《海洋石油装备》第6章半潜式海洋钻井平台2.ppt

2.外形结构简化，采用高强度钢 早期平台的立柱数目众多，现多采用6个或4个圆立柱或圆角 方立柱。斜撑数目从14－20根大幅降低，以致减为2－4根横撑，并 将最终取消各种形式的撑杆和节点。平台主结构采用甚高强度钢， 以减轻平台结构自重和造价，提高可变载荷与平台自重比，提高排 水量和平台自重比。通常大多数海上工程用钢的屈服强度（R）为 250－350Mpa（36250-50750PSI），目前，甚高强度钢 （R=700MPa）已用作平台的重要结构，甚至使用R=827Mpa的钢 材，这些钢材不仅强度高，而且韧性好，可焊性好。下图为半潜式 钻井平台结构形式变化。 四.半潜式钻井平台技术特点 半潜式钻井平台结构形式变化 目前正在建造的新一代半潜式平台型式主要有两平行浮体六立 柱、环形浮体六立柱、两平行浮体四立柱、环形浮体四立柱等四种 （见下图），型长在100~120米，型宽在70~80米，型深在35~45米范 围内。 四.半潜式钻井平台技术特点 四立柱半潜式钻井平台 六立柱半潜式钻井平台 Exmar2500半潜式钻井平台 MOSS CS50半潜式钻井平台 Atlantia半潜式钻井平台 Frigstad Oslo半潜式钻井平台 3. 适应更恶劣海域 半潜式平台仅少数立柱暴露在波浪环境中,抗风暴能力强,稳性 等安全性能良好。大部分深海半潜式平台能生存于百年一遇的海况 条件,适应风速达100 kn～120 kn,波高达16 m～32 m,流速达2 kn～ 4 kn。 随着动力配置能力的增大和动力定位技术的新发展,半潜式平 台进一步适应更深海域的恶劣海况,甚至可望达全球全天候的工作能 力。 四.半潜式钻井平台技术特点 4. 工作水深显著增加 1998年新建和在建的19 艘半潜式平台中, 17艘工作水深超过 1524 m (5000 ft) ; 2002年末现有和在建的175艘半潜式平台中, 31艘工 作水深超过1829 m ( 6000 ft) , 16 艘工作水深超过2286 m(7500 ft) ,其 中IH I2RBF Exploration、Deepwater Horizon、Eirik Raude (Bingo 9000 系列) 工作水深达3048 m (10000 ft) 。 未来20年内,工作水深达4000 m～5000 m的半潜式平台有望出现。 四.半潜式钻井平台技术特点 5. 装备先进 第六代深水半潜平台装备大功率（绞车功率达6000-7000HP及以 上）的新一代钻井设备、新一代动力定位设备和大功率电力设备及先 进的监测报警、救生消防、通讯联络等设备，平台钻井作业的自动 化、效率和安全性能等都有显著提高。 四.半潜式钻井平台技术特点 在结构形式上，新一代的半潜式平台趋于大型化和简单化。平台 的主尺度增大，立柱浮体和主甲板间的内部空间增大，物资（水泥， 粘土粉，重晶石粉，钻井泥浆，钻井水，饮用水和燃油等）存储能力 增强。平台外形结构趋于简化，下浮体趋向采用简单的方形截面，平 台甲板也为规则的箱形结构；采用少节点，无撑杆的简单外形结构， 立柱和撑杆、节点的型式简化、数目减少，这些改变都大大降低了节 点疲劳破坏风险并减少了建造费用。 四.半潜式钻井平台技术特点 随着第五代、第六代半潜式钻井平台的研制与使用，使得对未来 半潜式钻井平台的研究呈现了如下热点： 高效钻井作业系统　 如何配置多井口作业系统、钻杆处理系统、动力锚道等,以提高工 作效率,是研制半潜式钻井平台的关键。 2.升沉补偿系统　 在深海钻井作业过程中为了保持钻头恒定接触井底,必须设法补 偿平台由于风浪作用而产生的升沉落差,早期的方法是使用伸缩钻杆, 目前主要采用天车补偿、游车补偿以及绞车补偿等方法。 五.半潜式钻井平台未来研究热点 3.定位系统　 半潜式钻井平台在海中处于飘浮状态,受风、浪、流的影响要 发生纵摇、横摇运动,因此必须采用可靠的定位方法对其进行定位。 半潜式平台的定位方式主要有锚泊定位和动力定位2 种,当水深大于 1 500 m时,多采用动力定位的方式。 4.水下设备　 水下设备主要包括水下井口系统、水下封井器系统、隔水管系 统、水下设备控制系统等。 五.半潜式钻井平台未来研究热点 5.平台设备集成控制 平台设备集成控制技术研究是为航行、定位、钻井、完井作业 创建一个数字化、智能化的控制平台。 五.半潜式钻井平台未来研究热点 目前深海钻探作业呈迅猛的增长趋势,导致半潜式钻井平台供不应 求,研制具有自主知识产权的半潜式钻井平台是一个