深水浮式平臺的類型

深水浮式平臺的類型深海有著強大的油氣資源儲備。不斷涌現(xiàn)的各種新型采油平臺技術(shù)促進著深海采油技術(shù)的高速發(fā)展，這些技術(shù)概括起來可分為四大類：張力腿式平臺（TLP），單筒式平臺（SPAR），半潛式平臺（SEMI）和?。ù┦缴a(chǎn)平臺（FPSO）。在每一大類中，又有很多不同的技術(shù)概念。下面就不同型式的平臺使用和特點分別做介紹。圖1：深水平臺類型一、深海張力腿平臺的發(fā)展概況及發(fā)展趨勢圖2：張力腿平臺的發(fā)展自1954年美國的提出采用傾斜系泊方式的索群固定的海洋平臺方案以來，張力腿平臺（TLP）經(jīng)過近50年的發(fā)展，已經(jīng)形成了比較成熟的理論體系。1984年第一座實用化TLP——Hutton平臺在北海建成之后，TLP在生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用也越來越普遍，逐漸成為了當今世界深海采油領(lǐng)域的兩大主力軍之一（另一種當前廣泛使用的深海采油平臺是Spar，將在后面部分中進行詳細介紹）。進入上個世紀90年代之后，TLP平臺的發(fā)展進一步加速，在生產(chǎn)區(qū)域方面，TLP的應(yīng)用已經(jīng)從北海和墨西哥灣擴展到了西非沿海；在平臺種類方面，TLP已經(jīng)在原有的傳統(tǒng)類型TLP基礎(chǔ)上，發(fā)展出了Mini-TLP、ETLP等多種新概念張力腿平臺，加之不斷地采用最新地科學(xué)技術(shù)，TLP平臺在降低成本，提高適應(yīng)性、穩(wěn)定性和安全性地道路上取得了長足地進步。下面將簡要介紹張力腿平臺的總體結(jié)構(gòu)，然后對1990年之后TLP平臺的發(fā)展狀況進行詳細的論述。1、張力腿平臺總體結(jié)構(gòu)簡介張力腿平臺（TensionLegplatform,簡稱TLP）是一種典型的順應(yīng)式平臺，通過數(shù)條張力腿與海底相連。張力腿平臺的張力筋腱中具有很大的預(yù)張力，這種預(yù)張力是由平臺本體的剩余浮力提供的。在這種以預(yù)張力形式出現(xiàn)的剩余浮力作用下，張力腿時刻處于受預(yù)拉的繃緊狀態(tài)，從而使得平臺本體在平面外的運動（橫搖、縱搖、垂蕩）近于剛性，而平面內(nèi)的運動（橫蕩、縱蕩、首搖）則顯示出柔性，環(huán)境載荷可以通過平面內(nèi)運動的慣性力而不是結(jié)構(gòu)內(nèi)力來平衡。張力腿平臺在各個自由度上的運動固有周期都遠離常見的海洋能量集中頻帶，一座典型的TLP，其垂蕩運動的固有周期為2?4s，而縱橫蕩運動的固有周期為100?200s，這就避免了調(diào)和共振的發(fā)生，顯示出良好的穩(wěn)定性。一座典型的TLP平臺的總體結(jié)構(gòu)，一般都是矩形或三角形，平臺上體位于水面以上，通過4根或是3根立柱連接下體，立柱為圓柱型結(jié)構(gòu)，主要作用是提供給平臺本體必要的結(jié)構(gòu)剛度。平臺的浮力由位于水面之下的沉體浮箱提供，浮箱首尾與各立柱相接，形成環(huán)狀結(jié)構(gòu)。張力腿與立柱呈一一對應(yīng)，每條張力腿由1~4根張力筋腱組成，上端固定在平臺本體上，下端與海底基座模板相連，或是直接連接在樁基頂端。有時候為了增加平臺系統(tǒng)的側(cè)向剛度，還會安裝斜線系泊索系統(tǒng)，作為垂直張力腿系統(tǒng)的輔助。海底基礎(chǔ)將平臺固定入位主要有樁基或是吸力式基礎(chǔ)兩種形式。中央井位于平臺上體，可以支持干樹系統(tǒng)，生產(chǎn)立管通過中井上與生產(chǎn)設(shè)備相接，下與海底油井相接。張力腿平臺的總體結(jié)構(gòu)特點，使它在深海作業(yè)具有運動性能好，抗惡劣環(huán)境作用能力強，造價低等優(yōu)點，并且便于移位，可以重復(fù)利用，通用性好。因此，張力腿平臺作為優(yōu)秀的深海平臺，受到世界多國的高度重視，我國也將TLP技術(shù)列入第二個“863”計劃，其發(fā)展一直朝氣蓬勃。2、典型TLP的發(fā)展狀況由于TLP在經(jīng)濟上和技術(shù)上的優(yōu)勢，使其獲得了很大的發(fā)展。從1990年至今，世界上相繼建成8座典型的TLP，不斷地打破水深和噸位的世界記錄，并時有創(chuàng)新成果出現(xiàn)。1992年，挪威的saga石油公司在snorre油田第一期的開發(fā)工作中采用了TLP的設(shè)計方案，這是北海區(qū)域第一座真正意義上的深水平臺結(jié)構(gòu)，它引進了一種簡單經(jīng)濟的海洋浮式結(jié)構(gòu)的錨固基礎(chǔ)一一裙式重力基礎(chǔ)，第一次使用輕質(zhì)緊密型混凝土(LWA)制造大型吸力錨。Snorre平臺的混凝土基座是一種新型經(jīng)濟的海洋浮體結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)形式，比較適合軟粘海底地基。SnorreTLP的產(chǎn)權(quán)后來劃歸NorskHydro石油公司所有。1995年，世界上第一座混凝土結(jié)構(gòu)的張力腿平臺在北海的Heidrun油田建成，平臺的業(yè)主是挪威的conoco石油公司，HeidrunTLP與其它的TLP相比，具有較大的吃水，平臺本體和張力腿系統(tǒng)通過結(jié)構(gòu)調(diào)整減小了一階波浪運動，但是，結(jié)構(gòu)高階的Ringing較其他TLP顯著。從1994年到2001年，shell石油公司在墨西哥灣相繼制造了五座典型的TLP，分別是Auger、Mars、Ram/Powell、Ursa和Brutus，1999年，BP建成了該公司第一座TLP，這6座張力腿平臺接連打破了深海采油平臺工作水深的世界記錄，其中Ursa的水深更是突破了千米大關(guān)，達到了1158米，證明了TLP設(shè)計在深水海域的實用性，從噸位上來看，Ursa是世界上目前最大的TLP，排水量達到了97500t。典型TLP是目前世界上數(shù)量最多的丁1?，占了平臺總數(shù)的一半以上，并正朝著更大水深，更大噸位的方向發(fā)展。表1是典型TLP的資料。表11990年后建成的典型TLP基本情況名稱形式地理位置水深(m)就位時間操作方

HuttonCTLPNorthSea1481984ORYXJollietCTLPGoM5361989ConocoPhillipsSnorreCTLPNorway3001992SagaPetro.AugerCTLPGoM8721994ShellHeidrunCTLPNorw.Sea3501995StatoilMarsCTLPGoM8961996ShellRam/PowellCTLPGoM11431997ShellMorpethSTLPGoM5181998AgipURSACTLPGoM12191999ShellMarlinCTLPGoM9881999BPAlleghenySTLPGoM10061999AgipTyphoonSTLPGoM6402001ChevronTexacoBrutusCTLPGoM9102001ShellPrinceMOSESGoM4552001ElPasoWestSenoACTLPIndonesia10212002UNOCALMatterhornSTLPGoM8602003TotalFinaElfMarcoPoloMOSESGoM13112004AnadarkoKizombaAETLPWestAfrica11772003ExxonMobilMagnoliaETLPGoM14332004ConocoPhillipsKizombaBETLPWestAfrica11002004ExxonMobilWestSenoBCTLPIndonesia9142005UNOCALOkumeMOSESEquit.Guinea5002006AmeradaHessOvengMOSESEquit.Guinea2802006AmeradaHessNeptuneTLPGoM15102007BHPB目前張力腿平臺有以下幾種結(jié)構(gòu)型式：傳統(tǒng)式(ConventionalTLP)，海之星(SeastarTLP),MOSES(MOSESTLP)，伸張式(ETLP)，其中后三種型式相對于傳統(tǒng)式可統(tǒng)稱為新型TLP。新型TLP的出現(xiàn)，使得TLP在安裝技術(shù)及成本等方面有所改善，從而提高了TLP在各種浮式鉆采平臺的競爭力。