，高于作业区的波高，具体高度须视当地的海况而定，一般大约高出4-5m，这样可避免波浪的冲击。导管架平台的整体结构刚性大，适用于各种土质，是目前最主要的固定式平台。但其尺度、重量随水深增加而急骤增加，所以在深水中的经济性较差。

导管架平台使用水深一般小于300m，世界上大于300m水深的导管架平台仅7座。目前最大的导管架平台是在墨西哥湾安装的水深为610m的导管架平台。呵呵，看到下图，你是不是就想到一个字，“笨”？ 典型导管架平台

第三届全国石油工程设计大赛综合组作品

团队编号：_______ 全国石油工程设计大赛 方案设计类作品 比赛类别：_______ _____ __ 单位名称：______ _ ___ __ 团队名称：______ _________ __ 队长姓名：_______ ________ __ 联系方式： 指导教师： 完成日期 2013 年 4 月 8 日 全国石油工程设计大赛组织委员会制

作品说明 为了提升自身能力与专业水平，我们参加了此次大赛。在本次设计大赛中，我们主要做了以下几项内容。首先进行地质图件的Geomap 化，提取其中的地质参数。然后结合大赛所给其他资料进行地质储量的计算与评价。然后进行油藏工程方案设计，主要包括以下几个方面：①利用经验公式、极限经济井网密度初步确定井网密度，在已有井的基础上进行井网的部署；②建立东西南断层封闭，北边边水的层状油藏数值模拟模型；③开发方案的论证：a 天然能量开发指标计算预测 b 注水开发（注水时机：同期注水；注采井网：边部注水，面积注水—五点、反七点、反九点，注采强度：以注采比为基础，论证 0.8/1.0/1.2）论证，推荐三个可选优化方案。进一步，从低渗油藏开发的现场经验及地下地质条件出发，选择丛式定向井进行钻井方案和采油方案的设计。最后，对整个开发方案进行了经济评价。 本次设计主要侧重于使用油藏数值模拟对开发方案

的论证。在结合已有资料的基础上查阅了大量文献及资料，在老师的指导及团队成员的通力合作之下完成了本次设计大赛。 本参赛作品由团队成员独立完成，不存在剽窃、抄袭等侵权现象。若违反自愿放弃参赛资格并承担相关责任。 负责人签字：团队成员签字： 指导老师签字： 时间：2010 年5 月6 日

钻井平台设备详解(1)

钻井设备- Swivel & Top driver 前面我们已经知道了，钢丝绳穿过定滑轮组和动滑轮组，动滑轮组因此 可以上下自由的运动。但是问题出来了，上下垂直方面可以很方便的运动，但 是我们钻井，还需要旋转的力，也就是钻杆是旋转的，我们的滑轮组不可能跟 着一起转，否则之间的钢丝绳估计会绞得像麻花。 这是swivel的其中的一个作用，同时我们也知道，钻井需要钻井液，试 着想一想，钻杆在哪里高速的旋转着，我们如何把钻井液-泥浆送到钻杆的中空的空间去呢？这是swivel的另外一个重要作用- 泥浆进入钻杆的最初的通道。如下图，泥浆经高压软管—鹅颈管goose neck—进入swivel。 要起到以上两个作用，swivel的结构就基本上知道一二了。如下面的 彩图， 在swivel的本体中，下部的杆swivel stem通过滑动轴承-锥形和本体 形成相对运动，本体同时承受侧向力和向下的拉力。同时杆的顶部和本体上部 形成密封空间，泥浆经鹅颈管进入此密封空间，在经空心的杆进入钻杆。空心 杆下部为API螺纹接头，可以和钻杆拧接。 好了，我们现在可以把swivel改造一下---给它加上能够使swivel stem旋转 的动力。 如何改造，很简单，加电机和齿轮。怎么加？ 我们可以想象一下，既然要使swivel stem旋转，那么我们在swivel stem上加一个大的齿轮，如同汽车的轮子一样，中间杆是swivel stem，轮子是齿轮。在齿轮的一侧再加一个由电机带动的齿轮，它们啮合在一起。这样一来，swivel stem就可以在电机的带动下旋转起来。同样地，为了平横侧向力，

