GB/T 37159.1-2018 石油天然气钻采设备 海洋石油自升式钻井平台 第1部分：功能配置和设计要求

ICS75.180.10_____

E5

中华人民共和国国家标准

GB/T37159.1—2018

石油天然气钻采设备

海洋石油自升式钻井平台

第1部分功能配置和设计要求

Petroleumdrillingandproductionequipment—Offshoreself-elevating

drillingunit—Part1:Functionalconfigurationanddesignrequirements

2018-12-28发布2019-07-01实施

发布

GB/T37159.1—2018

目次

前言in

i范围1

2规范性引用文件1

3术语和定义、缩略语2

4功能配置3

4.1总体要求3

4.2结构配置3

4.3动力与电气系统4

4.4钻井系统4

4.5甲板及辅助机械装置9

4.6安全、救生和环保系统11

4.7生活设施11

4.8管路系统12

4.9电缆系统12

4.10平台配置方案12

5设计要求13

5.1总则13

5.2主体结构13

5.3动力与电气系统15

5.4钻井系统17

5.5甲板及辅助机械装置18

5.6安全、救生和环保系统21

5.7生活设施22

5.8管路系统24

5.9电缆系统25

5.10设计方案26

附录A（资料性附录）电缆规格及适用标准27

T

GB/T37159.1—2018

■>r■—>—

刖弓

GB/T37159《石油天然气钻采设备海洋石油自升式钻井平台》分为三个部分

——第1部分:功能配置和设计要求；

——第2部分:建造安装与调试验收；

—第3部分:运营检验。

本部分为GB/T37159的第1部分。

本部分按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。

本部分由全国石油钻采设备和工具标准化技术委员会(SAC/TC96)提出并归口。

本部分起草单位中海油田服务股份有限公司、中国船级社、中国石油集团海洋丁程有限公司、中海

石油研究总院有限责任公司、宝鸡石油机械有限责任公司、中石化胜利石油丁程有限公司钻井丁艺研究

院、四川宏华石油设备有限公司。

本部分主要起草人:王冬石、李红涛、王建军、陈力生、宋林松、高畅、邓天丁、吴天明、刘圆、徐辉、

谷明、杨向前、王维旭、潘田佳、喻修其、马俊。

I

GB/T37159.1—2018

石油天然气钻采设备

海洋石油自升式钻井平台

第1部分功能配置和设计要求

1范围

GB/T37159的本部分规定了海洋石油自升式钻井平台（以下简称“平台”）功能配置和设计要求。

本部分适用于海洋石油自升式钻井平台的总体配置、装备选型、设计。

2规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文

件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB3836（所有部分）爆炸性环境

GB/T7061船用低压成套开关设备和控制设备

GB/T1404&2低压开关设备和控制设备第2部分:断路器

GB15599石油与石油设施雷电安全规范

GB/T17744石油天然气丁业钻井和修井设备

GB/T18859封闭式低压成套开关设备和控制设备在内部故障引起电弧情况下的试验导则

GB/T19190石油天然气丁业钻井和采油提升设备

GB/T20174石油天然气丁业钻井和采油设备钻通设备

GB/T21404内燃机发动机功率的确定和测量方法一般要求

GB/T22513石油天然气丁业钻井和采油设备井口装置和采油树

GB/T22715旋转交流电机定子成型线圈耐冲击电压水平

GB/T23505石油天然气丁业钻井和修井机

GB/T25428石油天然气丁业钻井和采油设备钻井和修井井架、底座

GB/T31049石油钻机顶部驱动钻井装置

GB/T32079自升式海洋平台齿条式桩腿锁紧装置

JB/T2391500kg〜10000kg乘驾式平衡重式叉车

SY/T5053.2钻井井口控制设备及分流设备控制系统规范

SY/T5170石油天然气丁业用钢丝绳

SY/T5323石油天然气丁业钻井和采油设备节流和压井设备

SY/T5532石油钻井和修井用绞车

SY/T5612石油钻井液固相控制设备规范

SY/T6622评价钻井液处理系统推荐作法

SY/T6666石油天然气丁业用钢丝绳的选用和维护的推荐作法

SY/T6667分流器系统设备及作业推荐作法

SY/T6727石油钻机液压盘式刹车

SY/T6868钻井作业用防喷设备系统

1

GB/T37159.1—2018

SY/T6962海洋钻井装置井控系统配置及安装要求

SY/T10003海上平台起重机规范

中华人民共和国海事局海上移动平台法定检验技术规则

中国船级社海上移动平台入级规范

中国船级社材料与焊接规范

