海洋石油平台种类

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1、海洋石油平台种类海洋平台是在海洋上进行作业,石油钻探与生产所需的平台,主要分钻井平台和 生产平台两大类。在钻井平台上设钻井设备,在生产平台上设采油设备。平台与 海底井口有立管相通。呵呵,石油钻探就是民用啦,当然也可理解为战略物资储备。但多才的美军把雷 达也放到半潜式平台上了。咱们先把军用的放在一边,海洋平台就是石油开采业向水下进军的一个产物。最 原始的海洋平台甚至不能称为海洋平台,而是湖泊平台(1891年,圣玛丽湖, 俄亥俄州),结构为木质,作业水深甚至仅有1.5m。说白了,就是给陆上井架 加了一层台阶。既然能在湖边,也能在海边嘛,到现在海洋平台已经发展成为高 附加值、高科技的工业设施。形式多

2、种多样,且几乎每种新型的平台形式出现都 是为了再更深的海区中作业。最早出现的平台是导管架平台(Jacket),适用于浅近海。导管架平台可以看作最 原始,最直接的将钻井设备与海底连接起来的措施。钢桩穿过导管打入海底,并 由若干根导管组合成导管架。导管架先在陆地预制好后,拖运到海上安装就位, 然后顺着导管打桩,桩是打一节接一节的,最后在桩与导管之间的环形空隙里灌 入水泥浆,使桩与导管连成一体固定于海底。平台设于导管架的顶部,高于作业 区的波高,具体高度须视当地的海况而定,一般大约高出4-5m,这样可避免波 浪的冲击。导管架平台的整体结构刚性大,适用于各种土质,是目前最主要的固 定式平台。但其尺度、

3、重量随水深增加而急骤增加,所以在深水中的经济性较差。导管架平台使用水深一般小于300m,世界上大于300m水深的导管架平台仅7座。 目前最大的导管架平台是在墨西哥湾安装的水深为610m的导管架平台。呵呵, 看到下图,你是不是就想到一个字,“笨”?典型导管架平台导管架平台还有一个缺点,就是走不动。自从安装之日起,它就永远固定在那个 经纬度上了。如果某公司财力有限,无法同时安装多个导管架平台,这时就出现 了坐底式平台。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。 平台分本体与下体(即浮箱),由若干立柱连接平台本体与下体,平台上设置钻 井设备、工作场所、储藏与生活舱室等。钻井前在下体中灌

4、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。在移动时,将下体排水上浮,提供平台所需的全部浮力。坐底式的工作水深 比较小,愈深则所需的立柱愈长,结构愈重,而且立柱在拖航时升起太高,容易 产生事故。由于坐底式平台的工作水深不能调节,己日渐趋于淘汰。胜利1号与 胜利4号都是坐底式平台。坐底式平台你看,坐底式平台虽然能移动,但还是到不了更深的地方去。好么,人类中从来 不缺乏能工巧匠。在全面研究了海洋工程环境之后,美国人R G LeTourneau在 19世纪50年代初提出了自升式平台的理念,受到了广泛的关注,但热闹归热闹, 关注之后却没有一家石油公司

5、愿意建造自升式平台。LeTourneau找来找去,终 于找到了一家愿意签合同的公司Zapata Off-Shore Company,这家公司的掌柜 叫George H W Bush,哈哈,没错,就是后来当过大统领的老布什。在某次平台 建造中的仪式上,老布什还特意带着小布什一起去见了见世面。LeTourneau设计的自升式平台,于1955年建成。老小布什是不是从这起,就注定了父子俩要为石油跟伊拉克干仗?自升式钻井平台(Jack-up)是由一个上层平台和数个能够升降的桩腿所组成的海 上平台。这些可升降的柱腿能将平台升到海面以上一定高度,支撑整个平台在海 上进行钻井作业。这种平台既要满足拖航移位时的

6、浮性、稳性方面的要求,又要 满足作业时着底稳性和强度的要求,以及升降平台和升降桩腿的要求。由于自升 式平台可适用于不同海底土壤条件和较大的水深范围,移位灵活方便,便于建造, 因而得到了广泛的应用。目前,在海上移动式钻井平台中它仍占绝大多数。导管 架平台和自升式平台比起来就是铃木摩托和福特汽车的关系。典型的自升式平台l-liifllLisg自升式平台下水,跟导管架平台一样的道理,去更深的地方就得付出尺度和重量 增加的代价。目前自升式平台最大的作业水深是400ft,也就是122m。还是那个 老问题,如何到更深的地方去采油?除了钻井船之外还有什么办法?壳牌公司的 Bruce Collip提出了半潜式