以及增加旋转的扭矩，在齿轮的另一侧也加一个电机带着的齿轮。下图是齿轮箱： 然后加上必要的润滑设施和结构部分，以及导向机构。它有了一个新的名字Top driver，也叫power swivel。很显然，Top driver与swivel的区别，swivel是它的一部分。 事实上，Top driver 要比上面写的复杂的多。 除了swivel以外，它还包含以下几个部分： 1.pipe hander – -用于处理钻杆。

海上钻井平台各系统简介

钻井平台各系统简介 不知道从什么时候起，石油的价格节节攀升。能源越来越紧张的今天，很多国家把目光从陆地转向了海洋。自从世界上第一个海洋钻井平台制造出来以后，海洋工程有了长足的发展。在几十米甚至上3~4000米深的海底钻一口井并不是一件容易的事，因为在海上环境的复杂多变以及恶劣。经常要承受巨浪和暴风的袭击。而钻井又要保持一个相对稳定的作业环境。才能把一根根长长的钻杆钻进海底。 钻井平台从近海到深海，主要可以分为座底式，自升式，半潜式、钻井船等。 座底式是指，平台的结构直接座在海床上，几乎和陆上钻井没多大区别。所以它们的可钻探深度很有限。只能在几十米的水深的浅海区域作业。 自升式，又叫jack-up。顾名思义，这种平台可以象千斤顶一样可以升降它的高度。它典型的特征就式3-4条腿。高高的绗架结构。上面安装又齿条。平台本体安装有齿轮。它们一起啮合，传动。在到达钻井区域的时候，腿就慢慢的伸到海床上。平台就靠这几条腿站在海里了。因为考虑到拖航的稳性，腿不能太长。所以这种平台一般在120~150米水深的近海区作业。 半潜式，最新的已经到了第6代了。这种平台综合了钻井船和坐底式驳船的优点，是漂浮在海面上的。这样的话，它们就可以在更深的水域工作了；船体灌放水，可以调节吃水深度，保持船体稳定。塔的下部是相当容积的浮筒，上面是若干个中空的立柱，支撑着上部平台平台上面是全部的钻井装备和必要的生活设施。整个平台靠浮筒浮在水面。它们带有2~3级动态定位系统，海底声纳定位系统，卫星定位系统等来保证平台的相对稳定的坐标。它们有各种位移补偿装置来补偿海况带来的不稳定状况。 钻井船，钻井船是设有钻井设备，能在水面上钻井和移位的船，也属于移动式(船式)钻井装置。较早的钻井船是用驳船、矿砂船、油船、供应船等改装的，现在已有专为钻井设计的专用船。目前，已有半潜、坐底、自升、双体、多体等类型。钻井船在钻井装置中机动性最好，但钻井性能却比较差。钻井船与半潜式钻井平台一样，钻井时浮在水面。井架一般都设在船的中部，以减小船体摇荡对钻井工作的影响，且多数具有自航能力。钻井船在波浪中的垂荡要比半潜式平台大，有时要被迫停钻，。增加停工时间，所以更需采用垂荡补偿器来缓和垂荡运动。钻井船适于深水作业，但需要适当的动力定位设施。钻井船适用于波高小、风速低的海区。它可以在600m水深的海底上进行探查，掌握海底油、气层的位置、特性、规模、贮量，提供生产能力等

顶驱钻机的结构设计

高等教育自学考试毕业设计（论文） 题目顶驱钻机的结构设计 专业班级09级机电一体化工程 姓名 指导教师姓名、职称高级工程 所属助学单位 2011年 4月1 日

目录 1 绪论 (1) 1．1顶驱钻机的发展和简介 (1) 2 顶驱装置 (1) 2．1 顶驱装置的概述 (1) 2．2 顶驱装置的特点 (3) 2．3 顶驱的发展、组成元件、性能特点 (3) 2．3．1 顶部驱动钻井装置构成 (4) 2．3．2 顶部驱动钻井装的性能特点 (4) 2．4 顶驱装置的结构 (5) 3 钻机 (6) 3．1 钻机的概述 (6) 3．2 钻机主要技术要求 (7) 3．3 影响钻进的因素 (8) 4 顶驱钻机虚拟样机技术研究 (8) 4．1 总体方案设计系统 (8) 4．2 虚拟样机TDS—VPS的功能模型 (9) 4．2．1 虚拟造型系统 (9) 4．2．2 顶驱钻机仿真分析设计 (10) 4．3 顶驱虚拟样机TDS—VPS的关键技术 (11) 4．3．1 数字化表达方式 (11) 4．3．2 虚拟性能评估 (12) 结论 (13) 致谢 (14) 参考文献 (15)

