Ⅰ 世界海洋石油钻井平台有哪些
一、海洋石油钻井技术特点
1.作业范围广且质量要求高
移动式钻井平台(船)不是在固定海域作业,应适应移位、不同海域、不同水深、不同方位的作业。移位、就位、生产作业、风暴雨雪等复杂作业工况对钻井平台(船)提出很高的质量要求。如半潜式钻井平台工作水深达1500~3500米,而且要适应高海况持续作业、13级风浪时不解脱等高标准要求。
2.使用寿命长,可靠性指标高
高可靠性主要体现在:(1)强度要求高,永久系泊在海上,除了要经受风、浪、流的作用外,还要考虑台风、冰、地震等灾害性环境力的作用;(2)疲劳寿命要求高,一般要求25~40年不进坞维修,因此对结构防腐、高应力区结构形式以及焊接工艺等提出了更高要求;(3)建造工艺要求高,为了保证海洋工程的质量,采用了高强度或特殊钢材(包括Z向钢材、大厚度板材和管材);(4)生产管理要求高,海洋工程的建造、下水、海上运输、海上安装甚为复杂,生产管理明显地高于常规船舶。
3.安全性要求高
由于海洋石油工程装置所产生的海损事故十分严重,随着海洋油气开发向深海区域发展、海上安全与技术规范条款的变化、海上生产和生活水准的提高等因素变化,对海洋油气开发装备的安全性能要求大大提高,特别是对包括安全设计与要求、火灾与消防及环保设计等HSE的贯彻执行更加严格。
4.学科交叉,技术复杂
海洋石油钻井平台的结构设计与分析涉及了海洋环境、流体动力学、结构力学、土力学、钢结构、船舶技术等多门学科。因此,只有运用当代造船技术、卫星定位与电子计算机技术、现代机电与液压技术、现代环保与防腐蚀技术等先进的综合性科学技术,方能有效解决海洋石油开发在海洋中定位、建立海上固定平台或深海浮动式平台的泊位、浮动状态的海上钻井、完井、油气水分离处理、废水排放和海上油气的储存、输送等一系列难题。
二、总体历程
海洋石油钻井的特点决定了它的难度,随着技术的进步,钻井平台也得到快速发展。
海洋石油的勘探开发已有100多年的历史。海洋钻井平台作为海洋石油开采的必备装备,从一开始就与海洋石油的勘探开发同步发展着。1897年,在美国加利福尼亚州Summerland滩的潮汐地带上首先架起一座76.2米长的木架,把钻机放在上面打井,这是世界上第一口海上钻井。那是人类海洋石油开发的开端,也是海洋钻井平台发展的伊始。图34-12是海洋石油平台发展历程简图。
纵观世界海洋钻井平台的发展历史,自1887年世界上最早的海上石油勘探开发工作起源以来,直到50多年以后,也就是20世纪40年代末期,海上石油工程才开始有了起色,并发生了较大变化。当时世界范围内共有3个国家能够从事海上石油开发工作,所用的平台都是固定式平台,且结构和钻井方式均比较简单,平台适应水深的能力只有几十米。但随着装备技术的不断进步及石油的战略意义和石油本身带给人们巨额利润的诱惑,致使海洋油气资源的勘探开发格局发生了巨大变化。60年来,尤其是近20年来,以美国、挪威等西方发达国家为代表的海洋勘探开发水平已上升到了一个很高的层次,无论从钻井平台本身而言,还是从钻井装备能力、控制技术及适应性而言,均为海洋油气勘探开发提供了良好的保障。一方面钻井平台的数量剧增,品种多样;另一方面,适应水深和钻深的能力越来越强。据统计,目前世界上仅移动式钻井平台数量已接近700台,最大适应水深能力已超过3000米,钻井深度已超过12000米。不仅如此,世界范围内具备从事海洋勘探开发能力的国家和海洋油气开采量也同样发生了巨大变化,目前全球范围内能够从事海洋勘探开发的国家和地区已达到100多个,所开发的油气产量已占全球总油气产量的35%左右,其发展速度非常迅猛。
图34-13随水深增大的钻井平台的发展
三、详细历程
