广义地说，凡异于陆地或非浮式 钻井的特定、专用钻井设备系统，统称 海洋浮式钻井水面与水下专用设备， 包括海洋浮式钻井水下设备〔又称海 洋浮式钻井的海底钻井系统（Subsea Drilling System）〕和水面专用设备， 包括钻柱运动补偿器与张紧器系统。

浮式钻井水下设备的 总体配置方式

海洋浮式钻井水下设备主要组成 分为水面部分和水下或海底部分。近年 来，随着钻井工艺不断发展，浮式钻井 水下设备的配置方式有多种改变。 用于海洋移动式钻井平台的BOP组 安装方式主要有三种：其一为用于自升 式钻井平台，BOP组装于平台甲板上，海底泥线之上装井口头（套管头）组， 井口头组与BOP组之间用高压立管（套 管）联结。其与陆地BOP组安装和控制 方式基本相同，此属于常规浅水钻井的 水面BOP组（海上固定式平台或坐底式 平台的钻井亦采用类似方法）。

其二为常规浮式钻井水下设备， 主要用于工作水深≥100m乃至超过 3000m的浮动平台的钻井。它是将BOP 组装于海底泥线井口头组之上，从而使 BOP组之上很长的立管处于安全的低压 状态。它的优点是：减少气候对钻井的 限制，在很深的海底也能完成脱开立管 与海底井口的联结；钻井工作水深能力 可达3,000m（10,000 ft）及以上；深水 中也有较高的日作业效率；具有常规钻 井的时间构架（安排）。 因此它是浮 式勘探钻井目前用的最为广泛的一种。 其安装的钻井水下设备称为常规浮式钻 井水下设备。

其三为水面BOP钻井设备方式。 即将BOP组装于立管之上，伸缩立管之 下；另一种是除将BOP组装于立管之 上、伸缩立管之下外，还在海底井口头 组之上安装应急脱开联结的联结器和切 断钻具、封闭井孔的BOP组，此称为带 有环境安全保护的水面BOP钻井设备。 这种方式主要适用于钻生产井的半潜 式、TLP和Spar生产（采油）平台。

常规浮式钻井水下设备 的分类、总体配置

常规浮式钻井水下设备（以下简 称钻井水下设备）主要分为普通水深的 有导向绳索钻井水下设备和用于深水或 超深水的无导向绳索钻井水下设备。前 者普遍用于300m（或1,000ft）水深范 围以内，后者工作水深在300~500m水 深及以上。但两者均需配置水面的钻柱 升沉运动补偿器和立管张紧器，普通水 深的有导向绳索钻井水下设备，还需配 置永久导向绳、水下电视导向绳和水下 控制管缆张紧器。

具有导向绳索的钻井水下设备 具 有导向绳索的钻井水下设备，其水下部 分主体总成的组成从下而上依次为： 井口总成，或称井口系。包括： 井口盘（ 或称海底基盘） ； 井口头 （Wellhead）组（或称套管头组）；永 久导向架（附永久导向绳）。

防喷器（BOP）组，或称封井 系。包括：液压联结器；两组双闸板 BOP；环形（万能） BOP；压井/放喷 阀及相应的管线；液-液或电-液阀插 接器插座（双组）；液压联结器上接 头；海底蓄能器组；BOP组导向架和其 它（如液压控制管线、梭形阀等）。

立管（隔水管）系统，或称立管 系。包括：下立管组〔装有液压联结 器、环形BOP、球接头或挠性接头、 液-液或电-液阀插接器盒公插头及液- 液或电-液阀组（双组）、下立管组的 上接头、下立管组导向臂、压井放喷 环形钢管（或称跨接管线）、液-液或 电-液阀插接器盒上的控制管线等〕。

立管主体：根据水深，由若干不 同长度的立管组成，它包括立管短节与 压井放喷管线等。伸缩立管（又称伸 缩隔水管或滑动接头）。 泥浆出口管 组。含：上球接头（或挠性接头）；分 流器（或称导流器）；泥浆出口管；分 流器和泥浆出口管的液压执行器及控制 系统等。

762mm（30in）锁销联结器组。 由762mm（30in）锁销联结器、挠性 接头、立管上接头、压井放喷跨接管 线等组成。

其它附属设备与工具。包括：各 种送入和取出工具（含井口盘、多用 导向臂、各型密封和防磨补心等的送 入和取出工具等）；立管卡盘与提吊 短节；BOP组及其它设备的试压设备 与工具等。

控制系统。控制系统分为液—液 控制系统、电—液控制系统和声学控制 系统三种。本有导向绳索的常规海洋浮 式钻井水下设备多用液—液控制系统， 而声学控制系统则用于液—液或电—液 控制系统的辅助应急控制。控制系统包 括：水面系统、水下系统、水面与水下 连接和输送系统、海底蓄能器组、声学 应急系统等组成。

用于深水或超深水的无导向绳索 钻井水下设备 无导向绳索钻井水下设 备主要用于工作水深超过300m~500m 的、深水或超深水浮式石油钻井平台或 钻井船。

无导向绳索钻井水下设备的基本 组成与具有导向绳索的钻井水下设备大 致相同，唯其外形与导入方式以及控制 方式却不同。其导入方式系利用海底声 学信标、船（平台）上的船位仪、水下 电视结合调节船位（以动力定位或调节 锚缆）将其导入。

