《海工系列培训之一 海洋工程简介解析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《海工系列培训之一 海洋工程简介解析（48页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、May 2014 海洋工程简介海洋工程简介 Jansen LuJansen Lu 海工系列培训之一海工系列培训之一 海洋平台海洋平台 一、一、 概概 述述 海洋平台是在海洋上进行钻井与采油作业的海洋工程结构。海洋平台是在海洋上进行钻井与采油作业的海洋工程结构。 船舶工程与海洋工程的差别：船舶工程与海洋工程的差别： 海洋工程是以一定时期固定于某一水域进行专业活动如钻探、采油为海洋工程是以一定时期固定于某一水域进行专业活动如钻探、采油为 对象的工程技术问题。对象的工程技术问题。 船舶工程是以船舶的航运活动为主要对象的工程技术问题。船舶工程是以船舶的航运活动为主要对象的工程技术问题。 海洋石油钻探与
2、生产所需平台主要有钻井平台和生产平台。在钻井平海洋石油钻探与生产所需平台主要有钻井平台和生产平台。在钻井平 台上设置钻井设备，在生产平台上设置采油设备。平台与海底井口有台上设置钻井设备，在生产平台上设置采油设备。平台与海底井口有 立管相通。立管相通。 平台形式有三边形、四边形或多边形。平台上设有上下两层甲板或单平台形式有三边形、四边形或多边形。平台上设有上下两层甲板或单 层甲板，以供安装和储存钻井或采油设备用。层甲板，以供安装和储存钻井或采油设备用。 平台发展平台发展 以材料论，从木质平台以材料论，从木质平台钢质平台钢质平台 以类型论，从固定式平台以类型论，从固定式平台移动式平台移动式平台 固
3、定式平台：对恶劣环境适应性强；不利于拆除搬迁，水深增加后不经济固定式平台：对恶劣环境适应性强；不利于拆除搬迁，水深增加后不经济 移动式平台：适合深水，利于拆除搬迁；部分平台对恶劣环境适应性弱移动式平台：适合深水，利于拆除搬迁；部分平台对恶劣环境适应性弱 25 May 2012Leadership in LNG 4 辅助船平台自升式平台半潜式平台 （系泊） 半潜式辅助船半潜式平台 （动力定位） SPAR钻井船 1 1、按运动方式，可分为固定式与移动式两大类、按运动方式，可分为固定式与移动式两大类 海洋平台海洋平台 固定式固定式 移移动动动动式式 桩桩桩桩基式（基式（钢质桩钢质桩钢质桩钢质桩 基基
4、导导导导管架平台管架平台 ） 重力式重力式 浮式浮式 接地式接地式 顺应顺应顺应顺应 式式 船式船式 * 半潜式半潜式 * 坐底式坐底式* 自升式自升式* d 独立腿式独立腿式 沉沉垫垫垫垫式式 牵牵牵牵索塔式索塔式 张张张张力腿式力腿式 二、二、 海洋平台的分类海洋平台的分类 * ：主要类型平台主要类型平台 d：通常为钻井平台通常为钻井平台 2 2、按功能，海洋平台的分类有、按功能，海洋平台的分类有钻井平台钻井平台、生产平台生产平台、生活生活 平台平台、储油平台储油平台等。等。 张力腿Tension Legs (steel tubular lengths screwed together)
5、Snorre TLP 空心立柱 (如储罐、容器、设备等）) 锚Anchors (various available) 钻井平台钻井平台 海海洋钻井的目的是为了了解海底地质构造及矿物储藏情洋钻井的目的是为了了解海底地质构造及矿物储藏情 况，这项工作通常是由钻井平台来完成的。况，这项工作通常是由钻井平台来完成的。 三、各种不同平台的特点三、各种不同平台的特点 海海上钻井的设备相当复杂，包括井架上钻井的设备相当复杂，包括井架( (又称钻塔又称钻塔) )、提、提 升设备、转动系统、泥浆循环系统、动力系统、井口升设备、转动系统、泥浆循环系统、动力系统、井口 系统、封井系统、水下钻井设备的控制操作系统、运
