[海上鉆井裝置]海洋鉆井工程

1、1海海 洋洋 石石 油油 工工 程程李瑋李瑋 博士、副教授博士、副教授Telel-mail:E-mail: p海上鉆井發(fā)展?fàn)顩r及環(huán)境特點(diǎn)海上鉆井發(fā)展?fàn)顩r及環(huán)境特點(diǎn)p海上鉆井裝置海上鉆井裝置p海上鉆井主要系統(tǒng)海上鉆井主要系統(tǒng)p海底巖石與鉆頭破巖海底巖石與鉆頭破巖p井眼軌道設(shè)計(jì)與控制井眼軌道設(shè)計(jì)與控制p優(yōu)選參數(shù)鉆井優(yōu)選參數(shù)鉆井p海洋鉆井壓力預(yù)測(cè)與控制海洋鉆井壓力預(yù)測(cè)與控制 1.1.海上鉆井工藝技術(shù)海上鉆井工藝技術(shù)3本章主要內(nèi)容本章主要內(nèi)容一、鉆井平臺(tái)及分類勘探投資勘探開(kāi)發(fā)總投資鉆井費(fèi)用占59.9%鉆井費(fèi)用占48.8%鉆井

2、費(fèi)用占51.5%2010年鉆井占勘探開(kāi)發(fā)投資比例一、一、鉆井過(guò)程中包括的程序鉆井過(guò)程中包括的程序陸地、海洋鉆井陸地、海洋鉆井p一口井的綜合設(shè)計(jì)p井場(chǎng)及設(shè)備基礎(chǔ)準(zhǔn)備p復(fù)雜情況處理p破巖鉆進(jìn)p復(fù)雜情況處理p固井p復(fù)雜情況處理p完井p復(fù)雜情況處理56陸地鉆井陸地鉆井海洋鉆井海洋鉆井7泥漿池泥漿泵頂驅(qū)井下鉆具鉆井絞車轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)盤(pán)一、一、ABCDEF各種鉆頭各種鉆頭地層巖石地層巖石裂縫油層疊加 海上多層系油層輻射型多個(gè)斷層井眼軌跡設(shè)計(jì)井眼軌跡設(shè)計(jì)固井與完井工藝固井與完井工藝陸地鉆井陸地鉆井p一口井的綜合設(shè)計(jì) 程序接近，但內(nèi)容不同p井場(chǎng)及設(shè)備基礎(chǔ)準(zhǔn)備 本質(zhì)區(qū)別p復(fù)雜情況處理 本質(zhì)區(qū)別p破巖鉆進(jìn) p復(fù)雜情況處理

3、p固井p復(fù)雜情況處理p完井p復(fù)雜情況處理海洋鉆井海洋鉆井12相同與不同相同與不同相同接近但不同接近但不同接近但不同相同相同13本章主要內(nèi)容本章主要內(nèi)容一、鉆井平臺(tái)及分類14 海洋鉆井分為：海上鉆井、海底鉆井和深海科研鉆井三類（主要是海上鉆井）。 海上鉆井是在追蹤陸地油田在海底延伸的過(guò)程中開(kāi)始的。 海上鉆井平臺(tái)海上鉆井平臺(tái)：從事海上油氣勘探開(kāi)發(fā)的各種海上建筑物的：從事海上油氣勘探開(kāi)發(fā)的各種海上建筑物的統(tǒng)稱，統(tǒng)稱，一般是一種高出海面或海底的頂部平坦結(jié)構(gòu)物，是進(jìn)行近海作業(yè)的施工場(chǎng)所，目前使用的平臺(tái)型式主要取決于平臺(tái)用途。 海上鉆井平臺(tái)應(yīng)滿足下面三個(gè)條件海上鉆井平臺(tái)應(yīng)滿足下面三個(gè)條件: : 適應(yīng)海洋鉆

