張文恒

中國石油渤海裝備遼河重工有限公司

試論自升式鉆井平臺的發(fā)展現(xiàn)狀

張文恒

中國石油渤海裝備遼河重工有限公司

自升式鉆井平臺是淺海油田采油必不可缺的重要設(shè)備，本文通過對國內(nèi)外自升式鉆井平臺的介紹，就自升式鉆井平臺的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行分析。

自升式鉆井平臺；發(fā)展其實(shí)；技術(shù)現(xiàn)狀

石油作為全球的主要和稀缺能源之一，有著不可替代的地位，全球有七成的區(qū)域處于海洋之中，海洋石油資源，成為了人類資源開采的新方向，也是最終方向。作為海洋石油開采的重要設(shè)備——自升式鉆井平臺，更是為人類的海洋石油開采立下了汗馬功勞。自升式海洋鉆井平臺作業(yè)水深為91.4～125.0 m，最大鉆井深度在9 144 m以上。懸臂梁形式的自升式鉆井平臺是當(dāng)前世界的主流，也是近些年來建造最多的平臺。

1 自升式鉆井平臺結(jié)構(gòu)分析

自升式鉆井平臺主要由三大部分組成，分別是平臺結(jié)構(gòu)、樁腿和升降傳動(dòng)裝置。其工作原理很好解釋，在進(jìn)行勘探作業(yè)時(shí)，利用升降裝置，將鉆井平臺抬起到海平面以上的位置，然后將平臺固定，使其避免受到海水沖擊的損害，然后靠樁腿來完成鉆井平臺的固定，完成鉆井作業(yè)。等到鉆井作業(yè)結(jié)束時(shí)，可以收起樁腿，讓鉆井平臺浮于海面上，即可在拖船的牽引下拖航到下一個(gè)井位作業(yè)。自升式鉆井平臺的關(guān)鍵部件是樁腿。當(dāng)作業(yè)水深加大時(shí)，帶來的結(jié)果是樁腿尺寸、長度、強(qiáng)度及其他性能迅速增大，使得鉆井作業(yè)和平臺拖航時(shí)的穩(wěn)定性變差。因此，作業(yè)水深是自升式鉆井平臺的瓶頸，目前其作業(yè)范圍只限于大陸架200 m水深以內(nèi)。

自升式工程生活鉆井平臺

2 國內(nèi)技術(shù)現(xiàn)狀

就目前而言，我國三大石油集團(tuán)，擁有中深水自升式鉆井平臺超過三十座，其中有六座自升式平臺服役年齡超過20年，有的已經(jīng)超過30年，現(xiàn)有的中深水桁架式自升式鉆井平臺遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足我國海洋石油勘探開發(fā)的需求。中國海洋石油總公司的“海洋石油941”和“海洋石油942”是目前國內(nèi)作業(yè)水深最深、自動(dòng)化程度最高，具有國際先進(jìn)水平的自升式鉆井平臺。這2座平臺屬于Friede&Goldman公司設(shè)計(jì)的JU2000型，1次定位能鉆30多口井。目前國內(nèi)自主設(shè)計(jì)的鉆井平臺既有圓柱腿自升式，也有深水桁架式。

就技術(shù)層面而言，我國海洋油氣裝備起步較晚，技術(shù)基礎(chǔ)還比較薄弱，目前三大石油公司中擁有的自升式平臺的升降系統(tǒng)多數(shù)為進(jìn)口產(chǎn)品，只有極少數(shù)的國內(nèi)廠商和船廠在此方面取得了一定進(jìn)展，如上海振華重工、煙臺萊佛士船廠和廣東精銦機(jī)械等。因此，應(yīng)該大力開展該項(xiàng)技術(shù)的國產(chǎn)化研究，盡早擺脫國外技術(shù)壟斷和依賴，早日開發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的平臺升降系統(tǒng)。

3 發(fā)展趨勢

為滿足海洋石油勘探開發(fā)不斷發(fā)展的需要，自升式鉆井平臺技術(shù)將向以下方向發(fā)展。

3.1 平臺作業(yè)走向深水化

隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和新材料的出現(xiàn)，自升式鉆井平臺必將在工作水深、鉆井能力、可變載荷、抗風(fēng)暴能力和操控性能等方面取得新的突破。平臺將一步步走向深水領(lǐng)域，并在一些水域取代造價(jià)昂貴的半潛式鉆井平臺，完成海洋石油深水區(qū)的勘探開發(fā)。

3.2 平臺性能趨向自動(dòng)化和智能化

面對復(fù)雜的海洋作業(yè)環(huán)境，以及為滿足海上作業(yè)安全的需要，自升式鉆井平臺可靠性要求更高。未來的自升式鉆井平臺必將朝著自動(dòng)化和智能化的發(fā)展方向邁進(jìn)，控制實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，故障監(jiān)測和處理實(shí)現(xiàn)智能化。智能系統(tǒng)能夠自主分析和處理設(shè)備故障，自動(dòng)監(jiān)測和控制設(shè)備正常運(yùn)行，平臺的作業(yè)效率將大大提高，工人的勞動(dòng)強(qiáng)度得以降低，平臺的人員配置得以減少，人為誤操作趨于0。未來甚至可以實(shí)現(xiàn)陸地遠(yuǎn)程平臺作業(yè)遙控，在陸地即可完成海上所有的鉆完井作業(yè)操控。

南通中遠(yuǎn)船務(wù)“凱旋1號”自升式鉆井平臺

3.3 平臺功能實(shí)現(xiàn)多樣化

目前的自升式鉆井平臺的功能相對還比較單一，主要用來完成海洋石油的勘探和開發(fā)。未來自升式鉆井平臺的功能將實(shí)現(xiàn)多樣化，不僅可發(fā)展為鉆探和采油兩用移動(dòng)平臺，還能實(shí)現(xiàn)海底電纜的鋪設(shè)，充當(dāng)風(fēng)力發(fā)電支撐底座，完成填海造陸的工程建設(shè)，以及充當(dāng)海洋中的雷達(dá)監(jiān)測站等。

4 結(jié)語

自升式鉆井平臺造價(jià)相對較低，運(yùn)移性好，對海底地形的適應(yīng)性強(qiáng)，是目前數(shù)量最多最常見的移動(dòng)鉆井平臺，我國不論是在設(shè)計(jì)建造還是使用上，漸漸追趕上了歐美發(fā)達(dá)國家。自升式鉆井平臺的發(fā)展，勢必成為海洋資源開發(fā)利用的重要組成部分。

[1]趙陽.海上鉆井平臺分布式管理信息系統(tǒng)分析與研究[D].天津大學(xué)，2005.

[2]汪張?zhí)模w建亭.我國自升式鉆井平臺的發(fā)展與前景[J].中國海洋平臺，2008(4).