世界现代石油工业最早诞生于美国宾西法尼亚州的泰特斯维尔村。一个名为乔治·比尔斯的人于1855年请美国耶鲁大学西利曼教授对石油进行了化学分析,石油通过加热蒸馏分离成几部分,每部分都含有碳和氢的成分,其中一种就是高质量的用以发光照明的油。1858年比尔斯请德雷克上校带人打井,1859年8月27日在钻至69英尺时,终于获得了石油。从此,利用钻井获取石油、利用蒸馏法炼制煤油的技术真正实现了工业化,现代石油工业诞生了。
随着人类对石油研究的不断深入,到了20世纪,石油不仅成为现代社会最重要的能源材料,而且其五花八门的产品已经深入到人们生活的各个角落,被人们称为“黑色的金子”,“现代工业的血液”,极大地推动了人类现代文明的进程。高额的石油利润极大推动了石油勘探开采活动,除了陆地石油勘探外,对于海洋石油资源的开发也日益深入。
1897年,在美国加利福尼亚州Summerland滩的潮汐地带上首先架起一座76.2米长的木架,把钻机放在上面打井,这是世界上第一口海上钻井。
1897年,在世界上第一口海上钻井的旁边,美国人威廉姆斯在同一个地方造了一座与海岸垂直的栈桥,钻机、井架等放在上面钻井。由于栈桥与陆地相连,物资供应就方便多了。另外,钻机在栈桥上可以随意浮动,从而在一个栈桥上可打许多口井。在海边搭架子,造栈桥基本上是陆地的延伸,与陆地钻井没有差别。
1920年,委内瑞拉搭制了木制平台进行钻井。
1932年,美国得克萨斯公司造了一条钻井驳船“Mcbride”,上面放了几只锚,到路易斯安那Plaquemines地区“Garden”岛湾中打井。这是人类第一次“浮船钻井”,即这个驳船在平静的海面上漂浮着,用锚固定进行钻井。但是由于船上装了许多设备物资器材,在钻井的时候,该驳船就坐到海底了。从此以后,就一直用这样的方式进行钻探。这就是第一艘坐底式钻井平台。同年,该公司按设计意图建造了一条坐底式钻井驳船“Gilliasso”。1933年这艘驳船在路易斯安那州Pelto湖打了“10号井”,钻井进尺5700英尺。以后的许多年,设计和制造了不同型号的许多坐底式钻井驳船,如1947年,Johnhayward设计的一条“布勒道20号”,平台支撑件高出驳船20多米,平台上备有动力设备、泵等。它的使用标志着现代海上钻井业的诞生。
1936年美国为了开发墨西哥湾陆上油田的延续部分,钻成功第一口海上油井并建造了木制结构生产平台,于1938年成功地开发了世界上第一个海洋油田。第二次世界大战后,木制结构平台改为钢管架平台。
1953年,Cuss财团建造的“Submarex”钻井船是世界第一条钻井浮船,它由海军的一艘巡逻舰改装建成,在加利福尼亚州近海3000英尺水深处打了一口取心井。1957年,“卡斯一号”钻井船改装完毕,长78米,宽12.5米,型深4.5米,吃水3米,总吨位3000吨,用6台锚机和6根钢缆把船系于浮筒上。用浮船钻井会带来一系列问题,由于波浪、潮汐至少给船带来三种运动,即漂移、摇晃、上下升沉,钻头随时可能离开井底,钻井液返回漏失,钻遇高压油气大直径的导管伸缩运动而不能耐高压等。这样就把防喷器放到海底。该船首先使用简易的水下设备,从而把浮船钻井技术向前推进了一步。浮船钻井的特点是比较灵活,移位快,能在深水中钻探,比较经济。但它的缺点是受风浪海况影响大,稳定性相对较差,给钻井带来困难。
1954年,第一条自升式钻井船“迪龙一号”问世,12个圆柱形桩腿。随后几条自升式钻井平台,皆为多腿式。1956年造的“斯考皮号”平台是第一条三腿式的自升式平台,用电动机驱动小齿轮沿桩腿上的齿条升降船体。1957年制造的“卡斯二号”是带有沉垫和4条圆柱形桩腿的平台。由于经济原因,自升式钻井平台开始兴起,滨海钻井承包商们认识到在40英尺或更深的水中工作,升降系统的造价比坐底式船要低得多。自升式钻井平台的腿是可以升降的,不钻井时,把腿升高,平台坐到水面,拖船把平台拖到工区,然后使腿下降伸到海底,再加压,平台升到一定高度,脱离潮、浪、涌的影响,得以钻井。
