海洋鉆井平臺(tái)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

海洋鉆井平臺(tái)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

完善我國的海洋鉆井平臺(tái)技術(shù)隨著中國貨幣經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，中國已經(jīng)成為一個(gè)能源消費(fèi)大國，對(duì)石油和天然氣資源的需求也在不斷增長。因此，大力發(fā)展海洋資源開采可以有效緩解中國現(xiàn)階段的能源消費(fèi)狀況?；诋?dāng)前我國對(duì)陸上和海上油氣資源開采量嚴(yán)重不平衡的現(xiàn)狀,加緊對(duì)海洋油氣資源的開發(fā)和利用,不僅能緩解我國能源資源利用緊張的現(xiàn)狀,還能進(jìn)一步完善我國的能源開采結(jié)構(gòu)。海洋鉆井平臺(tái)技術(shù)的發(fā)展,是海洋能源開采的重要環(huán)節(jié)。完善鉆井平臺(tái)技術(shù),不僅能為實(shí)現(xiàn)采油的安全施工,還能展現(xiàn)我國在海洋技術(shù)應(yīng)用方面的能力和技術(shù)水平。所以,加強(qiáng)對(duì)鉆井平臺(tái)技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)研究具有很大的現(xiàn)實(shí)意義。1、海洋勘探平臺(tái)概論1.1海洋鉆井平臺(tái)的造價(jià)海洋鉆井平臺(tái)是進(jìn)行海洋油氣開采的主要設(shè)各,在實(shí)際的應(yīng)用中,主要是用來支撐和存放巨大的鉆機(jī)、為鉆井人員提供居住地點(diǎn)、對(duì)開采的原油進(jìn)行存儲(chǔ)等。相比較具體的油氣存儲(chǔ)設(shè)備以及諸多的海上工程船舶,海洋鉆井平臺(tái)的存在更具基礎(chǔ)性作用。海上鉆井平臺(tái)的造價(jià)非常高,原因主要有以下幾個(gè)方面,第一,鉆井平臺(tái)所處的重要地位以及它自身構(gòu)造的復(fù)雜性,使得在對(duì)它進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)必須投入更多的人力、物力和財(cái)力。第二,鉆井平臺(tái)一經(jīng)投入使用,就會(huì)常年經(jīng)受海上的惡劣環(huán)境,諸如臺(tái)風(fēng)、潮汐、海浪等都會(huì)對(duì)鉆井平臺(tái)設(shè)備的主體造成一定程度上的侵蝕,為了保證鉆井平臺(tái)的正常使用,必須在建造的過程中加大對(duì)耐腐蝕、耐侵蝕等昂貴材料的應(yīng)用。第三,鉆井平臺(tái)在使用的過程中,還會(huì)出現(xiàn)材料老化、地基土沖刷等問題,在進(jìn)行周期性維護(hù)時(shí),也必須加大一部分的資金投入。2、半潛式鉆井平臺(tái)的組成海洋鉆井平臺(tái)發(fā)展至今,進(jìn)行了多次技術(shù)和設(shè)備操作上的革新。對(duì)目前海洋鉆井平臺(tái)技術(shù)現(xiàn)狀的分析,還必須結(jié)合具體鉆井平臺(tái)自身的結(jié)構(gòu)和性能來說。當(dāng)前最常用的鉆并平臺(tái)模式有七種,分別是固定平臺(tái)、坐底式鉆井平臺(tái)、自升式鉆井平臺(tái)、鉆井船、半潛式鉆井平臺(tái)、張力腿式鉆井平臺(tái)以及牽索塔式鉆井平臺(tái)。下面,本文就結(jié)合當(dāng)前常用的四種平臺(tái)模式,進(jìn)行具體的分析。第一,半潛式鉆井平臺(tái)。該鉆井平臺(tái)由坐底式平臺(tái)發(fā)展而來,上部為工作甲板,下部為兩個(gè)下船體,用支撐立柱連接。半潛式鉆井平臺(tái)在深水區(qū)域作業(yè),需依靠定位設(shè)備,一般為錨泊定位系統(tǒng),常規(guī)的錨泊定位系統(tǒng)通常由輻射狀布置的八個(gè)錨組成,用鏈條或鋼繩與平臺(tái)連接。水深超過300~500米時(shí),需要采用動(dòng)力定位系統(tǒng)或深水錨泊定位系統(tǒng)。工作時(shí)下船體潛入水中,甲板處于水上安全高度,水線面積小,波浪影響小,穩(wěn)定性好、自持力強(qiáng)、工作水深大,新發(fā)展的動(dòng)力定位技術(shù)用于半潛式平臺(tái)后,工作水深可達(dá)900-1200米。但它的不足之處就是,甲板能夠利用的面積較小,對(duì)它的使用還極易受到海洋環(huán)境的影響,并且投資大,維持費(fèi)用高,有效使用率低于自升式的鉆井平臺(tái)。半潛式鉆井平臺(tái)自上世紀(jì)60年代使用至今,進(jìn)行了一系列的技術(shù)上的革新。到目前為止,半潛式鉆井平臺(tái)技術(shù)的深水域工作范圍和鉆井深度都己達(dá)到了較為先進(jìn)的水平。