3、Mini-TLP的發(fā)展狀況Mini-TLP不是一種簡單縮小化的傳統(tǒng)類型TLP，它通過對平臺上體、立柱以及張力腿系統(tǒng)進行結(jié)構(gòu)上的改進，從而達到優(yōu)化各項參數(shù)、以更小噸位獲得更大載荷的目標，以MODEC公司生產(chǎn)的PrinceMini-TLP為例，該平臺的排水量為13200t，上體重量5500t，而一座具有相近上體重量的傳統(tǒng)類型TLP，如JollietTLP，其排水量卻有16700t。Mini-TLP體積小、造價低、靈活性好、受環(huán)境載荷的影響也較傳統(tǒng)TLP要小，非常適合于開發(fā)中小油田。自1998年7月世界上第一座Mini-TLP—BritishBorneo公司的MorpethTLP安裝下水以來，Mini-TLP在生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用發(fā)展迅速，截至2003年初，全世界已有在役的Mini-TLP五座，另有一座在建，發(fā)展前景良好。目前，世界上出現(xiàn)的Mini-TLP主要由兩大系列，一是由Atlantia公司設(shè)計的SeaStarTLP系列，一是由MODEC公司設(shè)計的MOSESTLP系列，下文就將分別對這兩種類型的Mini-TLP進行詳細論述。（l）SeaStarMini-TLPSeaStarTLP是最早按照Mini-TLP概念設(shè)計的張力腿平臺（圖1），該TLP由Atlantia公司設(shè)計，經(jīng)過多年的生產(chǎn)實踐，SeaStarTLP被公認為一種安全、可靠、穩(wěn)定、經(jīng)濟的張力腿平臺形式，并已形成了一個完整的系列，其技術(shù)已經(jīng)趨于成熟。SeaStarTLP打破了傳統(tǒng)類型TLP的三柱或四柱式結(jié)構(gòu)，其主體采用了一種非常獨特的單柱式設(shè)計，這一圓柱體結(jié)構(gòu)稱為中央柱，中央柱穿過水平面，上端支撐平臺甲板，在接近下端的部位，通過內(nèi)部的水平和斜拉牽條連接固定了三根矩形截面的浮筒，各浮筒向外延伸成懸臂梁結(jié)構(gòu)，彼此在水面上的夾角為120度，形成輻射狀，且浮筒的末端截面逐漸縮小。這三根浮筒向平臺本體提供浮力，并且在外端與張力腿系統(tǒng)連接。中央柱中開有中央井，立管系統(tǒng)通過中央井與上體管道相連。圖3SeaStar總體圖從1998年至2001年，世界在役和在建的SeaStarTLP共4座，全部位于墨西哥灣，這些平臺都采用海底樁基連接，上體都為雙層甲板結(jié)構(gòu)，其中Typhoon和Matterhorn是干樹平臺。規(guī)模最大的一座是在建的TotalFinaElf公司的MatterhornTLP，這座TLP的體積和噸位都是其他三座TLP的近兩倍，排水量達到23950t，設(shè)計吃水32m，干舷高度21m，中央柱主體有效半徑（從浮筒頂端至中央柱中心的距離）54.6m，中央井直徑11m，浮筒在中央柱處高度為12.8m，在外端的高度則減少為8.2m。平臺上體為雙層甲板結(jié)構(gòu)，甲板高度18.9m，裝有一座1000馬力的鉆塔。張力筋腱共6根，每兩根為一組與懸臂式浮筒外端相連，張力筋腱直徑0.81m，下端連接海底樁基，樁基共6根，每根直徑2.44m、長126.5,總重2100t。這四座TLP的資料見表2所列。（2）MOSESMini-TLPMOSESTLP是“最小化深海水面設(shè)備結(jié)構(gòu)”（MinimumOffshoreSurfaceEquipmentStructure）的簡稱，這種Mini-TLP是由MODEC公司開發(fā)的，設(shè)計排水量3000?50000t，工作水深范圍300?1800m。MOSESTLP（圖4）繼承了傳統(tǒng)張力腿平臺的各項主要優(yōu)點（例如小垂蕩運動等），同時又通過對傳統(tǒng)TLP的結(jié)構(gòu)進行全方位的改進，創(chuàng)新性地利用各項現(xiàn)有技術(shù)，從而以更低的造價提供與傳統(tǒng)TLP同樣的功能，其主要改進點在于以下各方面：圖4MOSESTLP總體圖在平臺主體方面。MOSESTLP平臺浮力主要由一個位于平臺基座中的浮艙來提供，平臺基座位于水面以下深處，形狀比較特殊，基座中央為一正方體，每條棱沿對角線向外延伸形成懸臂梁結(jié)構(gòu)，懸臂梁縱截面為三角形，張力腿系統(tǒng)就連接在這四條懸臂梁的頂端，這種特殊的平臺基座的設(shè)計，能使張力腿系統(tǒng)所受到的動力載荷最小化。立柱與基座連為一體，分別坐落在基座頂面的四個邊角上。與單柱主體SeaStarTLP不同，MOSESTLP的主體設(shè)計仍然沿襲了傳統(tǒng)TLP的四角柱結(jié)構(gòu)，據(jù)該類平臺的設(shè)計者DrPicterWybro介紹，立柱之間保持一定距離能夠提供給平臺上體更大支撐力，改善甲板的受力情況，從而減少上體的建造費用。而與傳統(tǒng)類型的TLP比較，MOSESTLP的立柱又要細得多，因此在近水線面處受力面積很小，減少了平臺所受到的波浪載荷。為了降低建造成本，MOSESTLP主體采用了平面直角結(jié)構(gòu)的設(shè)計，所有的模塊，包括立柱都是多面體結(jié)構(gòu)，這使平臺主體的制造完全可以使用船廠的標準流水生產(chǎn)線制造，省去了很多建造工藝上的麻煩。在張力腿系統(tǒng)方面。由于平臺主體的特殊設(shè)計，降低了平臺在“疲勞區(qū)域”中的運動響應(yīng)，從而可以減少MOSESTLP的張力腿系統(tǒng)中的預(yù)張力，大大簡化了張力腿系統(tǒng)的設(shè)計。平臺的張力腿系統(tǒng)全部采用標準化部件制造，降低了制造成本。在井口系統(tǒng)方面。MOSESTLP取消了傳統(tǒng)的中央井結(jié)構(gòu)。其立管系統(tǒng)是沿著平臺側(cè)連接到安裝在平臺一端遠離中心處的井口裝置上，這一改動帶來了很大的有利因素：其一，使井口裝置盡可能地遠離生活區(qū)，提高了安全系數(shù)；其二，MOSESTLP的偏心式井口裝置設(shè)計，不但減小了事故發(fā)生的可能性，并且在發(fā)生故障后，由于立管/井口系統(tǒng)都位于平臺外側(cè)，檢修也很方便。在立管系統(tǒng)方面。MOSESTLP首次采用了一種被動式彈簧立管張緊系統(tǒng)，取代了傳統(tǒng)的液壓氣動張緊系統(tǒng)。這一系統(tǒng)由一系列彈簧組構(gòu)成，其結(jié)構(gòu)剛度遠比一般的立管張緊系統(tǒng)要大，在這種張緊系統(tǒng)的支撐下，立管的活動只有兩英尺左右，大大小于傳統(tǒng)造價更低，結(jié)構(gòu)更簡單，幾乎不需要維護，而且受環(huán)境載荷影響也較小。另外，由于彈簧組始終保持張緊狀態(tài)，因此該系統(tǒng)還具有自動故障防護功能，即使是在發(fā)生全面故障的情況下，也不會損失立管，而傳統(tǒng)的張緊系統(tǒng)則沒有這種功能。在平臺上體方面，MOSESTLP的上體采用了降低成本的導(dǎo)管架平臺甲板設(shè)計，重量相對較輕。平臺上體和主體結(jié)構(gòu)以及立管張力之間不會相互影響。另外，MOSESTLP結(jié)構(gòu)簡單，安裝方式靈活，可適用多種深海作業(yè)設(shè)備進行安裝作業(yè)，如SSDV，多功能船、井架駁船等，主體可以直接拖航到安裝地點，而不需要特種駁船運輸，從而降低了平臺安裝費用。世界上第一座MOSESTLP是EIPaso公司的PrinceTLP，該平臺于2001年在墨西哥灣的EwingBankBlocks1003安裝下水，水深440m。PrinceTLP還是世界上第一座支持干樹系統(tǒng)的Mini-TLP，設(shè)計日產(chǎn)50000桶原油、227萬m3天然氣。PrinceTLP主體排水量為13200t，設(shè)計吃水34.7m。立柱為矩形截面，共四根，每根的截面尺度為長7m、寬5.5m?；睆?2.9m，懸臂梁頂端與張力腿系統(tǒng)相接，共有4條張力腿，每根張力腿由2條張力筋腱組成。張力筋腱由若干根標準銑加工鋼管首尾連接而成，每段鋼管的標準長度為89.3m，直徑0.61m，壁厚0.021m，連接起來的張力筋腱總長度超過425m，下端通過筋腱插座與8根直徑1.6m的海底樁基相連。平臺上體為三層甲板結(jié)構(gòu)，甲板總面積達到了4645m2,頂層甲板可以安裝一臺1200HP的鉆塔。PrinceTLP的主體鋼結(jié)構(gòu)重量只有3000t，提供的有效載荷卻達到了5500t，其中甲板重1510t，上體重量3000t，另有555t平臺壓載。