6、系统、封井系统、水下钻井设备的控制操作系统、运 动补偿系统等。因为海上钻井要受到风、浪、流的影动补偿系统等。因为海上钻井要受到风、浪、流的影 响，所以比陆上钻井要复杂得多。响，所以比陆上钻井要复杂得多。 生产平台生产平台 生产平台是专门从事海上油、气等生产性的开采、处生产平台是专门从事海上油、气等生产性的开采、处 理、贮藏、监控、测量等作业的平台。理、贮藏、监控、测量等作业的平台。 形式：有的是单个平台，也可由几个不同用途的平台形式：有的是单个平台，也可由几个不同用途的平台 相连，组成石油生产基地。相连，组成石油生产基地。 分类：分类： 1. 1. 按建筑材料可分为：钢筋混凝土平台和钢质平台；
7、按建筑材料可分为：钢筋混凝土平台和钢质平台； 2. 2. 按结构型式可分为：固定式平台和移动式平台。按结构型式可分为：固定式平台和移动式平台。 固定式平台又可分为桩基式与重力式两种；固定式平台又可分为桩基式与重力式两种； 移动式平台又可分为自升式与张力腿式、牵索塔式等。移动式平台又可分为自升式与张力腿式、牵索塔式等。 1 1、坐底式钻井平台、坐底式钻井平台 坐底式钻井平台是早期在浅水区域作业的一种移动式钻井平台坐底式钻井平台是早期在浅水区域作业的一种移动式钻井平台。 组成：平台分本体与下体，由若干立柱连接平台本体与下体，平组成：平台分本体与下体，由若干立柱连接平台本体与下体，平 台上设置钻井设
8、备、工作场所、储藏与生活舱室等台上设置钻井设备、工作场所、储藏与生活舱室等。 特点：钻井前在下体中灌入压载水使之沉底，下体在坐底时支承特点：钻井前在下体中灌入压载水使之沉底，下体在坐底时支承 平台的全部重量，而此时平台本体仍需高出水面，不受波浪冲击平台的全部重量，而此时平台本体仍需高出水面，不受波浪冲击 。在移动时，将下体排水上浮，提供平台所需的全部浮力。在移动时，将下体排水上浮，提供平台所需的全部浮力。 工作水深：工作水深：60m60m以内以内。 不足：工作水深不能调节，愈深则所需的立柱愈长，结构愈重愈不足：工作水深不能调节，愈深则所需的立柱愈长，结构愈重愈 不经济，而且立柱在拖航时升起太高
9、，容易产生事故。对海底地不经济，而且立柱在拖航时升起太高，容易产生事故。对海底地 形和土壤基础有一定要求，适应性不强。已日渐趋于淘汰。形和土壤基础有一定要求，适应性不强。已日渐趋于淘汰。 我国我国“ “胜利二号胜利二号” ”步行坐底式钻井平台步行坐底式钻井平台 2 2、自升式钻井平台、自升式钻井平台 组成：一个上层平台和数个能够升降的桩腿组成：一个上层平台和数个能够升降的桩腿 工作过程：移航时桩腿升起，至井位后，船体升高作业，桩腿下降工作过程：移航时桩腿升起，至井位后，船体升高作业，桩腿下降 插入海底。插入海底。 适用水深与海底条件：适用水深与海底条件：60m-100m60m-100m，硬土区
10、、珊瑚区、不平整海底，硬土区、珊瑚区、不平整海底 优点：适用于不同海底土壤条件和相对较大的水深范围，移位灵活优点：适用于不同海底土壤条件和相对较大的水深范围，移位灵活 方便，便于建造，因而得到了广泛的应用。目前，在海上移动式钻方便，便于建造，因而得到了广泛的应用。目前，在海上移动式钻 井平台中它仍占绝大多数。井平台中它仍占绝大多数。 不足：水深愈大，桩腿愈长，结构强度和稳性愈差。桩腿加长时，不足：水深愈大，桩腿愈长，结构强度和稳性愈差。桩腿加长时， 下水受波浪力大；拖航时稳性差，受风力大。桩腿入泥太深，泥底下水受波浪力大；拖航时稳性差，受风力大。桩腿入泥太深，泥底 滑动会造成平台倾斜。滑动会造
