一种平台型月池和具有平台型月池的钻探船的制作方法

本发明涉及一种平台型月池和具有平台型月池的钻探船，属于钻探船技术领域。

背景技术：

随着油气资源勘探开发走向深水、超深水海域，海洋油气资源开发装置也通过不断发展和更新换代，满足不断提升的作业要求。目前深海油气资源开发钻井装备已经发展到了第七代，并且呈现出大型化的趋势，如采用了更大的主尺度、更大的月池尺寸、功能更齐全的设备、双井架系统等，但是其船舶造价与运营成本也随之增加。由于受美国页岩气革命的影响，当前以及在将来相当长的一段时间内，油价预计还将在低位徘徊，大型化的海洋钻井装备也将由此继续承受成本压力。因此，此前一直在海洋油气资源开发装置市场中占有一席之地的紧凑型钻井装备因为其较低的建造成本和运营成本，又重新受到了青睐。

对于紧凑型钻井装备而言，尤其是对于紧凑型钻探船，采用了较小的主尺度、吨位、更小的月池尺寸，并尽可能实现较高的技术指标、更优的效率、更合理的运营成本。但与第七代钻井装备采用了双井架双管线作业模式相比，紧凑型钻井装备受船舶主尺度和月池尺度限制，往往难以实现双管线作业。紧凑型钻井装备的钻井技术指标与功能天然的弱于大型化的第七代钻探装备。如果在紧凑型钻井装备上实现双管线作业，则至少需要设计较大的月池开口，同时对船舶的稳性、阻力性能等产生较大影响。

月池作为钻探船的一个特殊结构，直接与外界海水相连，在钻探船航行时，月池内水体晃动造成的阻力增加，可能会高达50％，航行时势必会增加能量的损耗，进而提高运营成本，且月池尺度越大，对船舶航行阻力增加则越多。此外，钻探船采用更小的主尺度方案，意味着对钻探船稳性要求更高，布置上应尽量使得钻探船重心更低，以确保钻探船的稳性可以满足安全要求。

因此，针对紧凑型钻探船既要保证钻井技术指标、实现在主井口和辅井口双管线作业情况下，又要降低船舶主尺度和运营成本的矛盾，需要开发出简单实用、满足钻井作业要求且能降低钻探船阻力的月池方案。该方案是解决上述矛盾的一个重要手段，也是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的是为解决紧凑型钻探船如何设计月池以实现双管线作业，并满足船体稳定性的要求，同时降低钻探船阻力的技术问题。

为达到解决上述问题的目的，本发明所采取的技术方案是提供一种平台型月池，包括矩形月池和月池内平台；船体中设有从船体底板开始一直向上贯通至主甲板的矩形月池；矩形月池的长度方向与船体的长度方向平行；矩形月池内部靠近船首端或者船尾端的左右舷月池舱壁上各设有一月池内平台；两个月池内平台之间设有贯通至船底的作业空间。

优选地，所述月池内平台设于船首端或者船尾端的同一端。

优选地，所述月池内平台的底部设为与船体底板平齐，月池内平台的顶部设为高于船体作业水线，同时低于船体主甲板。

优选地，所述月池内平台的长度设为所述矩形月池长度的10％-60％。

优选地，所述月池内平台的宽度设为所述矩形月池宽度的10％-40％。

优选地，所述作业空间设有向下贯通至船底与海水直接相连的开口，作业空间设有向上延伸至主甲板的无遮挡的开口。

优选地，所述矩形月池底部设有用于扩大钻井管线的允许最大偏转角的喇叭形开口。

优选地，所述矩形月池底部与矩形月池左右舷的月池舱壁之间设有向下逐渐增大的喇叭形开口；喇叭形开口于矩形月池的横截面上的投影设为一虚拟的梯形，所述梯形的高度从矩形月池底部向上设为1.4米-6.0米；所述梯形的上下端长度之间的差值与梯形的高度比值设为1:3-2:1。

优选地，所述两个月池内平台之间设有可供人员在左右舷的两个月池内平台之间通行的连接平台；所述连接平台的高度与两个月池内平台的高度一致。

本发明还提供具有上述平台型月池的钻探船。

相比现有技术，本发明具有如下有益效果：

本发明在紧凑型钻探船中实现了主井口管线作业和辅井口管线作业同时进行的要求，同时改善了紧凑型钻探船稳定性、阻力性能等问题，提供了一种平台型月池和具有该月池的钻探船的设计方案，其可以提供主井口管线作业以外的其他管线作业空间，形成另外的泥浆闭式循环通道，还可以减小月池内水体晃动幅度和钻探船航行阻力，降低钻台高度进而改善钻探船稳定性。