中国船级社海上钻井装置检验指南

中国船级社船舶与海上设施起重设备规范

中国船级社海上拖航指南

ISO8528.9往复式内燃机驱动交流发电机组第9部分:机械振动的测量和评定Reciprocating

internalcombustionenginedrivenalternatingcurrentgeneratingsets—Part9:Measurementandeval­

uationofmechanicalvibrations)

ISO852&10往复式内燃机驱动交流发电机组第10部分由包络面法的空气噪声的测量(Re-

ciprocatinginternalcombustionenginedrivenalternatingcurrentgeneratingsets一Part10:Measure­

mentofairbornenoisebytheenvelopingsurfacemethod)

IEC60079易爆气体环境中的电气设备(Electricalapparatusforexplosivegasatmospheres)

IEC60331着火条件下电缆的试验(Testsforelectriccablesunderfireconditions)

IEC60332电缆在着火条件下的试验(Testsonelectriccablesunderfireconditions)

IEC60754-1电缆燃烧释出气体的试验(Testongasesevolvedduringcombustionofmaterials

fromcables)

IEC61034在给定条件下电缆燃烧烟度的测量(Measurementofsmokedensityofcablesburning

underdefinedconditions)

国际海事组织国际海上人命安全公约(Internationalconventionforthesafetyoflifeatsea；SO­

LAS)

国际海事组织国际防止船舶造成污染公约（Theinternationalconventionforthepreventionof

pollutionfromships；MARPOL）

国际海事组织海上移动式钻井平台构造和设备规则（Thecodefortheconstructionand

equipmentofmobileoffshoredrillingunits)

国际海事组织所有类型船舶专用海水压载舱和散货船双舷侧处所保护涂层性能标准(Seawater

ballasttanksinalltypesofshipsanddouble-sideskinspacesofbulkcarriers)

国际海事组织1969年国际船舶吨位丈量公约(Internationalconventionontonnagemeasure­

mentsofships，1969)

国际海事组织检验通道技术规定修正案］MSC.133(76)决议］(Amendmentstothetechnical

provisionsformeansofaccessforinspections)

国际海事组织国际救生设备规则(MSC4846)(Adoptionoftheinternationallife-savingappli­

ancecode)

国际海事组织1966年国际载重线公约1988年议定书修正案AmendmentstoannexBtothe

protocolof1988relatingtotheinternationalconventiononloadlines,1966)

国际劳工组织海事劳T公约(Maritimelabourconvention)

3术语和定义、缩略语

3.1术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

2

GB/T37159.1—2018

3.1.1

主体结构mainstructure

平台的主要组成部分，由船体、生活区、直升机甲板、桩腿及桩靴等构件组成。

3.1.2

主桁majortruss

连接桩腿围阱的结构，一般由底板、舷侧板、甲板、相应的内侧壁或水密舱壁以及连接并支撑这些舱

壁的桁材所组成。

3.1.3

危险区域hazardousarea

平台上由于可燃性气体坏境的存在，致使可能引起爆炸或火灾的区域。

3.2缩略语

下列缩略语适用于本文件。

CCS：中国船级社(ChinaClassificationSociety)

IMO:国际海事组织(InternationalMaritimeOrganization)

MCC：马达控制中心(MotorControlCenter)

MSA：中华人民共和国海事局(MaritimeSafetyAdministrationofthePeople'sRepublicofChi­

na)

UPS:不间断电源(UninterruptiblePowerSystem)

VFD：变频驱动装置(VariableFrequencyDrive)

