希望四號(hào)超深水鉆井平臺(tái)產(chǎn)品特色

2004年，石油將鉆井平臺(tái)分為海上鉆井平臺(tái)和陸地鉆井平臺(tái)兩類，由平臺(tái)經(jīng)理或鉆井隊(duì)長(zhǎng)直接負(fù)責(zé)鉆井平臺(tái)的運(yùn)作管理工作。

海上鉆井平臺(tái)(drilling platform)是主要用于鉆探井的海上結(jié)構(gòu)物。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，是海上油氣勘探開發(fā)不可缺少的手段。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)、張力腿式平臺(tái)、牽索塔式平臺(tái)

(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)固定式鉆井平臺(tái)大都建在淺水中，它是借助導(dǎo)管架固定在海底而高出海面不再移動(dòng)的裝置，平臺(tái)上面鋪設(shè)甲板用于放置鉆井設(shè)備。支撐固定平臺(tái)的樁腿是直接打入海底的，所以，鉆井平臺(tái)的穩(wěn)定性好，但因平臺(tái)不能移動(dòng)，故鉆井的成本較高。

為解決平臺(tái)的移動(dòng)性和深海鉆井問題，又出現(xiàn)了多種移動(dòng)式鉆井平臺(tái)，主要包括:坐底式鉆井平臺(tái)、自升式鉆井平臺(tái)、鉆井浮船和半潛式鉆井平臺(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。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，用作鉆井的基礎(chǔ)。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，而且也受到海底基礎(chǔ)(平坦及堅(jiān)實(shí)程度)的制約。所以這種平臺(tái)發(fā)展緩慢。然而中國(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。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)由平臺(tái)、樁腿和升降機(jī)構(gòu)組成，平臺(tái)能沿樁腿升降，一般無(wú)自航能力。工作時(shí)樁腿下放插入海底，平臺(tái)被抬起到離開海面的安全工作高度，并對(duì)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，由拖輪拖到新的井位。1953年美國(guó)建成第一座自升式平臺(tái)，這種平臺(tái)對(duì)水深適應(yīng)性強(qiáng)，工作穩(wěn)定性良好，發(fā)展較快，約占移動(dòng)式鉆井裝置總數(shù)的1/2。中國(guó)自行制造的自升式鉆井平臺(tái)"渤海一號(hào)"平臺(tái)的四根樁腿是由圓形的鋼管做成的，樁腿的高度有七十多米，升降裝置是插銷式液壓控制機(jī)構(gòu)。該型鉆井平臺(tái)造價(jià)較低、運(yùn)移性好、對(duì)海底地形的適應(yīng)性強(qiáng)，因而，中國(guó)海上鉆井多使用自升式鉆井平臺(tái)。

鉆井平臺(tái)樁腿的高度總是有限的，為解決在深海區(qū)的鉆井問題，又出現(xiàn)了漂浮在海面上的鉆井船。

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。平臺(tái)是靠錨泊或動(dòng)力定位系統(tǒng)定位。按其推進(jìn)能力，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。鉆井船的排水量從幾千噸到幾萬(wàn)噸不等，它既有普通船舶的船型和自航能力，又可漂浮在海面上進(jìn)行石油鉆井。由于鉆井船經(jīng)常處于漂浮狀態(tài)，當(dāng)遇到海上的風(fēng)、浪、潮時(shí)，必然會(huì)發(fā)生傾斜、搖擺、平移和升降現(xiàn)象，因此鉆井船的穩(wěn)定性是一個(gè)非常關(guān)鍵的問題。目前，海上鉆井船的定位常用的是拋錨法，但該方法一般只適用于200m以內(nèi)的水深，水再深時(shí)需用一種新的自動(dòng)化定位方法。

半潛式鉆井平臺(tái)(SEMI)由坐底式平臺(tái)發(fā)展而來(lái)，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。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;缺點(diǎn)是投資大，維持費(fèi)用高，需有一套復(fù)雜的水下器具，有效使用率低于自升式鉆井平臺(tái)。到目前為止，半潛式鉆井平臺(tái)已經(jīng)經(jīng)歷了第一代到第六代的歷程。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前世界范圍內(nèi)有深水自升式鉆井平臺(tái)65艘，大部分工作在墨西哥灣和北海。其運(yùn)營(yíng)商主要為美國(guó)石油公司。

牽索塔式鉆井平臺(tái)得名于它支撐平臺(tái)的結(jié)構(gòu)如一桁架式的塔，該塔用對(duì)稱布置的纜索將塔保持正浮狀態(tài)。在平臺(tái)上可進(jìn)行通常的鉆井與生產(chǎn)作業(yè)。原油一般是通過管線運(yùn)輸，在深水中可用近海裝油設(shè)施進(jìn)行輸送。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。

固定平臺(tái)包括導(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)等。鋼質(zhì)導(dǎo)管架式平臺(tái)使用水深一般小于300米，通過打樁的方法固定于海底，它是目前海上油田使用廣泛的一種平臺(tái)。自1947年第一次被用在墨西哥灣6米水域以來(lái)，發(fā)展十分迅速，到1978年，其工作水深達(dá)到312米，目前世界上大于300米水深的導(dǎo)管架平臺(tái)有7座。

混凝土重力式平臺(tái)的底部通常是一個(gè)巨大的混凝土基礎(chǔ)(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)底部的巨大基礎(chǔ)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(wàn)噸，正是依靠自身的巨大重量，平臺(tái)直接置于海底?，F(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(duì)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)。

固定平臺(tái)的鉆井模塊既可以放到固定平臺(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，所以一般都可以移植到移動(dòng)式上面，一般是打一槍換一個(gè)地方。

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)。

張力腿式鉆井平臺(tái)也是采用錨泊定位的，但與一般半潛式平臺(tái)不同。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，所相差的力量可依靠錨索向下的拉力來(lái)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。張力腿式平臺(tái)自1954年提出設(shè)想以來(lái)，迄今已有40年的歷史。

作用于張力腿式鉆井平臺(tái)上的各種力并不是穩(wěn)定不變的。在重力方面會(huì)因載荷與壓載水的改變而變化;浮力方面會(huì)因波浪峰谷的變化而增減;擾動(dòng)力方面因風(fēng)浪的擾動(dòng)會(huì)在垂向與水平方向產(chǎn)生周期變化，所以張力腿的設(shè)計(jì)，必須周密考慮不同的載荷與海況。對(duì)于平臺(tái)的水下構(gòu)件，不論垂向或水平的，都會(huì)因波浪的波峰與波谷的作用而產(chǎn)生影響，因此如何選取水下構(gòu)件的形狀與尺度，使波浪擾動(dòng)力的作用為最小，減小平臺(tái)在波浪中的運(yùn)動(dòng)以及錨索上的周期性載荷，是張力腿式平臺(tái)的研究課題之一。一般張力腿式平臺(tái)的重心高、浮心低，非錨泊情況時(shí)要求初穩(wěn)性高為正值，為此要求穩(wěn)心半徑大或水線面的慣性矩大，這樣在平臺(tái)發(fā)生嚴(yán)重事故時(shí)，仍能正浮于水面。要求達(dá)到此目的，就要把立柱設(shè)計(jì)得較粗，這樣必然會(huì)使平臺(tái)在波浪中的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)較大。也有一種把立柱設(shè)計(jì)得很細(xì)，雖然初穩(wěn)性高可能出現(xiàn)負(fù)值，但在錨索拉力的作用下也是穩(wěn)定的。這種平臺(tái)在波浪中的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)較小，造價(jià)也可能低些，不過安全性差些。