本发明通过在现有传统矩形月池方案的基础上，在月池左右舷分别设置平台，形成一种新的平台型月池方案，可使紧凑型钻探船实现在主井口管线以外的辅井口管线作业，扩展了紧凑型钻探船的钻井功能，同时可改善了钻探船的稳性性能与航行阻力性能，有利于降低船舶尺度和运营成本。

附图说明

图1是本发明一种平台型月池的俯视结构示意图；

图2是本发明图1中沿着船长方向的a-a剖面的剖视图；

图3是本发明展示了防喷器从船舶左舷主甲板储存位置移动至钻台下方的作业过程中的结构示意图；

图4是本发明展示了隔水管钻井作业过程中结构示意图；

图5是本发明展示了无隔水管泥浆闭式循环双管线钻井作业时就位的各设备相对位置关系的结构示意图；

图6展示了无月池船舶、应用常规矩形月池的船舶和应用本发明月池的船舶在航行中相对有效功率(阻力)随航速变化的变化曲线图。图中x轴数值表示航速(海里/小时),y轴数值表示有效功率。

具体实施方式

为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下：

如图1-6所示，本发明提供一种平台型月池，包括矩形月池和月池内平台；船体中设有从船体底板开始一直向上贯通至主甲板的矩形月池；矩形月池的长度方向与船体的长度方向平行；矩形月池内部靠近船首端或者船尾端的左右舷月池舱壁上各设有一月池内平台；两个月池内平台之间设有贯通至船底的作业空间。月池内平台设于船首端或者船尾端的同一端。月池内平台的底部设为与船体底板平齐，月池内平台的顶部设为高于船体作业水线，同时低于船体主甲板。月池内平台的长度设为矩形月池长度的10％-60％。月池内平台的宽度设为矩形月池宽度的10％-40％。月池内平台之间的作业空间设有向下贯通至船底与海水直接相连的开口，作业空间设有向上延伸至主甲板的无遮挡的开口。矩形月池底部设有用于扩大钻井管线的允许最大偏转角的喇叭形开口。矩形月池底部与矩形月池左右舷的月池舱壁之间形成向下逐渐增大的喇叭形开口；喇叭形开口于矩形月池的横截面上的投影为一虚拟的梯形，该梯形的高度从矩形月池底部向上为1.4米-6.0米；梯形的上下端长度之间的差值与梯形的高度比值为1:3-2:1。两个月池内平台之间设置有可供人员在左右舷的两个月池内平台之间通行的连接平台；连接平台的高度与两个月池内平台的高度一致。

本发明提供具有一种平台型月池的钻探船的技术方案。

实施例

下面通过附图1-6中的具体实施案例对本发明进行详细和具体的介绍，以使更好的理解本发明，但是下述实施案例并不限制本发明范围。

图1是根据本发明实施的月池方案的俯视图，图2是在图1中沿着船长方向进行a-a剖面看到的剖视图。

参考图1和图2，在钻探船1中设置一个矩形月池2，矩形月池2的长度方向为沿钻探船1的船长方向，长度为l1；宽度方向为沿钻探船1的船宽方向，宽度为w1，居中布置；矩形月池2高度为从船底板7一直向上延伸至主甲板6，形成贯通的空间。

图1的矩形月池2中，在靠近船首或船尾的一侧各设置两个月池内平台3和4，平台3和4的最大长度为l2，最大宽度为w2。平台3和4的最大长度l2应为矩形月池2长度l1的10％到60％，最大宽度w2应为矩形月池w1的10％到40％。

平台3和平台4可设置为左右舷对称，也可设置为左右舷不对称，应当理解的是平台的形状仅用于示例，可使用各种形状，但其最大长度和最大宽度均不应超过上述最大长度为l2和最大宽度为w2。平台3和4高度h1为从船底板7至水线以上、主甲板以下范围。

平台3和4之间形成了一个贯通船底至主甲板的作业空间11，该作业空间为辅井口9的作业空间，可供泥浆返回管线通过，向下延伸至海底，向上延伸至连接泥浆处理系统，进而形成独立于主井口管线的从海底到钻探船的泥浆闭式循环通道。矩形月池2中扣除作业空间11的其余区域为作业空间10，该空间为主井口8的作业空间。