11、成平台倾斜。 要求：自升式钻井平台既要满足拖航移位时的浮性、稳性方面的要要求：自升式钻井平台既要满足拖航移位时的浮性、稳性方面的要 求，又要满足作业时稳性和强度的要求，以及升降平台和升降桩腿求，又要满足作业时稳性和强度的要求，以及升降平台和升降桩腿 的要求。的要求。 井架在平台尾部井架在平台尾部-悬臂型悬臂型 独立腿式：独立腿式： n n 平台、桩腿、桩靴平台、桩腿、桩靴 n n 桩靴，承载压力约桩靴，承载压力约 2.4-2.9pa2.4-2.9pa n n 移位前必须知道新移位前必须知道新 井位的容许压力，井位的容许压力， 以便加大支撑面积以便加大支撑面积 ，减小插入深度。，减小插入深度。
12、n n 适用海底条件：硬适用海底条件：硬 土区、珊瑚区、不土区、珊瑚区、不 平整海底平整海底 沉垫式：沉垫式： n n 平台、桩腿、沉垫平台、桩腿、沉垫 n n 沉垫将各桩腿连在一起，增大支撑面积，减小支撑压力，减沉垫将各桩腿连在一起，增大支撑面积，减小支撑压力，减 小插入深度。拖航时沉垫提供浮性和稳性。小插入深度。拖航时沉垫提供浮性和稳性。 n n 沉垫四周的裙板防止周围泥土掏空。沉垫四周的裙板防止周围泥土掏空。 n n 适用海底条件：由于沉垫承压低（适用海底条件：由于沉垫承压低（0.240.240.3Pa0.3Pa），适用平整），适用平整 海底海底 n n 平台本体与下体之间连接的立柱，具
13、有小水线面的剖面，主柱与主平台本体与下体之间连接的立柱，具有小水线面的剖面，主柱与主 柱之间相隔适当距离，以保证平台的稳性。柱之间相隔适当距离，以保证平台的稳性。 n n 下体间的连接支撑一般都设在下体上方，这样，当平台移位时，可下体间的连接支撑一般都设在下体上方，这样，当平台移位时，可 使连接支撑位于水线之上，以减小阻力；使连接支撑位于水线之上，以减小阻力； n n 平台本体高出水面一定高度，以免波浪的冲击；平台本体高出水面一定高度，以免波浪的冲击； n n 下体或浮箱提供主要浮力，沉没于水下以减小波浪的扰动力。下体或浮箱提供主要浮力，沉没于水下以减小波浪的扰动力。 3 3、半潜式钻井平台半
14、潜式钻井平台 组成：由平台本体、立柱和下体或浮箱组成。平台上设有钻井机械设组成：由平台本体、立柱和下体或浮箱组成。平台上设有钻井机械设 备、器材和生活舱室等，供钻井工作用。在下体与下体、立柱与立柱备、器材和生活舱室等，供钻井工作用。在下体与下体、立柱与立柱 、立柱与平台本体之间还有一些支撑与斜撑连接。、立柱与平台本体之间还有一些支撑与斜撑连接。 特点：是大部分浮体沉没于水中的小水线面的移动式钻井平台，从坐特点：是大部分浮体沉没于水中的小水线面的移动式钻井平台，从坐 底式钻井平台演变而来，有立柱稳定式平台底式钻井平台演变而来，有立柱稳定式平台 适用水深：适用水深：500500米米- -几千米几千
15、米 优缺点：稳性比较好。造价高优缺点：稳性比较好。造价高 墨西哥胡佛戴安娜湾半潜式钻井平台墨西哥胡佛戴安娜湾半潜式钻井平台 Marine 700 Marine 700 半潜式钻机模半潜式钻机模 块。块。 可在可在7070米至米至15201520米深海域米深海域 实施钻井。实施钻井。 其设计最大浪高其设计最大浪高3232米，持米，持 续风浪续风浪1111至至1515秒。秒。 该半潜式钻机模块总长为该半潜式钻机模块总长为 119119米，总宽度为米，总宽度为71.471.4米米 。 n n 锚泊系泊系统：锚泊系泊系统：8-128-12只锚链连接平台与海底，适用于只锚链连接平台与海底，适用于200-200- 300m300m水深水深 n n 动力定位系统：利用声纳系统和自动控制对船舶定位；适用动力定位系统：利用声纳系统和自动控制对船舶定位；适用 1000m1000m n n 锚泊与动力的组合定位系统：风浪小时用锚泊，风浪大时用锚泊与动力的组合定位系统：风浪小时用锚泊，风浪大时用 动力定位系统。适用动力定位系统。适用600m600m以内以内 定位系统：定位系统： 转移方式：自航和非自航式。距离远时，即使自航时也需拖船。转移方式：自航和非自航式。距离远时，即使自航时也需拖船。 移动时为了减小受风面，平放钻井架移动时为了减小
