Kerangka Baja Substruktur Rig Pengeboran API 4F untuk Dukungan Lantai Rig

Substruktur adalah kerangka baja besar yang dirakit langsung di atas lokasi pengeboran yang menopang seluruh lantai rig, tiang, meja putar, drawworks, dan semua peralatan pengeboran terkait. Ini adalah fondasi tempat seluruh operasi pengeboran bertumpu. Berbeda dengan tiang yang naik secara vertikal untuk menopang blok perjalanan dan beban kait, substruktur menyediakan platform kerja yang ditinggikan untuk juru bor dan kru, menampung peralatan kontrol sumur seperti tumpukan pencegah semburan (BOP), dan mentransmisikan semua beban operasional—beban kait, beban putar, beban setback, dan beban tiang—dengan aman ke tanah.

Substruktur adalah komponen penting untuk rig pengeboran yang dipasang di truk, rig pengeboran yang dipasang di trailer, dan rig kerja ulang. Fungsi utamanya meliputi:

Menopang tiang dan derrick – Menyediakan dasar yang kaku untuk pemasangan tiang dan transmisi beban.

Meninggikan lantai rig – Menciptakan jarak yang memadai di bawah balok putar untuk pemasangan BOP, akses kepala sumur, dan ruang operasional.

Menopang beban meja putar – Menahan torsi dan berat penuh yang ditransmisikan melalui rangkaian bor selama rotasi.

Menyediakan kapasitas setback – Menahan berat rangkaian pipa bor saat rangkaian ditarik keluar dari lubang.

Menampung peralatan kepala sumur – Menciptakan ruang di bawah lantai rig untuk tumpukan BOP, manifold choke, dan sistem kontrol sumur.

Tinggi substruktur umumnya ditentukan oleh dua faktor utama: jenis rig (dipasang di truk, dipasang di trailer, atau skid modular) dan jarak bebas tumpukan pencegah semburan (BOP) yang diperlukan. Ketinggian bebas yang cukup di bawah balok putar—biasanya berkisar dari 2 m hingga lebih dari 7,5 m—sangat penting untuk mengakomodasi peralatan BOP dan menyediakan akses yang aman untuk operasi kontrol sumur.

Semua substruktur kami dirancang dan diproduksi sesuai dengan API Spec 4F (Spesifikasi untuk Struktur Pengeboran dan Servis Sumur), standar industri yang mencakup derrick baja, tiang, substruktur, dan rakitan blok mahkota untuk operasi pengeboran minyak bumi dan servis sumur. Kami juga menggabungkan verifikasi desain melalui Analisis Elemen Hingga (FEA) menggunakan ANSYS Workbench atau perangkat lunak yang setara untuk mengoptimalkan struktur, stabilitas, dan kinerja penahan beban.

Fitur Utama

1. Substruktur Integral (Tipe Kombinasi Kotak di Atas Kotak / Blok)

Desain paling sederhana dan paling ekonomis. Substruktur terdiri dari dua atau lebih kotak baja fabrikasi yang ditumpuk dan dibaut bersama di lokasi. Tiang, lantai bor, dan semua peralatan dipasang di permukaan tanah dan diangkat bersama menggunakan daya drawworks atau silinder hidrolik.

Keuntungan:

 Konstruksi sederhana, kekakuan tinggi, distribusi beban yang sangat baik, mudah diproduksi dan dirawat.

Aplikasi Khas: Rig yang dipasang di truk, rig kerja ulang, pengeboran kedalaman dangkal hingga menengah di mana relokasi yang sering tidak diperlukan.
Substruktur Serial – Spesifikasi TeknisSubstruktur menampilkan pengaturan rangka dalam dan luar yang memungkinkan ketinggian lantai bor disesuaikan dengan meneleskopkan bagian atas ke atas dari dasar bawah. Tiang biasanya memiliki desain teleskopik dua atau tiga bagian, dan dapat dipindahkan bersama modul utama rig atau secara terpisah.

Keuntungan:

 Ketinggian yang dapat disesuaikan untuk persyaratan tumpukan BOP yang berbeda, ketinggian transportasi yang berkurang (ditelekopkan ke bawah), stabilitas yang baik saat diperpanjang sepenuhnya.

Aplikasi Khas: Rig kerja ulang kedalaman menengah, rig pengeboran yang dipasang di trailer, sumur yang membutuhkan jarak bebas BOP variabel.
Substruktur Serial – Spesifikasi TeknisSubstruktur menggunakan mekanisme tautan jajar genjang (gunting) yang dilipat datar untuk transportasi dan kemudian diangkat ke posisinya secara hidrolik atau mekanis di lokasi. Lantai bor dan tiang dapat dipasang pada posisi rendah, kemudian diangkat bersama dengan tiang. Lantai bor bertipe lipat atau struktur jajar genjang, lengkap dengan pintu V, saluran pelarian, jalan setapak, pegangan tangan, tangga, lubang tikus, dan lubang tikus.

