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1、海洋油井平台概述各类海洋油井平台概述海洋石油钻采设备是海上油气田钻井与采油所用的工具和装备,它的种类 繁多包罗万象,但归纳起来大体可以分为四类：1.海洋石油钻井平台；2.海洋石油采油平台；3.水上钻井机械设备；4.水下钻井机械设备.本文主要介绍前 两类,即：海洋石油钻井平台及海洋石油采油平台.主要分为移动式平台和固 定式平台两大类.其中按结构又可分为：1移动式平台：坐底式平台、自升式平台、钻井船、半潜式平台SEMI、张力腿式平台TLP、牵索塔式平台、浮式生产处理系统FPSO、 筒状平台SPAR .2固定式平台：导管架式平台、混凝土重力式平台、深水顺应塔式 平台.移动式平台坐底式钻井平台坐底式钻
2、井平台又叫钻驳或插桩钻驳,适用于河流和海湾等 30米以下 的浅水域.坐底式平台有两个船体,上船体又叫工作甲板,安置生活舱室和设 备,通过尾郡开口借助悬臂结构钻井；下部是沉垫,其主要功能是压载以及海 底支撑作用,用作钻井的根底.两个船体间由支撑结构相连.这种钻井装置在 到达作业地点后往沉垫内注水,使其着底.因此从稳性和结构方面看,作业水 深不但有限,而且也受到海底根底平坦及坚实程度的制约.所以这种平台发 展缓慢.然而我国渤海沿岸的胜利油田、大港油田和辽河油田等向海中延伸的 浅海海域,潮差大而海底坡度小,对于开发这类浅海区域的石油资源,坐底式 平台仍有较大的开展前途.目前已有几座坐底式平台用于极区
3、,它可加压载坐 于海底,然后在平台中央填砂石以预防平台滑移,完成钻井后可排出压载起 浮,并移至另一井位.自升式钻井平台自升式钻井平台被设计成为驳船的模样,具有可以升降的可延伸到海底的 桩腿.虽然有些设计能使其在海深500英尺152米的海域工作,但通常用于 海深400英尺122米的地方,适合于近海.其移位时平台降至水面,桩腿开 起,平台就像驳船,可由拖轮把它拖移到目的地.到达钻井目的地后,工作时 桩腿下放插入海底,平台及平台上所有的钻井设备及其他器械被抬起到离开海 面的平安工作高度,并对桩腿进行预压,以保证平台遇到风暴时桩腿不致下 陷.完井后平台降到海面,拔出桩腿并全部提起,整个平台浮于海面,由
4、拖轮 拖到新的井位.半潜式钻井平台SEMI上部为工作甲板,下部为两个下船体,用支撑立柱连接.工作时下船体潜入水中,甲板处于水上平安高度,水线面积小、波浪影响小、稳定性好、自持 力强、工作水深大.半潜式平台用锚和钢丝绳定位,工作水深为180米左右;用锚和链结合定位,工作水深可提升到450米.新开展的动力定位技术用于半潜式 平台后,工作水深可达9001200米,定位精度在12%水深的半径范围内.半潜 式与自升式钻井平台相比,优点是工作水深大,移动灵活,且由于只有立柱暴 露于波浪环境中,非常平稳；缺点是投资大,维持费用高,要有一套复杂的水 下器具,有效使用率低于自升式.牵索塔式平台牵索塔式平台在波浪
5、载荷作用下的动态响应数值分析指出,其桩基处的弯 矩比塔的其它局部要小得多,整个系统上的水平力也主要由系缆系统承受.从 其恢复力与塔的偏离平衡位置的关系曲线可以看出,当塔的偏离增大到一定程 度时,系在牵索上原来固定在缆索上而沉于海底的重块被提起离开海底,从而 使索内的张力增加变得缓慢,亦即比重块未被提起时吸收更多的能量.这样在 遇到大幅值长周期的风暴波时,系统变软,更大的顺应性出现.由于这些优 点,牵索塔式平台比导管架式平台、重力式平台更适合于深水海域作业,它的 应用范围在200米650米.钻井船钻井船是浮船式钻井平台,它通常是在机动船或驳船上布置钻井设备.适 用于水深800哄尺2439米或更深
