[发明专利]DP3超深水钻井设备配电系统

说明书

技术领域

本发明涉及IPC分类H02J供电或配电的电路装置或系统技术，尤其是DP3超深水钻井设备配电系统。

背景技术

在未来全球油气开发中，油气增量主要来自深水特别是超深水海域。专业机构预测，2014-2030年，全球超深水油气产量年复合增长率将高达20％。近五年来，新建平台有85％是超深水钻井平台。海洋石油深海探索促进海洋工程技术得到飞速的发展与提高，人们对钻井设备的钻探深度和对钻井设备的供电，操作，安全及可靠性提出更高的要求和期望。

已有最先进的钻井平台是第七代超深水钻井平台，其钻井设备采用双塔钻井，最大工作水深为12000英尺合3658米，钻井深度为50000英尺合15250米，采用NOV即挪威国民油井公司液压双钻塔设计，双顶驱载荷达1250吨。海洋石油981及其在建姊妹船海洋石油982，其钻井设备采用单塔钻井，最大工作水深为3000米，钻井深度为12000米，采用MH(ARKER)钻井包设备。

目前，世界各国普遍采用的钻井方法是旋转钻井法。即利用钻头旋转破碎岩石，形成井身,利用钻杆将钻头送到井底,利用大钩、游车、天车、绞车起下钻杆柱；利用转盘或顶部驱动装置带动钻头、钻杆旋转；利用钻井泵输送高压钻井液，带出井底岩屑。现代钻井是一套大型的综合型机组，整套钻机是由动力与传动系统、工作系统、控制系统、辅助系统等若干系统和相应的设备所组成。该系统主要由以下子系统组成：

1)旋转系统：由转盘、水龙头、钻杆及钻头组成；

2)循环系统：由钻井泵、地面高压管汇、钻井液净化设备和钻，井液调配装置或固控设备等；

3)起升系统：由钻井绞车、辅助刹车、游动系统(钢丝绳、天车、滑车)、大钩和井架组成；

4)动力驱动系统；

5)传动系统；

6)控制系统和检测显示仪表；

7)钻机底座；

8)辅助设备。

在如此重要而众多的系统设备需要精确配置配电系统以支持正常工作。

DP3是dynamic positioning，即动态定位。因为这种工程船一般是远离岸的作业船，所以为了一旦要拖去厂里维修，成本是非常高的。为了减少这种可能，就出现了DP2和DP3，DP2是基本所有的系统都有两套，包括管系，但是驾驶室只有一套。但是DP3更进一步，不仅所有系统都是双套的，就连驾驶室都是双套的，两套驾驶室都在bridge deck，分别在两端，中间用A60分隔，任何一套系统或者设备，甚至是engine room，control room烧掉，照样还能正常在海上作业，而不仅仅是生存。

IMO船级标记以及ABS美国船级社对于DP动力定位的附加标志对比：

尤其是对于许多深水钻井海上作业船来说，动力定位系统已成为必不可少的支持系统。钻井船在海上进行钻井工作，因此它对于动力定位的要求非常高，任何在海上的风浪、潮涌，都将使船舶失去原有的位置，最终导致作业失败，因此其通过GPS卫星信号、海底声呐系统以及电罗经实施对船舶位置以及艏向的一个反馈，以及风速传感器测量数据对整个船舶的受风面积计算、船舶附近一定范围内的浪和涌的测量，而后通过控制器对推进器操控，自动计算出横向以及纵向所需要的力矩，从而实施船舶的一个位置修复，以保证作业的正常实施。船舶位置以及艏向的失去对于工程船来说影响是非常大的：对于钻井船来说，如果是作业中的情况，整个钻杆将被扭断，其危害是相当大的。可见一个高效、稳定的控制系统对于钻井船的重要性。整个网络系统的安全性以及可靠性对钻井船来说是至关重要的，任何的小的故障最终将会导致无法估量的损失，因此对于DP3标志的船舶，冗余度的提高从各个方面也保证了船舶高效稳定地作业。