4、井區(qū)域環(huán)境且安全適應(yīng)海洋鉆井區(qū)域環(huán)境且安全; ; 成本較低成本較低; ; 滿足鉆井、采油、測(cè)試等各項(xiàng)作業(yè)的要求。滿足鉆井、采油、測(cè)試等各項(xiàng)作業(yè)的要求。二、鉆井平臺(tái)及分類二、鉆井平臺(tái)及分類15海上石油平臺(tái)海上石油平臺(tái)16海洋石油平臺(tái)海洋石油平臺(tái)17海上石油平臺(tái)海上石油平臺(tái)18 海上石油平臺(tái)是海上石油開(kāi)采的主要裝置，它的分類方法有很多，其中按照用途大體可以為四類：鉆井/勘探平臺(tái)：主要用于勘探石油資源、鉆探石油。采油平臺(tái)：主要用于石油生產(chǎn)。中心平臺(tái)：用于石油初步加工和石油輸送。儲(chǔ)存式平臺(tái)：主要用于石油采集后海上儲(chǔ)存，并且還有預(yù)處理功能。 以上四種平臺(tái)又可以細(xì)分為很多類，下面我們主要講述一下海洋鉆井平

5、臺(tái)的分類及其特點(diǎn)。海上石油平臺(tái)海上石油平臺(tái)19 海洋鉆井平臺(tái)上裝鉆井、動(dòng)力、通訊、導(dǎo)航等設(shè)備，以及安全救生和人員生活設(shè)施，是海上油氣勘探開(kāi)發(fā)不可缺少的手段。 開(kāi)發(fā)海洋石油，首先從淺水海域開(kāi)始，然后逐漸向深海發(fā)展。海洋鉆井平臺(tái)經(jīng)歷了由淺海到深海、由簡(jiǎn)單到復(fù)雜的發(fā)展過(guò)程。海洋鉆井平臺(tái)海洋鉆井平臺(tái)20海洋鉆井平臺(tái)海洋鉆井平臺(tái)21海洋鉆井平臺(tái)海洋鉆井平臺(tái)22不同立柱支撐的半潛鉆井平臺(tái)不同立柱支撐的半潛鉆井平臺(tái)23海洋鉆井平臺(tái)海洋鉆井平臺(tái)24海洋石油鉆井平臺(tái)分類海洋石油鉆井平臺(tái)分類25灘海：沿海高與低潮位間的潮差浸帶和平均水深小于5m的 近海海域；淺水：水深等于5m小于500m的海域； 可采用常規(guī)固定的

6、站立式生產(chǎn)平臺(tái)的海域。深水：水深等于500m至小于1500m的海域； 不能采用常規(guī)的固定的站立式生產(chǎn)平臺(tái)的海域。超深水：指水深等于1500m至小于3000m的海域； 不能用錨泊方式而只能采用DP定位的作業(yè)海域。極深水：水深大于3000米的海域； 不能使用常規(guī)隔水管作業(yè)的海域。海水鉆井深度分類海水鉆井深度分類26不同水深的海洋鉆井平臺(tái)不同水深的海洋鉆井平臺(tái)27不同水深的海洋鉆井平臺(tái)不同水深的海洋鉆井平臺(tái)28本章主要內(nèi)容本章主要內(nèi)容一、鉆井平臺(tái)及分類29 固定式鉆井平臺(tái)，固定于海底，在整個(gè)使用壽命期內(nèi)位置固定不變，不能再移動(dòng)。主要用于有工業(yè)油流的油田，一般工作水深在20m左右（如渤海早期的埕北A/

7、B鉆井平臺(tái)）。某些鉆采綜合固定平臺(tái)的工作水深超過(guò)90m，但平臺(tái)建造費(fèi)用較高。固定式平臺(tái)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是通過(guò)管架結(jié)構(gòu)在海底將平臺(tái)固定。三、固定式鉆井平臺(tái)三、固定式鉆井平臺(tái)30按照按照自給程度自給程度不同，分為：不同，分為：自容型海洋型鉆井平自容型海洋型鉆井平臺(tái)臺(tái)和和帶輔助船的小型鉆井平臺(tái)帶輔助船的小型鉆井平臺(tái)兩類。兩類。 ：型體尺寸較大；能容納全部鉆井設(shè)備及一切隊(duì)、附屬設(shè)施，包括各種倉(cāng)庫(kù)及生活設(shè)施。 因此，需要平臺(tái)的面積大，建設(shè)費(fèi)用高。為了縮減這類平臺(tái)的面積，多做成雙層平臺(tái)的型式。 固定式鉆井平臺(tái)分類固定式鉆井平臺(tái)分類31將部分設(shè)備和材料放在輔助船上，以減小平臺(tái)的尺寸。 這種小型平臺(tái)建筑面積可以達(dá)到