4功能配置

4.1总体要求

4.1.1应满足目标作业海域的作业水深、环境条件、T程地质特性要求。

4.1.2平台配置应能达到设计条件的钻井、修井、完井等作业要求。

4.1.3应配备各种探测报警、安全保护、应急关断系统或装置，最大程度地降低灾难对人员伤害、设备

损坏及坏境破坏的风险。

4.1.4应配备技术先进、体积小、重量轻、效率高、可靠性好和能耗低的环保型设备和材料。

4.2结构配置

4.2.1环境条件

4.2.1.1环境参数包括风速、流速(表面流和底部流)、环境温度(水温、空气温度)、浪高及波浪周期等。

4.2.1.2应分别明确作业工况、自存工况、拖航工况下的环境参数。

4.2.1.3空气温度选择应满足日平均气温最低值,典型值可选择0°C、一10°C、一20°C。

4.2.1.4应根据目标作业海域的工程地质特性选择桩靴型式。

4.2.2作业水深范围

名义作业水深选取值通常为：60m(200ft).75m(250ft).90m(300ft).105m(350ft)、120m(400ft)、

135m(450ft)、150m(500ft)J65m(550ft)。

4.2.3床位数量

容纳床位数量宜不小于110个。

3

GB/T37159.1—2018

4.2.4直升机甲板

一般根据目标作业海域与陆地的距离确定直升机的型号，再根据直升机型号确定直升机甲板的尺

寸及承载力。

4.2.5作业能力

平台典型作业能力配套见表1。

表1平台典型作业能力配套

项目典型值

作业水深M75m(250ft)90m(300ft)05m(350ft)

作业可变载荷>2000t>2500tN3000t

悬臂梁横向覆盖范围±3.70m(12ft)±4.57m(15ft)±6.10m(20ft)

悬臂梁纵向覆盖范围12.19m(40ft)15.24m(50ft)22.86m(75ft)

名义钻井深度6000m7500m9000m

最大钩载4500kN6750kN9000kN

注名义钻井深度适用于使用127mm(5in)钻杆。

4.2.6设计寿命

设计寿命不应小于20年。

4.2.7自持力

自持力不应小于15d0

4.3动力与电气系统

4.3.1系统配置

4.3.1.1主要包括主发电机组、应急发电机组、配电板、MCC、变压器、VFD及通信系统等。

4.3.1.2应符合CCS《海上移动平台入级规范》的相关要求。

4.3.1.3装机总功率一般计算方法见式(1)：

P=2XPzjb+Pdq+0.5XPjch+Pfzh+Phy(1)

