海洋深水平台的建造与安装
2011-04-13佟玉军
佟玉军
海洋石油工程股份有限公司，天津 300456
海洋平台（platform;offshore unit），是指用于海上油气资源勘探、开发的移动式、固定式平台等统称。由上部结构、设施与设备、支承结构等组成。一般都有动力设施、机械移动设施、管道设施、钻井设施，生活设施，飞机起降设施等。主要是保证平台能够打井，运油，移动的要求的。按其结构特性和工作状态可分为固定式、活动式和半固定式3大类。
1 我国海洋工程深水平台发展现状
目前的海上石油钻井平台可分为固定式和移动式两种。固定式钻井平台大都建在浅水中，它是借助导管架固定在海底而高出海面不再移动的装置，平台上面铺设甲板用于放置钻井设备。支撑固定平台的桩腿是直接打入海底的，所以，钻井平台的稳定性好，但因平台不能移动，故钻井的成本较高。
为解决平台的移动性和深海钻井问题，又出现了多种移动式钻井平台，主要包括：坐底式钻井平台、自升式钻井平台、钻井浮船和半潜式钻井平台。
半潜式钻井平台其结构形式与坐底式钻井平台相似，上部为钻井的工作平台，下部为浮筒结构。它综合了坐底式钻井平台和钻井船的优点，解决了稳定性和深水作业的矛盾。钻井作业时，平台呈半潜状态漂浮在海面上，浮筒在海水下的20m～30m处，受大海风浪的影响小，所以平台的稳定性比钻井浮船要好，钻井作业结束，排出水形成浮箱后可进行拖航，是目前海上钻井应用较广泛的一种石油钻井平台。
2 深海石油开发是发展的必然
从高技术高投资角度来看，以目前水平计算，海洋钻井每米耗资约1万元人民币，海上钢结构平台每平方米造价高达2万美元，建设一个中型海上油田投资总要在6亿美元以上，一个大型油田总投资至少数十亿美元。尽管这样，海上油田的丰富蕴藏是诱人的。1990年以来，我国石油开采增量的一半来自海洋油田。进入21世纪，这一趋势更加明显。根据专家推测，我国南海的曾母盆地、沙巴盆地、万安盆地的石油总储量将近200亿t，是世界上尚待开发的大型油藏之一，其中有一半以上的储量分布在我国海域。
随便技术的不断发展，深海开发的技术日益成熟，以近年来为例，开发深度越来越大（详见表1）。
表1
以“海洋石油981号”为例，这个平台“身高”136m，“体重”3万t。是我国自行建造的当今世界最先进的第6代3000m深水半潜式钻井平台（此次在墨西哥湾溢油大火中沉入海底的是第5代平台）。它已于今年2月26日在在上海顺利出坞。它具有勘探、钻井、完井与修井作业等多种功能，最大作业水深3000m，钻井深度可达10000m。平台甲板面积相当于一个标准足球场大小，平台上电缆总长度650公里，相当于围绕北京四环路的10圈。平台总造价约60亿元，计划在2011年建造完成并投入使用。
在此基础上，海洋油气田开发工程模式也越来越丰富，越来越体现出系统性和个性化，为深海石油工程提供了理论依据。海洋工程模式，主要分为全海式海洋和半海半陆式油气田工程模式。其中全海式又细分为：中心平台+井口平台+储油平台+海底管线；综合平台+井口平台+海底管线；中心平台+井口平台+FPSO/SPM+海底管线；FPSO/SPM+井口平台+海底管线；FPSO/SPM+水下井口+海底管线。半海半陆式海洋油气田开发工程模式分为：中心平台+井口平台+海底管线+陆上终端和井口平台+FPSO/SPM+海底管线+陆上终端两种模式。
3 海洋平台建造安装程序
海洋平台安装包括以下内容：海上安装大型装备；导管架和组块装船；导管架和组块运输；导管架和组块下水；导管架扶正座底；导管架调平、打桩、灌浆；上部设施安装。
海洋平台建造，通常分以下步骤：
加工设计；
建造场地及设备；
建造程序；
焊接与检验；
加工设计图纸及材料清单；
单件和分片预制方案；
组装方案；
焊接方法及焊接程序；
焊接检验方法及检验程序；
试验方法及试验程序；
重控方法及重控程序；
施工方案的结构计算。
海洋平台建造，通常包括以下建造程序：
材料加工；
钢管卷制；
单件预制；
分片预制；
立片组装；
结构总装；
附件组装；
结构涂装；
完工。
4 结论
随着人类对油气资源开发利用的深化，油气勘探开发从陆地转入海洋。因此，钻井工程作业也必须在浩瀚的海洋中进行。在海上进行油气钻井施工时，几百吨重的钻机要有足够的支撑和放置的空间，同时还要有钻井人员生活居住的地方，海上石油钻井平台就担负起了这一重任。由于海上气候的多变、海上风浪和海底暗流的破坏，海上钻井装置的稳定性和安全性更显重要。
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