韓延波

摘 要：當(dāng)今社會(huì)，經(jīng)濟(jì)全球化的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)也逐漸呈現(xiàn)出世界一流水準(zhǔn)，人們生活水平以及生活質(zhì)量的不斷提升，對(duì)我國各行各業(yè)的發(fā)展提出了更高的要求。以油氣開發(fā)為例，人們對(duì)石油的需求只增不減，能源損耗的日漸嚴(yán)重，為我國的海上油氣開采事業(yè)帶來了推動(dòng)力。本文就針對(duì)當(dāng)前開發(fā)油氣田的海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)進(jìn)行闡述，針對(duì)其上部安裝工程方法展開細(xì)致研究。

關(guān)鍵詞：深海;油氣開采;平臺(tái)上部;結(jié)構(gòu)安裝

近年來，我國經(jīng)濟(jì)水平的快速提升，帶動(dòng)了各行各業(yè)在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)中的迅猛發(fā)展，對(duì)能源的需求量也創(chuàng)造了歷史新高度。在此背景下，國家為解決戰(zhàn)略性石油能源的需求，開始加強(qiáng)海上石油勘探，以達(dá)到緩解當(dāng)前石油生產(chǎn)的局限性。但在目前的海洋平臺(tái)構(gòu)建過程中，仍存在諸多的問題影響著工程的質(zhì)量。因此，必須對(duì)其安裝方法進(jìn)行深入分析，對(duì)其進(jìn)行改善，努力實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的發(fā)展。

1 海洋油氣開發(fā)工程的發(fā)展現(xiàn)狀

就目前世界上來看，石油資源的總儲(chǔ)量十分豐富，但社會(huì)生活發(fā)展對(duì)其需求量的大幅增加，也帶來了前所未有的能源危機(jī)，也因此各國把石油的開發(fā)轉(zhuǎn)到了海洋上。當(dāng)前的海洋油氣儲(chǔ)量相當(dāng)豐富，近占全球總資源總量的35%，可以滿足大量的石油產(chǎn)出。對(duì)我國而言，在海洋油氣開采工程起步較晚，不能與先進(jìn)國家的技術(shù)、設(shè)備等相媲美，且以前呈歐美等企業(yè)壟斷形勢(shì)。隨著我國國力的增強(qiáng)，也不斷掌握了一些勘探以及開采手段，但也僅包括中海油總公司具備較強(qiáng)的“整裝”能力。相比之下，我國的海洋油氣開采工程有以下特征：首先，目前僅掌握了基本的水深鉆采技術(shù)，還沒有相對(duì)關(guān)鍵的建造技術(shù)。并且當(dāng)前的鉆井平臺(tái)和一些主要生產(chǎn)裝置都只能滿足較淺水域的油氣開采需求，還沒有完全具備深水及超深海域的作業(yè)能力和技術(shù)水平。其次，我國目前所擁有的鉆采設(shè)備還不完善，其相關(guān)的配套設(shè)備沒有達(dá)到高新技術(shù)的水準(zhǔn)，更大的依賴于外國引進(jìn)，所以整體上還受限于國外，不能進(jìn)行獨(dú)立的創(chuàng)新研究，阻礙發(fā)展進(jìn)程。最后，在平臺(tái)設(shè)計(jì)和安裝方面，技術(shù)和方法都無法達(dá)到先進(jìn)水平，平臺(tái)設(shè)計(jì)安裝屬于工程的關(guān)鍵技術(shù)，結(jié)構(gòu)形式的差異可以為經(jīng)濟(jì)帶來兩種不同的變化，制約著其發(fā)展步伐。

2 海洋平臺(tái)上部結(jié)構(gòu)安裝方法研究

2.1 平臺(tái)上部組塊吊裝技術(shù)方案

該種技術(shù)屬于傳統(tǒng)的固定式海上平臺(tái)安裝技術(shù)，隨著海洋平臺(tái)規(guī)模的不斷增大，對(duì)其上部組塊結(jié)構(gòu)的載重量要求越來越高。上部組塊的吊裝工序是整個(gè)工程的關(guān)鍵部分，對(duì)整個(gè)平臺(tái)建設(shè)過程的施工進(jìn)度、造價(jià)成本以及安全指數(shù)等都起著制約作用，所以企業(yè)在這一工序的施工過程要投入很大的心力。所以在其設(shè)計(jì)階段，吊裝的計(jì)算分析步驟的精準(zhǔn)度是一重要節(jié)點(diǎn)。

