沉墊自升式鉆進(jìn)平臺(tái)概述

沉墊自升式鉆進(jìn)平臺(tái)又稱為樁腿式鉆井平臺(tái)，是國內(nèi)外應(yīng)用最為廣泛的鉆井平臺(tái)。自升式平臺(tái)在工作時(shí)用升降機(jī)構(gòu)將平臺(tái)舉升到海面以上，使之免受海浪沖擊，依靠樁腿的支撐站立在海底進(jìn)行鉆井作業(yè)工作，完成任務(wù)后，降下平臺(tái)到海面，拔起樁腿并將其升至拖航位置，即可拖航到下一個(gè)井位進(jìn)行作業(yè)工作。

沉墊自升式鉆進(jìn)平臺(tái)在合適的水深環(huán)境中工作穩(wěn)定性良好，在大多數(shù)海況下，幾乎都能維持工作，因此發(fā)展較為迅速。沉墊自升式鉆進(jìn)平臺(tái)的數(shù)量能占到移動(dòng)式鉆井裝置總數(shù)的1/2。另外，沉墊自升式鉆進(jìn)平臺(tái)還具備一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，就是所需鋼材少，且造價(jià)低。雖然沉墊自升式鉆進(jìn)平臺(tái)在作業(yè)中存在著若干有利條件，但在平臺(tái)轉(zhuǎn)移和安裝過程中，尚存在著一些不足。比如說，當(dāng)平臺(tái)移位時(shí)，由于樁腿升得很高，造成重心高，穩(wěn)性差，抗風(fēng)能力差；當(dāng)隨著拖船到新井位時(shí)，平臺(tái)在水面因風(fēng)浪導(dǎo)致?lián)u蕩不已，使樁腿下降到將要著底時(shí)，有可能弄壞樁腿；當(dāng)海洋環(huán)境惡劣，大風(fēng)暴來臨時(shí)，因急需拔腿移位，也有可能產(chǎn)生拔不出樁腿的危險(xiǎn)，如果作業(yè)區(qū)海流較強(qiáng)，插進(jìn)海底的樁腿，還有可能被海流沖刷而滑動(dòng)，甚至喪失支承能力。

沉墊自升式鉆進(jìn)平臺(tái)由平臺(tái)結(jié)構(gòu)、樁腿、升降機(jī)構(gòu)、鉆井裝置（包括動(dòng)力設(shè)備和起重設(shè)備）以及生活樓（包括直升飛機(jī)平臺(tái)）等主要裝置組成。樁腿是沉墊自升式鉆進(jìn)平臺(tái)的關(guān)鍵，當(dāng)加大作業(yè)水深時(shí)，樁腿的長度、尺寸和質(zhì)量將迅速增加，作業(yè)和拖航狀態(tài)的穩(wěn)性則變差，所以，沉墊自升式鉆進(jìn)平臺(tái)最大的作業(yè)水深受到制約，作業(yè)范圍限于大陸架200米水深以內(nèi)。

沉墊自升式鉆進(jìn)平臺(tái)結(jié)構(gòu)是一個(gè)單甲板箱形結(jié)構(gòu)，這個(gè)箱形結(jié)構(gòu)可以是單底結(jié)構(gòu)，也可以是雙底結(jié)構(gòu)，其主體是一個(gè)三角形、矩形或五角形的船體結(jié)構(gòu)，并根據(jù)作業(yè)、生活、布置及強(qiáng)度需要設(shè)有縱、橫艙壁。平臺(tái)結(jié)構(gòu)位于平臺(tái)上部，主要提供生產(chǎn)和生活場所，并能在拖航時(shí)提供浮力。

沉墊自升式鉆進(jìn)平臺(tái)的樁腿結(jié)構(gòu)形式有柱體式和桁架式兩大類。柱體式樁腿由鋼板焊接成封閉式結(jié)構(gòu)，其斷面有圓柱形和方箱形兩種，一般用于作業(yè)水深60米以下的自升式平臺(tái)。水深加大，波浪載荷更大，結(jié)構(gòu)質(zhì)量增大，這種海域宜采用桁架式樁腿。它由舷桿、水平撐桿和斜撐桿組成，在舷桿上裝有齒條。樁腿可按地質(zhì)條件需要設(shè)置樁靴，樁靴的平面形狀有圓形、方形和多邊形幾種。此外，在一般設(shè)計(jì)中，根據(jù)甲板形狀及樁腿的布置情況，矩形甲板四樁腿采用箱形強(qiáng)承載結(jié)構(gòu)較多，三角形和五角形甲板樁腿結(jié)構(gòu)可采用板桁材或箱形，或箱形與板桁材混合式。