張力腿中的預(yù)張力也較傳統(tǒng)TLP為小，只有3447t。1999年，PrinceTLP在德克薩斯州德OTRC測試中心成功地進行了模型試驗，實驗?zāi)M了該TLP在457m和1829m兩個水深中的響應(yīng)。實驗結(jié)果十分理想，是OTRC所有平臺測試中最佳的。數(shù)據(jù)顯示，該種平臺在風暴狀態(tài)下，甲板加速度也只有20%g，波浪擾動小，高階的“Ringing”和“Springing”運動幾近于無。EIPaso公司在開發(fā)Prince油田的項目時曾采用了公開競標的方式征集平臺設(shè)計方案，當時參加競標的除了MODEC公司的MOSESTLP之外，還有Altantia公司的SuperSeaStarMini-TLP、Kvaerner公司的DeepDraftFloater、以及SparsInternational公司TrussSpar等三個平臺方案，結(jié)果，MOSESTLP在競爭中脫穎而出，成為了 EIPaso公司的最終選擇，從這一點上也可以看出MOSESTLP在中小油田開發(fā)中是具有一定競爭力的。目前，世界上還有一座MOSESTLP正在建造中，這便是Anadarko公司的MarcoPoloTLP，這座TLP的規(guī)模更大，其體積是PrinceTLP的兩倍還有余，上體重量（包括甲板鋼結(jié)構(gòu)）達到了14300t。從尺度和噸位上來看，MarcoPolo已經(jīng)和傳統(tǒng)大型TLP不相上下，但是由于該平臺仍然采用了MODEC公司的MOSES樹采油系統(tǒng)，設(shè)計日產(chǎn)量為100000桶原油、700萬m3天然氣。MarcoPoloTLP在2003年末安裝在墨西哥灣的GreenCanyonBlock608，水深1310m，打破由UrsaTLP保持的1133m的TLP工作水深世界記錄。正式產(chǎn)油在2004年第一季度實現(xiàn)。4、ETLP的發(fā)展狀況ETLP是ExtendedTensionLegPlatform的簡稱，中文意義為延伸式張力腿平臺，這種新型的TLP設(shè)計概念是由ABB公司提出的。相對于傳統(tǒng)類型的TLP，ETLP主要是在平臺主體結(jié)構(gòu)上做了改進，其主體由立柱和浮箱兩大部分組成，按照立柱數(shù)目的不同可以分為三柱式ETLP和四柱式ETLP，立柱有方柱和圓柱兩種形式，上端穿出水面支撐著平臺上體，下端與浮箱結(jié)構(gòu)相連，浮箱截面的形狀為矩形，首尾相接形成環(huán)狀基座結(jié)構(gòu)，在環(huán)形基座的每一個邊角上，都有一部分浮箱向外延伸形成懸臂梁，懸臂梁的頂端與張力腿相連接。這種延伸懸臂梁結(jié)構(gòu)是ETLP區(qū)別于傳統(tǒng)類型TLP最顯著的特點，其得名也是由此。ETLP的延伸懸臂梁設(shè)計有很大的益處。張力腿平臺系泊點的分布范圍是影響平臺水動力性能的重要因素，在傳統(tǒng)類型的TLP上，張力腿直接連接在立柱的邊沿，系泊點分布要受立柱間距的限制，而ETLP的張力腿上端則連接在延伸懸臂梁的外端，相應(yīng)地增大了張力腿系泊點的分布范圍，給予了設(shè)計者在選擇立柱間距方面更大的靈活性，一座與傳統(tǒng)類型TLP具有相同的系泊點分布范圍的ETLP，其立柱可以安裝到更靠近平臺中心處，而立柱間距又直接決定了平臺甲板的尺度，所以ETLP可以選擇比傳統(tǒng)TLP更小更輕的甲板，從而降低了平臺的造價。另外，因為TLP平臺在碼頭停泊和拖航這兩種狀態(tài)下，主體處于最不穩(wěn)定的狀態(tài)，所以傳統(tǒng)類型TLP在選擇其主體尺度時，是把平臺這兩種最不穩(wěn)定的狀態(tài)作為設(shè)計依據(jù)的，而ETLP則省略了對這兩種臨時狀態(tài)的考慮，其主體尺度的選擇，是按照平臺在工作狀態(tài)下的穩(wěn)定性來考慮的，相應(yīng)地縮小了主體尺度、簡化了主體結(jié)構(gòu)。然而，在平臺的系泊系統(tǒng)沒有安裝完畢之前，ETLP實際是處于不穩(wěn)定狀態(tài)中的，為了彌補穩(wěn)性，ETLP采用了一種叫做“臨時穩(wěn)性模塊”（TSM）的裝置，當平臺處于在上述的兩種不穩(wěn)定狀態(tài)下時，便把TSM臨時安裝在各條延伸懸臂梁上，以保證平臺的基本穩(wěn)性，平臺安裝完畢后，再將此模塊拆卸下來，恢復(fù)平臺的正常結(jié)構(gòu)。ETLP在主體設(shè)計上的這些改進使得這種平臺的耗鋼量大大減少，在提供相同有效載荷的情況下，一座ETLP的鋼結(jié)構(gòu)重量要比一座傳統(tǒng)TLP少近40%。按照業(yè)界通用的一項反映TLP平臺承載效率的參數(shù)一一有效荷載/平臺結(jié)構(gòu)重量來計算，ETLP此項參數(shù)的數(shù)值在西非沿海能夠達到1.1?1.2,在墨西哥灣能夠達到0.8?0.9,而一座傳統(tǒng)TLP卻一般只能達到0.65,相比之下，ETLP具有明顯的優(yōu)勢。圖5ETLP目前世界有三座ETLP在建，其中最早落成的一座是ExxonMobil公司的KizombaAETLP（圖4），該平臺位于西非安哥拉沿海的Block15，水深1250m，于2003年9月安裝下水，在2004年開始正式生產(chǎn)，日產(chǎn)原油250000bbl。KizombaA的主體尺度為120mX120mX42m（長X寬X高），重13000t，上體尺度為80mX80mX37m，重12000t，平臺總重超過58000t。該平臺為四柱式ETLP，方形立柱，主體通過8條張力筋腱與海底基礎(chǔ)相連。KiaombaAETLP建成投產(chǎn)一年之后，ExxonMobil公司還將在Block15建成一座ETLP，名為KizombaB，該TLP的結(jié)構(gòu)和尺度幾乎和KizombaA完全一樣，主體由韓國現(xiàn)代重工負責制造，預(yù)計將于2005年6月安裝下水。2003年末，ConocoPhillips公司的MagnoliaETLP在墨西哥灣的GardenBanksBlock783安裝下水。該ETLP將打破MarcoPoloTLP剛剛創(chuàng)下的TLP平臺工作水深的世界記錄，其工作水深將達到1433m。平臺的立柱為圓柱形，上體支持6套干樹系統(tǒng)，設(shè)計日產(chǎn)原油50000bbl，天然氣425萬m3。5、TLP的一種新發(fā)展最近國外海洋工程界提出了浮式生產(chǎn)鉆井系統(tǒng)（FPDSO）的新概念，即在浮式生產(chǎn)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上加上鉆井的功能：浮式生產(chǎn)系統(tǒng)（FOSO）+張力腿鉆井甲板（TLP）。該裝置采用類似張力腿平臺的技術(shù)用拉索將鉆井甲板系于海底，甲板載荷則通過舷外的重塊系統(tǒng)平衡，重塊位于水下100m，以避免波浪作用和減少擺動。該裝置的優(yōu)點是鉆井甲板幾乎沒有升沉、縱搖和橫搖運動對鉆井甲板沒有影響；沒有吃水變化的限制；采油樹和防噴器可方便地放在鉆井甲板上。這種裝置分別于1998年6月和2000年10月在挪威的Marintek水池和荷蘭的Marin水池進行了模型試驗，并于2001年8月對巴西1200m水深的海域進行了可行性研究。二、單柱式（spar）生產(chǎn)平臺的發(fā)展歷程隨著近海油氣工業(yè)朝著深水和超深水未勘探地區(qū)尋找新油氣發(fā)現(xiàn)和生產(chǎn)的發(fā)展，SPAR平臺已成為最富吸引力的發(fā)展概念之一。圖6、SPAR平臺的發(fā)展1、單柱式（spar）生產(chǎn)平臺的發(fā)展歷程1987年，EdwardE.Horton在柱形浮標（spar）和張力腿平臺概念的基礎(chǔ)上提出一種用于深水的生產(chǎn)平臺，即單柱平臺（Spar最近BP公司又委托MCDERMOTT.ALKER等公司共同設(shè)計建造五座桁架式單柱平臺（Trussspar），用于水深1220?1830m的墨西哥灣海域。這種平臺主體的一部分由以前的圓柱型變?yōu)殍旒芙Y(jié)構(gòu)，在架下部加以壓載，當平臺的儲油能力要求不高時，這種結(jié)構(gòu)更輕，運動性能和穩(wěn)定性更好，更為經(jīng)濟有效。單柱式平臺的優(yōu)點是造價低，便于安裝，可以重復(fù)使用，因而對邊際油田比較適用。另外，它的柱體內(nèi)部可以儲油，它的大吃水形成對立管的良好保護，同時其運動響應(yīng)對水深變化不敏感，更適宜于在深水海域應(yīng)用，由于不需要另外的浮式儲油系統(tǒng)，將生產(chǎn)和儲油合在一個平臺，這種平臺特別適合于孤立的，不適合于鋪設(shè)海底管線的油田。圖7Oryx生產(chǎn)和修井Spar的外輪廓圖圖8Oryx生產(chǎn)和修井Spar的內(nèi)輪廓圖2、Oryx單柱平臺Oryx平臺是Oryx能源公司委托JRayMcdermott公司于1996年建造安裝的世界上第一座單