8、最小限度。一般只將井架、絞車、動(dòng)力聯(lián)動(dòng)機(jī)及其附屬設(shè)備放在平臺(tái)上，而其它設(shè)施及食宿等都設(shè)置在輔助船上。 優(yōu)點(diǎn)：平臺(tái)的投資少，體積小，便于施工，而且當(dāng)鉆完一口油井后，輔助船可以很快轉(zhuǎn)移到另一井位，鉆井平臺(tái)可轉(zhuǎn)化為采油平臺(tái)使用。 固定式鉆井平臺(tái)分類固定式鉆井平臺(tái)分類32按導(dǎo)管架結(jié)構(gòu)分：直樁式、直樁-斜樁式、聯(lián)結(jié)式。按樁柱結(jié)構(gòu)分：木樁、鋼樁、混凝土?；炷翗兑阮A(yù)制好，再在海上打樁?，F(xiàn)在的鋼管樁都要在管中加注混凝土。按打樁的設(shè)施分：帶樁架、不帶樁架。按設(shè)備布置分：帶浮船、不帶浮船。按照結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分：按照結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分：導(dǎo)管架式鉆井平臺(tái)導(dǎo)管架式鉆井平臺(tái)、重力式鉆井重力式鉆井平臺(tái)平臺(tái)、張力式鉆井平臺(tái)張力式鉆井平

9、臺(tái)、繃?yán)K塔式鉆井平臺(tái)繃?yán)K塔式鉆井平臺(tái)。 下面主要介紹一下最后一種分類方法。固定式鉆井平臺(tái)分類固定式鉆井平臺(tái)分類33 七十年代初出現(xiàn)，它完全借助于其本身的重量直接穩(wěn)定地座在海底，從而與海底牢固聯(lián)結(jié)。一般用混凝土制造，少數(shù)也有鋼質(zhì)的。 1 1、重力式平臺(tái)、重力式平臺(tái)康迪普型平臺(tái)康迪普型平臺(tái)塞爾默型平臺(tái)塞爾默型平臺(tái)34結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)： 平臺(tái)平臺(tái)由由沉墊、立柱、甲板沉墊、立柱、甲板三部分組成三部分組成沉墊有多種形式：圓形、六角形、沉墊有多種形式：圓形、六角形、 正方形正方形立柱有三腿、四腿、獨(dú)腿等幾種立柱有三腿、四腿、獨(dú)腿等幾種甲板有甲板有混凝土混凝土和鋼質(zhì)兩種：和鋼質(zhì)兩種：混凝土重混凝土重 力式平臺(tái)、鋼

10、質(zhì)重力式平臺(tái)力式平臺(tái)、鋼質(zhì)重力式平臺(tái) 重力式平臺(tái)的基礎(chǔ)和腿柱中都分為許多艙室，這些艙室本身就是非常好的大型儲(chǔ)油罐，在平臺(tái)安裝階段的拖航和下沉?xí)r可作為壓載艙。1 1、重力式平臺(tái)、重力式平臺(tái)35混凝土重力式平臺(tái)混凝土重力式平臺(tái)v優(yōu)點(diǎn)： 不需打樁； 具有相當(dāng)?shù)馁A油能力； 節(jié)省鋼材，防火、抗暴、防腐性； 抵御風(fēng)浪的能力較好； 制造、維修費(fèi)用低，壽命長(zhǎng)。v缺點(diǎn)： 對(duì)地質(zhì)條件要求高 出現(xiàn)缺陷后修復(fù)較困難36鋼質(zhì)重力式平臺(tái)鋼質(zhì)重力式平臺(tái) 重量比混凝土輕預(yù)制過(guò)程中對(duì)水載要求不高拖船馬力小對(duì)地基承載力要求不高 貯油量 用鋼多，易腐蝕 1971年意大利首造，水深90米，稱洛安高平臺(tái)。整個(gè)平臺(tái)由沉箱、支承框架、甲板