式中

P——平台装机总功率，单位为千瓦(kW)；

Pzjb——单台钻井泵额定输入功率，单位为千瓦(kW)；

Pdq—一顶部驱动装置额定输入功率，单位为千瓦(kW)；

Pjch——钻井绞车额定输入功率，单位为千瓦(kW)；

Pf’h一一必要辅助设备输入功率，单位为千瓦(kW)；

Phy——备用额定功率，单位为千瓦(kW)0

4.3.1.4主发电机组宜为4台〜6台，且单台机组功率不大于装机总功率的25%。

4.3.2主发电机组和应急发电机组

4.3.2.1基本型式及参数如下

4

GB/T37159.1—2018

a）主要型式中速四冲程涡轮增压，进气后冷，电控喷油或机械喷油柴油机;船用三相交流无刷励

磁发电机（永磁起励），空气自通风冷却；

b）旋转方向逆时针（面向飞轮端）；

c）额定电压：400V、480V、6OOV、69OV；

d）额定功率因数"0.7；

e）空载电压整定范围：95%〜105%额定电压；

f）防护及绝缘不低于IP23,绝缘不低于F级；

g）耐受电压能力应满足GB/T22715规定的耐冲击电压水平要求；

h）轴承型式滚动轴承，脂润滑。

4.322柴油机应具备110%额定负载连续工作1h、一次突加不少于50%额定负载、一次突卸100%

额定负载的能力。

4.323在额定负载、绝对大气压力100kPa、环境温度25°C、空气相对湿度30%时，柴油机燃油消耗

率不大于210g/kW•h）、润滑油消耗率不大于0.4g/kW•h）,其他工况时可按GB/T21404进行

修正。

4.324不采取预热或其他措施，主发电机组应能在室温不低于5°C时正常启动，应急发电机组应在环

境温度不低于0°C时正常启动。

4.325柴油机具有IM）TierU排放证书。

4.3.2.6噪声测量方法应符合ISO852&10的要求，柴油机额定转速不大于1000r/min时，空气噪声

应不大于105dBA）@lm,柴油机额定转速大于1000r/min时，空气噪声应不大于110dBA）@lmo

4.327振动烈度测量方法应符合ISO8528.9的要求，其值在有隔振器时，柴油机宜控制在28mm/s

以内（极限值不超过45mm/s）,发电机不超过28mm/s。

4.328在主发电机组供电失效的情况下，应急发电机组应在45s内自动启动和供电。

4.329应急发电机组容量应满足应急负载要求。

4.3.2.10柴油机配备进气切断阀和排烟管消音灭火装置。

4.3.2.11柴油机具备CCS《海上移动平台入级规范》要求的保护功能。

4.3.3酉己电板

包括主配电板和应急配电板。主要由主开关、汇流排、互感器、检测及指示仪表、指示装置等组成，

应满足下列要求

a）采用交流三相三线中性点不接地绝缘系统；

b）具有发电机和电网运行参数监测、报警、保护功能；

c）具有主发电机和应急发电机供电回路的联锁保护功能；

d）具有发电机供电和岸电电源的联锁保护功能；

e）具有白动并联、调频、调载、功率限制等功能；

f）具有遥控停止主机运行的功能；

g）发电机主开关短路分断时，只允许其自动闭合一次；

h）主开关应符合GB/T1404&2中B使用类别设计，容量和分断能力根据计算选择；

i）主开关采用手-自一体的操作形式，手动断开机构应设有机械保护装置。

4.3.4MCC

4.3.4.1通用设备MCC按照不同功能分别控制，也可依据设备分区布置的情况进行分组。

4.3.4.2钻井设备MCC宜集中设置,并具备监测及报警的功能。

4.3.4.3功率大于150kW的电机宜采用降压启动或软启动方式。

5

GB/T37159.1—2018

4.3.5变压器

4.3.5.1主要类型包括动力变压器、照明变压器、钻井变压器、隔离变压器等。

4.3.5.2变压器容量配置应符合平台负荷计算书的要求，且能承受短路时造成的动态冲击。

4.3.5.3变压器宜配有冷却失效、温度监测和报警功能。

4.3.5.4变压器应满足CCS《海上移动平台入级规范》的相关要求。

4.3.6VFD系统

4.3.6.1通用系统VFD采用一对一驱动方式。

4.3.6.2钻井系统VFD采用整流驱动，公共直流母线通过独立逆变器驱动电机，挂接能耗制动电阻。

4.3.6.3VFD系统采用淡水冷却方式。

4.3.7通信系统

4.3.7.1应满足CCS《海上移动平台入级规范》和IMO《国际海上人命安全公约》的要求。

4.3.7.2广播系统应按需要设若干个遥控站并能与程控电话联动使用。