摘要 钻机在矿床普查勘探中,特别是有色金属稀有金属等矿床普查勘探中,坑道 钻探用于追索矿床,加密勘探勘察地质构造圈定矿体及取样和验证等；钻机在矿山开凿中，常用坑道钻探技术来钻凿地下观测孔、通风孔、排水孔、瓦斯排放孔、注浆孔、爆破孔、锚定孔及开凿坑道的先导孔等；钻机在其他岩土工程施工领域中,坑道钻探的装备和工艺技术可用于坝基的边坡加固地质灾害的治理深基坑的支护,以及工业商业交通军事等方面的地下工程施工。 本文通过介绍顶驱钻机，根据机械振动理论,得出系统的运动微分方程,并针对研制的实际情况,合理的确定了顶驱系统的振幅、激振频率、激振力、偏心力矩等主要参数。根据顶驱的振动过程,进行动力学分析,在此基础上建立虚拟样机,得到了箱体质心位置、偏心块质心位置以及激振力等随时间变化的参数曲线,实现了对顶驱系统虚拟样机的动力学仿真分析。应用ANSYS软件对顶驱系统主要承力构件冲锤进行有限元分析,用此分析顶驱系统的设计是否满足使用要求,为研究生产样机提供了理论依据。同时,钻机进行了空运转实验和生产性实验用以验证顶驱结构设计合理。 关键词：钻机、顶驱结构设计、虚拟样机、动力学仿真分析

海洋钻井平台扫盲

巨型海洋钻井平台 ——世界第六代3000米深水半潜式钻井平台 工程总投资：60亿元 工程期限：2008年——2011年 大型海洋石油钻井平台堪称海上巨无霸，其使用的平台作业吊钩比人还高。 目前，世界上已探明的海上油气资源大部分蕴藏在大陆架及3000米以下的海底。有数据显示，深海能源储量将是陆地能源储量的100倍，但由于开采技术上的限制，其还是能源领域最具潜力的处女地。 2009年4月20日上午，我国海洋工程装备制造标志性项目——世界第六代3000米深水半潜式钻井平台，在上海外高桥造船有限公司顺利下坞，进入关键的搭载总装阶段。这是我国首次自主设计、建造的当今世界上最先进的深水半潜式钻井平台，不仅填补了我国在深水钻井特大型装备项目上的空白，而且对于加速我国进军世界级海洋工程装备开发、设计和制造领域，提升我国深水作业能力，具有重要的战略意义。 这座深水半潜式钻井平台的拥有者是中国第三大石油集团——中国海洋石油总公司，由中国船舶工业集团公司708研究所和上海外高桥造船有限公司联合承担详细设计与生产设计，由上海外高桥造船有限公司承建，是我国实施深水海

洋石油开发战略的重点配套项目之一，也是“十一五”期间国家重点“863”项目之一，并作为拥有自主知识产权的重大装备项目纳入国家重大科技专项。 上海外高桥造船厂承建的世界第六代3000米深水半潜式钻井平台，造价60亿元人民币。 海上巨无霸 2008年4月29日，这座第六代3000米深水半潜式钻井平台在上海外高桥造船有限公司开工兴建。这是中国继1983年成功自主开发“勘探3号”大型半潜式钻井平台后，时隔20多年再次斥巨资设计建造新一代深水半潜式钻井平台。 该钻井平台自重30670吨，甲板长度为114米，宽度为79米，甲板面积相当于一个足球场大小，从船底到钻井架顶高度为130米，相当于43层的高楼，电缆总长度650公里，相当于上海至天津的直线距离。在主甲板前部布臵可容纳约160人的居住区，甲板室顶部配备有包含完整消防系统的直升机起降平台，可起降Sikorsky S-92型直升机。 这座平台具有多项自主创新设计：如平台稳性和强度按照南海恶劣海况设计，能抵御200年一遇的台风；选用大马力推进器及DP3动力定位系统，可以在45海里/小时的风速下正常作业，在109海里/小时的风速下生存。在1500米水深内可使用锚泊定位，甲板最大可变载荷达9000吨等；可在中国南海、东南亚、西非等深水海域作业，其最大作业水深3050米，钻井深度10000米，设计寿命30年，入美国船级社（ABS）和中国船级社（CCS），计划于2010年底交付。该项目总造价近60亿元人民币，堪称海洋工程领域的“航空母舰”。 深海石油作业是国际上公认的海洋石油工业的前沿战略阵地，其核心技术一直由欧美少数国家所掌握。我国的海洋石油开发长期以来受技术水平所限只能在近海进行，如今这一情况将得到根本性的转变。作为目前国内设施最先进、综合实力领先的造船企业，上海外高桥造船有限公司一直致力于先进海洋工程装备

