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  ‐ 1 ‐ 1、压载系统 它的作用就是使平台能够相对自由的吃水，保持在深海中的稳性。简单地来说，就是用泵把船舷外的海水抽到平台里面专门存海水的舱（压载舱）里面去，而且反向也能够把海水从舱里抽出来排到海里去。这个系统的大致的原理就是这样的。 压载系统包含： 1，海底门， seachest ，一个专用的从舷外抽水的地方（钢结构的哦），在平台的昀低层。 2，压载泵，ballast pump , 离心泵，至少要两台。 3，管路和附件，piping and fittings。 4，压载舱 ballast tank 装海水的舱室，现在的船舶设计中都会把压载舱放在平台的昀外面，并且分成一个一个独立的小舱。即使一旦有以外发生的话，就算一个舱破了的话，海水涌进来淹掉了，也不至于所有的舱都进水。泰坦尼克号我记得似乎是6个舱同时进水，整条船也不会沉没。一样的道理。 以下就是它的简略的原理图：  怎么来选择压载泵的排量和压头呢？ 首先我们得确定我们的压载舱总的容积有多大。然后根据要求，我们得确定在多少时间内能够把这些压载舱充满海水。 很显然 排量X时间=容积，所以排量=容积/时间 通常来说，我们生活在大气压中，初中我们就知道一个大气压可以支持760mm得汞柱，当然换算成水的话，大概有10米的水柱。 我们的压载舱的高度，就能够决定我们压载泵的压头，如果压头是5bar，也就是说可以支持50m的水柱，泵可以把水送到50米高的地方。注：一个大气压就是1bar 。 这样我们很容易地确定了泵的参数了， 管路呢？ 管路的尺寸，可以由它里面的海水的流速来确定。 泵排量=管的横截面级X流速,海水在管路中的流水不能太高，海水本身具有腐蚀性，流速高的话很容易造成管路的腐蚀。为了避免海水管的腐蚀，玻璃钢管广泛应用在压载系统中。 ‐ 2 ‐  2、消防系统 和陆地上一样，平台上也会着火，一旦失火，不管是对于船舶，还是钻井平台都是一件很严重 的事故。它可以直接导致平台的沉没。所以消防系统是平台上面一个关于安全方面的系统。Fire fighting system.各大船级社对消防系统都有比较明确的规定。 首先来谈谈它的组成，包含： 1，消防泵，其实也是大排量的离心泵，至少两台。 2，管路和附件，这个就不说了。 3，保压泵，jockey pump， 为什么要有这样一个泵？大家都知道的，就算是在陆地上，你可以看看你办公大楼上的一些消防栓，它们平常是不用的。除非 是在失火的情况下才用。那么现在产生了一个问题，一旦失火的时候，我们的消防栓的水龙头里面必须立刻有水出来。这就意 味着在消防栓里面要保持一定的压力。但是我们知道液体的可压缩性微乎其微，同时系统又是一个封 闭的系统。所以这里就用到了一个小排量的保压泵。它的作用就是在平时的状态下保持系统中有一定 的压力。可能有人会问，为什么不直接用大排量的消防泵。呵呵， 那就有点大马拉小车了，泵可能启动不到一 秒，就会在管路压力监测控制系统的作用下停下来。 4，消防压力柜，Hydrophore tank ，有些系统设计里面可能没有，它就是一个小瓶子，里面装一半液体 ，当然是海水咯，一半是压缩空气。这样的一个瓶子就象喝了一半的雪碧瓶子一样，加入在瓶子的下 面开一个洞的话，水自然会自动排出来。瓶子里的压力其实就是由里面的压缩空气决定的。很显然，保压泵就是往消防压力柜补水的， 5，应急消防泵 ，很多情况下不是电动泵，而是柴油动力的。 6，消防栓以及水龙带。 hydrant and hose . 又叫fire station。显然这些消防栓象大树的树枝连着树干一样连着消防总管，阀门一打开，水就可以留出来了。水龙带，一般人很清楚，白色的卷在一起的软管，它的一段是喷枪，一段是和消防栓相连的接头。在平台上它们至少是有10米长的哦。 7，国际通岸接头 international shore connection 平台可以在靠港时候接岸上的消防水。下面是它的一个简单的原理图：红色的部分就是保压泵和压力柜。 对于消防系统各船级社有明确的规定，在任何一个消防栓中至少要有3.5bar的压力。