首先，對(duì)確定該上部組塊的吊裝重量，以及重心位置。這一步驟主要根據(jù)平臺(tái)結(jié)構(gòu)自身的重量，所涉及的機(jī)械設(shè)備、電氣、儀表等各種設(shè)備的自重，并通過利用平臺(tái)的設(shè)計(jì)圖紙加以確定。該種技術(shù)主要采用SACS軟件的模擬性能，對(duì)其整體因素進(jìn)行虛擬化分析，比如說平臺(tái)上部組塊的靜力、防震等方面的分析。其次，在完成上一步驟后要將分析的數(shù)據(jù)信息整合到重控報(bào)告內(nèi)，并可以進(jìn)行及時(shí)的調(diào)整。根據(jù)報(bào)告數(shù)據(jù)，對(duì)吊裝的吊點(diǎn)進(jìn)行定位。整個(gè)吊裝過程，都要考慮結(jié)構(gòu)以及吊繩的荷載系數(shù)，防止因強(qiáng)度不夠發(fā)生安全隱患。最后進(jìn)行吊裝方案的制定，其作為整個(gè)工序的核心，要對(duì)運(yùn)輸駁船和海上浮吊進(jìn)行科學(xué)準(zhǔn)確的選擇。兩者之間的距離、各自的外形尺寸、上部組塊與導(dǎo)管架的距離以及整體的安全指數(shù)等因素。對(duì)于海上平臺(tái)上部結(jié)構(gòu)安裝過程，所需的結(jié)構(gòu)物體積都較大，所需的技術(shù)水平相對(duì)較高，工程復(fù)雜，所以對(duì)吊裝技術(shù)方案的改進(jìn)越來越緊迫。

2.2 平臺(tái)上部模塊的浮托法技術(shù)方案

這一方式是上述吊裝法的加強(qiáng)版，這一技術(shù)方案不再依賴起重船的作用，可直接對(duì)超重結(jié)構(gòu)物進(jìn)行安裝。由于其浮托性能，可以在進(jìn)行上部模塊安裝時(shí)不占用船舶空間，減少其工作界面，很大程度節(jié)省了安裝進(jìn)度。浮托法可根據(jù)不同設(shè)計(jì)原理有不同的分類。像一般情況下，其下部結(jié)構(gòu)的形式分為固定式和浮動(dòng)式。主要是根據(jù)下部與海洋接觸的結(jié)構(gòu)的類型。浮動(dòng)式的浮托所指的是其下部結(jié)構(gòu)是利用浮式的結(jié)構(gòu)物，通過壓力和水重量進(jìn)行作業(yè)。而固定式的下部結(jié)構(gòu)要與海底想接觸，是當(dāng)前最為常見的一種方式。通過導(dǎo)管架等在海底進(jìn)行固定，來支撐上部模塊的安裝工作。

再利用浮托法進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)安裝時(shí)，對(duì)其安裝船的位置確定過程至關(guān)重要，其決定了整個(gè)施工過程的安全系數(shù)。一般會(huì)選擇動(dòng)力定位浮托技術(shù)，因?yàn)樵摲绞酵ㄟ^利用半潛船進(jìn)行定位，運(yùn)用過程相對(duì)簡單，大大減少了安裝所花費(fèi)的時(shí)間成本，還可以有效控制不必要的費(fèi)用支出，降低施工的安全風(fēng)險(xiǎn)。最突出的優(yōu)勢(shì)就是其不受海洋深度的限制，可以為我們的深海油氣開采工程提供最大的支持，這也是未來深海作業(yè)的首選技術(shù)。該技術(shù)在我國的開發(fā)時(shí)間較短，但也在不斷的創(chuàng)新完善，以便為海洋油氣開采行業(yè)發(fā)揮最大的價(jià)值。

3 結(jié)束語

綜上所述，可以發(fā)現(xiàn)海洋平臺(tái)的關(guān)鍵作用，為后期的海上鉆井采油工作、運(yùn)輸?shù)裙こ添?xiàng)目提供安全可靠的場(chǎng)所。其上部結(jié)構(gòu)的安裝質(zhì)量以及穩(wěn)定性決定了未來海上油氣開采的順利進(jìn)行。只有保證其在安裝過程中的高質(zhì)量、結(jié)構(gòu)高穩(wěn)定性，才能提供一個(gè)科學(xué)合理的海洋生產(chǎn)平臺(tái)，為我國的石油開發(fā)事業(yè)提供更大的發(fā)展動(dòng)力，為社會(huì)做出更大的貢獻(xiàn)。

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（海洋石油工程股份有限公司，天津 300450）