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    波浪載荷也滑觸線廠家跟著增大

    作者:admin 來源:本站 日期:2019-09-11 08:27:25

      文/張鵬飛 于興軍 欒蘇 楊雙業 宋濤,寶雞石油機械有限責任 國家油氣鉆井裝備工程技術研究中心

      自升式鉆井平臺主要由平臺結構、滑觸線廠家樁腿和升降傳動裝置等組成。平臺在作業時依靠升降裝置把平臺舉升到海平面以上,使之免受海浪沖擊,并用鎖緊機構將平臺鎖緊固定,依靠樁腿的支撐站立在海底完成鉆井作業。作業完成后,再依靠升降裝置將平臺降至海面,依靠海水浮力支撐整個鉆井平臺,待樁腿拔起升至拖航位置,即可在拖船的牽引下拖航到下一個井位作業。自升式鉆井平臺的關鍵部件是樁腿。當作業水深加大時,帶來的結果是樁腿尺寸、長度和質量迅速增大,使得鉆井作業和平臺拖航時的穩定性變差。因此,作業水深是自升式鉆井平臺的瓶頸,目前其作業范圍只限于大陸架 200 m水深以內。自升式鉆井平臺按照不同的分類形式可分成多種結構樣式,下面分別進行介紹。

      柱體式樁腿一般用于作業水深 60 m 以下的自升式平臺,它由鋼板焊接成封閉式結構,其截面有方箱形和圓柱形 2 種。隨著水深的增加,樁腿長度和質量迅速增大,波浪載荷也跟著增大,此時柱體式樁腿已不能滿足要求,需采用桁架式樁腿。桁架式樁腿由弦桿、斜撐桿和水平撐桿構成,滑觸線價格在弦桿上裝有齒條。樁腿可按地質條件設置樁靴,滑觸線廠家樁靴的截面有圓形、方形和多邊形等幾種。

      就樁腿數量而言,目前主要有 3 根和 4 根 2種,如圖 2 所示。3 根樁腿是自升式平臺獲得穩定支撐少的數量。當作業水深較大時,考慮到樁腿的質量和尺寸,宜采用 3 根樁腿,滑觸線廠家同時可減少升降裝置數量,其缺點是任意一條腿失效,平臺將無法作業,甚至引發險情。3 根樁腿在預壓工況時不能像 4 根樁腿那樣采用對角線交叉的方式,而需用壓載水,相對比較麻煩。

      根據形狀的不同樁腿又可分為三角形樁腿和四邊形樁腿,分別如圖 3、圖 4 所示。

      三角形樁腿俯看為標準的等邊三角形結構,四邊形樁腿俯看為標準的矩形結構。目前普遍采用三角形樁腿形式。對于中小型自升式鉆井平臺,作業水深較淺,宜采用 4 根柱體式樁腿,平臺主體平面呈矩形; 大中型鉆井平臺作業水深較深,宜采用 3根桁架式樁腿,平臺主體平面呈三角形。

      中國海洋石油總的 “海洋石油 941”和“海洋石油 942”是目前國內作業水深深、自動化程度,具有國際先進水平的自升式鉆井平臺。這 2 座平臺屬于 Friede & Goldman 設計的JU2000 型,1 次定位能鉆 30 多口井。

      目前國內自主設計的鉆井平臺既有圓柱腿自升式,也有深水桁架式。國內造船廠如大連造船重工、滬東中華船廠等在 20 世紀 80 年代已開始了鉆井平臺建造。在近年來海工市場需求增加的情況下,國內大量的船廠也開始了鉆井平臺的建造,其中包括外高橋造船有限、煙臺萊佛士船業有限、振華重工 ( 集團) 股份有限、南通中遠船務、廣州中船黃埔造船有限和招商局重工 ( 深圳) 有限等。

      目前,振華重工 ( 集團) 股份有限已參與了多套平臺的產品配套,TSC 參與了煙臺萊佛士船業有限的 4 套產品配套,中遠船務以及招商國際等也采用購買國外產品或自主研發等方式進行配套。寶雞石油機械有限責任也較早開展了此方面的技術研究,并形成了大量技術積累。2011 年 11 月,由寶雞石油機械有限責任 EPC 總包的我國首套具有完全自主知識產權的91. 4 m 自升式海洋鉆井平臺交付使用,后續的多套同規格平臺建造也已接近尾聲。截至目前,寶雞石油機械有限責任已經為客戶提供了 6 套自升式鉆井平臺。

      我國海洋油氣裝備起步較晚,技術基礎還比較薄弱,目前三大石油中擁有的自升式平臺的升降系統多數為進口產品,只有極少數的國內廠商在此方面取得了一定進展,滑觸線價格如振華重工、煙臺萊佛士船廠和廣東精銦機械等。因此,應該大力開展該項技術的國產化研究,盡早擺脫國外技術壟斷,早日開發出具有自主知識產權的平臺升降系統。

      為滿足海洋石油勘探開發不斷發展的需要,自升式鉆井平臺技術將向以下方向發展。

      隨著技術的不斷發展和新材料的出現,自升式鉆井平臺必將在工作水深、鉆井能力、可變載荷、抗風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域,并在一些水域取代造價昂貴的半潛式鉆井平臺,完成海洋石油深水區的勘探開發。

      面對復雜的海洋作業環境,以及為滿足海上作業安全的需要,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化和智能化的發展方向邁進,控制實現自動化,故障監測和診斷實現智能化。智能系統能夠自主分析和診斷設備故障,自動監測和控制設備正常運行,平臺的作業效率將大大提高,工人的勞動強度得以降低,平臺的人員配置得以減少,人為誤操作趨于 0。未來甚至可以實現陸地遠程平臺作業遙控,在陸地即可完成海上所有的鉆完井作業操控。

      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。未來自升式鉆井平臺的功能將實現多樣化,不僅可發展為鉆探和采油兩用移動平臺,還能實現海底電纜的鋪設,充當風力發電支撐底座,完成填海造陸的工程建設,以及充當海洋中的雷達監測站等。

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