在直升机平台上要保证7bar的压力。所以消防泵的压头H=3.5 + 昀高的消防栓距离压载水线的距离delta H + 7 （bar） ‐ 3 ‐ 至于排量，该如何计算？ ABS规范中，是这样描述的，消防泵的总排量不小于舱底水泵总排量的4/3，也就是Q=4*Q1/3 When Q = total fire water pump capacity Q1 = total Bilge pump calculated capacity 舱底水泵的排量计算在各规范中有规定，以后谈。  3、舱底水系统 呵呵，为什么需要这个系统？如果问这个问题的话，我们看看自己的家里，看看自己家里的厨房和卫生间的地板。你会发现在它们上面会开有几个泄水口。它们的作用就是为了排出地面上的积水。  平台和普通的家庭住房有点不同，在机械处所的泄水可能会含有油的污水。在生活处所的泄水和普通家庭倒有些相似的地方。这个以后会谈到。  通过上面的阐述，我们对舱底水有了一个大致的印象。  现在定义这个系统的作用，舱底水系统 bilge system 就是为了排出各个舱室的含油污水，把这些污水收集在一个独立舱室中，然后通过处理后，使得污水里面的含油量极少后，然后排到大海里面去，或者排放到平台的服务船上去。以此来避免海洋环境的污染。或者说是减少对海洋的污染。  这个系统包含：  1，泄水口， scupper ，和我们家里面地板上的差不多。  2，污水井， bilge well ，是一个在甲板下面小盒子，别忘了它也是钢做的哦，容积很小，0.5m3左右。不是每个舱室都有污水井，通常在机舱 engine room ，泵舱 pump room ，推进器舱 thruster room 这些重要的，昀容易产生污水的地方才有。污水井里面会有泥箱 mud box 相当一个过滤器啦，因为污水里面可能含油泥。还有一个自闭阀self‐closing valve。为了是使各个舱能够分隔开来。  3，舱底水泵，bilge pump ，作用是通过管路把污水井里面的污水抽到一个专门存放污水的舱室 bilge holding tank，或者在紧急的情况下直接排放到海里去（比如舱破了，进海水了）。 4，舱底水存储舱， bilge holding tank。  5，油水分离器， bilge water separator 也叫oily water separator 。它就是处理含有污水的设备，通过重力，或者吸附，或者过滤或者离心力等物理或者化学的方式净化污水，使得它里面的含油量小于15ppm，才能直接排到海里去。否则不能排放，或者重新回到舱底水存储舱等待再一次处理。 这是国际海事组织，marpol公约里的要求哦。（防止海洋污染的公约）  6，舱底水驳运泵 bilge transfer pump，如果舱底水存储舱里面的含油污水的含油量很高的话，或者说几乎全部是油的话，通过这个泵直接抽到废油舱waster oil and sludge tank 里面去。  7，管路和附件，这个有点讲究。管路的直径在各个船级社有要求的，至少2，也就是DN50 。为的是尽快的排出积水。 然后这个系统的管子还不是水平的，是有一定斜度的，为的是能够通过重力就能使污水排出。斜度 slope 一般是1：50 。舱底水系统是平台上的一个关系安全的关键系统。因为一旦发生碰撞，加入一个舱进水的话，我们希望能够很快把水排出去，争取时间可以堵漏。所以这个系统的管路的管子厚度要厚一个等级，sch80 或者xs。呵呵，估计有点专业了，这个是美国材料协会和美国石油协会把管子能够承受的压力通过换算得出来值（显然和管子厚度有关了）分出来的等级。自然是等级越高，管子越厚。  下面是这个系统的原理图：   在聊聊舱底水泵：至少要2台  它们是离心泵，它的排量在船级社中有明确的规定,  ‐ 4 ‐ 请看abs的规定：   呵呵，至于压头，很容易解决，和泵的位置和舱底水存储舱的位置有关。自己想~……  不好意思，在上篇的阐述中关于舱底水泵的类型有点出入， bilge pump 需要有一定的自吸能力, 不一定是离心泵，还可以是螺杆泵，气