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海洋能源科普——移動(dòng)式鉆井平臺(tái)

2024-01-26 12:05     來源:海洋石油裝備與材料     移動(dòng)式鉆井平臺(tái) 海上鉆井平臺(tái)海上油氣海洋能源海洋能源科普
坐底式

坐底式鉆井平臺(tái)又叫鉆駁或插樁鉆駁,適用于河流和海灣等30m以下的淺水域。鉆井時(shí)固定牢靠,不受海洋環(huán)境的影響。但其作業(yè)水深有限,工作高度恒定不能調(diào)節(jié),拖航時(shí)阻力大,受到海底基礎(chǔ)(平坦及堅(jiān)實(shí)程度)的制約嚴(yán)重。所以這種平臺(tái)發(fā)展緩慢。然而我國(guó)渤海沿岸的勝利油田、大港油田和遼河油田等向海中延伸的淺海海域,潮差大而海底坡度小,對(duì)于開發(fā)這類淺海區(qū)域的石油資源,坐底式平臺(tái)仍有較大的發(fā)展前途。20世紀(jì)80年代初,人們開始注意北極海域的石油開發(fā),設(shè)計(jì)、建造極區(qū)坐底式平臺(tái)也引起海洋工程界的興趣,目前已有幾座坐底式平臺(tái)用于極區(qū)。它可加壓載坐于海底,然后在平臺(tái)中央填砂石以防止平臺(tái)滑移,完成鉆井后可排出壓載起浮,并移至另一井位。

自升式鉆井平臺(tái)

自升式鉆井平臺(tái)又稱甲板升降式或樁腿式鉆井平臺(tái),是目前國(guó)內(nèi)外應(yīng)用最廣泛的鉆井平臺(tái)。工作時(shí)靠其樁腿插人海底支撐工作平臺(tái),鉆井場(chǎng)所穩(wěn)定;可適用不同的海底土壤條件和百米左右不同水深;移動(dòng)性好,便于搬運(yùn)重復(fù)使用;若不帶底墊則鋼的用量少,便于建造,造價(jià)較低,經(jīng)濟(jì)性好。但其缺點(diǎn)較明顯:拖航較困難,因樁腿伸出較長(zhǎng),抵御風(fēng)暴能力差;插樁容易穿刺,拔樁容易拔不出來;平臺(tái)就位和離位時(shí)操作復(fù)雜,對(duì)波浪敏感;工作水深受限,一般在120m以內(nèi),否則樁腿長(zhǎng)度、截面尺寸和重量均隨水深增加,且工作狀態(tài)及拖航狀態(tài)的穩(wěn)定性也隨之變差;大型樁腿還存在振動(dòng)問題。

未來幾年大型自升式鉆井平臺(tái)及裝備市場(chǎng)向好,前景樂觀。新建自升式鉆井平臺(tái)基本都突出兩個(gè)主要因素——滿足越來越嚴(yán)格的安全標(biāo)準(zhǔn)和擴(kuò)大作業(yè)能力。主要原因在于:現(xiàn)役鉆井平臺(tái)和設(shè)備“老齡化”現(xiàn)象加重帶來的更新需求;自升式鉆井平臺(tái)工作范圍逐步擴(kuò)大,需要更大的作業(yè)能力。

半潛式

半潛式平臺(tái)又稱柱穩(wěn)式平臺(tái)(stable column platform),是在坐底式平臺(tái)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種深水浮式平臺(tái)(僅從海上結(jié)構(gòu)看二者極其相似),解決了固定式平臺(tái)不適于深水開發(fā)的問題。自1961年第一代半潛式平臺(tái)誕生以來已發(fā)展到第六代,平臺(tái)結(jié)構(gòu)與坐底式平臺(tái)相似,主要由上船體、立柱、下浮體及立柱間或下浮體間的連接橫撐構(gòu)成。2000年以前,世界上的半潛式平臺(tái)以錨泊定位為主,工作水深1500m,鉆井深度超過6000m,船體結(jié)構(gòu)逐步趨于合理,但操作自動(dòng)化程度不高。2000年以后,世界上的半潛式平臺(tái)以動(dòng)力定位為主,工作水深3000m,鉆井深度10000m,船體結(jié)構(gòu)更優(yōu)、可變載荷更大、適應(yīng)惡

劣海況能力更強(qiáng),同時(shí)配備了自動(dòng)排管等高效作業(yè)設(shè)備。

優(yōu)點(diǎn):外形結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,減少了建造成本;運(yùn)動(dòng)性能優(yōu)良(縱橫搖小于±2°、垂蕩小于士1m、飄移小于1/20水深):抗風(fēng)浪能力強(qiáng)(抗風(fēng)100~120kn、波高16~32m);甲板面積和可變載荷大(高達(dá)9000t);多用途(鉆井、固井、測(cè)井、試油、修井、生產(chǎn)、起重、鋪管等):適應(yīng)水深范圍廣(90~3000m):鉆機(jī)能力強(qiáng)(鉆并深度6000~10000m),鉆并物資諾存多,適應(yīng)全球遠(yuǎn)海、超深水、全天候和長(zhǎng)時(shí)間作業(yè)的需求。

缺點(diǎn):自航航速較低,大多數(shù)滿載航速低于8kn,而鉆并浮船可達(dá)8~l4kn;造價(jià)較高(與自升式平臺(tái)相比),一般在10億美元以上。

鉆井船

鉆井船是以船體作為鉆井平臺(tái)的海上移動(dòng)式鉆井平臺(tái),有單體、雙體船等不同的類型。其具有機(jī)動(dòng)性好、可自航、航速較大,貨物存儲(chǔ)容量大,后勤供應(yīng)工作量少,造價(jià)比半潛式平臺(tái)低且易維護(hù)等優(yōu)點(diǎn),但鉆井船穩(wěn)定性不如半潛式鉆井平臺(tái),鉆井作業(yè)受海洋環(huán)境影響較大,對(duì)風(fēng)浪極為敏感,穩(wěn)定性差,被道停工率高,一般在深水區(qū)域,鉆探井多選用鉆井船。

平臺(tái)定位系統(tǒng)

在鉆井作業(yè)中,一般浮式鉆井裝置由一根隔水管串接于海底,該隔水管只能允許有限的鉆并裝置運(yùn)動(dòng),并有幾個(gè)臨界鉆井裝置運(yùn)動(dòng)極限,當(dāng)超出這些極限時(shí),必須終止鉆并作業(yè)。為了保證浮式鉆井裝置能穩(wěn)定地固定在設(shè)計(jì)的作業(yè)位置上,必須配備相應(yīng)的定位系統(tǒng)。

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