1954年提出张力腿式钻井平台(TLP)设想,英国北海Hutton油田首次于生产中使用此平台,1983年安装,1984年投产。
随着钻井技术的提高,在一个钻井平台上可以打许多口井而钻井平台不必移动,特别是近海的开发井。这样,固定式平台也有发展。固定式平台就是建立永久性钻井平台,大都是钢结构,打桩,然后升出海面;也有些是水泥结构件。
1962年,壳牌石油公司用世界上第一艘“碧水一号”半潜式钻井船钻井成功。“碧水一号”原来是一条坐底式平台,工作水深23米。当时为了减少移位时间,该公司在吃水12米的半潜状态下拖航。在拖航过程中,发现此时平台稳定,可以钻井,这样就得到了启示,后把该平台改装成半潜式钻井平台。1964年7月,一条专门设计的半潜式平台“碧水二号”在加利福尼亚州开钻了。第一条三角形的半潜式平台是1963年完工的“海洋钻工号”,第二条是1965年完工的“赛德柯135”。
随着海上钻井的不断发展,人类把目光移向更深的海域。半潜式钻井平台就充分显示出它的优越性,在海况恶劣的北海,更是称雄,与之配套的水下钻井设备也随之发展,从原来简单型逐渐趋于完善。半潜式钻井平台一般都是用锚系定位的,而深海必须使用动力定位。第一条动力定位船是“Cussl”,能在12000英尺水深处工作,获取600英尺的岩心。以后出现了动力定位船“格洛玛·挑战者号”,它于1968年投入工作,一直用于大洋取心钻井。世界上真正用于海上石油勘探的第一条动力定位船是1971年建成的“赛柯船445”钻井船,工作水深在动力定位时可达600米以上。
1950—1970年,由于石油钻采技术的迅速发展,陆地和近海勘探发现大量油气储,石油产量剧增,工业发达国家纷纷弃煤用油,加上汽车工业特别是家用汽车迅猛发展,大量耗油促使产油和炼油大增。
1971—1980年,由于中东战争等因素,油价攀升至每桶约32美元,促使海洋石油工业大发展,海洋石油钻井平台的设计建造数量从1975年的304艘增至1985年的772艘。由于油价从1981年开始下跌的延后效应(最低下跌至每桶不足16美元)。
1981—1996年,海洋石油钻井采油陷入不景气的低谷,投入海上勘探开发钻井逐年减少,1996年海洋钻井平台减至567艘,各石油设备制造厂商也大幅度萎缩或合并,海上新平台建造也较少,多数将旧平台更新改造,用以适应钻井水深和钻井深度向深部推进的需求。
1997—2004年,由于世界各国政治经济的诸多因素、科学技术的进步以及中东伊拉克对科威特战争和相随而至的两次美伊战事等原因,油价又逐渐上升,海上移动式钻井平台从1996年的56艘增至2002年的670艘。2003—2007年,各年依次为677艘、678艘、673艘、641艘和654艘(参见《世界石油》,2007年10月号),其中超水深的平台骤增,如2006年,世界工作水深不小于1524米(5000英尺)的超深水钻井平台(船)已111艘(包括83艘超深水半潜式钻井平台和28艘超深水钻井船)。
2001年,墨西哥湾钻井水深达2964米。
2002年,雪佛龙公司钻井垂深达9210米。
2003年,雪佛龙德士古公司在美国墨西哥湾钻井工作水深突破3000米。
四、发展趋势
在海上石油开采的最初阶段,由于向海上进军难度很大,在海上建造平台与在海上钻井的难度很大,所以最初的海上平台只是靠近海岸、在浅海处、用木头建造的近海结构物,而进行的也不过是在水深很浅的海域进行简单的钻井活动,还未能开始进行油气的规模开采。
随着人类科技的不断进步,人们对建筑材料的掌握更加深入,因此构建海洋钻井平台的材料由木材变成了钢材,离海岸的距离也逐渐变远,从由海岸建筑向海洋延伸逐渐转变为出现在海面上的钻井平台。
当钻井平台由近海位置向海洋方向进发时,海洋平台下方海水的深度会发生变化,逐渐增大,特别是达到大陆架的范围之后。此时海洋钻井平台就出现了各种类型,如适于较浅深度的稳性较高的重力式平台、便于移动的半浮式平台、在风浪中能够保持稳定的张力腿式平台。
