自升式鉆井平臺散料系統(tǒng)生產(chǎn)設(shè)計淺析

工作所需要的壓縮空氣并配有2個容積為3.4m3的起動/雜用空氣瓶用來存儲壓縮空氣，平臺壓縮空氣的用途主要是提供主機起動、日常雜用、儀表控制以及散料輸送所需的空氣。平臺上配有空氣干燥器用來除去空氣中的水分，含水的助吹空氣容易造成散料的結(jié)塊，影響散料輸送的效果。散料系統(tǒng)吹灰空氣的壓力為4.5bar，因此平臺上設(shè)有一個壓縮空氣減壓閥站，經(jīng)過減壓閥站的壓縮空氣便經(jīng)過助吹管線來提供散料輸送所需的動力。通常自升式鉆井平臺設(shè)有一根3"的空氣助吹總管，空氣助吹總管伴隨散料輸送管路布置，在適當(dāng)?shù)奈恢瞄_2"空氣助吹支管到散料輸送管路。1.2.3散料輸送系統(tǒng)的控制系統(tǒng)自升式鉆井平臺散料輸送系統(tǒng)選用的閥門均為電、氣雙作用遙控閥門，平臺上設(shè)有遙控閥控制箱來控制閥門的開關(guān)，實現(xiàn)對散料輸送方向的控制，另外，散料罐、緩沖罐等設(shè)備安裝有稱重單元、壓力傳感器等監(jiān)視儀表來測量散料罐的重量、壓力等。鉆井平臺的散裝材料存儲及輸送系統(tǒng)隸屬于鉆井平臺泥漿控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)需實現(xiàn)以下控制或監(jiān)視功能：罐間批量輸送、罐內(nèi)定量補給、散料輸送率調(diào)節(jié)、清空除塵器、管路清掃、高位報警、重量監(jiān)視、罐內(nèi)壓力監(jiān)視、閥位監(jiān)視、升沉及傾斜補償、重量與體積換算以及系統(tǒng)故障報警。2自升式鉆井平臺散料系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究2.1散料罐的選擇和布置在散料罐的選用時，首先要根據(jù)鉆井平臺散料總存儲量及散料罐的數(shù)量來確定單個散料罐的存儲容量，然后根據(jù)散料間的層高和房間面積確定散料罐的罐體直徑和高度。在散料罐的外形尺寸確定后，再根據(jù)平臺的總體布置來確定散料罐上各種接口及儀表的位置。自升式鉆井平臺的散料罐的罐體由筒體、橢圓形上封頭、錐形段和下部平板封頭組成，錐形段的角度需要根據(jù)物料特性和吹灰性能來合理設(shè)置。散料罐通常設(shè)有三條支撐腿，每條支撐腿下方設(shè)有稱重單元，以用來監(jiān)測散料罐內(nèi)散料數(shù)量。散料罐上通常設(shè)有5"進(jìn)料口、5"出料口、6"透氣孔、3"吹灰空氣進(jìn)口、2"安全閥釋放等接口。另外，罐體上設(shè)有人孔和爬梯，罐頂設(shè)置有壓力表、壓力變送器、料位開關(guān)等儀器儀表，這些接口與儀表的位置及形式通常需要船廠設(shè)計人員根據(jù)平臺的總體布置來確定，然后廠家根據(jù)船廠的要求進(jìn)行生產(chǎn)。船廠設(shè)計人員在確定散料罐各接口和儀表的位置時，首先要確定散料罐進(jìn)、出料口的位置，因為散料進(jìn)、出料口管線需要采用5倍彎彎頭，對于管線布置要求較高，通常散料進(jìn)、出管線決定了整個散料系統(tǒng)的走向。根據(jù)整個平臺的總體布置，合理規(guī)劃散料輸送管路的走向，確定了散料罐進(jìn)料口和出料口的位置后，再調(diào)整儀表、人孔、爬梯、支撐腿的位置。人孔、爬梯的位置應(yīng)放置在人便于到達(dá)的位置，儀器儀表的位置放在爬梯附近，以便于觀察。另外，在定制散料罐時，要盡量保持規(guī)格統(tǒng)一，散料罐在平臺上盡量考慮對稱布置，以利于平臺調(diào)平壓載。散料罐盡量靠近緩沖罐布置，以減少管線長度，降低管線輸送沿程壓力損失，提高散料系統(tǒng)的輸送效率。2.2散料管路的布置要點由于氣力輸送方式不同于傳統(tǒng)的液態(tài)流體輸送，它對管路的布置也有著特殊的要求，管路布置的成功與否對散料輸送的速率有著很大的影響。通常散料輸送管路有以下要求：(1)管路彎管要求：管路在彎管中的壓力損失與(d/r)3.5*(9/90)0.5呈正比關(guān)系，其中d為管路內(nèi)徑，r為彎管半徑，9為彎管角度?？梢娫诠苈穬?nèi)徑一定的情況下，通過加大彎頭彎曲半徑或減小彎曲角度可以降低壓力損失。為了散料輸送效率，散料輸送管路的彎頭彎曲半徑應(yīng)至少為5倍的管路直徑，并盡可能的減少90°彎管的使用，盡量使用45°或30°彎管替代；；（2）因經(jīng)過干燥器后的空氣仍會含有少量水分，在管路出現(xiàn)溫差時，水分容易凝結(jié)出來，從而使散料結(jié)塊而堵塞管路。因而散料輸送管路應(yīng)盡量避免穿過液艙，以減少管路產(chǎn)生溫差的機會。（3）針對散料在管道輸送中可能產(chǎn)生的結(jié)垢堵塞管路的情況，在布置散料輸送管路時要盡量將管路布置在人便于接近的地方，并且管路的連接要方便拆卸，不能布置成死管。公司建造的自升式鉆井平臺散料輸送管路均采用了VictaulicS75/77撓性接頭，一方面可以方便管路的拆卸，另一方面具有減震和減輕噪音的效果。（4）散料輸送管路開支管時不能使用普通的正三通，而需要使用特殊的斜三通，對于介質(zhì)雙向流動的管路，需要采用一種Y型三通的形式，圖2是散料系統(tǒng)用到的45°斜三通和Y型正三通。（5）散料輸送管路需要合理的布置空氣助吹管口，在直管中兩個空氣助吹口間距不宜超過15m，在彎頭密集處和上行管路中，要適當(dāng)增加空氣助吹關(guān)口的數(shù)量。另外在散料雙向流動的管路，要注意增加正反向助吹管口。3結(jié)束語自升式鉆井平臺散料輸送系統(tǒng)是保證平臺正常鉆井作業(yè)的重要系統(tǒng)，也是管路布置中較難的一個系統(tǒng)。散料輸送管路布置的成功與否直接關(guān)系到整個散料輸送系統(tǒng)的輸送效率，在進(jìn)行散料輸送管路設(shè)計過程中，一定要合理排布散料罐接口位置，對散料輸送管線進(jìn)行優(yōu)先布置，統(tǒng)籌策劃，保證散料輸送系統(tǒng)可靠，管路排布合理。參考文獻(xiàn)：[1]楊夢婕鉆井平臺散裝材料存儲及輸送系統(tǒng)[J].船舶，2013，24（04）:44-48.[2]寧俊，佟國志，石銀輝?深水鉆井船散料輸送系統(tǒng)的設(shè)計[J].船舶工程，2014，36（