Keuntungan:

Ketinggian transportasi yang sangat rendah (serendah 2,7 m / 9 kaki), pemasangan rig yang cepat (seringkali dalam waktu 30 menit), tidak memerlukan derek untuk pemasangan pada banyak model, ideal untuk pengeboran multi-sumur.

Aplikasi Khas: Rig darat yang bergerak cepat, operasi pengeboran pad, rig kerja ulang sumur dalam, rig pengeboran seri ZJ.
Substruktur Serial – Spesifikasi TeknisVersi yang lebih canggih dari desain lipat di mana substruktur dibagi menjadi dua modul terpisah (kiri dan kanan) yang diangkut secara independen dan kemudian dihubungkan di lokasi. Setiap modul berisi sistem pengangkatan hidrolik sendiri.

Keuntungan:

Berat transportasi individu yang berkurang, sangat baik untuk transportasi legal jalan di wilayah dengan batas beban gandar yang ketat, cocok untuk rig yang lebih besar (ZJ40 ke atas).

Aplikasi Khas: Rig pengeboran besar, lokasi terpencil dengan kondisi transportasi yang menantang, program pengeboran sumur dalam.
Substruktur Serial – Spesifikasi TeknisSubstruktur terintegrasi ke dalam sasis semi-trailer. Tingkat depan substruktur dapat teleskopik sementara modul belakang dipasang di semi-trailer. Tiang biasanya teleskopik dua atau tiga bagian dan dapat dipindahkan bersama modul utama rig atau secara terpisah.

Keuntungan:

Pergerakan yang sangat cepat (pemasangan rig dalam jam daripada hari), menghilangkan kebutuhan akan trailer transportasi terpisah, desain mandiri, ideal untuk operasi servis sumur dan kerja ulang di ladang yang matang.

Aplikasi Khas: Rig kerja ulang (seri XJ), rig pengeboran dangkal, armada servis sumur yang membutuhkan kemampuan pergerakan rig yang cepat.
Substruktur Serial – Spesifikasi TeknisRangkaian produk substruktur kami mencakup model-model berikut dan parameter teknis yang sesuai:

Model Substruktur

Tinggi Lantai Bor (m / kaki)

Beban vertikal maksimum yang dapat ditopang oleh substruktur melalui tiang dan sistem perjalanan selama operasi pengangkatan. Ini termasuk berat rangkaian bor, rangkaian selubung, atau peralatan penyelesaian yang dimasukkan atau ditarik keluar dari lubang. Sebagai gambaran, peringkat 2.500 kN (sekitar 250 ton) adalah tipikal untuk rig darat kedalaman menengah; 3.000 kN (sekitar 300 ton) diperlukan untuk sumur yang lebih dalam.

Beban Balok Putar Maks.: Beban maksimum yang dapat ditopang oleh balok meja putar saat rangkaian bor berputar. Beban ini ditransmisikan melalui meja putar ke fondasi substruktur. Beban balok putar biasanya lebih rendah dari beban kait statis karena rotasi menimbulkan gaya dinamis dan getaran. Perhatikan bahwa beban ini dapat diterapkan secara bersamaan dengan beban kait dan beban setback, sebagaimana didefinisikan dalam Bagian 7 Beban Desain API Spec 4F.

Kapasitas Setback: Ketinggian maksimum rangkaian pipa bor yang dapat disimpan di derrick saat rangkaian bor ditarik keluar dari lubang. Kapasitas setback dinyatakan sebagai panjang rangkaian pipa bor (biasanya dua atau tiga tunggal yang digabungkan) yang dapat disimpan di papan rak. Kapasitas setback yang lebih tinggi menunjukkan kemampuan untuk menangani rangkaian yang lebih panjang, yang mengurangi waktu tripping. Misalnya, kapasitas setback 6.000 kaki berarti substruktur dapat menopang berat penuh kolom pipa bor setinggi 6.000 kaki yang berdiri di derrick.

Tinggi Bebas di Bawah Balok Putar: Ini adalah jarak vertikal antara balok meja putar dan tanah (atau dasar substruktur). Untuk model dengan ketinggian lantai bor yang lebih tinggi (misalnya, SZT3000/6.7-FZ dengan ketinggian keseluruhan 6,7 m / 22 kaki), ketinggian bebas di bawah balok putar biasanya 1–2 meter lebih rendah dari ketinggian lantai bor total, tergantung pada kedalaman balok. Ketinggian bebas sangat penting untuk pemasangan tumpukan BOP. Spesifikasi API biasanya memerlukan ketinggian bebas minimum 21 kaki (6,4 m) untuk operasi pengeboran standar, seperti yang ditunjukkan dalam tender industri.

Beban Kait Statis Nominal: Peringkat beban statis diukur dengan jumlah bagian jalur pengeboran tertentu (biasanya 8, 10, atau 12 bagian) di bawah kondisi beban angin yang ditentukan (biasanya 36 m/s / 80 mph). API Spec 4F mengharuskan peringkat ditampilkan pada pelat nama substruktur, bersama dengan tanggal pembuatan, nomor seri, dan tingkat PSL.

