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第1章 概论 1

1.1 海洋石油钻井、完井采油概念 1

1.1.1 海洋石油勘探开发的意义 1

1.1.2 海洋石油钻井、完井采油水深和钻井深度的界定 2

1.1.3 海洋石油勘探开发的特点 2

1.1.4 海洋石油钻井、完井采油总概念及其在海洋石油勘探开发中的地位 3

1.1.5 海洋石油钻井、完井采油涉及的主要技术与装备 3

1.2 世界海洋钻井、完井采油技术的发展历程 5

第2章 海洋石油钻井、完井采油工艺及相关实用设计计算 13

2.1 海洋石油钻井工艺 13

2.1.1 海洋石油钻井的总分类 13

2.1.2 海洋平台的勘探井（评价井）钻井总方式 13

2.1.3 不同海洋平台的石油生产井钻井总方式 13

2.1.4 海洋非浮式钻井工艺 17

2.1.5 海洋浮式钻井工艺 23

2.1.6 提高海洋石油钻井效率、确保钻井质量的新技术与新工艺 33

2.2 海洋石油完井工艺 37

2.2.1 预钻井后的平台回接 37

2.2.2 平台完井 39

2.2.3 浮式钻井后的海底完井 42

2.3 海洋钻井完井相关实用计算 43

2.3.1 海洋石油钻井和下套管相关实用计算 43

2.3.2 钻井工艺所需泥浆排量、压力等参数计算选择 45

2.3.3 采用双压力梯度钻井液钻井工艺方法时泥浆举升泵所需功率及节能相关计算 52

2.3.4 自升式钻井平台相关操作工艺数据实用计算 54

2.3.5 海洋石油钻杆和套管相关计算 54

第3章 海洋石油钻井采油平台 56

3.1 海洋石油钻井采油平台的分类 56

3.1.1 海洋石油钻井采油平台总分类 56

3.1.2 海洋石油勘探用钻井平台（船） 57

3.1.3 海洋石油开发用钻井和完井采油平台（船） 58

3.2 海洋石油钻井采油装置涉及的海洋环境基本知识 58

3.3 各型海洋石油钻井采油平台的基本构成、主要特点及总体性能特点对比 59

3.3.1 固定式钻井采油平台 59

3.3.2 移动式钻井采油平台（船） 66

3.3.3 各类钻井采油平台总体性能特点对比 73

3.4 国外第1～6代浮式钻井平台（船）及其上设备的年代特点与半潜式平台不同外形结构的优缺点 78

3.4.1 国外第1～6代浮式钻井平台（船）及其上设备的年代与特点 78

3.4.2 半潜式平台不同外形结构的优缺点 81

3.5 常用钻井采油平台（船）通用关键工程技术 87

3.5.1 平台设计应关注的问题 87

3.5.2 导管架平台有关工程技术 93

3.5.3 自升式平台有关工程技术 94

3.5.4 浮动式平台（船）有关工程技术 97

3.6 海洋固定结构物与浮动结构物的物理力学实用计算 100

3.6.1 海洋半潜平台（船）或其他结构物受风、浪、流力计算 100

3.6.2 海洋固定平台或其他结构物受风、浪、流力计算 103

3.6.3 海洋锚缆的系泊力 104

3.6.4 海洋平台（船）上管道类风载荷 104

3.6.5 海洋平台（船）的拖航阻力及所需功率 105

3.7 海洋石油钻井采油平台现况与发展展望 106

3.7.1 世界海洋石油钻井采油平台现况 106

3.7.2 我国海洋石油钻井采油平台现况 110

3.7.3 海洋石油钻井采油平台（船）发展展望 119

第4章 海洋石油钻井主设备及其系统 128

4.1 海洋石油钻井设备总系统概述 128

4.1.1 海洋石油钻井平台上的钻井主设备及其系统 128

4.1.2 浮动式海洋石油平台（船）上的浮式钻井专用设备及其系统 128

4.2 海洋石油钻机主系统 128

4.2.1 海洋石油钻机 128

4.2.2 海洋石油钻机顶部驱动设备 144

4.2.3 海洋石油钻机配套的泥浆泵 151

4.2.4 海洋石油钻井的泥浆固控设备 162

4.2.5 固井设备 169

4.3 海洋石油钻机、泵类及通用管道、构件的实用计算 173

4.3.1 海洋石油钻机（含顶驱）的实用计算 173

4.3.2 海洋石油钻井泥浆泵、液压泵的实用计算 181

4.3.3 通用管道的基本应力计算 182

4.3.4 海洋钻井采油常用高压容器的实用计算 183

4.3.5 海洋钻井采油常用液缸、活塞杆的实用计算 184

4.4 海洋石油钻井设备的发展展望 186

4.4.1 石油钻机需求及钻井设备制造业总发展概况与发展趋向 186

4.4.2 石油钻机技术发展展望 191

4.4.3 石油钻井顶部驱动装置技术发展展望 192

4.4.4 石油钻井泥浆泵技术发展展望 192

4.4.5 石油钻杆新材料 193

第5章 海洋石油浮式钻井水面与水下专用设备 194

5.1 浮式钻井水下设备的总体配置类别（方式）与组成 194

5.1.1 常规浮式钻井水下设备的分类、总体配置 194

5.1.2 深水水面BOP钻井专用设备的总体配置 199

5.1.3 深水人工海床浮筒的浮式钻井专用设备配置简况 200

5.2 常规浮式钻井水下专用设备各组成部件的构成、性能与参数 201

5.2.1 浮式钻井专用水下设备的海底井口系统 201