11、三部分組成，沉箱可作貯油罐。優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)37重力式平臺(tái)的特點(diǎn)重力式平臺(tái)的特點(diǎn) 由于整個(gè)結(jié)構(gòu)比較大，一般先在岸邊開(kāi)挖的泥塢中建造基座，再拖往有掩護(hù)的深水區(qū)接高，然后浮運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)，加載下沉。目前這種平臺(tái)一般是作為海底貯油罐或用于鉆采海底石油。 其主要特點(diǎn)是抵御風(fēng)暴及波浪襲擊的能力強(qiáng)，結(jié)構(gòu)耐久和維護(hù)費(fèi)用低，但需開(kāi)挖岸邊塢坑，并要有近岸深水施工水域，結(jié)構(gòu)高度因此受到限制。38優(yōu)點(diǎn)：p受力合理、用鋼少、成本低、適用于深水、對(duì)海洋環(huán)境適應(yīng)性大；p張力腿平臺(tái)可以用于水深超過(guò)600m的海區(qū)，但通常認(rèn)為最經(jīng)濟(jì)的作業(yè)水深范圍是450600m之間。 張力腿式平臺(tái)主要由張力腿式平臺(tái)主要由甲板甲板、立立柱柱（大浮體）、（大浮

12、體）、纜索纜索及及系纜樁系纜樁組成，組成，它是今后它是今后深水深水用主要平臺(tái)。用主要平臺(tái)。2 2、張力腿式平臺(tái)、張力腿式平臺(tái)TLPTLP39張力腿式張力腿式鉆井平臺(tái)鉆井平臺(tái)40 張力腿式平臺(tái)本身是一個(gè)浮動(dòng)平臺(tái)，平臺(tái)的貯備遠(yuǎn)遠(yuǎn)平臺(tái)的，靠的張力將平臺(tái)與事先固定在海底的上拉緊，平衡一部分浮力，并使平臺(tái)較好地固定在海面上。 這種地連接，不僅可平臺(tái)的，而且由海底地震引起的，也在到達(dá)平臺(tái)之前被大大減弱了。張力腿式平臺(tái)的特點(diǎn)張力腿式平臺(tái)的特點(diǎn)41 繃?yán)K塔式平臺(tái)亦稱牽索塔平臺(tái)，是將一個(gè)預(yù)制的鋼質(zhì)塔身安放在海底基礎(chǔ)塊上，四周用鋼索錨定拉緊而成。它適用于水深較大的海域。優(yōu)點(diǎn)： 節(jié)省鋼材（成本低） 井口裝置可設(shè)置于

13、水面上3 3、繃?yán)K塔式平臺(tái)（牽索塔式平臺(tái)）、繃?yán)K塔式平臺(tái)（牽索塔式平臺(tái)）42特點(diǎn)： 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單構(gòu)件尺寸小，能抵抗周圍環(huán)境所產(chǎn)生的各種作用力；從工作水深上比較，在深水區(qū)，這種平臺(tái)的建造總費(fèi)用比樁基導(dǎo)管架式平臺(tái)低，反映在鋼材費(fèi)用、建造和安裝時(shí)間上，繃?yán)K塔式平臺(tái)在成本上占有優(yōu)勢(shì)。它適應(yīng)深水鉆采作業(yè)的需要，工作水深在300600m。有的資料表明，繃?yán)K塔式平臺(tái)最經(jīng)濟(jì)的工作水深范圍在240480m之間?？?yán)K塔式平臺(tái)的特點(diǎn)繃?yán)K塔式平臺(tái)的特點(diǎn)43樁：用于承受平臺(tái)的垂直重量及水平 環(huán)境推力。目前國(guó)內(nèi)外應(yīng)用最多的是鋼樁平臺(tái)。 (1)可事先做成導(dǎo)管架型式，在岸上預(yù)制好，然后到海上進(jìn)行打樁； (2)平臺(tái)的整體性好，施工