石油工程课程设计(2016年钻井部分)

钻井工程课程设计任务书 一、课程概述 钻井是石油、天然气勘探与开发的主要手段。钻井工程质量的优劣和钻井速度的快慢，直接关系到钻井成本的高低，油田勘探开发的综合经济效益及石油工业发展速度。 钻井工程设计是钻井施工作业必须遵循的原则，是组织钻井生产和技术协作的基础，搞好单井预算和决算的唯一依据。钻井设计的科学性，先进性关系到一口井作业的成败和效益。科学钻井水平的提高，在一定程度上依靠钻井设计水平的提高，所有的井都要进行钻井设计。钻井设计是在地质部门提供一口井地质设计书的基础上进行的，内容包括资料收集、工程设计、进度设计和费用预算四个部分，其中资料收集、整理和工程设计是本次必须完成的任务。 二、课程的任务、目的与要求 “石油工程设计——钻井工程设计”是石油工程专业学生的专业课程设计的重要组成部分，本课程设计的任务是：教授及指导学生进行并完成一口直井的钻井工程施工设计。 本课程设计的主要目的是：使学生明了一口井钻井工程设计所包含的基本内容、设计的整体过程及各部分设计之间的相互关系；使学生加深对“钻井工程”课程内容的理解和掌握、进一步了解石油工程相关课程的内在联系；培养学生的设计、计算和绘图的能力；培养学生编制设计文本的能力；进一步培养学生的工程意识及利用己获取知识去分析、解决实际工程问题的能力；进一步培养学生通过自学获取知识的能力；培养学生综合利用已学知识的能力。 本课程设计的基本要求是：学生在教师的指导下完成一口直井的钻井工程施工设计：掌握“教学内容”中所规定的各部分设计的基本原理、方法，会进行相关的设计计算；掌握有关工程手册的查阅方法。所完成的设计应包含“教学内容”中所规定的全部内容。学生最终应提交所设计井的“一口井钻井工程设计书”，以及“一口井钻井工程设计说明书”各一份。 三、教学内容及要求 1、教学内容 1）、指导教师给每个学生下达一份钻井工程设计任务书，具体由提供的软件自动生成。

海洋石油平台的分类

海洋平台是在海洋上进行作业，石油钻探与生产所需的平台，主要分钻井平台和生产平台两大类。在钻井平台上设钻井设备，在生产平台上设采油设备。平台与海底井口有立管相通。 呵呵，石油钻探就是民用啦，当然也可理解为战略物资储备，但多才的美军把雷达也放到半潜式平台上了。 咱们先把军用的放在一边，海洋平台就是石油开采业向水下进军的一个产物。最原始的海洋平台甚至不能称为海洋平台，而是湖泊平台（1891年，圣玛丽湖，俄亥俄州），结构为木质，作业水深甚至仅有 1.5m。说白了，就是给陆上井架加了一层台阶。既然能在湖边，也能在海边嘛，到现在海洋平台已经发展成为高附加值、高科技的工业设施。形式多种多样，且几乎每种新型的平台形式出现都是为了再更深的海区中作业。 最早出现的平台是导管架平台(Jacket)，适用于浅近海。导管架平台可以看作最原始，最直接的将钻井设备与海底连接起来的措施。钢桩穿过导管打入海底，并由若干根导管组合成导管架。导管架先在陆地预制好后，拖运到海上安装就位，然后顺着导管打桩，桩是打一节接一节的，最后在桩与导管之间的环形空隙里灌入水泥浆，使桩与导管连成一体固定于海底。平台设于导管架的顶部，高于作业区的波高，具体高度须视当地的海况而定，一般大约高出4-5m，这样可避免波浪的冲击。导管架平台的整体结构刚性大，适用于各种土质，是目前最主要的固定式平台。但其尺度、重量随水深增加而急骤增加，所以在深水中的经济性较差。导管架平台使用水深一般小于300m，世界上大于300m水深的导管架平台仅7座。目前最大的导管架平台是在墨西哥湾安装的水深为610m的导管架平台。呵呵，看到下图，你是不是就想到一个字，―笨‖？ 典型导管架平台

