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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1294

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2297

海洋石油工业常用单位换算表297

参考文献299