1、自升式海洋平台
20世纪中期,世界上第一台自升式海洋平台问世。十几年后,1967年由我国七0八所策划完成的中国第一艘自升式海洋平台“渤海1号”也正式投入生产,于1972年在大连船厂成功出坞[3]。将“渤海一号”投入使用后,前后在渤海上钻出了数十口井,这无疑代表了我国在自升式平台的建造上已正式步入了正轨。随后“渤海五号”跟“渤海七号”也相继问世,这两大平台在“渤海一号”的基础上进行了改进,解决了“渤海1号”液压升降机左右齿条不同步的问题,渤海石油公司主要应用的就是这种平台。中国石油总公司在20世纪80年代创建,其后便从国外引进多种自升式平台,“南海1、3、4号”、“渤海4号”以及“勘探2号”这五艘平台就是从美国引进。其中渤海4号,南海1、4号海洋平台在21世纪初进行过改造,将井口槽封起来,增加了悬臂梁,以此来提高了钻进作业能力[3]。我国现所使用的海洋平台可以在不到百米深的海域进行打井作业,但是有很丰富的油气资源分布在水深只有两三米的浅滩,这些地域的油气开采就十分困难。在渤海1100km的海岸线,遍布了辽河、冀东、大港、胜利等为代表的油田,油气资源十分丰富。但是这些海域地表承载力很低,回淤很严重,潮差也大,给自升式平台带来了很大的挑战,尤其是这些海域水深不足以支持自升式平台进入[3]。虽然一些地区可以通过建造人工岛来进行开采,但是这样会花费很大的人力物力。
我国的油气开发始于渤海湾,随后黄海、东海、南海也相继被征服。但在这一条路上走得越远,面临的挑战也就更大,南海、黄海、东海不同于渤海湾,水深很大,所以,对于在渤海湾的平台我们需要不断提高技术要求,增加数量,现在真正要发展的是深水作业平台[4],以满足于我们在南海、黄海、东海的钻井勘探与开发。
自升式海洋平台作业水域相对较浅,基本到550英尺已是极限,其中绝大部分的平台都在水深280英尺左右海域作业[5]。自升式海洋钻井平台到达指定工作地点之后,便要将其固定起来,首先,用升降装置把桩腿降至海底,先让桩腿依靠自身重量插进海床,当平台能稳定立于海面之后,再依靠升降装置将平台升离海面,使平台底部和海绵之间留有足够的空间,这个空间叫“气隙”[6]。这样可以避免在工作的时候水浪和暗流对平台产生额外力使平台产生晃动,影响平台的正常工作,当气隙满足条件之后,必须用锁紧装置将平台桩腿卡死。当这一些固定工作做完之后,便可以将悬臂梁伸出平台外进行钻井作业。当这一海域的钻井作业完成之后,将平台通过升降装置再下放至海面上,使平台依靠海水的浮力漂浮于海面,桩腿也依靠升降装置拔起升至可以进行驳船拖行的状态,拖到下一海域继续进行钻井作业。当遇到大风大浪的恶劣天气工况,平台应该避免在这个时候用驳船拖行[7]。
随着海洋事业的发展,自升式海洋平台的种类不断增加,根据平台各个主要部分的不同将平台进行如下分类[8]:
(1)根据支撑型式不同可分为桩靴式和沉垫式;
(2)根据升降装置的作业原理可分为插桩式和齿轮箱;
(3)根据桩腿结构型式分为筒型和桁架;
(4)根据桩腿数量分为3腿和4腿;
(5)根据有无槽口分为有槽口和无槽口;
(6)根据生活楼的布置分为横向布置和周边布置。我国海工事业相较于国外起步太晚,无论是技术还是设备都赶不上国外水平,我国对于设备的自产化水平不足,主要精度设备只能依靠进口,这样不仅造价昂贵,增加平台建造的成本,也不利于国有企业的进步。设备在使用时难免会出现故障,与国外建造商一时很难沟通清楚,又会给企业造成很大的损失,更为严重的是,让企业过度依赖于外国产品,因为其价格低廉而且技术先进,而不自己进行创新,便会使国内的生产水平止步不前,中国的海洋事业发展便迟迟不能推进[9]。我们需要大力发展自主创新人才,不能依赖于国外的技术,长期依靠进口,并不能将他人的核心技术攥在手中,只有自己敢于创新才能推动中国海洋事业大步向前。 自升式海洋平台国内外研究现状:http://www.youerw.com/yanjiu/lunwen_203553.html