淺談半潛式海洋鉆井平臺

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1、淺談半潛式海洋鉆井平臺摘要：隨著經濟的發(fā)展，陸地的能源日近枯竭，人們乂把目光投向了海洋。屮國在這一步上也不甘落后，屮國最早的半潛式鉆井平臺一勘探3號25年來轉戰(zhàn)我國南北海域以及東南亞海域、俄羅斯薩哈林海域為國內外勘探開發(fā)海上含油氣構造和發(fā)現(xiàn)高產油氣田立卜?了赫赫戰(zhàn)功做出了重大貢獻。如今的海洋石油981也開始了它的南海之行。關鍵詞：半潛式；-勘探3號；石油981半潛式鉆井平臺簡介一、半潛式平臺應用背景遼闊的海洋蘊藏著豐富的資源，其中油氣資源的開發(fā)是海洋資源開發(fā)的重耍組成部分。海洋的平均水深為3730米，其屮90以

2、上海洋而積的水深在200米至6000米之間，74以上的水深在3000米到6000米間，而目前已探明的海洋石油儲量80以上在水深500米以內，因此有大量的海域面積還有待勘探。隨著世界油氣需求的增加，陸上及近海常規(guī)水深的開發(fā)已趨飽和，海底油氣的開采向深水域(水深450-1500米)和超深水域(水深1500米以上)發(fā)展舄隨著水深的增加，傳統(tǒng)的導管架和重力式等平臺由于自重和成本的大幅度增大而不適合深水開發(fā)，因此適合于深海作業(yè)的鉆采生產系統(tǒng)成為了研究的熱點。近21山區(qū)由于墨西哥灣、巴西、西非、北海等深水油氣的不斷開發(fā)，涌

3、現(xiàn)出多種適于深海油氣鉆采生產的平臺型式:張力腿平臺(TIF)、Spar、半潛式平臺(Semisubmersible)等。1構半潛式鉆井平臺的類型有多種，其主要差別在于水下浮體的式樣和數目。按下體的式樣，其大體上可分為浮箱式和下體式兩類。浮箱式?般將幾根立柱布置在同?圓周上，每?根立柱下方設?個下偽匚成為浮箱(BuoyancyTank)。浮箱的剖面通常有I員I形、矩形、靴形。浮箱的數冃，亦立柱的數口，有二個、四個、五個不等。下體式一般分為雙卜?體和四下體兩種，其屮最常見的為雙下體式。半潛式平臺下休皆沿縱向對稱地布

4、置于平臺的左右。其橫剖面形狀可為形或四隅呈圓弧的矩形。為了減小平臺移航吋的水阻力，下體的首尾封頭可做成流線型。1、平臺主體結構平臺主體是由甲板、圍壁以及若「■縱向和橫向艙壁組成的空間箱形結構。其甲板可以有幾層，如主甲板、中間甲板、卜?甲板等。平臺主體應具冇儲備浮力，即要求平臺主體為水密或具冇一定的水密性。平臺主體可以是一個整體的箱型結“丿F”字形、構，也可以是若干個縱橫箱結構的組合外形口J以分為圓立柱和方立柱、等截面立柱和變截面立柱。立柱人多數為等截面體，如“田”字形、“丄字形。2、半潛式平臺立柱結構半潛式平臺

5、立柱從I員I立柱，有少數為方柱。半潛式平臺立柱從立柱的粗細上可分為起穩(wěn)定作用的粗立林和只起支撐作用的細立林。半潛式平臺的立柱一般由外殼、垂向扶強材、水平桁材、水密平臺、非水密平臺、水密通道圍壁和水密艙所組成。丫潛式平臺立柱結構丄要可分為普通構架結構、交替構架結構、縱橫隔板式結構、環(huán)筋桁架式結構等。1三、半潛式平臺載荷及主要工作狀態(tài)'1、工況I平臺滿載、靜水、半潛吃水。此種工況(Behaviour)主要分析平臺結構在重力、浮力作用下的強度，平臺這時無任何運動，不鉆井、無風浪，在平臺每一構件上的載荷只有均布載荷和集

6、屮荷載。2、工況II平臺滿載、靜水、半潛吃水，但平臺整體冇一定升沉運動。此工況在丁?分析平臺由升沉時的結構強度。雖然平臺處于靜水、無波浪的情況，但在這種因素引起的海面上升時（如涌浪、地震、海嘯等），平臺將產生升沉運動，此吋平臺向上運動從而使平臺受到與自重方向一致的慣性力作用，使結構處于不利狀態(tài)。這種相當于自重增加的情況可以用向上的加速度的大小表示。3、工況III平臺滿載、靜水、半潛吃水，整體冇一定升沉運動，冃處于井架大鉤冇集屮載荷時的鉆井工作狀態(tài)。本工況在于考慮平臺靜水作業(yè)時的結構強度，此時平臺的受力除工況II

7、外，還應加上井架大鉤所吊有的集屮載荷（如鉆桿、套管等）或者在鉆井卡鉆吋大鉤因突然提鉆而承受的動力載荷。這種人鉤載荷通常取300t^500to所冇的這些載荷都通過井架平臺，使井口區(qū)的平臺結構載荷增大，或者使平臺鉆桿堆場區(qū)的均勻載荷變?yōu)榫趨^(qū)的集屮載荷。4、工況IV平臺滿載、設計風暴、半潛吃水、橫浪，且設計波t等于2倍平臺寬度，波峰位于平臺的中心線上。此時平臺除受到工況I靜水載荷外，還受到波浪外力作用。中國首座半潛式鉆井平臺一勘探3號1984年7月由708研究所、上海船廠、地質礦產部海洋地質調查局聯(lián)合設計上海船廠建

8、造的中國第一座半潛式石油鉆井平臺勘探3號正式交付使用這是至今為止我國唯一的一座自行設計、自行建造的海上半潛式石油鉆井平臺它的建成在我國造船工業(yè)、海洋開發(fā)裝備等領域具冇十分重要的意義。勘探3號建成投入使用后先后榮獲1983年中國船舶工業(yè)總公司重大科技成杲特等獎、1985年國家科技進步一等獎、1986年度國家質量金質獎等勘探3號建造中的水上合攏、浮力頂升法具有獨創(chuàng)性浮力頂升法合攏工藝獲19