Verifikasi Desain FEA: Semua peringkat beban diverifikasi melalui analisis elemen hingga 3D menggunakan ANSYS Workbench, SolidWorks Simulation, atau perangkat lunak yang setara. Model FEA mengevaluasi substruktur di bawah beberapa kombinasi kasus beban seperti yang didefinisikan dalam Bagian 8 API Spec 4F, termasuk beban operasi, beban angin (dengan dan tanpa setback), beban dinamis, beban pemasangan, beban transportasi, dan jika ditentukan, beban gempa dan beban es.

Komponen Substruktur – Rincian LengkapRakitan substruktur yang lengkap terdiri dari komponen-komponen utama berikut:

Dasar perahu

 – Bagian terendah yang bersentuhan langsung dengan tanah atau bantalan fondasi. Fungsi utama adalah menopang seluruh berat rig dan mendistribusikan beban secara merata ke tanah.

Substruktur tiang – Struktur pendukung khusus yang menopang kaki tiang dan mentransmisikan beban tiang (termasuk beban kait dan beban jangkar garis mati) ke dasar perahu dan badan substruktur.

Badan substruktur – Rangka vertikal dan horizontal utama yang menopang beban meja putar dan menyediakan penyimpanan berdiri (area setback). Ini adalah elemen penahan beban utama dari seluruh rakitan.

Platform terapung – Area kerja yang ditinggikan (kadang-kadang disebut "monkey board" atau platform bantu) yang menyimpan alat kepala sumur dan menyediakan ruang kerja bagi kru derrick-man dan kepala sumur selama operasi tripping.

Balok putar – Balok baja fabrikasi berat tepat di bawah meja putar. Ini mentransmisikan torsi putar dan beban vertikal dari meja putar ke badan substruktur. Untuk rig yang lebih besar, peringkat beban balok putar dapat melebihi 2.500 kN (sekitar 560.000 lb).Lantai bor – Platform kerja yang terdiri dari pelat baja bertekstur (biasanya ketebalan ¼" untuk area standar, ketebalan ⅜" di sekitar area putar untuk daya tahan tambahan) dengan alas anti-selip di sekitar meja putar untuk keselamatan kru. Termasuk pintu V, lubang tikus, lubang tikus, saluran pelarian, jalan setapak, pegangan tangan, dan tangga.

Perangkat pemasangan BOP – Sistem troli atau skid untuk memasang, melepas, dan menyervis tumpukan pencegah semburan. Menyediakan gerakan terpandu di bawah substruktur untuk penanganan BOP yang aman dan efisien.

Jalur geser – Digunakan untuk mengangkat atau menurunkan pipa bor selama operasi tripping. Menyelaraskan pipa dengan pintu V dan catwalk.

Tangga dan platform akses – Biasanya disediakan dua tangga (satu dari lantai substruktur ke tanah di sisi juru bor, satu dari lantai substruktur ke lantai pengangkut pada rig yang dipasang di truk). Pegangan tangan setinggi 1 m (3 kaki 6 inci) dengan pelat kaki untuk perlindungan jatuh di sekeliling.

Mengapa Bermitra dengan Sunrise untuk Substruktur PengeboranSebagai perusahaan dagang khusus dengan kemitraan manufaktur bersertifikat API yang kuat, Sunrise menawarkan:

Substruktur bersertifikat API Spec 4F – Kepatuhan penuh dengan persyaratan Edisi ke-5 (2023), dengan pilihan PSL-1 atau PSL-2.

Rangkaian tipe desain lengkap

– Konfigurasi integral, teleskopik, lipat, lipat terpisah, dan yang dipasang di trailer untuk menyesuaikan dengan tipe rig atau persyaratan operasional apa pun.Hubungi kami – Setiap substruktur dianalisis menggunakan ANSYS Workbench atau perangkat lunak yang setara, dengan laporan desain tersedia untuk ditinjau pelanggan.

Dokumentasi NDT lengkap – Laporan inspeksi MPI, UT, dan DPT disertakan dengan setiap pengiriman.

Kemampuan suhu rendah – Bahan khusus dan prosedur pengelasan tersedia untuk operasi -45°C untuk program pengeboran iklim Arktik dan dingin.

Dukungan logistik global – Dokumentasi ekspor, angkutan laut/udara, dan pengiriman ke lokasi pengeboran terpencil di seluruh dunia.Hubungi kami untuk memesan substruktur yang tepat untuk rig pengeboran atau kerja ulang Anda. Kami menyediakan tipe desain yang tepat, ketinggian lantai bor, peringkat beban, dan dokumentasi kepatuhan API untuk kedalaman sumur dan persyaratan operasional spesifik Anda — dengan verifikasi FEA penuh, inspeksi NDT, dan pengiriman tepat waktu.