柱式生產(chǎn)平臺，圖5所示為Oryx平臺船體的外側(cè)輪廓圖，圖6所示為其內(nèi)側(cè)輪廓圖。表10所示為特征參數(shù)。Oryx平臺用來從位于中央井座的多達16口井開采石油和天然氣，油氣經(jīng)由穿越平臺外部的錨鏈管的柔性管線外輸。表3Oryx單柱平臺的詳細數(shù)據(jù)設(shè)備井槽、立管、套管16井槽，立管9-5/8"，54lb/ft，L80套管船舶能力設(shè)備和工作載荷3355噸產(chǎn)油能力25，000bfpd甲板結(jié)構(gòu)鋼1243噸產(chǎn)氣能力30，000mcfd船體結(jié)構(gòu)重量11791噸管線泵25，000bopd船體舾裝設(shè)備和海洋系統(tǒng)1115噸氣體壓縮機30，000mcfd可變壓載能力9514噸主尺度船體外徑72ft定位系統(tǒng)錨泊：6腿張力系統(tǒng)吃水650ft鏈索(ORQ+20%)直徑4--3/4”BS2846kips，長度1050ft底層甲板干舷55ft中央井32x32ft鋼絲繩（螺旋股）直徑4-3/4”，BS2750kips，長度2400ft甲板尺度：采油101x136ft甲板尺度：底層101x136ft鏈索(ORQ+20%)直徑4--3/4”BS2846kips，長度240ft甲板尺度：鉆井81x125ft平臺船體的上部水密艙提供浮力，支承設(shè)備、船體、壓艙物、舾裝設(shè)備和垂直錨索載荷的重量。在這些堅固的液體艙下，中部部分是沒有充水的。在船體的底部是一個軟質(zhì)液體艙，它在從船廠到安裝地點水平拖動時提供浮力。單柱式平臺本身是倒立的，一旦到達安裝位置，中間部分和軟質(zhì)液體艙被注水，當軟質(zhì)液體艙的頂部被浸沒時，軟質(zhì)液體艙中的一個大開口允許整個軟質(zhì)液體艙迅速注水，使平臺在不足兩分鐘內(nèi)顛倒過來。錨泊系統(tǒng)是一個繃緊的懸鏈系統(tǒng)，它在每個井口裝置上為單柱平臺提供定位，進行立管回接作業(yè)。圖7所示為采油立管系統(tǒng)的圖解。立管本身是由9?"的套管組成的，套管靠位于中央井的浮力桶罐繃緊。這些桶罐提供不變的張緊力，并且有效地隔離了垂蕩運動對立管的影響。中心井和單柱平臺船體還保護立管免受波浪和潮流力的作用，作用在立管上的力只由水平和垂直摩擦產(chǎn)生，這些力在中心井和龍骨處在立管導(dǎo)軌上被轉(zhuǎn)移。立管脫離平臺船體的位置龍骨的運動很小，對立管產(chǎn)生的動力效應(yīng)也很小，這種優(yōu)良的載荷條件允許立管使用比較便宜的套管接頭。圖9生產(chǎn)立管系統(tǒng)在高局部彎曲載荷存在的龍骨處，有個獨特要求，需用一個特殊的龍骨接頭適應(yīng)這些載荷。這個接頭還要求耐磨，因為平臺船體相對于立管作垂蕩運動。Oryx錨泊和立管系統(tǒng)的設(shè)計，允許平臺在水平遠離海底井口裝置多達250ft泊定時，生產(chǎn)正常進行。這就允許在半潛式鉆機泊定在井位上方進行鉆井或修井時同時進行采油。這種大偏置，13%的水深或龍骨到泥線之間約20%的距離，要求在海底井口處使用特殊的鈦應(yīng)力接頭。在正常條件下，借助于繃緊的錨索，警戒圈可以維持在不足5%的水深范圍。3、鉆井和采油單柱平臺Oryx平臺沒有充足的鉆井能力，一種具有充足鉆井能力的20口井的設(shè)計示于圖8和圖9中(Brooks和carroll,1994)。在圖示的設(shè)計中，鉆井立管使用水下BOP和傳統(tǒng)的張力器。鉆井還可使用表面BOP和高壓立管，這有助于自身利用內(nèi)部浮力桶使得立管繃緊。圖1020口井鉆井和生產(chǎn)Spar的外輪廓圖這種單柱平臺的特征參數(shù)列于表11中，它的外徑為133ft，中心井為50ftX60ft。中心井包括20個10X10的槽溝，用于生產(chǎn)立管和浮力桶罐支撐它們的重量，另加一個20X50ft的槽溝用于鉆井立管和BOP組。海底井口以20ft的間隔安放在直徑為128ft的圓上。利用平臺上的錨泊絞車，在每口井上方泊定單柱平臺，實現(xiàn)鉆井，鉆機可以滑過各個井槽進行完井和修井作業(yè)。當這些作業(yè)進行時，鉆井立管可以停放在海底上。圖1120口井鉆井和生產(chǎn)Spar的內(nèi)輪廓圖表11鉆井和生產(chǎn)單柱平臺的詳細數(shù)據(jù)設(shè)備滑橇式鉆機1船舶能力最優(yōu)甲板載荷11700t鉆井立管21〃1船體結(jié)構(gòu)重量23790t海底BOP組10，000psi船體舾裝設(shè)備和海洋系統(tǒng)5080t20個生產(chǎn)立管9-5/8〃，7〃csg,3-1/2〃tbg可變壓載能力30740t產(chǎn)油能力60，000bpd模塊支撐框架2330t產(chǎn)氣能力100,000mscfd定位系統(tǒng)錨泊：16腿5〃繩式股芯+鏈索注水能力60，000bpd鋼絲繩(繩式股芯)直徑5”,長度5550ft主尺度水深3000ft鏈索(NVK4)直徑4”,長度400ft船體外徑133ft錨，VryhofStevmanta或相當?shù)臉吨运?50ft固有縱擺/橫擺330秒底層甲板干舷60ft周期升沉28秒中央井60x50ft(零平均縱搖/橫搖80秒甲板尺度200x270ft偏置)平搖58秒這種單柱平臺在龍骨處需要固定壓艙物以維持充分的GM。Oryx干舷重量很小，不需要固定壓艙物。單柱平臺巨大的中部有助于自身進行儲油，它可以提供多達約500000bbl的儲量而不影響殼體的尺度。在這種情況下，堅固的液體艙的下層甲板會越過中心井，錨鏈管會定位于這層甲板和龍骨之間，以充當立管的導(dǎo)管。依據(jù)水浮于油上的原理，石油將充滿中部。4、 單柱TRUSS平臺基于大規(guī)模模型試驗和數(shù)值模擬，已經(jīng)證明深吃水柱形單柱平臺是一種深水生產(chǎn)、鉆井和儲存的高效平臺。它特別適宜于儲存，因為在其堅固的液體艙下封圍著一塊巨大的空體積。在不需要儲存時，一種更高效的設(shè)計可以用桁架元件代替這個中部，如圖10所示。桁架部分組成隔艙，隔艙由甲板隔開，甲板有效的限制了升降方向隔艙內(nèi)的水，甲板還可以延伸到排水船體周邊以外，這將導(dǎo)致升降粘性阻尼的極大增加。因而，盡管排水船體吃水較淺，升降響應(yīng)比深吃水“經(jīng)典”單柱平臺同樣好或勝過后者，即使在較低的總吃水下也是如此。這已為模型試驗所證實。因而，桁架式單柱平臺對于浮式生產(chǎn)，即使在使用深吃水單柱形主柱平臺不實際的較淺水域，也是一種潛在的選擇方式。圖12TrussSpar5、 全世界Spar和DDCV最新概況截止到2004年11月，全世界共有Spar和DDCV14艘，其中，第一代ClassicSpar有2艘，第二代TrussSpar有10艘，第三代CellSpar有1艘，深吃水卡森船(DDCV)1艘。這14艘鉆采平臺全部位于墨西哥灣，工作水深最深為5610ft(1710m)；最大直徑為149.3ft(45.5m)；最大長度為746ft(227.3m)；最大吃水為650ft(198.1m)；最大中央井尺度為75X75ft；最大處理原油能力為每天100MBO；最大處理天然氣能力為每天325MMSCF；最大處理水能力為每天60MBW；最大注水能力為每天90MB；最大注氣為每天35MMSCF。其詳細資料請參見表12。