14、快?？购Ｋg性能差。 所以，有的地方，曾采用過(guò)抗海水腐蝕性能好的鋁制平臺(tái)，但因造價(jià)昂貴，未能普遍應(yīng)用?；A(chǔ)部分基礎(chǔ)部分和和上層建筑。上層建筑。 4 4、導(dǎo)管架導(dǎo)管架式式鉆井鉆井平臺(tái)平臺(tái)44基礎(chǔ)部分是由導(dǎo)管架和樁管組成。導(dǎo)管可事先在岸上預(yù)制好。然后，用駁船運(yùn)至目的地，或依靠中空的浮力拖至目的地，下沉并坐在海底上。再將樁管由導(dǎo)管內(nèi)插入，并用打樁機(jī)打入海底一定深度。 上層建筑上層平臺(tái)：用作安放井架、絞車、鉆具堆放場(chǎng)地及宿舍等下層平臺(tái)：安放泥漿泵、泥漿池、防噴器、發(fā)電房、固井設(shè)備、倉(cāng)庫(kù)等導(dǎo)管架式平臺(tái)的結(jié)構(gòu)導(dǎo)管架式平臺(tái)的結(jié)構(gòu)45導(dǎo)管架式平臺(tái)的結(jié)構(gòu)導(dǎo)管架式平臺(tái)的結(jié)構(gòu)46支承上部結(jié)構(gòu)作為打樁定位和導(dǎo)向的工

15、具將平臺(tái)上面的負(fù)荷比較均勻地傳遞到樁上可安裝系靠船的設(shè)備可作為安裝上部結(jié)構(gòu)時(shí)的臨時(shí)工作平臺(tái)導(dǎo)管架的作用導(dǎo)管架的作用47安裝完畢后平臺(tái)狀態(tài)安裝完畢后平臺(tái)狀態(tài)48各類各類固定固定式鉆井平臺(tái)性能對(duì)比表式鉆井平臺(tái)性能對(duì)比表49 固定式鉆井平臺(tái)的優(yōu)點(diǎn)是穩(wěn)定，海面氣象條件對(duì)它的影響較小，而且完井后可作為采油平臺(tái)，使用時(shí)間大大增加。但是，它的靈活性差，不能及時(shí)運(yùn)移，而且造價(jià)高，不能在較深的水域工作。 固定式鉆井平臺(tái)的面積和平臺(tái)上的設(shè)備都要合理，而且結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要滿足要求。固定式鉆井平臺(tái)的優(yōu)缺點(diǎn)固定式鉆井平臺(tái)的優(yōu)缺點(diǎn)50本章主要內(nèi)容本章主要內(nèi)容一、鉆井平臺(tái)及分類51 移動(dòng)式鉆井平臺(tái)，作業(yè)完成后，可拖航或自航到其他

16、地點(diǎn)。包括坐底式鉆井平臺(tái)、自升式鉆井平臺(tái)、半潛式鉆井平臺(tái)以及浮式鉆井船。可隨意移動(dòng)，特別適用于鉆勘探井或縱式生產(chǎn)井。 鉆井模塊既可以放到固定式平臺(tái)上，也可以采用移動(dòng)式平臺(tái)，但是上部模塊價(jià)格比較貴，一套要好幾億美元以上，所以一般都放到移動(dòng)式平臺(tái)上面，一般是打一槍換一個(gè)地方。四、移動(dòng)式鉆井平臺(tái)四、移動(dòng)式鉆井平臺(tái)52單立柱坐底式鉆井平臺(tái)單立柱坐底式鉆井平臺(tái)坐底式鉆井平臺(tái)坐底式鉆井平臺(tái) 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。 1 1、坐底式鉆井平臺(tái)、坐底式鉆井平臺(tái)53浮筒型，鋼瓶型和浮墊型。 1 1、坐底式鉆井平臺(tái)、坐底式鉆井平臺(tái)54海面海底 1 1、坐底式鉆井平臺(tái)、