6、的水域.平台是靠锚泊或动力定位系统定 位.按其推进水平,分为自航式、非自航式；按船型分,有端部钻井、舷侧钻 井、船中钻井和双体船钻井；按定位分,有一般锚泊式、中央转盘锚泊式和动 力定位式.浮船式钻井装置船身浮于海面,易受波浪影口向,但是它可以用现 有的船只进行改装,因而能以最快的速度投入使用.张力腿平台TLR张力腿式钻井平台TLP是利用绷紧状态下的锚索产生的拉力与平台的剩 余浮力相平衡的钻井平台或生产平台.其所用锚索绷紧成直线,不是悬垂曲 线,钢索的下端与水底不是相切的,而是几乎垂直的.用的是桩锚即打入水底的桩为锚或重力式锚重块等,不是一般容易起放的抓锚.张力腿式平台的重 力小于浮力,所相差的
7、力量可依靠锚索向下的拉力来补偿,而且此拉力应大于 由波浪产生的力,使锚索上经常有向下的拉力,起着绷紧平台的作用,能有足 够的张力以消除波浪诱导产生的升沉、横摇、纵摇.适用于深度为120米1500型的水域.浮式生产处理系统FTSOFPSOI英文 Floating Production Storage & Offloading的缩写,中文翻译“浮式生产储存卸货装置.它集生产处理、储存外输及生活、动力供给于 一体.同时它还具有高投资、高风险、高回报的海洋工程特点.FPSO2然一座“海上油气加工厂把来自油井的油气水等混合液经过加工处理成合格的原油 或天然气,成品原油储存在货油舱,到一定储量时经过外输系
8、统输送到穿梭油 轮.FPS舔统-作为海上油气生产设施,FPS舔统主要由系泊系统单点系 泊SALM /多点系泊、载体系统、生产工艺系统及外输系统组成,涵盖了数 十个子系统.作业水域20米2000米.筒状平台SPAR自1987年Edward Hordon设计了一种专用于深海钻探和采油工作的 SPAFF台 之后,SPA砰台得到了大大地开展.Spar平台的系泊方式与垂直系泊的张力腿 平台不同,它的设计采用了斜线系泊,而且系泊钢缆中不像TI P平台那样具有很大的预张力,所以在其自身重力作用下形成悬垂线形.Spar平台的系泊索一般都是根据“链一缆一链的形式组成的,上端通过主体上的导缆器Fairlead与位
9、于上体的起链装置Chain Jack相连,起链装置一般由计算机自动限制, 通过对锚链的收放,限制系泊索长度、调整平台位置.系泊索下端那么与海底基 础相连,海底根底的类型主要是桩基或吸力式根底.作业水深可以在500米3000米.固定式平台固定导管架平台导管架平台又称桩式平台,是由打入海底的桩柱来支承整个平台,能经受 风、浪、流等外力作用,可分为群桩式、桩基式导管架式和腿柱式.由钢管 结构组,钢管结构和海底之间由桩连接,桩穿过导管架外周构建的导向套管被 打入海底.上次结构包括钻井设备、生产设备、人员住所等.平台的典型寿命 是1025年,当油被采完后,被移走或被清理掉.作业水域 小于300米.混凝土
10、重力式平台混凝土重力式平台的底部通常是一个巨大的混凝土根底 沉箱,用三个或 四个空心的混凝土立柱支撑着甲板结构,在平台底部的巨大根底中被分隔为许 多圆筒型的贮油舱和压载舱,这种平台的重量可达数十万吨,正是依靠自身的 巨大重量,平台直接置于海底.现在已有大约 20座混凝土重力式平台用于北 海.不过由于混凝土平台自重很大,对地基要求很高,使用受到限制.图中八 角形处为直升机起降平台.附：主要的三种平台比拟张力腿TLPSPARF 台半潜式SEMI适应水深150200050030001003000动力性能运动响应性能优 异,平台运动很小稳定性好,比拟好的运动 性能,深水适应性好运动性能不如SPAR立 管疲劳问题突出采油树型 式干式干式/湿式湿式安装方式传统TLP整体预制分体安装,对预制场地要 求高整体预制,可以改装造价$57亿,小型TLP $12亿$1.5亿2亿,费用随水 深变化相对不敏感$2亿5亿在国内,由于技术和资金问题,用的比拟多的是 FPS*台,而国外那么用的就 有TL济口SPAFF台,可见我国的技术水平还有极大的空间开展和前进！,