海洋油井平臺(tái)概述教程文件

1、海洋油井平臺(tái)概述各類海洋油井平臺(tái)概述海洋石油鉆采設(shè)備是海上油氣田鉆井與采油所用的工具和裝備,它的種類 繁多包羅萬象,但歸納起來大體可以分為四類：1.海洋石油鉆井平臺(tái)；2.海洋石油采油平臺(tái)；3.水上鉆井機(jī)械設(shè)備；4.水下鉆井機(jī)械設(shè)備.本文主要介紹前 兩類,即：海洋石油鉆井平臺(tái)及海洋石油采油平臺(tái).主要分為移動(dòng)式平臺(tái)和固 定式平臺(tái)兩大類.其中按結(jié)構(gòu)又可分為：1移動(dòng)式平臺(tái)：坐底式平臺(tái)、自升式平臺(tái)、鉆井船、半潛式平臺(tái)SEMI、張力腿式平臺(tái)TLP、牽索塔式平臺(tái)、浮式生產(chǎn)處理系統(tǒng)FPSO、 筒狀平臺(tái)SPAR .2固定式平臺(tái)：導(dǎo)管架式平臺(tái)、混凝土重力式平臺(tái)、深水順應(yīng)塔式 平臺(tái).移動(dòng)式平臺(tái)坐底式鉆井平臺(tái)坐底式鉆

2、井平臺(tái)又叫鉆駁或插樁鉆駁,適用于河流和海灣等 30米以下 的淺水域.坐底式平臺(tái)有兩個(gè)船體,上船體又叫工作甲板,安置生活艙室和設(shè) 備,通過尾郡開口借助懸臂結(jié)構(gòu)鉆井；下部是沉墊,其主要功能是壓載以及海 底支撐作用,用作鉆井的根底.兩個(gè)船體間由支撐結(jié)構(gòu)相連.這種鉆井裝置在 到達(dá)作業(yè)地點(diǎn)后往沉墊內(nèi)注水,使其著底.因此從穩(wěn)性和結(jié)構(gòu)方面看,作業(yè)水 深不但有限,而且也受到海底根底平坦及堅(jiān)實(shí)程度的制約.所以這種平臺(tái)發(fā) 展緩慢.然而我國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)仍有較大的開展前途.目前已有幾座坐底式平臺(tái)用于極區(qū)

3、,它可加壓載坐 于海底,然后在平臺(tái)中央填砂石以預(yù)防平臺(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)被設(shè)計(jì)成為駁船的模樣,具有可以升降的可延伸到海底的 樁腿.雖然有些設(shè)計(jì)能使其在海深500英尺152米的海域工作,但通常用于 海深400英尺122米的地方,適合于近海.其移位時(shí)平臺(tái)降至水面,樁腿開 起,平臺(tái)就像駁船,可由拖輪把它拖移到目的地.到達(dá)鉆井目的地后,工作時(shí) 樁腿下放插入海底,平臺(tái)及平臺(tái)上所有的鉆井設(shè)備及其他器械被抬起到離開海 面的平安工作高度,并對樁腿進(jìn)行預(yù)壓,以保證平臺(tái)遇到風(fēng)暴時(shí)樁腿不致下 陷.完井后平臺(tái)降到海面,拔出樁腿并全部提起,整個(gè)平臺(tái)浮于海面,由

4、拖輪 拖到新的井位.半潛式鉆井平臺(tái)SEMI上部為工作甲板,下部為兩個(gè)下船體,用支撐立柱連接.工作時(shí)下船體潛入水中,甲板處于水上平安高度,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.半潛式平臺(tái)用錨和鋼絲繩定位,工作水深為180米左右;用錨和鏈結(jié)合定位,工作水深可提升到450米.新開展的動(dòng)力定位技術(shù)用于半潛式 平臺(tái)后,工作水深可達(dá)9001200米,定位精度在12%水深的半徑范圍內(nèi).半潛 式與自升式鉆井平臺(tái)相比,優(yōu)點(diǎn)是工作水深大,移動(dòng)靈活,且由于只有立柱暴 露于波浪環(huán)境中,非常平穩(wěn)；缺點(diǎn)是投資大,維持費(fèi)用高,要有一套復(fù)雜的水 下器具,有效使用率低于自升式.牽索塔式平臺(tái)牽索塔式平臺(tái)在波浪

5、載荷作用下的動(dòng)態(tài)響應(yīng)數(shù)值分析指出,其樁基處的彎 矩比塔的其它局部要小得多,整個(gè)系統(tǒng)上的水平力也主要由系纜系統(tǒng)承受.從 其恢復(fù)力與塔的偏離平衡位置的關(guān)系曲線可以看出,當(dāng)塔的偏離增大到一定程 度時(shí),系在牽索上原來固定在纜索上而沉于海底的重塊被提起離開海底,從而 使索內(nèi)的張力增加變得緩慢,亦即比重塊未被提起時(shí)吸收更多的能量.這樣在 遇到大幅值長周期的風(fēng)暴波時(shí),系統(tǒng)變軟,更大的順應(yīng)性出現(xiàn).由于這些優(yōu) 點(diǎn),牽索塔式平臺(tái)比導(dǎo)管架式平臺(tái)、重力式平臺(tái)更適合于深水海域作業(yè),它的 應(yīng)用范圍在200米650米.鉆井船鉆井船是浮船式鉆井平臺(tái),它通常是在機(jī)動(dòng)船或駁船上布置鉆井設(shè)備.適 用于水深800哄尺2439米或更深