5.2.2 浮式钻井专用设备的水下BOP系统 203

5.2.3 浮式钻井专用设备的立管（隔水管）系统 212

5.2.4 浮式钻井专用设备的控制系统 216

5.3 海洋浮式钻井专用钻柱升沉运动补偿器与张紧器 220

5.3.1 浮式钻井水面钻柱升沉运动补偿器与张紧器系统的主要用途与分类 220

5.3.2 钻柱升沉运动补偿器与张紧器的工作原理与特性比较 222

5.3.3 常用游车型钻柱升沉运动补偿器系统的组成、典型构造、特点与简要操作 224

5.3.4 钻柱升沉运动补偿器的国外生产厂家及其性能、参数 227

5.3.5 张紧系统的分类、组成、典型结构与特点 230

5.3.6 张紧器的国外生产厂家及其性能参数 232

5.4 海洋石油钻井水下设备的实用计算 234

5.4.1 液压防喷器系统的实用计算 234

5.4.2 立管（隔水管）的实用计算 239

5.4.3 钻柱升沉运动补偿器与张紧器的实用计算 241

5.5 海洋浮式钻井水面与水下设备技术发展展望 243

5.5.1 海洋防喷器（BOP）技术发展展望 243

5.5.2 海洋立管技术发展展望 243

5.5.3 钻井水下设备控制系统技术发展展望 244

5.5.4 钻柱升沉运动补偿器技术发展展望 244

5.5.5 张紧器技术发展展望 244

第6章 完井采油设备 245

6.1 平台完井采油设备 245

6.1.1 回接系统器材 245

6.1.2 井内采油（生产）管柱 245

6.1.3 井内采气（生产）管柱 246

6.1.4 平台采油树 247

6.1.5 平台采油管汇与控制系统 248

6.2 海底完井采油系统（设备） 248

6.2.1 海底采油树总成 248

6.2.2 海底采油控制系统 254

6.2.3 海底管汇与采油相关管缆 255

6.2.4 海底采油树、管汇等的布设 256

6.3 近水面完井系统 257

6.4 平台的机械采油提升系统 257

6.5 完井采油设备的实用计算 258

6.5.1 密封壳体受外压的实用计算 258

6.5.2 受外压中空球体的壁厚计算 258

6.5.3 海底完井采油管道的计算 259

6.6 海洋完井采油设备的现况与发展展望 259

6.6.1 海上固定式、自升式和坐底式平台完井采油系统 259

6.6.2 海底完井采油系统 260

第7章 海洋石油钻井采油作业安全与环保 263

7.1 海洋石油钻井采油作业的安全管理 263

7.1.1 实行油气田开发工程全方位、全过程的安全管理 263

7.1.2 实行有效的安全培训 263

7.1.3 设计配备可靠的安全防火救生设施 264

7.1.4 实行严格的安全检查、持证投产与持证操作 264

7.2 海洋石油开发工程的环境保护 264

7.2.1 海洋石油开发工程环境保护的关键点 264

7.2.2 严格执行国家规定的环境保护法规 264

7.2.3 严格执行海洋石油开发与环境保护的“三同时”制度 265

7.2.4 增加配备必须的环境保护设施 265

7.2.5 严格执行环保检测 265

7.3 海洋石油开发工程的HSE体系 265

第8章 深水钻井采油技术与装备 266

8.1 深水海洋钻井采油与装备概述 266

8.1.1 深水和超深水钻井采油是当前世界海洋油气开发发展的必然 266

8.1.2 深水和超深水钻井采油装备与普通水深钻井采油装备的主要不同点 267

8.1.3 当前主要深水产油国发现油藏简况 269

8.1.4 世界深水油气开发总概况与预测 270

8.1.5 深水开发投入资金与预测 271

8.2 深水海洋石油钻井和完井采油的主要工艺技术要点 272

8.2.1 深水和超深水钻井的套管程序 272

8.2.2 深水、超深水钻井和完井方式 273

8.2.3 深水和超深水钻井和完井关注的工艺技术要点 277

8.3 超深水海洋石油钻井设施现况及其选择 279

8.3.1 超深水海洋石油钻井平台（船）新建造概况 279

8.3.2 至2010年世界超深水移动式钻井平台（船）计划新增数量简况 283

8.3.3 深水海洋石油钻井平台（船）的选择 285

8.3.4 深水海洋石油钻井平台（船）动力定位设备的选择对比 285

8.3.5 深水海洋石油钻井设备与器材选择的关注要点 286

8.4 深水海洋采油设施现况及其选择 286

8.4.1 深水和超深水海洋采油平台概况 287

8.4.2 深水海洋石油采油平台的选择 291

8.4.3 深水和超深水采油设备与器材选择关注的技术要点 292

附录1 294

表F-1 API Std 5A钻杆钢级和强度条件 294

表F-2 API Std 5CT套管和油管钢级的强度和硬度条件 294

表F-3 API Std 5CT套管和油管钢的伸长率 295

表F-4 API Std 5CT套管和油管钢的化学成分（％） 295

表F-5 API Std 5L输油输气管线钢级的强度和硬度条件 295

表F-6 API Std 5L输油输气管线钢级及其化学成分（％） 296

附录2 297

海洋石油工业常用单位换算表 297

参考文献 299