(1)海洋钻井平台被少数国家长期垄断的局面将逐渐被打破。
在海洋钻井平台技术发展过程中,美国、挪威等西方发达国家由于起步早已积累了一定经验,尤其是在海洋深水技术开发方面一直处于领先和垄断地位,但随着近几年世界多个国家涉足海洋勘探开发领域,尤其是中国、巴西、韩国、日本等国家的崛起,今后海洋装备技术将呈现出多渠道、多国化、百花齐放的发展局面。
(2)海洋钻井平台将向高可靠性、自动化方向发展。
面对风、浪、流等各种复杂的海洋作业环境及海上安全与技术规范条款的要求等,石油装备的高可靠性是保证海洋油气能否顺利开发的先决条件。同时,为了提高平台作业效率,降低劳动强度及减小手工操作的误差率,海洋装备的自动化、智能化控制技术已得到较好的应用。但对发展中国家而言,尚需对DP3定位系统、自动化管子处理系统以及海洋水下设备下入工具等做进一步研究。
(3)海洋钻井平台向多功能化方向发展趋势明显。
20世纪90年代后期,部分钻井平台开始向多功能化方向发展。新型的多功能海洋平台不仅具有钻井功能,同时还具备修井、采油、生活和动力等多种功能。如具有动力定位装置的FPSO,不仅完全具备上述功能,而且还可以作为穿梭油轮,实现一条船开发一个海上大型油田的目标。多功能半潜式钻井平台不仅可用作钻井平台,也可用作生产平台、起重平台、铺管平台、生活平台以及海上科研基地,甚至可用作导弹发射平台等,适用范围越来越广。
(4)海洋钻井平台向深水领域发展必将成为新的发展方向。
世界主要海洋装备制造强国均已开始研究并制造大型化的海洋油气开发装备,作业水深已由早先的10~25米发展到当今的3000米以上,海洋油气开发装备的最大钻井深度可达12000米。目前,第5代、第6代超深水半潜式平台已成为发展潮流。根据美国权威机构统计分析,2001—2007年全世界投入的海洋油气开发项目为434个,其中水深大于500米的深水项目占48%,水深大于1200米的超深水项目达到22%,各大石油公司在深海领域的投资有不断增加的趋势,海洋钻井平台正不断向深水领域发展。
Ⅱ 目前世界范围内有多少座海洋平台
按其结构特性和工作状态可分为固定式、活动式和半固定式三大类。固定式平台的下部由桩、扩大基脚或其他构造直接支承并固着于海底,按支承情况分为桩基式和重力式两种。活动式平台浮于水中或支承于海底,能从一井位移至另一井位,按支承情况可分为着底式和浮动式两类。近年来正在研究新颖的半固定式海洋平台,它既能固定在深水中,又具有可移性,张力腿式平台即属此类。 桩基式平台
① 导管架型平台。在软土地基上应用较多的一种桩基平台。由上部结构(即平台甲板)和基础结构组成。上部结构一般由上下层平台甲板和层间桁架或立柱构成。甲板上布置成套钻采装置及辅助工具、动力装置、泥浆循环净化设备、人员的工作、生活设施和直升飞机升降台等。平台甲板的尺寸由使用工艺确定。基础结构(即下部结构)包括导管架和桩。桩支承全部荷载并固定平台位置。桩数、长度和桩径由海底地质条件及荷载决定。导管架立柱的直径取决于桩径,其水平支撑的层数根据立柱长细比的要求而定。在冰块飘流的海区,应尽量在水线区域(潮差段)减少或不设支撑,以免冰块堆积。对深海平台,还需进行结构动力分析。结构应有足够的刚度以防止严重振动,保证安全操作。并应考虑防腐蚀及防海生物附着等问题。导管架焊接管结点的设计是一个重要问题,有些平台的失事,常由于管结点的破坏而引起。管结点是一个空间结点,应力分布复杂;近年应用谱分析技术分析管结点的应力,取得较好的结果。导管架由导管(即立柱)和导管间的水平杆和斜杆焊接组成,钢桩沿导管打入海底。打桩完毕后,在两者的环形空隙内用水泥浆等胶结材料固结,使桩与导管架形成一个整体,以承受巨大的竖向和水平荷载。若桩的承载能力不能满足要求时,可在立柱之间和角立柱的周围增设钢桩。这种平台施工时一般先在陆地上预制导管架,再用驳船拖运就位进行安装,通过调节压舱水使驳船倾斜,然后用卷扬机将导管架送入水中,由其自身浮力悬浮在水中,再向导管架立柱内灌水,同时用起重船把导管架竖立就位于海底井址,再将桩逐段连续打入海底土层固定。用于深海的导管架高度很大,整体运输困难,可采用分段制造,分段下水连接而成。