17、坐底式鉆井平臺(tái)55v優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：鉆井時(shí)固定牢靠不受海洋環(huán)境的影響完井后移動(dòng)靈活v缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：工作高度恒定，不能調(diào)節(jié)對(duì)海底地基要求高工作水深較淺拖航時(shí)阻力大，當(dāng)海底沖刷嚴(yán)重時(shí)，鉆井易移位，需要采取防滑移、防沖刷及防掏空等措施坐底式鉆井平臺(tái)的優(yōu)缺點(diǎn)坐底式鉆井平臺(tái)的優(yōu)缺點(diǎn)56 自升式鉆井平臺(tái)又稱甲板升降式或樁腿式平臺(tái),是目前國(guó)內(nèi)外應(yīng)用最為廣泛的鉆井平臺(tái)。 結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：船體、樁腳船體、樁腳和和升降機(jī)構(gòu)升降機(jī)構(gòu)三大部分。三大部分。2 2、自升式平臺(tái)、自升式平臺(tái)57海面海底2 2、自升式平臺(tái)、自升式平臺(tái)582 2、自升式平臺(tái)、自升式平臺(tái)59渤海4號(hào)各種自升式平臺(tái)各種自升式平臺(tái) 海上鉆井作業(yè)大多數(shù)也是使用自

18、升式平臺(tái)，如：“渤海四號(hào)”、“渤海五號(hào)”、 “渤海七號(hào)”、 “渤海八號(hào)”、 “渤海十號(hào)”、“南海三號(hào)”、“南海四號(hào)”、“勘探二號(hào)”、“勝利五號(hào)”和“勝利六號(hào)”等自升式鉆井平臺(tái)。其中“渤海五號(hào)”和 “渤海七號(hào)”是我國(guó)自行設(shè)計(jì)建造的自升式鉆井平臺(tái)。60總長(zhǎng)：總長(zhǎng)： 64.90 64.90 米米船體型寬船體型寬: 64.62 : 64.62 米米船體型深：船體型深： 8.23 8.23 米米樁腿總長(zhǎng)：樁腿總長(zhǎng)： 127.20 127.20 米米樁腿數(shù)量：樁腿數(shù)量： 3 3樁腿結(jié)構(gòu)：樁腿結(jié)構(gòu)： 三角桁架式三角桁架式 Truss triangular with Spud canTruss triangu

19、lar with Spud can直升機(jī)直徑：直升機(jī)直徑：22.5 22.5 米米22.5 22.5 米米最大作業(yè)水深：最大作業(yè)水深： 91.44 91.44 米米最大鉆井深度：最大鉆井深度： 6096 6096 米米(5DP)(5DP)最大風(fēng)速：最大風(fēng)速： 55.9 m/s55.9 m/s樁腿入泥深度：樁腿入泥深度： 10 10 米米主要尺寸渤海渤海4 4號(hào)號(hào)自升式平臺(tái)自升式平臺(tái)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)61v對(duì)水深適應(yīng)性強(qiáng)v無(wú)樁腳底墊時(shí)，用鋼量少，造價(jià)較低v在出現(xiàn)意外的高海浪時(shí)，平臺(tái)可增大離水面的距離v樁腳插入海底時(shí)，有良好的靠側(cè)向移動(dòng)性v平臺(tái)離開(kāi)水面后，可維修整個(gè)船體v樁腿下部有底墊時(shí)，容易造成整個(gè)裝置的

20、飄浮v不適于更深海域v拖航時(shí)，易遭風(fēng)暴的襲擊優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)缺點(diǎn)自升式平臺(tái)的優(yōu)缺點(diǎn)自升式平臺(tái)的優(yōu)缺點(diǎn)62其工作水深主要取決于鉆井船的定位方法：用錨泊定位工作水深200300m；采用動(dòng)力定位，工作水深可達(dá)6000m。3 3、浮式鉆井船浮式鉆井船63優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：適用于較深的海域移動(dòng)性能好造價(jià)較低，易維護(hù)船速高缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：對(duì)風(fēng)浪極為敏感、穩(wěn)定性差被迫停工率高浮式鉆井船浮式鉆井船的優(yōu)缺點(diǎn)的優(yōu)缺點(diǎn)64 半潛式鉆井平臺(tái)（SEMI）又稱立柱穩(wěn)定式鉆井平臺(tái)，是目前應(yīng)用最多的浮式鉆井裝置。 。4 4、半潛式平臺(tái)、半潛式平臺(tái)65海面海底4 4、半潛式平臺(tái)、半潛式平臺(tái)66我國(guó)自己設(shè)計(jì)建造的具有自航能力的“勘探三號(hào)”半潛