【新编】中国石油工程设计大赛方案设计类作品

中国石油工程设计大赛 方案设计类作品 比赛类别 油气田开发工程单项组 完成日期2016年4月14日 中国石油工程设计大赛组织委员会制

作品简介 作品简介 本设计方案是在调研与学习相关的国家、行业以及企业标准、《油气油气集输工程》、《Safety Regulations for FPSU》等以及石油工程领域最新文献资料的基础上，参照《海洋石油工程设计指南》中的相关要求，针对目标区块设计工程方案进行的综合性优化与设计。 本设计方案研究目标区块为一具有复杂断层的半背斜断块油气藏。根据大赛给出的基础数据以及查阅相关规范，设计了多套方案，后通过方案的可行性和经济性比选，最终选择了一种海底井网部署方案进行详细设计。 在方案设计中，用 AutoCAD软件对井网进行综合部署；用Microsoft Visual Studio2013软件对海底汇管位置进行最优计算以及产出的石油和天然气的基本物性参数进行了计算；用PIPEASE软件和Excel软件对整套海底油气田设计方案中管道系统进行了管网仿真，包括管道在不同管径、壁厚、海管埋地深度、保温层的压力变化和温度变化进行了综合模拟，最后优选出一套最佳方案。 此外，综合考虑基础设计数据，选取FPSO作为海洋油气田的主要集输处理中心，并对FPSO进行了初步设计，对处理站的流程进行了设计，分别进行了分离器、压缩机组、脱酸装置、脱水装置的设计计算，选出适合方案设计的设备。 本设计还对整个油气田的自控系统、电力工程、通信工程、给排水及消防、供热和暖通、生产维修工程、安全、节能节水及海洋环境保护等方面进行了详细的描述，完成了一套完整的油气田开发设计方案。

钻井工程设计(书)(非常好的资料)

第一章钻井工程设计 第一节钻井设计的内容与方法 钻井是石油、天然气勘探与开发的主要手段。钻井工程质量的优劣和钻井速度的快慢，直接关系到钻井成本的高低、油气田勘探开发的综合经济效益和石油工业的发展速度。 钻井设计是钻井施工作业必须遵循的原则，是组织钻井生产和技术协作的基础，是搞好单井预算和决算的唯一依据。钻井设计的科学性、先进性关系到一口井作业的成败和效益。科学钻井水平的提高，很大程度上依靠钻井设计水平的提高。 搞好钻井设计也是提高技术管理和加强企业管理水平的一项重要措施，是钻井生产实现科学管理的前提。下面依据SY/T 533—1996《钻井工程设计格式》及石油工程专业学生进行钻井设计的具体情况，对钻井设计的内容、原则、方法及需收集的原始数据作一介绍。 一、钻井设计的内容 现场钻井设计的内容包括地质设计和钻井工程设计两大部分,其中 地质设计的基本内容包括： （1）区域地质概况； （2）地理及环境资料； （3）设计依据与钻井目的； （4）设计地层、油气水及岩性矿物、物性； （5）取资料要求； （6）地层孔隙压力、破裂压力预测； （7）技术说明及要求； （8）地质附图。 钻井工程设计的基本内容包括： （1）确定合理的井身结构； （2）选择钻机类型； （3）钻柱组合和强度设计； （4）钻井参数设计； ①机械破岩参数：包括钻头类型、尺寸、数量、钻压、转数、洗井液排量等。 ②钻井液性能； ③水力参数设计； （5）固井工程： ①固井要求； ②套管柱强度设计； ③水泥浆性能参数设计； ④流变学注水泥浆设计； （6）油气井压力检测； （7）环境保护要求 （8）成本及材料预算； （9）技术经济指标及时效分析。 二、钻井设计的基本原则