②塔架型平台。另一种适于软土地基的桩基平台。由腿柱(通常直径达6米)、水平杆和斜杆及大梁(圆形或箱形)组成。为减小挡水面积,桩均设置在腿柱内,排成圆形,桩顶与腿柱焊接,空隙内灌入水泥浆,以防止薄壁腿柱发生局部压屈,并使桩固定在腿柱下端。施工时将塔架侧放并拖运就位,注入压舱水,使塔架直立,然后打桩,最后安装平台甲板。在自然条件恶劣的深水区,目前多采用导管架和塔架的组合方式。
重力式平台
① 钢筋混凝土重力式平台。依靠自身重量维持稳定的固定式海洋平台。主要由上部结构、腿柱和基础三部分组成。基础分整体式和分离式两种。整体式基础一般是由若干圆筒形的舱室组成的大沉垫。沉垫也可采用平板分仓的蜂窝式结构,其侧表面可做成多波形或平板形。分离式基础用若干个分离的舱室做基础,它对地基适应性强,受力明确,抗动力性能好,腿柱间距大,在拖航及下沉作业时较安全。
② 钢重力式平台。也属于分离式基础型,由钢塔和钢浮筒组成,浮筒也兼作储油罐。
③ 钢-钢筋混凝土重力式平台。上部结构和腿柱用钢材建造,沉箱底座用钢筋混凝土建造,可充分发挥两种材料的特性。
以上三种重力式平台适用于较深海域。整体式基础多建造在密实的砂土上,避免建在松散砂或较厚的软土地基上。分离式基础由于基础面积视地质条件而定,立柱的间距随水深而变,故对地基和水深的适应性很强,可用于地质条件较差的场合。重力式平台的施工分两个阶段,前阶段在干坞中进行,后阶段在近岸可避风浪的深水区进行。施工程序是;在干坞中建造基础下部,至预定高度后向干坞中灌水,把已建成的基础下部连同起重设备一起浮运至能避风浪的深水区,并牢牢系泊,继续建造基础的上部及立柱,直至混凝土工程全部完成,再向基础内部灌水,使平台下沉,然后将预制的平台甲板构件用驳船运到立柱上,使基础排水,稍稍起浮,直至立柱恰好顶在平台甲板的预定位置。最后把立柱与平台甲板牢固地连在一起,形成平台。重力式平台设计时应防止基础舱壁失稳或压坏。当基础兼做储油罐时,应考虑由于内外温差所产生的温度应力。平台要有足够的整体稳定性。基础下边可设有插入地基的裙板,防止基础底座沿海底滑动。此外,结构的倾斜度,总沉降量及动力效应都要求不超过限值。 着底式平台
① 坐底式平台。最早的活动平台采用钻井驳船。后来随着海洋石油钻探水深的不断增加,钻井驳船进一步发展成坐底式平台,它由沉垫、立柱和平台甲板三部分组成,适用于水深为5~30米而且海底比较平坦的场合。沉垫可以是整体式,也可以是分离式。向沉垫内灌水,平台即下沉坐落在海底。把水排出,平台就能浮起,故这种平台又有沉浮式之称,要求沉得下,坐得稳,浮得起。中国建成的胜利一号平台即属浅海坐底式平台。
② 自升式平台。由一个驳船式船体和若干能升降并能起支撑作用的桩腿组成,船体有足够的浮力以运载钻井设备和给养到达工作地点。作业时平台被桩腿支撑并抬升到海面以上。转移时,把桩腿拔起,驳船式船体下降浮于水面,即可拖运到另一地点。
自升式平台分为插桩自升式和沉垫自升式。桩腿可插入海底,也可在桩腿下面设置“桩靴”或独立的小沉垫。桩腿结构可以是封闭壳体式,也可以是构架式。桩腿升降机构,有电动液压式和电动齿轮齿条式。船体平面形状可以是三角形、矩形或五边形,其特点是浮运方便,作业时稳定性好,适用水深为5~90米。这种平台的应用较广。
浮动式平台
① 钻井船。把钻井设备安装在船体上,靠锚系或动力定位,在漂浮的状态下钻井。一般都有自航能力,可在几百米或上千米水深的海域工作,但对风浪极为敏感,当风力超过7~8级,波高超过3~4米时就要停止作业。