4.3.7.3广播系统应覆盖所有处所及角落，噪声区增加视觉警示。

4.3.7.4每一防火区甲板至少配备两个独立的广播扬声电路。

4.3.7.5局域网的设置应布置集中服务器，并在各个住舱或有需求的工作间布置端口。

4.3.7.6无线电通信和信号设备应满足MSA《海上移动平台法定检验技术规则》的规定。

4.4钻井系统

4.4.1总体配置

钻井系统包括钻机系统、钻井液处理和循环系统及井控系统，可按照表1及GB/T23505进行总体

配置。

4.4.2钻机系统

4.4.2.1系统组成

通常包括提升设备、旋转驱动设备、钻井控制设备、管柱自动化设备。

4.422提升设备

4.4.2.2.1主要包括钻井绞车、井架、天车、游动滑车。

4.4.2.2.2钻井绞车配置要求

a）应符合SY/T5532的要求；

b）钻井大绳及附件满足SY/T5170和SY/T6666的要求；

c）刹车动载荷不应超过井架设计最大钩载能力，刹车能力应符合SY/T6727的相关要求；

d）应至少具备两套相互独立的刹车系统、三套防碰系统（其中至少配备一套电子防碰防下砸系

统、一套机械式防碰系统）；

e）井架、天车、游动滑车、顶部驱动装置、钻井大绳、死绳固定器等主要设备的能力应与提升能力

相匹配。

4.4.2.2.3井架配置要求

a）应满足GB/T25428的要求；

6

GB/T37159.1—2018

b）宜采用热浸锌防腐层，应满足海洋环境使用20年以上的要求；

c）底座尺寸应满足井架内部设备布置的设计要求，井架“V”门高度应满足排管设备工作需要；

d）配有排管设备的井架应配备应急操作猴台；

e）二层台位置应设置环形走道、挡风墙、应急逃生门，并配备应急逃生装置；

f）吊点应满足井架悬吊索具数量要求，标明安全T作载荷；

g）应选用防松防腐型紧固件及相关附件；

h）爬梯应配备休息台及防坠落装置；

i）应设置两套大钳平衡块及其附件。

4.4.2.2.4天车配置要求

a）应满足GB/T25428.GB/T19190的要求；

b）应配备起重架、底部防撞梁及障碍灯；

c）不易到达的滑轮组润滑点应集中引至安全且易操作处。

4.4.2.2.5游动滑车配置要求

a）应满足GB/T19190的要求；

b）顶端应配置悬挂吊点。

4.4.2.3旋转驱动设备

4.4.2.3.1主要包括顶部驱动装置、转盘。

4.4.2.3.2顶部驱动装置配置要求

a）应满足GB/T19190及GB/T31049的要求；

b）承载部件应满足GB/T17744的要求；

c）应配备手动及遥控内防喷器装置各一套；

d）应配备自重平衡系统；

e）宜具备与管柱自动化设备互锁的功能。

442.3.3转盘配置要求

a）宜采用液压马达驱动；

b）开口尺寸宜为1257mm49%in）0

4.4.2.4钻井控制设备

主要包括设置在司钻房内的司钻操作台、钻井仪表、通信对讲系统、T业监控系统、井控操作台、

UPS及其他必要的附件，配置要求如下

a）具备顶部驱动装置、钻井绞车、排管机、铁钻丁及猫道机等钻台设备的空间防碰管理能力；

b）钻井参数及钻井液流量参数等宜集中显示在司钻控制台，并具备钻井设备应急关断功能；

c）司钻控制台宜配置两套并具备互换功能；

d）控制软件宜经过第三方认证检查；

e）司钻房防护等级应符合危险区域要求。

4.4.2.5管柱自动化设备

主要包括猫道机、动力鼠洞、铁钻工、排管机、折臂吊运设备及管架区，配置要求如下

a）应满足平台设计的环境条件和运动性能的要求；

b）排管机宜具备离线接钻具功能；

GB/T37159.1—2018

c）排管机的作业能力范围宜为：8&90mm〜247.65mm3%in〜9%in）钻具.177.80mm〜

508.00mm（7in~20in）套管;

d）猫道机应具备传送油管、钻具、套管、隔水套管至钻台的能力，并能实现自动和手动操作；

e）折臂吊宜配备73.02mm〜50&00mm2%in〜20in）和399.72mm~762.00mm13%in〜

30in）两种规格的抓管夹持器；

f）折臂吊的吊臂应安装泛光灯、飞行器警告灯和摄像头等；

g）管架区应能储存满足钻井需要的钻具、套管、油管、隔水套管等管具。

4.4.3钻井液处理和循环系统

4.4.3.1系统组成

通常包括高压钻井液系统、散料储运系统、钻井液混合系统、钻井液固相处理系统。

4.4.3.2高压钻井液系统

主要包括钻井泵和两套高压