深水浮式平臺的類型

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1、深水浮式平臺的類型深海有著強大的油氣資源儲備。不斷涌現的各種新型采油平臺技術促進著深海采油技術的高速發(fā)展，這些技術概括起來可分為四大類：張力腿式平臺(TLP)，單筒式平臺(SPAR)，半潛式平臺(SEMI)和浮(船)式生產平臺(FPSO)。在每一大類中，又有很多不同的技術概念。下面就不同型式的平臺使用和特點分別做介紹。圖1：深水平臺類型一、深海張力腿平臺的發(fā)展概況及發(fā)展趨勢24圖2：張力腿平臺的發(fā)展自1954年美國的P.D.Marsh提出采用傾斜系泊方式的索群固定的海洋平臺方案以來，張力腿平臺（

2、TLP）經過近50年的發(fā)展，已經形成了比較成熟的理論體系。1984年第一座實用化TLP——Hutton平臺在北海建成之后，TLP在生產領域的應用也越來越普遍，逐漸成為了當今世界深海采油領域的兩大主力軍之一(另一種當前廣泛使用的深海采油平臺是Spar,將在后面部分中進行詳細介紹)。進入上個世紀90年代之后，TLP平臺的發(fā)展進一步加速，在生產區(qū)域方面，TLP的應用已經從北海和墨西哥灣擴展到了西非沿海；在平臺種類方面，TLP已經在原有的傳統(tǒng)類型TLP基礎上，發(fā)展出了Mini-TLP、ETLP等多種新概

3、念張力腿平臺，加之不斷地采用最新地科學技術，TLP平臺在降低成本，提高適應性、穩(wěn)定性和安全性地道路上取得了長足地進步。下面將簡要介紹張力腿平臺的總體結構，然后對1990年之后TLP平臺的發(fā)展狀況進行詳細的論述。1、張力腿平臺總體結構簡介張力腿平臺（TensionLegplatform,簡稱TLP）是一種典型的順應式平臺，通過數條張力腿與海底相連。張力腿平臺的張力筋腱中具有很大的預張力，這種預張力是由平臺本體的剩余浮力提供的。在這種以預張力形式出現的剩余浮力作用下，張力腿時刻處于受預拉的繃緊狀態(tài)，

4、從而使得平臺本體在平面外的運動（橫搖、縱搖、垂蕩）近于剛性，而平面內的運動（橫蕩、縱蕩、首搖）則顯示出柔性，環(huán)境載荷可以通過平面內運動的慣性力而不是結構內力來平衡。張力腿平臺在各個自由度上的運動固有周期都遠離常見的海洋能量集中頻帶，一座典型的TLP，其垂蕩運動的固有周期為2~4s，而縱橫蕩運動的固有周期為100~200s，這就避免了調和共振的發(fā)生，顯示出良好的穩(wěn)定性。24一座典型的TLP平臺的總體結構，一般都是矩形或三角形，平臺上體位于水面以上，通過4根或是3根立柱連接下體，立柱為圓柱型結構，主

5、要作用是提供給平臺本體必要的結構剛度。平臺的浮力由位于水面之下的沉體浮箱提供，浮箱首尾與各立柱相接，形成環(huán)狀結構。張力腿與立柱呈一一對應，每條張力腿由1~4根張力筋腱組成，上端固定在平臺本體上，下端與海底基座模板相連，或是直接連接在樁基頂端。有時候為了增加平臺系統(tǒng)的側向剛度，還會安裝斜線系泊索系統(tǒng)，作為垂直張力腿系統(tǒng)的輔助。海底基礎將平臺固定入位主要有樁基或是吸力式基礎兩種形式。中央井位于平臺上體，可以支持干樹系統(tǒng)，生產立管通過中井上與生產設備相接，下與海底油井相接。張力腿平臺的總體結構特點，使

6、它在深海作業(yè)具有運動性能好，抗惡劣環(huán)境作用能力強，造價低等優(yōu)點，并且便于移位，可以重復利用，通用性好。因此，張力腿平臺作為優(yōu)秀的深海平臺，受到世界多國的高度重視，我國也將TLP技術列入第二個“863”計劃，其發(fā)展一直朝氣蓬勃。2、典型TLP的發(fā)展狀況由于TLP在經濟上和技術上的優(yōu)勢，使其獲得了很大的發(fā)展。從1990年至今，世界上相繼建成8座典型的TLP，不斷地打破水深和噸位的世界記錄，并時有創(chuàng)新成果出現。1992年，挪威的saga石油公司在snorre油田第一期的開發(fā)工作中采用了TLP的設計方案

7、，這是北海區(qū)域第一座真正意義上的深水平臺結構，它引進了一種簡單經濟的海洋浮式結構的錨固基礎——裙式重力基礎，第一次使用輕質緊密型混凝土（LWA）制造大型吸力錨。Snorre平臺的混凝土基座是一種新型經濟的海洋浮體結構的基礎形式，比較適合軟粘海底地基。SnorreTLP的產權后來劃歸NorskHydro石油公司所有。1995年，世界上第一座混凝土結構的張力腿平臺在北海的Heidrun油田建成，平臺的業(yè)主是挪威的conoco石油公司，HeidrunTLP與其它的TLP相比，具有較大的吃水，平臺本體和

8、張力腿系統(tǒng)通過結構調整減小了一階波浪運動，但是，結構高階的Ringing較其他TLP顯著。從1994年到2001年，shell石油公司在墨西哥灣相繼制造了五座典型的TLP，分別是Auger、Mars、Ram/Powell、Ursa和Brutus，1999年，BP建成了該公司第一座TLP，這6座張力腿平臺接連打破了深海采油平臺工作水深的世界記錄，其中Ursa的水深更是突破了千米大關，達到了1158米，證明了TLP設計在深水海域的實用性，從噸位上來看，Ursa是世界上目前最大的TLP，排水量達到了9