表42004年全球單柱式和深吃水卡森平臺(SPARS&DDCVS)一覽圖片號平臺名稱作業(yè)位置工作水深ft(m)投產(chǎn)日期井口信息干樹井數(shù)量濕樹井數(shù)量生產(chǎn)井注水井預(yù)鉆井生產(chǎn)立管隔板數(shù)量生產(chǎn)立管尺寸in1NEPTUNE墨西哥灣1930(588.2)19971331607SingleCased9-5/82GENESIS墨西哥灣2599(792.1)19992002000SingleCased13-3/83HOOVER-DIANA墨西哥灣4800(1463)2000651100DualCased-4NANSEN墨西哥灣3678(1121)2002941300SingleCased9-5/85BOOMVANG墨西哥灣3453(1052.4)200253800SingleCased9-5/86HORNMOUNTAIN墨西哥灣5423(1652.8)2002828210DualCased12-3/4&9-5/7MEDUSA墨西哥灣2223(677.5)2003821000DualCased13-3/8&9-5/8GUNNISON墨西哥灣3150(960)20037310010SingleCased109FRONTRUNNER墨西哥灣3330(1014.9)2004821000DualCased13-3/8&9-5/10REDHAWK墨西哥灣5300(1615.4)200402200N/AN/A11MADDOG墨西哥灣4420(1347.1)200580800-12HOLSTEIN墨西哥灣4355(1324)200418015315DualCased14-7/8&11-7/13DEVILSTOWER墨西哥灣5610(1709.8)200480408SingleCased11-3/414CONSTITUTION墨西哥灣4970(1515)200662808DualCased-續(xù)上表圖片號船體信息類型井槽直徑ft(m)長度ft(m)硬液體艙長度ft(m)干弦ft(m)吃水ft(m)中心井尺寸ftXft升沉板數(shù)量生「板匕1Classic(1st代)1672(21.9)705(215)275(83.8)55(16.8)650(198.1)32X3204：2Classic(1st代)20122(37.2)705(214.9)-55(16.8)650(198.1)58X5805：3Classic(DDCV)12122(37.2)705(214.9)--650(198.1)45X4504Truss(2st代)990(27.4)543(165.5)238(72.5)50(15.2)493(150.2)40X4033：5Truss(2st代)990(27.4)543(165.5)238(72.5)50(15.2)493(150.2)40X4033：6Truss(2st代)14106(32.3)585(178.3)226(68.9)50(15.2)505(153.9)52X5234：7Truss(2st代)994(28.6)586(178.6)-50(15.2)536(163.4)42X4233：8Truss(2st代)998(29.9)549(167)232(70.7)50(15.2)499(152.1)42X4233：

9Truss(2st代)894(28.6)587(179)----03：10Cell(3st代)064(19.5)560(170.7)280(85.3)50(15.2)520(158.5)N/A4N11Truss(2st代)16128(39)555(169.1)---65X6525：12Truss(2st代)21149.28(45.5)7451-1111(227.3)2911-211(88.7)55(16.8)75X7535：13Truss(2st代)894(28.65)586(178.6)2411-61150(15.2)536(163.4)42X4233：14Truss(2st代)698(29.87)554(168.8)-50(15.2)504(153.6)42X423續(xù)上表圖片號處理能力串數(shù)LP分離器上游LP分離器下游產(chǎn)原油MBO/D產(chǎn)天然氣MMSCF/D生產(chǎn)水MBW/D注水MB/D注天然氣MMSCF/D氣舉MMSCF/D每井氣舉MMSCF/D總液體能力KBO/D1356010001613711125572-035------3100325600-------44020040001226031氣2油54020040001226031氣2油6656830400------740110200000----84020040001226031氣2油960110200000----10Future120(300Future)000001122氣11804050-000-1111211315025900(50Future)(5Future)113-111360110400024395-31147020040001229031氣2油續(xù)上表圖片號發(fā)電機壓縮能力壓縮機型號和數(shù)量油管線泵臺@HP/臺型號和臺數(shù)備用設(shè)備修井/鉆井Xft13臺SOLAR-Saturn1000kW300kW柴油機-3臺SuperiorWH768@200HP101X132-----175X1734臺SOLAR-Tauras60--5臺SOLAR-Taurus3@1500HP205X2C42臺SOLAR-Taurus60,4250hp700kW柴油機52MMcf/d@1850PSIG2臺Dresser-RandHOS74@700HP75X15,52臺SOLAR-Taurus60,4250hp700kW柴油機52MMcf/d@1850PSIG2臺Dresser-RandHOS74@700HP75X15,6-----170X127------82臺SOLAR-Taurus60,4250hp700kW柴油機52MMcf/d@1850PSIG2臺Dresser-RandHOS73@700HP113X159------102臺Recip800kW柴油機(Future)2臺TBDNone-112臺20MW700kW柴油機-1臺3@50%泵-123臺LM2500-2300PSIG2臺Dresser-Rand3@50%泵223X183132臺SOLAR-Taurus60750kW柴油機-2臺Solar-Contaur4@1625HP137.5X1142臺SOLAR-Taurus60,4250hp700kW柴油機52MMcf/d@1850PSIG3臺Dresser-RandHOS73@700HP113X15圖片號總甲板面積ft2鉆機錨泊系統(tǒng)鉆機型號HP承包商鉆井/修井最大靜偏置ft（m）型號描述錨泊1333001000（修井）Nabors/Pool是,228(87.8)6根半張緊懸鏈式鏈和鋼絲錨樁（直徑84in,2950003000（鉆井/完井）NaborsOffshore否14(3,4,3,4)鏈和鋼絲錨樁（直徑31260753000（鉆井/完井）Ensco否12（4X3）張緊懸鏈式鏈和鋼絲吸力錨（直徑21ft4469701000（修井）Nabors是，最大350(106.7)9(3X3)鏈和鋼絲錨樁（直徑84in,5469701000（修井）Nabors是，最大350(106.7)9（3X3）張緊懸鏈式鏈和鋼絲-6637501500（修井）H&P325(99.1)9（3X3）半張緊懸鏈式鏈和鋼絲-7-1000（修井）--10（3,3,4）張緊懸鏈式鏈和鋼絲-8586821500（修井）Nabors是9(3X3)鏈和鋼絲錨樁（直徑7ft,-9-1500（修井）--9(3X3)鏈和鋼絲-1036617NoneN/A否6張力腿鏈和聚脂吸力錨（直徑18f11-3000（鉆井）Pride國際否11(4,3,4)張力腿鏈和聚脂吸力樁12-2300（鉆井）Pride國際否16(4X4)鏈和鋼絲吸力修井）Pride國際是9（3X3）張力腿鏈和鋼絲修井)Nabors是9(3X3)鏈和鋼絲-續(xù)上表制造與安裝

片號干弦制造商船體制造商平臺最后組裝平臺安裝安裝船1J.RayMcdermottTechnipLittoningallsShipbuildingJ.RayMcdermottDB-52J.RayMcdermottTechnipTechnipJ.RayMcdermottDB-53KelloggBrown&RootTechnipTechnipSaipemUKInternationalLtd.SaipemS4J.RayMcdermottTechnipTechnipJ.RayMcdermottDB-50（船體）/1015J.RayMcdermottTechnipTechnipJ.RayMcdermottDB-50（船體）/DC6TechnipTechnipTechnipHeeremaDCVBa7J.RayMcdermottJ.RayMcdermottJ.RayMcdermottJ.RayMcdermottDB50/Sh8GulfIslandFabricationTechnipTechnipHeeremaMSVBalder/M9J.RayMcdermottJ.RayMcdermottJ.RayMcdermottJ.RayMcdermottDB50/Sh10TechnipTechnipTechnipTechnip-HullHeerema-TopsidesT01/DoveHMC11J.RayMcdermottTechnipTechnipHeeremaDCVBalder/I12J.RayMcdermottTechnipTechnipHeeremaDCVT13J.RayMcdermottJ.RayMcdermottJ.RayMcdermottJ.RayMcdermottDB50/Sh14GulfIslandFabricationTechnipTechnipHeeremaMarineContractorsMSVBalder/M三、深水半潛式鉆井平臺的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢1、半潛式鉆井平臺的現(xiàn)狀由于水深500米以內(nèi)的世界海洋石油儲量占海底探明總儲量的80%以上，其中工作水深超過150米的占有相當?shù)臄?shù)量；世界海洋平均深度為3730米，水深0~200米的只占海洋總面積的7.49%，水深在6000米以上僅占海洋總面積的1.38%，即90%以上的水深在200~6000米之間，此大量海域面積尚待人們開發(fā)，特別是未探明的海洋石油資源，需要適應(yīng)此工作水深的鉆井平臺進行勘探鉆井和平臺鉆井；在各類世界移動式鉆井裝置中，適于深水鉆井的半潛式平臺和鉆井浮船有較大的增長和發(fā)展，而自升式和座底式淺水域工作的移動式鉆井裝置的發(fā)展量逐年有所減少。半潛式鉆井平臺穩(wěn)定性較好，移動靈活，使用水深較深，作業(yè)可靠，故它將是今后數(shù)十年海上石油勘探開發(fā)鉆井最有發(fā)展前途的裝備，仍是21世紀最關(guān)鍵的設(shè)備。半潛式鉆井平臺1996年全世界擁有132艘，1997年增至147艘，1998年再增至165艘，2000年增至170艘，2002年為175艘，可見其發(fā)展勢頭。1996年及以后新建造的深水半潛式鉆井平臺詳見表1。

表51996年及以后新建造的深水半潛式鉆井平臺序號平臺名稱設(shè)計/建造者國別/地區(qū)建造完工期工作水深ft（m）鉆井深度ft（m）平臺主要參數(shù)平臺儲存能乘員主尺度（長X寬X高）ft可變載荷水泥粉和粉ft3（m3）1ENSCO7500ENSCO75001TDIHalter-20007500(2286)30000(9144)132240X2287256t24000+100(3816+1592Marine700(海洋700)Bingo80001挪威Kvaemer全球19985000(1524)30000(9144)120119X71.45000t20000(3180)3Bingo(賓果)90001DNVIAIColumn/Dalian新船廠-19999843(3000)-120361X246X1487000t14410+133(2291+2124Bingo(賓果)90002DNVIAIColumn/Dalian新船廠-19999843(3000)-120361X246X1487000t14410+133(2291+2125Bingo(賓果)90003DNVIAIColumn/Dalian新船廠-19999843(3000)-120361X246X1487000t14410+133(2291+2126Bingo(賓果)90004DNVIAIColumn/Dalian新船廠-19999843(3000)-120361X246X1487000t14410+133(2291+2127AMETTHYST(紫水晶)II自航，動力定位ClassOU100A/韓國大宇,TDI-Halter巴西（巴油）1999~20005000(1524)20000(6096)115249X1793500t10720+300(1704+3008AMETTHYST(紫水晶)111自航，動力定位ClassOU100A/韓國大宇,TDI-Halter巴西（巴油）1999~20005000(1524)20000(6096)115249X1793500t10720+300(1704+3009AMETTHYST(紫水晶)IV自航，動力定位ClassOU100A/韓國大宇,TDI-Halter巴西（巴油）1999~20005000(1524)20000(6096)115249X1793500t10720+300(1704+30010AMETTHYST(紫水晶)V自航，動力定位ClassOU100A/韓國大宇,TDI-Halter巴西（巴油）1999~20005000(1524)20000(6096)115249X1793500t10720+300(1074+30011AMETTHYST(紫水晶E自航，動力定位ClassOU100A/韓國大宇,TDI-Halter巴西（巴油）1999~20005000(1524)20000(6096)115249X1793500t10720+300(170+300012AMETTHYST(紫水晶)W自航，動力定位ClassOU100A/韓國大宇,TDI-Halter巴西（巴油）1999~20005000(1524)20000(6096)115249X1793500t10720+300(1074+30013RBSBMReading&Bates;IHI/韓國現(xiàn)代重工墨西哥灣19995000~8000(1524~2438)25000(7620)130358X256X286000t2741014RBS8DReading&Bates;IHI/韓國現(xiàn)代重工-2000---396X256X288820t2741015SEDCOEXPRESSSedcoExpress西非19996000~850035000130250X2566600t22000(賽德柯快捷號)/法國DCN(1830~2590)(10700)(3498)16SEDCOENERGY(賽德柯能源號)SedcoExpress/法國DCN墨西哥灣19996000~8500(1830~2590)35000(10700)130250X2266600t22000(3498)17CAJUNEXPRESS(卡江快捷號)SedcoExpress/新加坡promet墨西哥灣20008500(2590)35000(10700)130250X2266600t22000(3498)18STENADONCS30/KvaernerWarnowHostock北海20011650(503)30000(9144)102253X2203700t710t580m319WESTFUTUREII號SmedvigME50000/HitachiZosen北海19998000(2438)33000(10060)114268X228.55500t840m3表51996年及以后新建造的深水半潛式鉆井平臺續(xù)上表序鉆井設(shè)備錨泊主動力號絞車hp鉆井泵hp轉(zhuǎn)盤in頂驅(qū)防噴器系統(tǒng)inXlbf/in2hp1Nat/1625DE3臺14-P-220,220060液壓驅(qū)動VarcoTDS-4H18.75X15000動力定位,8臺3000hp推進器6臺EMD202900230003X220060.5--牽引錨機100003大陸EMSCOC-III30003XFC22003X2200,7500PSIVarcoRST60.5HPS-7502EAC驅(qū)動CIW18.75X15K8點錨泊6臺102004大陸EMSCOC-III30003XFC22003X2200,7500PSIVarcoRST60.5HPS-7502EAC驅(qū)動CIW18.75X15K8點錨泊6臺102005大陸EMSCOC-III30003XFC22003X2200,7500PSIVarcoRST60.5HPS-7502EAC驅(qū)動CIW18.75X15K8點錨泊6臺102006大陸EMSCOC-III30003XFC22003X2200,7500PSIVarcoRST60.5HPS-7502EAC驅(qū)動CIW18.75X15K8點錨泊6臺102007EMSCOC-3IIC3臺FC-1600型3X1600EMSCOT4950DDM-650L-DCCIW18.75X10K,4組閘板+2臺Shafler完備的雙系統(tǒng)(SDP21)動力定位5臺Cat3612DIT8EMSCOC-3IIC3臺FC-1600型3X1600EMSCOT4950DDM-650L-DCCIW18.75X10K,4組閘板+2臺Shafler完備的雙系統(tǒng)(SDP21)動力定位5臺Cat3612DIT9EMSCOC-3IIC3臺FC-1600型3X1600EMSCOT4950DDM-650L-DCCIW18.75X10K,4組閘板+2臺Shafler完備的雙系統(tǒng)(SDP21)動力定位5臺Cat3612DIT10EMSCOC-3IIC3臺FC-1600型3X1600EMSCOT4950DDM-650L-DCCIW18.75X10K,4組閘板+2臺萬能5000lbf/in2完備的雙系統(tǒng)(SDP21)動力定位5臺Cat3612DIT