21、式鉆井平臺(tái)67“海洋石油981”68“海洋石油981” “海洋石油海洋石油981981” 是是中國(guó)中國(guó)首次自主設(shè)計(jì)、建造的第六代首次自主設(shè)計(jì)、建造的第六代30003000米深水米深水半潛式鉆井平臺(tái)半潛式鉆井平臺(tái)，代表了當(dāng)今世界海洋石油鉆，代表了當(dāng)今世界海洋石油鉆井平臺(tái)技術(shù)的最高水平。該平臺(tái)設(shè)計(jì)自重井平臺(tái)技術(shù)的最高水平。該平臺(tái)設(shè)計(jì)自重3067030670噸，長(zhǎng)度噸，長(zhǎng)度為為114114米，寬度為米，寬度為7979米，面積比一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)足球場(chǎng)還大；從米，面積比一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)足球場(chǎng)還大；從船底到鉆井架頂高度為船底到鉆井架頂高度為130130米，相當(dāng)于米，相當(dāng)于4040多層的高樓；電多層的高樓；電纜總長(zhǎng)度纜總長(zhǎng)

22、度800800多公里，相當(dāng)于圍繞多公里，相當(dāng)于圍繞北京四環(huán)路北京四環(huán)路跑跑1010圈。平圈。平臺(tái)總造價(jià)近臺(tái)總造價(jià)近6060億元。億元。 海洋石油海洋石油98198169海洋石油海洋石油981981“海洋石油981”的6個(gè)世界首次：1、首次采用南海200年一遇的環(huán)境參數(shù)作為設(shè)計(jì)條件，大大提高了平臺(tái)抵御環(huán)境災(zāi)害的能力； 2、首次采用3000米水深范圍DP3動(dòng)力定位、1500米水深范圍錨泊定位的組合定位系統(tǒng)，這是優(yōu)化的節(jié)能模式； 3、首次突破半潛式平臺(tái)可變載荷9000噸，為世界半潛式平臺(tái)之最，大大提高了遠(yuǎn)海作業(yè)能力； 4、中國(guó)國(guó)內(nèi)首次成功研發(fā)世界頂級(jí)超高強(qiáng)度R5級(jí)錨鏈，引領(lǐng)國(guó)際規(guī)范的制定。同時(shí)為項(xiàng)目

23、節(jié)約大量的費(fèi)用，也為中國(guó)國(guó)內(nèi)供貨商走向世界提供了條件； 5、首次在船體的關(guān)鍵部位系統(tǒng)地安裝了傳感器監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，為研究半潛式平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)性能、關(guān)鍵結(jié)構(gòu)應(yīng)力分布、錨泊張力范圍等建立了系統(tǒng)的海上科研平臺(tái)，為中國(guó)在半潛式平臺(tái)應(yīng)用于深海的開(kāi)發(fā)提供了更寶貴和更科學(xué)的設(shè)計(jì)依據(jù)； 6、首次采用了最先進(jìn)的本質(zhì)安全型水下防噴器系統(tǒng)，在緊急情況下可自動(dòng)關(guān)閉井口，能有效防止類似墨西哥灣事故的發(fā)生。70 在鉆井過(guò)程中抵抗風(fēng)浪的能力大，穩(wěn)定性好。 平臺(tái)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)高，自持能力稍差，機(jī)動(dòng)性也稍差，自航速度低，有的甚至不能自航而需要拖航。 鉆井浮船的優(yōu)缺點(diǎn)正好與半潛式平臺(tái)相反，在鉆井作業(yè)中整個(gè)船體都處在風(fēng)浪影響最大的海面處，穩(wěn)