2.2插進(jìn)海底,升降裝置該鉆井平臺(tái)又稱為甲板升降式平臺(tái),其具體結(jié)構(gòu)主要是樁腿、與樁腿相連的升降裝置和平臺(tái)_本體三部分?；诋?dāng)前的技術(shù),在進(jìn)行具體操作時(shí),必須先將樁腿插進(jìn)海底,以此來實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)平臺(tái)和設(shè)備的支撐,然后啟動(dòng)升降裝置迸行海底作業(yè)。它的優(yōu)點(diǎn)就是樁腿的使用,一方面保證了鉆井平臺(tái)的穩(wěn)定性,另一方面實(shí)現(xiàn)了對(duì)平臺(tái)上設(shè)備的高強(qiáng)度支撐。另外,該平臺(tái)還具有升降靈活和便于移動(dòng)的優(yōu)點(diǎn),非常適合深水域作業(yè)。但是它也存在一些缺點(diǎn),諸如,第一,在進(jìn)行拖航時(shí)會(huì)遇到一些問題,第二,樁腿的應(yīng)用對(duì)深海的土壤要求非常嚴(yán)格,第三,對(duì)升降裝置的操控要求非常嚴(yán)格,所以不能在更深的海區(qū)進(jìn)行作業(yè)。2.3拖航、航運(yùn)平臺(tái)該鉆井平臺(tái)的技術(shù)現(xiàn)狀是沉浮箱的使用,實(shí)現(xiàn)了海面操控、海底作業(yè)。通過國內(nèi)對(duì)該平臺(tái)技術(shù)的作業(yè)狀況進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn),其最大的優(yōu)點(diǎn)就是在對(duì)油井采完油后,可以有拖船等直接拖航到其他的鉆井地點(diǎn),可以方便地進(jìn)行移動(dòng)。另外其平臺(tái)底面處在海床面上,可以避免海洋惡劣環(huán)境的影響。坐底式鉆井平臺(tái)的缺點(diǎn)主要體現(xiàn)在兩方面,第一,其平臺(tái)高度在確定之后,坐底式平臺(tái)由于坐底式設(shè)備高度的限制只能在低于該平臺(tái)的海域內(nèi)進(jìn)行作業(yè),不能適時(shí)地調(diào)整平臺(tái)高度和作業(yè)深度,運(yùn)行的靈活性不高。第二,對(duì)海底地基的要求非常高,為了確保鉆井的穩(wěn)定性,必須對(duì)海底地基進(jìn)行事先的勘察。2.4提高醫(yī)院內(nèi)部設(shè)備在使用海域的深度和深度該鉆井平臺(tái)是一種較為傳統(tǒng)和古老的平臺(tái)形式。相比較其他三種鉆井平臺(tái),它的優(yōu)點(diǎn)就是第一,結(jié)構(gòu)構(gòu)成簡(jiǎn)單,第二,對(duì)高技術(shù)含量的設(shè)備應(yīng)用少進(jìn)而造價(jià)成本較低,第三,由于作業(yè)的海域范圍較小、海域深度較淺,所以在操作時(shí)風(fēng)險(xiǎn)也較小。隨著固定式鉆井平臺(tái)技術(shù)的不斷改進(jìn),克服了很多以前的操作瓶頸。當(dāng)前對(duì)該鉆井平臺(tái)技術(shù)的應(yīng)用,主要集中在一些經(jīng)濟(jì)和發(fā)展水平較低的國家和地區(qū)。3、海洋開采平臺(tái)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)3.1服務(wù)的穩(wěn)定性海上石油開采對(duì)鉆井平臺(tái)的可靠性和設(shè)備的自動(dòng)化程度要求都非常高。一方面,在進(jìn)行海上作業(yè)時(shí),不可避免地要面對(duì)海上的惡劣環(huán)境,無論是臺(tái)風(fēng)的風(fēng)蝕還是海浪、潮汐的沖擊都會(huì)對(duì)鉆井平臺(tái)的穩(wěn)定性造成威脅,從某種程度上來說,鉆井平臺(tái)的穩(wěn)定性和可靠性是實(shí)現(xiàn)海底作業(yè)的一個(gè)基礎(chǔ)性工程。另一方面,海上石油開采對(duì)技術(shù)的要求也非常高,人工操作難免會(huì)產(chǎn)生失誤,所以,為了提高海上石油開采的效率,借助國內(nèi)外先進(jìn)的鉆井技術(shù),實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作有很大的必要性。3.2推進(jìn)深水區(qū)域鉆井工作,推進(jìn)鉆井作業(yè)區(qū)域有機(jī)結(jié)合基于當(dāng)前的海洋鉆井技術(shù),我國對(duì)海底的石油開采量還處于較低水平,為了實(shí)現(xiàn)更大范圍和更深海域的作業(yè),必須將鉆井工作向深水區(qū)域推進(jìn)?，F(xiàn)在世界上的很多技術(shù)先進(jìn)的大國,已經(jīng)在研制大型化的海上油氣開采設(shè)備,作業(yè)深度已經(jīng)可以下降到海面3000米以下,鉆深能力得到很大程度上的提高。3.3鉆機(jī)平臺(tái)的功能越來越多海洋鉆井平臺(tái)技術(shù)