就樁腿數(shù)量而言，主要是3根或4根，樁腿數(shù)量至少為3根，這是自升式平臺(tái)取得穩(wěn)定支撐最少的數(shù)量。當(dāng)作業(yè)水深很大時(shí)，考慮到樁腿的尺寸和質(zhì)量，宜采用3根樁腿，同時(shí)可以減少升降機(jī)構(gòu)的數(shù)量；缺點(diǎn)是只要一條腿失效，平臺(tái)就無法工作，甚至發(fā)生險(xiǎn)情。當(dāng)海底地層條件比較復(fù)雜，或當(dāng)3條樁腿不能滿足平臺(tái)升降的要求時(shí)可用4條樁腿；當(dāng)3條樁腿的剛性滿足不了要求，為增大剛性、減少平臺(tái)側(cè)向位移時(shí)也可采用4條樁腿。

沉墊自升式鉆進(jìn)平臺(tái)在平臺(tái)與樁腿或樁腿沉墊之間安裝有升降裝置，這可使它們作相對的上下移動(dòng)。常用的升降裝置有電動(dòng)液壓式和電動(dòng)齒輪齒條式兩種。

沉墊自升式鉆進(jìn)平臺(tái)主要有三種作業(yè)模式

一是從一地到另一地的拖航模式；

二是在指定地點(diǎn)工作時(shí)的升船模式；

三是在兩者之間兩者之間進(jìn)行的升降樁操作模式。2100433B

自升式生產(chǎn)儲(chǔ)油平臺(tái)工作原理與自升式鉆井船類似，都是利用可上下移動(dòng)平臺(tái)安裝油田生產(chǎn)設(shè)施，所不同的是用油氣處理設(shè)備和儲(chǔ)油設(shè)施替代鉆井設(shè)施，它利用了鉆井船船體、樁腿等載體實(shí)現(xiàn)了固定平臺(tái)的作用。當(dāng)自升式生產(chǎn)儲(chǔ)油平臺(tái)處于站立作業(yè)狀態(tài)時(shí)，它類似于樁基的固定平臺(tái)；而當(dāng)遷移拖航時(shí)，它將樁腿上升并依靠平臺(tái)船體部分浮力實(shí)現(xiàn)自浮拖航，因而它又具有浮體的特性，自升式生產(chǎn)儲(chǔ)油平臺(tái)從設(shè)計(jì)上應(yīng)具備固定平臺(tái)和浮體的特性。

利用自升式生產(chǎn)儲(chǔ)油平臺(tái)進(jìn)行邊際油田開發(fā)工作，無論是在安裝、操作還是在技術(shù)成熟度上都存在著明顯的優(yōu)勢：自升式生產(chǎn)儲(chǔ)油平臺(tái)安裝和遷移作業(yè)方便，可以在一定程度上降低安裝和遷移費(fèi)用；建造技術(shù)成熟、操作實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)多；和固定平臺(tái)作業(yè)類似，該自升式平臺(tái)沒有波浪條件下的搖擺狀態(tài)，方便作業(yè)人員的操作與生活。另外，自升式生產(chǎn)儲(chǔ)油平臺(tái)已國產(chǎn)化，簡化井口平臺(tái)與井口平臺(tái)的連接簡化，國際市場舊鉆井船改裝生產(chǎn)儲(chǔ)油平臺(tái)等可行方案都有助于降低油田工程的造價(jià)。但是自升式生產(chǎn)儲(chǔ)油平臺(tái)也存在著一些不足，比如說作業(yè)水深不宜太大，理想作業(yè)水深為20~50米；不能在嚴(yán)重冰區(qū)作業(yè)；由于升降機(jī)構(gòu)能力與可靠性緣故，儲(chǔ)油量不能過大等等。

自升式鉆井船主要用于鉆井、完井及修井作業(yè)，在渤海地區(qū)打一口生產(chǎn)井時(shí)間約為3~5天；一口勘探評價(jià)井約為10多天，最長也就1個(gè)月；一個(gè)30~40口井的中等規(guī)模油田的鉆完井作業(yè)為1年左右。因此自升式鉆井船需經(jīng)常性地遷移作業(yè)，這對于作業(yè)平臺(tái)是否具有升降功能尤其重要。由于邊際油田開發(fā)時(shí)間相對較短，約為3~5年時(shí)間，如油氣處理設(shè)施采用自升式平臺(tái)作為載體，這將方便于再利用和遷移拖航工作。因此，得出了采用自升式生產(chǎn)儲(chǔ)油平臺(tái)的概念。

2019年5月10日，《自升式平臺(tái)升降裝置安裝要求》發(fā)布。

2019年12月1日，《自升式平臺(tái)升降裝置安裝要求》實(shí)施。