24、定性不如半潛式。但它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉，機(jī)動(dòng)性很好，自航速度最高，自持力也比半潛式大得多。 半潛式平臺(tái)適用于所有海域，特別是海況條件惡劣的深海海域。在海況條件不是很惡劣的情況下，選用鉆井浮船比半潛式更經(jīng)濟(jì)。半潛式平臺(tái)的優(yōu)缺點(diǎn)半潛式平臺(tái)的優(yōu)缺點(diǎn)及選擇原則及選擇原則71各類移動(dòng)式鉆井平臺(tái)性能對(duì)比表各類移動(dòng)式鉆井平臺(tái)性能對(duì)比表72優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 穩(wěn)定性好； 海面氣象條件對(duì)鉆井工作影響??； 如有工業(yè)性油氣可很快轉(zhuǎn)換成采油平臺(tái)。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 不能夠移動(dòng)和重復(fù)使用； 造價(jià)較高； 其成本隨水深增加而急劇增加。固定式與移動(dòng)式平臺(tái)比較情況固定式與移動(dòng)式平臺(tái)比較情況73本章主要內(nèi)容本章主要內(nèi)容一、鉆井平臺(tái)及分類五、

25、鉆井平臺(tái)的選擇五、鉆井平臺(tái)的選擇75 各個(gè)鉆井平臺(tái)適合于不同的水深。 重力式平臺(tái)適用的水深較淺，樁基式平臺(tái)適用的水深稍深，張力式和繃?yán)K塔式平臺(tái)則可在較深的水域使用。 坐底式鉆井平臺(tái)一般作業(yè)在0-10米，自升式鉆井平臺(tái)一般作業(yè)在10-120米，半潛式鉆井平臺(tái)一般作業(yè)在70-1000米，浮船式鉆井船一般作業(yè)在1000米（現(xiàn)在已有能在2900米水深的海域作業(yè)的鉆井船）?，F(xiàn)在使用范圍最廣的還是自升式鉆井平臺(tái)。五、鉆井平臺(tái)的選擇五、鉆井平臺(tái)的選擇76 海上鉆井平臺(tái)的選擇是一個(gè)涉及面很廣的問(wèn)題，需要綜合考慮各種因素：（1）鉆井類型。是鉆勘探井還是生產(chǎn)井、是直井還是叢式井以及完井方式等。（2）作業(yè)海區(qū)的海洋

26、環(huán)境條件。包括水深、風(fēng)、波、潮流等海況，海底地質(zhì)條件及離岸距離等。（3）經(jīng)濟(jì)因素。主要是各種裝置的建造成本、租金及操作費(fèi)用。（4）可供選擇的鉆井平臺(tái)及其技術(shù)性能、使用條件。五、鉆井平臺(tái)的選擇五、鉆井平臺(tái)的選擇77 根據(jù)作業(yè)海域水深、海床地質(zhì)情況及鉆井目標(biāo)，綜合考慮上述各種情況，可對(duì)鉆井裝置作出最優(yōu)的選擇。 （1）在淺水區(qū)，當(dāng)油田已探明或已進(jìn)入開(kāi)發(fā)階段，宜選用固定式鉆井平臺(tái)。 （2）水深在2030m以內(nèi)，風(fēng)浪不大，海底平坦柔軟且無(wú)沖刷海流，可選用坐底式鉆井平臺(tái)。 五、鉆井平臺(tái)的選擇五、鉆井平臺(tái)的選擇78（3）水深在2030m以內(nèi)，浪高大于3m的海況僅占1年的1/10以下時(shí)：對(duì)勘探井，宜選用自升式平臺(tái)加輔助船或自給式的自升式平臺(tái)；對(duì)生產(chǎn)井，可選用固定式平臺(tái)（鉆完井后改為采油平臺(tái)）加輔助船，或選用帶輔助船的自升式平臺(tái)或完全自給式自升式平臺(tái)。五、鉆井平臺(tái)的選擇五、鉆井平臺(tái)的選擇79（4）水深在3060m