11EMSCOC-3IIC3臺FC-1600型3X1600EMSCOT4950DDM-650L-DCCIW18.75X10K,4組閘板+2臺萬能5000lbf/in2完備的雙系統(tǒng)(SDP21)動力定位5臺Cat3612DIT12EMSCOC-3IIC3臺FC-1600型3X1600EMSCOT4950DDM-650L-DCCIW18.75X10K,4組閘板+2臺萬能5000lbf/in2完備的雙系統(tǒng)(SDP21)動力定位5臺Cat3612DIT1366003臺Nat/oilwell2200-VarcoTDS-85AC18.75X15K-5臺Cat3612DIT1466003臺Nat/oilwell2200-VarcoTDS-85AC18.75X15KDP3Class動力定位8X5000KW推進器-15HitecAHD66003臺Nat’/14-p-2202200hpX7500lbf/in2Varco60.5Canring1275E750tCIW18.75X15K,4組閘板+2X5000lbf/in2萬能DPS3級動力定位6X7000kW交流發(fā)16HitecAHD66003臺,Nat’/14-p-2202200hpX7500lbf/in2Varco60.5Canring1275E750tCIW18.75X15K,4組閘板+2X5000lbf/in2萬能DPS3級動力定位6臺Cat3616(6X，4個7MW推進器，17HitecAHD66003 臺Nat’/14-p-2202200hpX7500lbf/in2Varco60.5Canring1275E750tCIW18.75X10K,4組閘板+2X5000lbf/in2萬能8臺錨機;600T/臺，保持力300T/臺+DPS36臺Cat3616(6X，4個7MW推進器，18液壓Ram型2臺大陸,EmscoFC2200hp2組Varco60.5液壓鉆具排放2組液壓提升交流驅(qū)動CIW1500lbf/in2動力定位8X5500192臺MHRam型1304臺Nat’/14-P-2004X22002組Varco60.52組MH650THydny18.75X15K動力定位8X55002、 半潛式鉆井平臺的新發(fā)展和典型例子在2002年未統(tǒng)計的全世界現(xiàn)有和正建造的 175艘平臺中，有31艘工作水深在6000ft(1829m)及以上，其中7500ft(2286m)及以上的有16艘，最深工作水深為10000ft(3048m)當前世界上較典型的深水大型先進鉆井平臺有：友人與金人(Friede&Goldman)EXD設(shè)計的第五代半潛式平臺開發(fā)鉆井者1號《DevelopmentDriller1(Rig184)》和開發(fā)鉆井者2號《DevelopmentDriller2(Rig185)》，于2003年建成，工作水深7500ft(2286m)，鉆深能力37500ft(11430m),可變載荷7000t，生活模塊可住152人，鉆機主絞車為交流變頻7000HP?！犊ń旖萏?cajunExpress)》半潛平臺，工作水深8500ft(2591m),鉆深能力35000ft(10668m)，工作水深可升級改造至 10000ft(3048m)。該平臺與《賽德柯快捷號(sedcoExpress)》、《賽德柯能源號(SedcoEnergy)》系采用同一設(shè)計(SedcoExpress2000)，后者在法國建造，其最大特征是井架裝在平臺后端，而且井架兩側(cè)都有連體桁架，可以組裝和排放鉆桿立根、套管立根和隔水管，并將其移送到井架中，可以大大縮短輔助時間，提高效率。除工作水深為6000ft(1829m),可升級改造至7500ft(2286m)外，其余參數(shù)均與在新加坡建造的《卡江快捷號》相同。該三艘平臺鉆井機主絞車功率均為HitecAHD6400HP，各裝有四臺推進器，每臺7MW，航速可達12kn，工作海區(qū)分別為墨西哥灣，巴西和尼日利亞海域，均于2000年建成。深水地平線號(DeepWaterHorizon)》半潛平臺，工作水深10000ft(3048m)，鉆深能力30000ft(9144m)，可變載荷8200t，生活模塊可住152人，鉆井主絞車為6600HP，防噴器組(BOP)為18-3/4in，壓力15000psi，頂部驅(qū)動系統(tǒng)(TDS)為VarcoTDS-8SAC，動力定位系統(tǒng)為8X5000kw平推進器，DP—3級，6X7000AC發(fā)電機組。NOBLECLYDEBOUDREAUX》號半潛平臺，工作水深10000ft(3048m)，鉆深能力35000ft(10670m)，可變載荷7000t，生活模塊可住150人，鉆機主絞車為4000HP，轉(zhuǎn)盤通徑60-1/2in，泥漿泵為4X2200HP，工作海區(qū)為世界范圍內(nèi)，于2004年一季度完工。3、 第五代和第六代深水半潛式鉆井平臺發(fā)展的主要特點用優(yōu)良的設(shè)計，其可變載荷與總排水量的比值將超過4.0(PETROBASXVIII平臺的總排水量與平臺自重比值為3.6)o平臺主結(jié)構(gòu)采用甚高強度鋼，這種鋼強度高、韌性好、可焊接性好。大的甲板可變載荷(甲板可變載荷達10萬t以上)和大的平臺主尺度及大的鉆井物資儲存能力。（4） 少節(jié)點，無斜撐的簡單外形結(jié)構(gòu)以減少建造費用。半潛式平臺采用了較為簡潔的結(jié)構(gòu)，下沉墊和立柱均為等截面的矩形；平臺甲板亦為扁平矩形箱型結(jié)構(gòu)；由于每邊僅為兩根矩形截面立柱與平臺甲板和下沉墊相連，除左右立柱僅有4根拉筋外，幾乎沒有其他節(jié)點。因此，明顯減少了焊接節(jié)點，拉筋的工作量及技術(shù)難度，從而節(jié)約了建造成本。（5）良好的船體安全性和抗風暴能力及長的自持能力，以適應(yīng)全球遠海、超深水全天候和較長期的工作能力，平臺甲板、生活模塊為扁平、矮的結(jié)構(gòu)，液缸型鉆機具有圓柱形框架結(jié)構(gòu)，從而明顯減少風的阻力和降低風力的力矩，從而具有良好的大風浪環(huán)境的適應(yīng)能力。（6）很深的工作水深并向更大的工作水深發(fā)展，1998年新建和在建的19艘平臺中，17艘平臺工作水深在5000ft以上，最深工作水深為賓果（BINGO）9000系列1~4號，其4艘平臺的工作水深均為9483ft，即3000米?？梢灶A(yù)料未來20年內(nèi)將有工作水深達4000~5000M的半潛式平臺出現(xiàn)。（7）裝備大功率（絞車功率達6000~7200HP以上）的新一代的先進鉆井設(shè)備，配備最新型液缸型鉆機，鉆具的自動排放系統(tǒng)和將泥漿系統(tǒng)和固井系統(tǒng)組合為一個泵道系統(tǒng)，采用最先進的動力定位錨泊方式和大功率變頻發(fā)電設(shè)備。如“賽德柯.快捷號”等三艘同型號平臺采用最先進的DPS3級動力定位系統(tǒng)，采用4臺7MW/臺的強力推進器。（8） 建造平臺有一定批量性。如“賓果9000”系列就建造了4條，“紫水晶”系列平臺共有6艘，“賽德柯”系列共3艘（詳見表1）。（9）改造舊半潛式平臺進行升級換代。為適應(yīng)海洋浮式鉆井技術(shù)迅速發(fā)展的需要，將現(xiàn)有舊平臺進行升級換代的技術(shù)改造，是過去、當前和今后半潛式鉆井平臺技術(shù)發(fā)展中的重要一環(huán)。舊半潛平臺進行升級換代技術(shù)改造的主要特點和內(nèi)容如下：根據(jù)鉆井設(shè)備和技術(shù)的不斷發(fā)展，進行多次技術(shù)改造。如“BORGNYDOLPHIN”號半潛式平臺于1978年由芬蘭建造，分別于1986年、1992年和1997年進行了三次技術(shù)改造，“海洋500號”于1975年建造，分別于1984年、1994年和1999年進行改建；進行兩次以上技術(shù)改造的平臺有“ATWOODHUNTER”、“BYFORDDOLPHIN”、“PETROLIA”、“NOBLE-PAULWOLFF”、“NOBLE-AMOSRUNNER”、“、“TRANSOCEANAMIRANTE”8艘。加深鉆井平臺的工作水深。如“大洋勝利者”號半潛平臺原為AkerH-3型，從原來工作水深1500ft（450米）加深改為3500ft（1070米），使其鉆井工作水域擴大。采取了加長加粗錨纜錨鏈和加重錨和更新錨機的措施。