作业空间10和作业空间11之间不设任何分割，水体可从作业空间10自由进入至作业空间11，主井口8上悬挂的钻井管柱可通过台车平移至辅井口9继续悬挂，平移后辅井口9可进行泥浆闭式循环操作，主井口8可同时进行钻进操作，可实现无隔水管泥浆闭式循环，提高作业效率。

在左舷平台3与右舷平台4之间设置连接平台5，平台5高度与平台3和平台4平齐，人员可在3个平台之间相互通行。

参考图3，图3展示了防喷器从船舶左舷主甲板储存位置移动至钻台下方的作业过程。在钻探船航行状态和作业开始前的状态时，防喷器13储存在左舷主甲板储存区域12，开始作业后，通过防喷器吊运装置横向移动至月池凹坑14和平台3、4正上方，下放至月池台车15后，防喷器13在月池台车15就位后高度可低于钻台16下平面高度。月池台车15可沿着设置于主甲板上的轨道17，在船体长度方向进行移动，将防喷器13运送至钻台16下方的井口处。因此，在钻台16设计过程中可有效降低钻台高度，从而降低钻探船的重心高度，有利于船舶稳性。

参考图4，在传统隔水管钻井作业过程中，钻探船在波浪运动下可能产生一定程度的横摇，隔水管19会发生相对船体的偏转角20。为避免隔水管19与船体发生碰撞，通常需要限制钻探船的横摇幅值。偏转角越大，钻探船的环境适应能力越强，作业窗口期越长。本发明在矩形月池2两侧底部位置设置左右对称的高度为h2宽度为w4的喇叭口18，喇叭口18高度h2的范围根据隔水管19偏转范围要求确定，通常为距离船底板7向上延伸至1.4米至6.0米范围。喇叭口18宽度与高度的梯度w4/h2范围为1:6-1:1。

在月池壁底部设置喇叭口18，可在不增加月池水线面面积和月池尺寸的前提下，扩大隔水管19的允许偏转角范围和允许船体横摇角范围，提升钻探船的作业窗口期。

参考图5，展示了无隔水管泥浆闭式循环双管线钻井作业时就位的各设备相对位置关系。泥浆返回管线21在主井口8上方位置安装连接后，通过月池台车15沿船体长度方向向后平移至辅井口9上方悬挂，并连接至泥浆处理模块22。主井口8可形成新的作业空间，供钻柱23等管线继续钻进作业。在主井口8海底附近设置海底吸入模块，可将海底井筒中的泥浆收集集中，并通过管线与海底泵25相连，通过海底泵25将泥浆向上输送至泥浆处理模块22，最终形成无隔水管泥浆闭式循环作业流程。

参考图6，展示了无月池船舶、应用常规矩形月池的船型和应用本发明月池的船舶相对有效功率(阻力)，所述船舶除月池方案不一致外，其余参数完全一致。以无月池船舶5海里/小时的有效功率(阻力)为基准，列出了不同船舶的有效功率(阻力)百分比。

图6中展示了设月池的船舶阻力比不设月池的船舶阻力更大，月池会给航行船舶带来阻力增加，航速越高阻力增加的幅度越大。与采用传统矩形月池船舶相比，应用本发明的月池船舶，月池水线面面积与传统矩形月池基本相同，在大于11海里/小时航速情况下，有效功率(阻力)更小。即应用本发明月池的船舶，在航速较高的情况可有效改善船舶的航行阻力，且随着航速的增加，改善效果更为明显。当航速达到14海里/小时后，阻力改善效果可达到15％，即在航行中可减少15％的功率输出，达到节能减排的目的。

本发明针对现有紧凑型钻探船受主尺度、月池尺度和运营成本等因素影响，在双管线作业能力、稳性性能、阻力性能等方面存在一定限制，传统矩形月池方案难以同时满足上述三个性能要求。针对上述问题，本发明提供了一种平台型月池方案，以较小的月池尺度和水线面面积实现双管线作业，并可有效改善阻力性能，并且便于防喷器的下放和就位，降低钻台高度，改善船舶稳性性能。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明任何形式上和实质上的限制，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的前提下，还将可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。凡熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，当可利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对上述实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变，均仍属于本发明的技术方案的范围内。

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