② 半潜式平台。主要由上部结构、下潜体、立柱及斜撑组成,下潜体有靴式、矩形驳船船体式、条形浮筒式。其外形与坐底式平台相似,上部结构装设全部钻井机械、平台操作设备以及物资储备和生活设施、它是一个由顶板、底板、侧壁和若干纵横仓壁组成的空间箱形结构,水密性较高,能提供较大的浮力,作业时下潜体灌入压舱水使其潜入水下一定深度,靠锚缆或动力定位。拖航时排出压舱水,使下潜体浮在水面。在浅水区作业时可使下潜体坐落在海底,类似坐底式平台。它既可在10~600米深的海域工作,又能较好地适应恶劣的海况,但其经济水深一般为100~300米。
在深水海域中开发石油时,坐底式钻井平台不能满足要求;自升式平台虽然使用水深较大,但不经济;浮动式钻井船可适用于较大水深,然而受海况的影响,其开工率很低;而半潜式平台既可在很深的海域工作,又较能适应恶劣的海况,有良好的运动特性。 遇到恶劣天气时,要引缆作业,可用船用撇缆枪。因此,半潜式平台是目前深海钻井的主要装置。 ① 张力腿式平台。上部结构是浮体,通过收紧锚固在海底的缆索,使浮体的吃水深度比静平衡状态大一些,浮力大于浮体重力,剩余浮力由缆索的张力来平衡。当平台受到扰动力时,缆索张力改变而产生弹性变形,因此,平台只产生微量位移。缆索可竖向或斜向布置。对于深水海域,如果采用固定平台,则造价随水深增大而剧增,海上安装工程也趋于困难,相应配备的工程船舶均需大型化,而张力腿式平台仅需加长缆索,对造价影响不大,这种平台在工作完成后可浮运到其他地点。施工时整座平台在工厂建造,工作地点定位,适用于开采周期较短的深水井小型油田。
② 拉索塔式平台。是一种新型的海洋平台结构,其支承塔架下端着地,上端一般用4~8根钢索张紧固定。这种平台用料少,工作水深大,适用于大深度水域。
Ⅲ 海上石油平台设备
一种岛状空间结构物,具有一个高出海面的水平台面,供进行生产作业或其他活动用的海上工程设施。按其结构特点和工作状态分为固定式和浮式两大类。
固定式平台 在整个使用寿命期内位置固定不变,其形式有桩式、绷绳式和重力式等(图1)。
桩式平台 是由承台(上部甲板)和桩基构成,按桩的材质又分为木桩平台、钢桩平台和钢筋混凝土桩平台。20世纪40年代末出现了导管架平台,它是先在陆上用钢管焊成一个锥台形空间框架,然后驳运或浮运至海上现场,就位后将钢桩从导管内打入海底,再在顶部安装甲板而成。70年代出现的塔架平台,是由一个垂直的导管架和若干组底桩构成,底桩沿导管架外围打入海底。桩式平台已广泛应用于建造海上码头、灯塔、雷达台、水文气象观测站等。其中导管架平台和塔架平台则多用于钻采海底石油或天然气。这种结构的主要优点是波浪及水流荷载小,但造价随水深成指数倍增长,使用水深受限制。
绷绳式平台 亦称系索塔平台,是将一个预制的钢质塔身安放在海底基础块上,四周用钢索锚定拉紧而成。它适用于水深较大的海域。 重力式平台 是靠平台自身重量稳坐在海底坚实土层之上。这种平台的底部是一个或多个钢筋混凝土沉箱组成的基座,基座上有钢立柱或钢筋混凝土立柱支撑上部甲板。由于整个结构比较大,一般先在岸边开挖的泥坞中建造基座,再拖往有掩护的深水区接高,然后浮运至现场,加载下沉。目前这种平台一般是作为海底贮油罐或用于钻采海底石油。其主要特点是抵御风暴及波浪袭击的能力强,结构耐久和维护费用低,但需开挖岸边坞坑,并要有近岸深水施工水域,结构高度因此受到限制。
浮式平台 是一种大型浮体,有的可以迁移,有的不迁移。