它們重新更換了大容纜量和大牽引力的8個錨機，錨重增至30000lb（13.61t）,將錨鏈加粗為3in（76.2mm）,長達4000ft（1219m），將錨纜加粗至3-1/4in（82.6mm）,加長至4000ft（1219m），最終為錨鏈4000ft與錨纜4000ft的組合錨纜。加大鉆機的鉆深能力和相應(yīng)配套設(shè)備的工作能力。如“BORGNYDOLPHIN”號平臺經(jīng)1986年、1992年和1997年3度改造后，鉆機為EmscoC-3型，鉆井泵改為Nat’/14-P-220型，2200hp/臺共2臺，頂部驅(qū)動配備為VarcoTDS-4型。其實際鉆深能力已從原來的6000米增至9000米；“STENATAY”號半潛平臺由新加坡遠東利文斯頓船廠（FELS）進行升級改造，于1999年第二季度交船，其升級改造后鉆深能力達30000ft（9144m），工作水深達7500ft（2290m），配備了3臺EmscoFC2200型鉆井泵，每臺功率為2200hp，防噴器組為卡姆倫（CIW）18-3/4in（476.3mm）通徑，工作壓力提高至15000lbf/in2（103.5Mpa）的無導(dǎo)向繩設(shè)備。相應(yīng)增大整個平臺的功率配備，增加鉆井器材儲存能力配備和提高甲板的可變載荷。如“海洋500號（Marine500）”平臺經(jīng)1984年、1994年和1999年3度升級改造后，主動力為2臺EMD3500hp加2臺EMD1500hp，總功率達10000hp；吊機為2臺各為60t，臂長達120ft（36.6m）；甲板可變載荷為5000t；水泥粉和粘土粉儲存能力達595m3,液體泥漿達858.5m3，燃油達1908m3，鉆井水達1224m3，淡水達510m3。去除嚴重銹蝕的甲板鋼板，代之以高強度耐腐蝕鋼板；改善部分結(jié)構(gòu)設(shè)計；提高和更新平臺生活模塊設(shè)施；將污水排放處理系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、救生系統(tǒng)加以更新改造等。圖6、新型半潛式平臺四、深水鉆井浮船和浮式生產(chǎn)儲油卸油裝置FPSO1、鉆井浮船的現(xiàn)狀及分析鉆井浮船是移動式鉆井裝置中機動性最好的一種，它移動靈活，停泊簡單適用水深大，特別適應(yīng)深海水域的鉆井作業(yè)。世界海洋深海深層物探技術(shù)的新發(fā)展，在深海遠洋的深地層發(fā)現(xiàn)了令人鼓舞的油氣層，這促使世界上向深海、大洋、深地層鉆探石油、天然氣又一輪新高潮的形成。因此，設(shè)計建造新型深水鉆井船達到了空前的踴躍，1996年全世界擁有鉆井浮船63艘，1997年增至70艘，1998年再增至82艘，比1996年增加30.2%，一反前幾年鉆井浮船停滯或負增長的局面。其中1998年新建成或在建的世界上最先進的鉆井浮船多達21艘。其中新建造了13艘深海鉆井船，工作水深超過8000ft，其中10000ft及以上有8艘，工作水深最深達12000ft（3658米），而且深水鉆井浮船的建造仍還強勁。預(yù)料在未來 20年內(nèi)，鉆井船的工作水深最深達4000~5000米（13120~16400ft）。這些鉆井船將成為今后數(shù)十年內(nèi)深海鉆探石油的主力軍。1996年及以后新建造的深水鉆井船詳見表6。圖7、浮式生產(chǎn)儲油卸油裝置FPSO

表61996年及以后新建造的深水鉆井船序號平臺名稱設(shè)計/建造者國別/地區(qū)建造完工期工作水深ft(m)鉆井深度ft(m)平臺主要參數(shù)平臺儲存能力鉆井設(shè)備乘員主尺度(長X寬X高)ft可變載荷水泥粉和粘土粉ft3(m3)液體泥漿bbl(m3)鉆井水bbl(m3)淡水bbl(m3)絞車hp1DeepwaterPathfinderConoco;Reading&Bates/韓國三星墨西哥灣1998~199910000(3048)30000(9144)130726X138X66基礎(chǔ)為雙船殼22850t34000+10000st(963+10000st)8930(1420)17610(2800)6290(1000)-2DeepwaterFrontierConoco;Reading&Bates/韓國三星墨西哥灣1998~199910000(3048)30000(9144)130726X138X66基礎(chǔ)為雙船殼22850t34000+10000st(963+10000st)8930(1420)17610(2800)6290(1000)-3GLOMARC.R..LUIGSGlobalMarineHull456/Harland&Wolff全球，19999000~12000(2743~3658)35000(10700)150752X118X5845000st28000(793)10000(1590)30000(4770)10000(1590)Nat’/2040~50004NAVISEXPLORERNavis級船/韓國三星-200010000(3048)36000(11000)130655X130X---1800(286)-7000

I635PRIDEAFRICAGusto10000/韓國現(xiàn)代全球使用199910000(3048)31500(9600)130670.8X38.6X62.717700t450+510t3578(569)7265(1155)5157(820)Dreco8SGB750GE6PRIDEANGOLAGusto10000/韓國現(xiàn)代全球使用199910000(3048)31500(9600)130670.8X38.6X62.717700t450+510t3578(569)7265(1155)5157(820)Dreco8SGB750GE7PEREGRINESRaumaRepola/Knerson;RaumaRepola全球使用199711000(3353)30000(9144)130561.45X93.2X38.412500t56080000(1272)10000t200tC-EMSCO5000/4 臺GE7528WESTNAVIONIStatoilMST/Samsung北海19988200(2500)33000(10060)120830X137.814500t840m3-1800m31000m3Ram型9DISCOVER-ERENTER-PRISETrans-ocean雙船殼,雙鉆機/西班牙Astano墨西哥灣19988500~10000(2590~3048)35000(10700)200835X125X6220000t32000(906)燃油4000m313700(2178)5000(795)2組大陸EmscoEHV500

10DeepwaterConoco/墨1998?1000030000130726X22850t34000+8930176106920-MilleniumReading西1999(3048)(9144)138X10000st(1420)(2800)(1000)&Bates/哥66基(963+韓國三星灣礎(chǔ)為10000st)雙船殼11GLOMARGlobalMarine全2000800035000150752X45000st28000110003000010000Nat’/IRISHSEAHullA56/球(2438)(10700)118X(793)(1590)(4770)(1590)2040IHarland范58~5000&Wolff圍12DISCOVERTrans-ocean墨1999850035000200835X20000t32000燃油1370050002組-ERSPIRIT雙船殼、雙鉆機西(2590)(10700)125X(906)4000m3(2178)(795)大陸/西班牙Astano哥39EmscoEHV500灣13DISCOVERTrans-ocean墨2000800035000200835X20000t32000燃油1370050002組-ERDEEP雙船殼、雙鉆機西(2438)(10700)125X(906)4000m3(2178)(795)大陸SEAS/西班牙Astano哥39EmscoEHV500灣升級改造的鉆井浮船，詳見表7。表71996~1999年升級改造的鉆井浮船的主要參數(shù)序號船名建造年份改造年份工作水深（m）鉆井深度（m）主要尺度（長X寬X型深）m備注1GLOMAREXPLORER（格羅瑪、勘探者號）1973199723779144188.7X35.4X15.5可變載荷：23533t,具有動力定位和井架隨動定位2NORTHERNXPLORERIII（北方勘探者III號）197319982276000149.4X23.8X12.5可變載荷7220t，2臺1600