其主要不同点是 井口系：具有声学信标的发送装 置和具有倒喇叭、弹簧销式防震触头 的井口系。由井口头组和井口盘(井口 基板)及其附件(如调平指示仪、定位仪 等)组成。其井口头组件被悬挂锁紧在 井口并提供液压联结器相匹配联结的 外形结构。 封井系：除上部具有倒锥喇叭、 弹簧销式防震触头、下部具有大角度安 全释放联结的液压联结器外，其余的液 压闸板BOP、环形BOP等，与具有导向 绳索的封井系基本相同。但液压闸板 BOP配备6个以上，一般由两组三联闸 板BOP或三组双联闸板BOP组成。 立管系：除具有挠性接头之上的声学控制液压紧急脱开立管联结器装置 和下部具有大角度安全释放联结的液 压联结器外，其余组成诸如液压环形 BOP、挠性接头等，均与具有导向绳索 的立管系基本相同（但立管采用浮力 式）。

控制系统：采用电—液遥控（即 电—液和编码多路传输遥控控制）并结 合应急声学控制系统。近期新发展有直 接电控并结合应急声学控制系统。 张紧系统：由于无永久导向绳， 故不需要永久导向绳张紧系统。但由于 采用深水或超深水立管系统，故必需采 用大张力的立管张紧系统（立管张紧器 一般在6个或8个及以上）。

钻柱升沉运动补偿系统。 常规浮式钻井水下设备的总体用 途为：使浮式石油钻井装置在锚泊或动 力定位条件下，在船偏离井口中心位移 不超过工作水深的5%（最大10%）的 范围内，适应船（平台）升沉、摇摆、 平移的综合随机运动状态下进行石油钻 井作业。

形成海底井口与水面浮式石油钻 井装置之间隔开海水的通道，以便于循 环钻井液（如泥浆等），钻具旋转钻 进、提升和重返井孔。

承托海底各层套管和BOP组，并保 持密封；遥控井喷、节流放喷或压井； 张紧在升沉运动状态下的入水绳缆和立 管；满足石油钻井工艺需要的各项送入 和取出器具的作业；联结和脱开海底井 口，并提供下一步与采油树或管线的联 结接口。

当海况恶劣、船位超过规定漂 移、升沉或摇摆时或钻生产井的Pitch 钻井需要移动井位时，可以脱开井口头 联结器，利用立管张紧器将立管上部的 伸缩立管往上收缩，使BOP组与井口脱 开联结；待海况恢复到允许值（或移 动井位后）后再恢复BOP组与井口的联 结，进行正常钻井作业。

在遇紧急情况（如海况恶劣，船 位无法保持、来不及提出孔内钻具或井 喷无法控制时）下，可剪断孔内钻具、 压井后使立管系统与海底BOP组脱开联 结，必要时使船安全撤离。

在遇海底控制阀或下立管组的环 形BOP组有故障时，可脱开海底BOP组 与下立管组的联结，将整个带海底控制 阀和环形BOP组的下立管组提出水面检 修排除故障后再实施下立管组与海底 BOP组的联结。

深水水面BOP钻井 专用设备的总体配置

用于海洋移动式钻井平台（船） 的BOP组安装方式的三种中，其三为水 面BOP钻井设备方式，即将BOP组装于 立管之上，伸缩立管之下；另外，除 将BOP组装于立管之上、伸缩立管之下 外，还在海底井口头组之上安装应急切 断钻具、封闭井孔的BOP组。

深水水面BOP钻井专用设备的总 体配置方式：装于立管之上，伸缩立 管之下的水面BOP（Surface BOP）， 水面BOP下部与立管之上的水面井口 头（Surface Wellhead）相联结；在立 管顶部还提供了上部加强接头（Upper stress joint）；立管上、下段均设有立 管与346mm(13 3/8 in)套管(Casing)联结 的立管及接头（Riser adaptor），均分 别用卡箍（Clamp）进行快速联结。另 外，在海底泥线之上还装备有环境安全 保护设备（ESG)主要是液压联结器， 有的还配有剪切全封BOP，以便在海况 恶劣等应急条件下脱开联结器，使水面 装备撤离。这就保护了环境和人身设备 的安全。

这种深水水面BOP钻井专用设备的 总体配置方式主要适用于钻开发井并转 入采油的TLP平台、Spar采油平台，或 半潜式钻井采油平台和钻井采油浮船， 而不适于未知储量的勘探用钻井平台 （船）的浮式钻井专用设备的配置。

深水人工海床浮筒的 浮式钻井专用设备配置简况

人工海床浮筒（Artificial Buoyancy Seabed，简称ABS)出现于2003年，该 年3月，BP和Shell公司合作开发，提供 一个在水中离水面200～300m的工作平 台，无须将全部设备置于海底(避免了 置于海底的重型BOP和更长的隔水立 管)，而达到无限制钻采工作水深．可 节约20％～40％的钻井时间和费用。已 建成的人工海床浮筒（ABS)，正用于 西非安哥拉近海18区块超过50口深水井 的钻井采油。

这种超深水海洋石油开发的施工 方法优点是：把超深水海底井口提高到 近水面处，在浮体上安装水下井口和水 下设备，相当将超深水水下井口上移至 离水面200～300m处，等于在普通水深 实现钻井与采油。这就减少了在深水安 装水下井口和安装水下钻井与采油设备 的困难和节约昂贵的费用。在浮体上便 于安装操作和处理水下设备发生的故 障。同时，当气象和海况变得恶劣时， 可迅速断开联结器，钻井平台快速脱开 或撤离井口。当钻井、完井后，可将 BOP组、立管等水下设备拆走换装成釆 油树，利用软管接到FPSO上或者连接 到其它采油装置上就可以采油了。

因此，这种深水人工海床浮筒主 要适用于已经勘探探明具有较大可采储 量的深水或超深水油气田，对未知储量 的勘探用钻井平台用此ABS系统的经济 性，尚需实践验证。

这种深水钻井工艺方法是一种新 钻井工艺，还有待进一步完善，在很大 程度上取决于海底情况、海况、海流流 速、以及井位离岸距离等诸因素。