可迁移的浮式平台 又称活动平台,它是为适应勘探、施工、维修等海上作业必须经常更换地点的需要而发展起来的。现有的活动平台分坐底式、自升式、半潜式和船式4种(图2)。①坐底式平台(亦称沉浮式平台)多用于水深较浅的水域,其上部为工作甲板,下部为兼作沉垫的浮箱,中间用立柱或桁架支撑。作业时,往浮箱内注水使之座落海底;作业后,把箱内水抽出,平台依靠自身的浮力升起。②自升式平台适应水深范围较大,在漂浮状态时为一艘驳船,它的四侧装有若干根圆柱式或桁架式桩腿,用齿轮、齿条或液压机构控制升降。作业时,放下桩腿并插入海底一定深度,从而将船底托出水面,成为工作甲板。作业后,降下船体,拔起桩腿,即可拖航至新地点。桩腿底部带箱形沉垫的称沉垫自升式平台,不带沉垫的称插桩自升式平台。③半潜式平台多用于水深较大的海域,也是由上层工作甲板、下层浮体结构、中间立柱或桁架3 部分组成。下层浮体结构又分下船体式和浮箱式两种,下船体式更利于航行,故新建造的自航半潜式平台多采用双下船体式。这种平台作业时处于半潜状态,采用锚泊定位或动力定位。作业后,排出压载舱内的水,上浮至拖航吃水线,即可收锚移位。过去建造的少数半潜式平台兼有坐底式的功能,也可以在浅水区座落海底进行作业(见彩图)。④船式平台(即钻井船)是在普通的船舶上加一个作业平台,船舶有单体和双体之分,一般可以自航,作业时采用锚泊定位或动力定位(见彩图)。目前可迁移的浮式平台在海底石油与天然气勘探中应用得最多。
不迁移的浮式平台 在整个使用期间或较长使用期间固定系泊于海上作业位置(图3)。靠近岸边或海况较好海域使用的平台,一般采用普通驳船结构;置于海况较恶劣海域的平台多采用半潜式结构。系泊采用锚定法。为了控制平台的摇荡而将索链拉紧,使平台处于半潜状态的称张力式平台,又称张力腿平台。70年代出现的铰接式平台,由甲板、塔柱和底座组成,塔柱与底座之间用万向节铰接。不迁移的浮式平台造价比固定式平台低,适应水深大,最初多用于开采海底石油,近20年来,已扩大应用于建造海上浮式工厂(如发电厂、海水淡化厂、天然气液化厂、纸浆厂等)和海上浮式贮库(如贮油槽、毒品及危险品库等),使一些传统在岸边或陆上进行的经济活动转移到海上。这些生产设施和装置可以先在加工工业发达的地区制造安装完毕,然后拖运到计划使用的地点系泊固定。例如在浮式平台上建成的海上天然气液化厂(图4),将从海底开采出来的天然气在工厂中进行液化,然后装罐运往陆地。这种生产系统代替了敷设长距离的海底管线,可以节省大量投资。
建造海上平台,除采用先进技术、选择高效小型设备,以尽量压缩平台面积之外,还要对影响生产作业的各种因素,如海洋环境条件与动力荷载、结构和地基响应、安全措施、环境保护以及原料和产品的运输等进行充分的研究。随着海洋开发的发展,将会出现类型更多的海上平台。
海上平台
offshore platform
高出海面且具有水平台面的一种桁架构筑物 。供进行生产作业或其他活动用。有固定式平台和浮式平台两类。①固定式平台。有桩式、绷绳式和重力式等。桩式平台由承台和桩基构成。桩基有木桩、钢桩和钢筋混凝土桩等种,构筑时将它打入海底,其上安装了承台。绷绳式平台又称系索塔平台,将一个预制的钢塔安放在海底基础块之上,用钢索沿不同方向锚定拉紧而成。重力式平台是靠平台自身的重量稳坐在海底坚实土层之上的,抵御风暴及波浪袭击的能力强。②浮式平台。有可迁移的和不迁移的两种。可迁移的浮式平台又称活动平台,有坐底式、自升式、半潜式和船式等4种,多用于海底石油和天然气的钻探。不迁移的浮式平台常建于靠近岸边或海况较好的海域,常用普通的驳船结构,系泊采用锚定法,先用于开采海底石油,后用于建造海上浮式工厂和浮式贮库等。
Ⅳ 海上石油钻井平台是怎样建造的
海上钻井平台主要用于钻探井的海上结构物。上装钻井、动力、通讯、导航等设备,以及安全救生和人员生活设施。海上油气勘探开发不可缺少的手段。主要有自升式和半潜式钻井平台。
自升平台
由平台、桩腿和升降机构组成,平台能沿桩腿升降,一般无自航能力。1953年美国建成第一座自升式平台,这种平台对水深适应性强,工作稳定性良好,发展较快,约占移动式钻井装置总数的1/2。工作时桩腿下放插入海底,平台被抬起到离开海面的安全工作高度,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,由拖轮拖到新的井位。