7、平台的理念。其实这个理念得来相当轻巧。壳牌公 司的一家施工单位一一蓝水钻井公司有一座浸没式平台“蓝水1号”,“蓝水1 号”的结构就像一张方桌,方形甲板下面四根立柱,四根立柱底部之间有一些浮 箱连接。“蓝水1号”本来就是按照浸没式设计的,拖航时浮箱提供的浮力自然 无法与平台重力平衡,因此拖航时水面没过了浮箱,但还在甲板之下。在1961 年的一次拖航过程中,Bruce Collip观察到在这个状态下平台相对于其平衡位 置的运动极小,就意识到这座平台也能在漂浮状态下作业。半潜式平台(Semi)是大部分浮体沉没于水中的一种小水线面的移动式平台,它从 坐底式平台演变而来,由平台本体、立柱和下体或浮箱组成

8、。此外,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,在下体问的连 接支撑一般都设在下体的上方,这样,当平台移位时,可使它位于水线之上,以 减小阻力;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。平台 本体高出水面一定高度,以免波浪的冲击。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。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,所以又有立柱稳定式之称。半潜式平台已经成为海洋钻井平台的主要发展方向。嗯,相当于用了 TSI+DSG 的迈腾吧。到目前为止,半潜式钻井平台已经经历了第一代到第六代的历程。

9、代作业水深年代1600 ft196021000 ft1969 - 197431500 ft198043000 ft199057500 ft1998 - 2004610000 ft2005 - 2010工作水深排世界前15名的半潜式平台中,巴西国家石油(BR)占9艘,英国石油 公司(BP)2艘,壳牌石油1艘,美国ATP油气公司1艘,Chevron公司1艘,美 国Anadarko石油公司(APC) 1艘。典型的半潜式平台前面说了,海洋平台主要分钻井平台和生产平台两大类。在深海,半潜式平台主 要用作钻井,生产平台就主要靠张力腿平台(TLP)了。张力腿式平台利用绷紧 状态下的锚索链产生的拉力与平台的剩

10、余浮力相平衡。一般来说,半潜式平台的 锚泊定位系统,都是利用锚索的悬垂曲线的位能变化来吸收平台在波浪中动能的 变化。悬垂曲线链的特征之一是链的下端必须与水底相切,以保证锚柄不会从水 底抬起,这样就可保证锚的抓力。张力腿式平台也是采用锚泊定位的,但与一般 半潜式平台不同,其所用锚索是绷紧成直线的,不是悬垂曲线的,钢索的下端与 水底不是相切的,而是几乎垂直的。用的锚是桩锚(即打入水底的桩作为锚用), 或重力式锚(重块)等,不是一般容易起出的转爪锚。张力腿式平台的重力小于 浮力,所相差的力可依靠锚索向下的拉力来补偿,且此拉力应大于波浪产生的力, 使锚索上经常有向下的拉力,起着绷紧平台的作用。简单说,

11、张力腿平台就像一 个气球,把绳子拴在海底,它就不随便跑了。第一代张力腿平台其实就是从半潜 式平台发展过来的,差别在于:张力腿平台的甲板一般呈正方形,半潜式平台一 般呈长方形。张力腿平台的浮箱要相互连通,半潜式平台的浮箱可不连通。第二代张力腿平台则包括单柱式TLP、最小化TLP和延伸TLP,其中单柱式TLP和最 小化TLP又称为迷你式TLP。典型的第一代张力腿平台接下来呢,该海洋平台中的保时捷出场了SPAR平台。SPAR的理念源自于浮 标,实际上它结构的大部分都是浮筒。主体是单圆柱结构,垂直悬浮于水中,特 别适宜于深水作业,在深水环境中运动稳定、安全性良好。主体可分为几个部分, 有的部分为全封闭式结构,有的部分为开放式结构,但各部分的横截面都具有相 同的直径。由于主体吃水很深,平台的垂荡和纵荡运动幅度很小,使得SPAR平 台能够安装刚性的垂直立管系统,承担钻探、生产和油气输出工作。SPAR平台本身的发展也经历了三个过程:Classical SPAR, Truss SPAR, Cell SPAR.哥儿仁海洋平台中的偏门:重力式混凝土平台,牵索塔平台在此就不做介绍了。TLP和SPAR是目前海洋平台中科技含量最高的产品,留作后续单独介绍。再来回顾一下概括海洋平台中的主流:此图中,从左到右依次是导管架平台,自升式平台,半潜式平台,钻井船,张力 腿平台。

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