6、的水域.平臺(tái)是靠錨泊或動(dòng)力定位系統(tǒng)定 位.按其推進(jìn)水平,分為自航式、非自航式；按船型分,有端部鉆井、舷側(cè)鉆 井、船中鉆井和雙體船鉆井；按定位分,有一般錨泊式、中央轉(zhuǎn)盤錨泊式和動(dòng) 力定位式.浮船式鉆井裝置船身浮于海面,易受波浪影口向,但是它可以用現(xiàn) 有的船只進(jìn)行改裝,因而能以最快的速度投入使用.張力腿平臺(tái)TLR張力腿式鉆井平臺(tái)TLP是利用繃緊狀態(tài)下的錨索產(chǎn)生的拉力與平臺(tái)的剩 余浮力相平衡的鉆井平臺(tái)或生產(chǎn)平臺(tái).其所用錨索繃緊成直線,不是懸垂曲 線,鋼索的下端與水底不是相切的,而是幾乎垂直的.用的是樁錨即打入水底的樁為錨或重力式錨重塊等,不是一般容易起放的抓錨.張力腿式平臺(tái)的重 力小于浮力,所相差的

7、力量可依靠錨索向下的拉力來補(bǔ)償,而且此拉力應(yīng)大于 由波浪產(chǎn)生的力,使錨索上經(jīng)常有向下的拉力,起著繃緊平臺(tái)的作用,能有足 夠的張力以消除波浪誘導(dǎo)產(chǎn)生的升沉、橫搖、縱搖.適用于深度為120米1500型的水域.浮式生產(chǎn)處理系統(tǒng)FTSOFPSOI英文 Floating Production Storage & Offloading的縮寫,中文翻譯“浮式生產(chǎn)儲(chǔ)存卸貨裝置.它集生產(chǎn)處理、儲(chǔ)存外輸及生活、動(dòng)力供給于 一體.同時(shí)它還具有高投資、高風(fēng)險(xiǎn)、高回報(bào)的海洋工程特點(diǎn).FPSO2然一座“海上油氣加工廠把來自油井的油氣水等混合液經(jīng)過加工處理成合格的原油 或天然氣,成品原油儲(chǔ)存在貨油艙,到一定儲(chǔ)量時(shí)經(jīng)

8、過外輸系統(tǒng)輸送到穿梭油 輪.FPS舔統(tǒng)-作為海上油氣生產(chǎn)設(shè)施,FPS舔統(tǒng)主要由系泊系統(tǒng)單點(diǎn)系 泊SALM /多點(diǎn)系泊、載體系統(tǒng)、生產(chǎn)工藝系統(tǒng)及外輸系統(tǒng)組成,涵蓋了數(shù) 十個(gè)子系統(tǒng).作業(yè)水域20米2000米.筒狀平臺(tái)SPAR自1987年Edward Hordon設(shè)計(jì)了一種專用于深海鉆探和采油工作的 SPAFF臺(tái) 之后,SPA砰臺(tái)得到了大大地開展.Spar平臺(tái)的系泊方式與垂直系泊的張力腿 平臺(tái)不同,它的設(shè)計(jì)采用了斜線系泊,而且系泊鋼纜中不像TI P平臺(tái)那樣具有很大的預(yù)張力,所以在其自身重力作用下形成懸垂線形.Spar平臺(tái)的系泊索一般都是根據(jù)“鏈一纜一鏈的形式組成的,上端通過主體上的導(dǎo)纜器Fairle

9、ad與位于上體的起鏈裝置Chain Jack相連,起鏈裝置一般由計(jì)算機(jī)自動(dòng)限制, 通過對錨鏈的收放,限制系泊索長度、調(diào)整平臺(tái)位置.系泊索下端那么與海底基 礎(chǔ)相連,海底根底的類型主要是樁基或吸力式根底.作業(yè)水深可以在500米3000米.固定式平臺(tái)固定導(dǎo)管架平臺(tái)導(dǎo)管架平臺(tái)又稱樁式平臺(tái),是由打入海底的樁柱來支承整個(gè)平臺(tái),能經(jīng)受 風(fēng)、浪、流等外力作用,可分為群樁式、樁基式導(dǎo)管架式和腿柱式.由鋼管 結(jié)構(gòu)組,鋼管結(jié)構(gòu)和海底之間由樁連接,樁穿過導(dǎo)管架外周構(gòu)建的導(dǎo)向套管被 打入海底.上次結(jié)構(gòu)包括鉆井設(shè)備、生產(chǎn)設(shè)備、人員住所等.平臺(tái)的典型壽命 是1025年,當(dāng)油被采完后,被移走或被清理掉.作業(yè)水域 小于300米

10、.混凝土重力式平臺(tái)混凝土重力式平臺(tái)的底部通常是一個(gè)巨大的混凝土根底 沉箱,用三個(gè)或 四個(gè)空心的混凝土立柱支撐著甲板結(jié)構(gòu),在平臺(tái)底部的巨大根底中被分隔為許 多圓筒型的貯油艙和壓載艙,這種平臺(tái)的重量可達(dá)數(shù)十萬噸,正是依靠自身的 巨大重量,平臺(tái)直接置于海底.現(xiàn)在已有大約 20座混凝土重力式平臺(tái)用于北 海.不過由于混凝土平臺(tái)自重很大,對地基要求很高,使用受到限制.圖中八 角形處為直升機(jī)起降平臺(tái).附：主要的三種平臺(tái)比擬張力腿TLPSPARF 臺(tái)半潛式SEMI適應(yīng)水深150200050030001003000動(dòng)力性能運(yùn)動(dòng)響應(yīng)性能優(yōu) 異,平臺(tái)運(yùn)動(dòng)很小穩(wěn)定性好,比擬好的運(yùn)動(dòng) 性能,深水適應(yīng)性好運(yùn)動(dòng)性能不如SPAR立 管疲勞問題突出采油樹型 式干式