半潜平台
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,甲板处于水上安全高度,水线面积小,波浪影响小,稳定性好、自持力强、工作水深大,新发展的动力定位技术用于半潜式平台后,工作水深可达900~1200米 。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;缺点是投资大,维持费用高,需有一套复杂的水下器具,有效使用率低于自升式钻井平台。
Ⅳ 曾恒一成就及荣誉
曾恒一,这位年轻的工程师在25岁时便被委以重任,主持我国第一艘大型采金工程船的设计。面对挑战,他积极学习采金工艺和采矿设备知识,从文献研究到现场考察,与专业团队共同解决了关键技术问题,如采金流程简化、挖掘参数优化等。1968年,我国首艘250L大型采金船的成功启用,标志着我国机械采金代替人工淘金的开端。
1973年,曾恒一转战海洋石油领域,主持建造我国首艘海洋石油平台导管架下水驳船。凭借对仅有的3秒日本科教片画面的深入分析,他成功解决了摇臂和调载系统的关键技术难题,完成了驳船的设计与建造。
在海洋石油勘探初期,曾恒一承担起设计自升式钻井船的重任,面对困难,他凭借丰富的科技理论和实践经验,坚定地接受了挑战。在设计过程中,他亲自动手绘制大量图纸,通过模型试验确保设计的科学性,最终成功建造出满足海上石油勘探需求的钻井船。
1986年,曾恒一在渤海渤中28-1油田项目中担任设计经理,他带领团队对国外公司设计的浮式生产储油轮进行了大幅改进,降低了造价,并解决了诸多技术难题,如单点系泊系统的设计与试验。这一项目成为中国海洋石油工业发展的重要里程碑。
在他的领导下,曾恒一不仅在大型海上浮式装置的设计上有所建树,还在海上油气田开发研究上发挥了关键作用,提出了多项节省投资的技术建议,为中国海洋石油事业做出了重大贡献。
无论在哪个岗位,曾恒一始终坚守对海洋石油事业的热爱与责任,用实际行动推动了我国海洋石油技术的发展,赢得了高度评价和认可。
(5)一艘远洋石油钻探船造价多少钱扩展阅读
曾恒一,海洋石油工程专家,中国工程院院士。主持设计、建造我国第一代海上石油钻探船、海上石油平台导管架下水大型驳船、海上浮式生产储油轮等。主持国家“863”工程的“海洋边际油气田资源开发技术”项目研究并组织编制了海上油气田总体开发方案。主持完成的科研成果“渤海五号、七号自升式钻井船”获国家科技进步二等奖。
Ⅵ 海上石油钻井平台是怎样建造的
海上钻井平台主要用于钻探井的海上结构物。上装钻井、动力、通讯、导航等设备,以及安全救生和人员生活设施。海上油气勘探开发不可缺少的手段。主要有自升式和半潜式钻井平台。
自升平台
由平台、桩腿和升降机构组成,平台能沿桩腿升降,一般无自航能力。1953年美国建成第一座自升式平台,这种平台对水深适应性强,工作稳定性良好,发展较快,约占移动式钻井装置总数的1/2。工作时桩腿下放插入海底,平台被抬起到离开海面的安全工作高度,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,由拖轮拖到新的井位。
半潜平台
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,甲板处于水上安全高度,水线面积小,波浪影响小,稳定性好、自持力强、工作水深大,新发展的动力定位技术用于半潜式平台后,工作水深可达900~1200米 。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;缺点是投资大,维持费用高,需有一套复杂的水下器具,有效使用率低于自升式钻井平台。