海洋平台.pptx

海洋钻井平台的分类海洋钻井平台的分类海洋钻井平台（drilling platform）是主要用于钻探井的海上结构物。平台上装钻井、动力、通讯、导航等设备，以及安全救生和人员生活设施，是海上油气勘探开发不可缺少的手段。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、张力腿式平台、牵索塔式平台（2）固定式平台：导管架式平台、混凝土重力式平台、深水顺应塔式平台坐底式钻井平台坐底式钻井平台 坐底式钻井平台又叫钻驳或插桩钻驳，适用于河流和海湾等30m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，用作钻井的基础。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，而且也受到海底基础(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发展前途。80年代初，人们开始注意北极海域的石油开发，设计、建造极区坐底式平台也引起海洋工程界的兴趣。目前已有几座坐底式平台用于极区，它可加压载坐于海底，然后在平台中央填砂石以防止平台滑移，完成钻井后可排出压载起浮，并移至另一井位。图为胜利二号坐底式钻井平台。自升式钻井平台由平台自升式钻井平台由平台 自升式钻井平台由平台、桩腿和升降机构组成，平台能沿桩腿升降，一般无自航能力。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。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12。钻井船钻井船 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。平台是靠锚泊或动力定位系统定位。按其推进能力，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。张力腿式钻井平台张力腿式钻井平台 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。自1954年提出设想以来，迄今已有55年的历史。牵索塔式钻井平台牵索塔式钻井平台 牵索塔式钻井平台得名于它支撑平台的结构如一桁架式的塔，该塔用对称布置的缆索将塔保持正浮状态。在平台上可进行通常的钻井与生产作业。原油一般是通过管线运输，在深水中可用近海装油设施进行输送。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。混凝土重力式平台混凝土重力式平台 混凝土重力式平台的底部通常是一个巨大的混凝土基础(沉箱)，用三个或四个空心的混凝土立柱支撑着甲板结构，在平台底部的巨大基础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。固定平台的钻井模块既可以放到固定平台上，也可以采用移动式平台，但是上部模块价格比较贵，一套要好几亿美元以上，所以一般都可以移植到移动式上面，一般是打一枪换一个地方。半潜式钻井平台半潜式钻井平台 半潜式钻井平台（SEMI）由坐底式平台发展而来，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。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。据统计，目前世界范围内有深水自升式钻井平台65艘，大部分工作在墨西哥湾和北海。其运营商主要为美国石油公司。导管架式平台导管架式平台 固定平台包括导管架式平台、混凝土重力式平台、深水顺应塔式平台等。钢质导管架式平台使用水深一般小于300米，通过打桩的方法固定于海底，它是目前海上油田使用广泛的一种平台。自1947年第一次被用在墨西哥湾6米水域以来，发展十分迅速，到1978年，其工作水深达到312米，目前世界上大于300米水深的导管架平台有7座。导管架平台的结构组成导管架平台的结构组成 导管架型平台在软土地基上应用较多的一种桩导管架型平台在软土地基上应用较多的一种桩基平台。基平台。导管架型平台是先在陆上用钢管焊成一个锥台导管架型平台是先在陆上用钢管焊成一个锥台形空间框形空间框架，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。导管架式钻井平台所采用的建筑材料不同，有导管架式钻井平台所采用的建筑材料不同，有木桩的，钢木桩的，钢筋混凝土桩的，钢桩的和铝质桩的几种。上部结构：一般由承受作业机械（机器）和其它载荷的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。上层平台：用作安放井架、绞车、钻具、生活设施和直升飞机升降等；下层平台：安放泥浆泵、泥浆池、防喷器、发电房、固井设备、仓等；基础结构（即下部构）。包括导管架和桩。导管架可事先在岸上预制好。然后，或用驳船运至目的地，或依靠中空的浮力拖至目的地，下沉并坐在海底上。再将桩管由导管内插入，并用打桩机打入海底一定深度。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。导管架的作用导管架的作用 支承上部结构 作为打桩定位和导向的工具 将平台上面的负荷比较均匀地传递到桩上 可安装系靠船的设备 可作为安装上部结构时的临时工作平台桩桩 用于承受平台的垂直重量及水平环境推力。桩可分为：支承桩 磨擦桩 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。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。钢质导管架式平台通过打桩的方法固定于海钢质导管架式平台通过打桩的方法固定于海底，它底，它是目前海上油田使用最广泛的一种平台。使用水深一般小于300米，自1947年第一次被用在墨西哥湾6米水域以来，发展十分迅速，到1978年，其工作水深达到312米，目前世界上大于300米水深的导管架平台有7座。其优点是可事先做成导管架形式，在岸上预制好，然后到海上进行打桩。平台的整体性好，施工快。它的主要缺点是抗海水腐蚀性能差。所以，有的地方，曾采用过抗海水腐蚀性能好的铝制平台，但因造价昂贵，未能普遍应用。导管架平台的海上安装导管架平台的海上安装 导管架平台的海上安装包括：导管架的运送、就位及安装；导管架帽安装；平台上部模块的安装。导管架平台的施工是一个复杂的过程，主要工序是结构物陆上预制与海上安装。海上安装包括海上运输和海上安装两部分。导管架和组块用驳船或其它方式运到油田现场，先将导管架沉放到预定位置，打桩固定，再将导管架帽安装在导管架上，最后用起重船将上部模块装到导管架帽上。导管架的运送、就位及安装导管架的运送、就位及安装 打桩：少则四根，多则十必根，打入深度少则 50m，多则几百米。铺设平台上部结构：整体铺设 分块铺设 井架的移位导管架的安装方法导管架的安装方法 提升法：水深30m以内 滑入法：水深30120m 浮运法：水深120m以上导管架的安装方法导管架的安装方法提升法提升法 （1）提升法。主要依靠起重船进行吊装，所以受起重船起重能力和起重高度的限制。导管架不能太重，也不能太高。如果太重，则要将它分成几块预制，分别吊放入海后在海上安装。这增加了海上施工的困难。（a）浮运；（b）吊放；（c）打桩；（d）上部结构安装；导管架的安装方法导管架的安装方法滑入法滑入法 （2）滑入法。把导管架的导管先密封，再用有下水滑道的驳船运到现场。到现场后，驳船倾斜，导管架沿滑道下滑入水并浮在水面在。这时向导管架内灌水，再用一个不大的起重船帮助就能把导管架平稳地放在海底（a a）拖运；（）拖运；（b b）滑入水中；（）滑入水中；（c c）绑吊素；（）绑吊素；（d d）安放；（）安放；（e e）打桩）打桩导管架的安装导管架的安装浮运法浮运法 （3）浮运法。把导管架的两端密封后，靠它自身的浮力浮在水面上，用拖船把它拖到井位后，再向导管内灌水使它下沉并立在海底。（a a）拖运；（）拖运；（b b）一侧充水；（）一侧充水；（c c）另一侧也充水；（）另一侧也充水；（d d）均匀充水下沉）均匀充水下沉 谢谢