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半潜式钻井平台

归档日期:06-03       文本归类:半潜状态      文章编辑:爱尚语录

  半潜式钻井平台 一种海上钻井装置。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。 半潜式钻井平台,又称立柱稳定式钻井平台,是大部分浮体 没于水面下的一种小水线面的移动式钻井平台,是从坐底式 钻井平台演变而来的。 半潜式钻井平台,又称“支柱稳定平台”,它是在坐底式钻井平 台的基础上发展起来的。它的结构与坐底式基本相似,下部 为一浮筒构架,上部为平台。它与沉底式不同之处在于:它 在工作时不是座在海底,而是像船体一样漂浮在海面上。当 水深较浅时, 半潜式平台的沉垫(浮箱)直接坐于海底, 这时, 将它用作坐底式钻井平台。当工作水深30m 时,平台漂 浮于海水中,相当于钻井浮船。到目前为止,半潜式钻井平 台已经经历了第一代到第六代(可钻 3000 米)的历程。它 是目前应用最多的浮式钻井装置。据统计,目前世界上的深 水半潜式钻井平台可钻 3000 多米深,而国内钻井深度一般 在 300m 以内。 半潜式钻井平台主要由上部平台、下浮体(沉垫浮箱)和中部 立柱三部分组成。 上部平台任何时候都处在海面以上一定高度。下部浮体在航 行状态下是浮在海面上,浮体的浮力支撑着整个装置的重量。 在钻井作业期间,下部浮体潜入海面以下一定的深度,躲开 海面上最强烈的风浪作用,只留部分立柱和上部平台在海面 以上。正是因为在工作期间半潜入海面以下这种特点,被命 名为半潜式钻井平台。这种钻井平台在水深较浅时,也可以 坐在海底进行钻井,与坐底式一样。 上部平台 半潜式是从坐底式发展而来,所以上部平台部分,与坐底式 平台类似,但比坐底式平台要先进得多。上部平台一般也分 成两层,上层为主甲板,下层为机舱。主甲板上主要放置钻 机、井架、钻具、起重设备、消防、救生设备、各种工作间 和生活区(一幢楼房),还有直升飞机平台等。下层甲板即机 舱内主要是机泵组,固井设备,泥浆循环系统,以及各种材 料库罐等。平台的尺度都相当大,所以有很高的自持能力。 上部平台的形状以矩形最为常见, 此外还有三角形、 五角形、 八角形,甚至还有十字形和中字形。 沉垫浮箱 沉垫又称浮箱, 制成船形沉没于水, 有许多各自独立的舱室, 每个舱室内有进水泵和排水泵。它用充水排气及排水充气来 实现平台的升降。其外形有矩形、鱼雷形、潜艇形及上下平 坦、左右两侧为椭圆等多种形式,内有供升降用的压载舱。 立柱 它用于支撑平台,连接平台与沉垫。立柱个数有 3,4,5, 6,8 个等。 锚泊系统 它用于给平台定位,通过锚和锚链来控制平台的水平位置, 把它限在一定的范围内,以满足钻井工作的要求。半潜式钻 井平台自航或拖航到井位时,先锚泊住,然后向下船体和立 柱内灌水,待平台下沉到一定设计深度呈半潜状态后,就可 进行钻井作业。钻井时,由于平台在风浪作用下产生升沉, 摇摆、飘移等运动,影响钻井作业,因此半潜式钻井平台在 钻井作业前需要先下水下器具,并采用升沉补偿装置、减摇 设施和动力定位系统等多种措施来保持平台在海面上的位 置, 方可进行钻井作业。 半潜式钻井平台主要用于钻勘探井, 也可以钻生产井,并且可作生产平台用于油田的早期开发, 在钻探出石油之后,即可迅速转入采油,此时可作为浮式生 产系统的主体。 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,维修费用高,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。半潜式钻井平台的稳定性比 钻井浮船好。当浮箱注满水后,再用锚链固定。这样虽然处 于漂浮状态,但是比钻井浮船稳定。而且,运移灵活。由于 半潜式钻井平台既能满足水深多变的要求,又能及时地运移, 因此它最具有发展潜力。 半潜式钻井平台一般由平台本体、立柱和下体或浮箱组成。 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。在下体间的连接支撑,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。 半潜平台效果图 半潜式钻井平台的类型有多种,其主要差别在于水下浮体的 式样与数目,按下体的式样,大体上可分为沉箱式和下体式 两类。 沉箱式 沉箱式是将几根立柱布置在同一个圆周上,每一根立柱下方 设一个下体,称为沉箱。沉箱的剖面有圆形、矩形、靴形。 沉箱的数目,亦即立柱的数目,有三个、四个、五个不等。 下体式 下体式中最常见的是两根鱼雷形的下体分列左右,每根下体 上的立柱数可以有两根、三根、四根。下体的剖面有圆形、 矩形、或四角有圆弧的矩形。为了减小平台在移位时的水阻 力,将下体的首尾两端做成流线型体。最常见的是双下体型 和四下体型还有环型下体式,是用四根立柱支承平台本体, 立柱下方支承于一个圆形剖面有十二边的环形下体上。此种 型式根据模型试验表明耐波性较好,但阻力较大。 由于半潜式钻井平台在波浪上的运动响应较小,在几种钻井 平台中得到很大发展,在海洋工程中,不仅可用于钻井,其 他如生产平台、铺管船,供应船、海上起重船等都可采用。 随着海洋开发逐渐由浅水向深水发展,这类平台的应用,将 会日渐增多,诸如油与气的贮存,离岸较远的海上工厂,海 上电站等都将是半潜式平台的发展领域。 半潜式钻井平台在深水区域作业,需依靠定位设备,一般为 锚泊定位系统,常规的锚泊定位系统通常由辐射状布置的八 个锚组成,用链条或钢绳与平台连接。水深超过 300~500 米时,需要采用动力定位系统或深水锚泊定位系统。动力定 位系统是船舶声纳系统的发展,在这种系统中,信号由平台 发给或收自装在海底的传感器。深水锚泊系统,需用大量链 条, 靠供应船运载。 半潜式钻井平台由于下体都浸没在水中, 其横摇与纵摇的幅值都很小,有较大影响的是垂荡运动。 2012 年 5 月 7 日拍摄的“海洋石油 981”钻井平台 2011 年 5 月 23 日,中国海洋工程装备制造业标志性工程、国家科技 重大专项标志性装备之一——3000 米深水半潜式钻井平台 “海洋石油 981”成果汇报会暨命名仪式在上海隆重举行。 2012 年 2 月 14 日,“海洋石油 981”通过了广东海事局和湛 江海事局联合对其进行的船舶安全检查,作为中海油深海开 发舰队的旗舰, 移往南海深水油田进行勘探钻井、 生产钻井、 完井和修井等现场作业。[1] 它的投入使用,对于中国进军 深海海洋工程装备开发、提升深水作业能力、实现国家能源 战略、维护国家权益等具有重要的战略意义。 2012 年 5 月 9 日,中国首座自主设计、建造的第六代深水 半潜式钻井平台“海洋石油 981”即将在中国南海海域正式开 钻。[2] “海洋石油 981”是中国首座自主设计、建造的第六代深水半 潜式钻井平台, 最大作业水深 3000 米, 钻井深度可达 12000 米, 平台自重超过 3 万吨; 从船底到钻井架顶高度为 136 米, 相当于 45 层楼高。“海洋石油 981”的建成,填补了中国在深 水钻井大型装备上的空白,使我国深水油气资源的勘探开发 能力和大型海洋装备建造水平跨入世界先进行列。

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