顶驱钻井技术

顶部驱动钻井系统 顶部驱动钻井系统的功能和类型 顶部驱动钻井系统的结构及工作原理 顶部驱动钻井系统的特点

一、功能 最早的顶部驱动装置是“动力水龙头”，即：在水龙头上设置动力装置置动力装置，，驱动水龙头的中心管旋转驱动水龙头的中心管旋转，，中心管下部直接接钻杆。这样这样，，在钻井过程中在钻井过程中，，可以省去转盘可以省去转盘。。 现在的顶部驱动钻井系统现在的顶部驱动钻井系统，，无论在功能上无论在功能上，，还是在结构上，都发展得日益完善都发展得日益完善。。它的主要功能有它的主要功能有：： 1、旋转钻进旋转钻进；； 2、循环钻井液循环钻井液；； 3、起吊钻具起吊钻具；； 4、上卸钻柱上卸钻柱。。 顶部驱动钻井系统的功能和类型

二、类型 顶部驱动钻井系统是在80年代末，由美国、法国、挪威相继研制而成。基本类型有三大类： 1、全液压驱动（如Maritime Hydraulics 公司的产品）驱动主轴旋转的动力源是液压能。由两台轴向柱塞马达经齿轮减速箱带动主轴旋转。 2、直流电驱动（如美国Varco公司的产品） 驱动主轴旋转的动力源是直流电。由直流电动机经齿轮减速箱带动主轴旋转。直流电源是来自电动钻机的AC —SCR 系统。 3、交流电驱动（如挪威的DDM型） 驱动主轴旋转的动力源是交流电。由交流电动机经齿轮减速箱带动主轴旋转。调速则利用AC/AC变频技术。 三种类型三种类型，，都把无级调速特性作为基本要求都把无级调速特性作为基本要求。。

与常规旋转钻井方式不同与常规旋转钻井方式不同，，采用顶驱装置钻进一次可 接入和钻进一个立根，上卸扣时间减少了三分之二；在起钻遇阻遇卡时可以迅速接上钻具钻遇阻遇卡时可以迅速接上钻具，，一边旋转一边循环，进行倒划眼行倒划眼，，可以大大减少卡钻事故可以大大减少卡钻事故。。 DQ40BC DQ70BSC DQ90BSC

中国石油工程设计大赛方案设计类作品

团队编号：16105004 中国石油工程设计大赛 方案设计类作品 比赛类别 油气田开发工程单项组 完成日期2016年4月14日 中国石油工程设计大赛组织委员会制

作品简介 作品简介 本设计方案是在调研与学习相关的国家、行业以及企业标准、《油气油气集输工程》、《Safety Regulations for FPSU》等以及石油工程领域最新文献资料的基础上，参照《海洋石油工程设计指南》中的相关要求，针对目标区块设计工程方案进行的综合性优化与设计。 本设计方案研究目标区块为一具有复杂断层的半背斜断块油气藏。根据大赛给出的基础数据以及查阅相关规范，设计了多套方案，后通过方案的可行性和经济性比选，最终选择了一种海底井网部署方案进行详细设计。 在方案设计中，用 AutoCAD软件对井网进行综合部署；用Microsoft Visual Studio2013软件对海底汇管位置进行最优计算以及产出的石油和天然气的基本物性参数进行了计算；用PIPEASE软件和Excel软件对整套海底油气田设计方案中管道系统进行了管网仿真，包括管道在不同管径、壁厚、海管埋地深度、保温层的压力变化和温度变化进行了综合模拟，最后优选出一套最佳方案。 此外，综合考虑基础设计数据，选取FPSO作为海洋油气田的主要集输处理中心，并对FPSO进行了初步设计，对处理站的流程进行了设计，分别进行了分离器、压缩机组、脱酸装置、脱水装置的设计计算，选出适合方案设计的设备。 本设计还对整个油气田的自控系统、电力工程、通信工程、给排水及消防、供热和暖通、生产维修工程、安全、节能节水及海洋环境保护等方面进行了详细的描述，完成了一套完整的油气田开发设计方案。