半潜式平台介绍

有关半潜式钻井平台的概述（A13船舶4；李庆宽；130305432）摘要：海洋里具有极其丰富的自然资源，半潜式钻井平台作为一种能够在深水区作业的海洋平台，对海洋资源的开发至关重要，本文主要介绍半潜式平台的发展历史和现状，分析其结构特点，简述其工作原理和适用条件及有关半潜式钻井平台最新技术的应用等关键词：半潜式钻井平台，定位方式，工作水深Abstract: the ocean is extremely rich in natural resources, as a semi-submersible drilling platform can zone assignments in the deep ocean platform, is very important to the development of the Marine resources, this paper mainly introduces the development history and status quo of semi-submersible platform, analysis its structure characteristics, describes its working principle and applicable conditions and relevant semi-submersible drilling platform the application of the latest technology, etcKeywords: semi-submersible offshore platform, positioning , the working depth引言：自工业革命以来人类社会经历了几千年以来从未有过的跨越式发展，生产的社会化和工业化推动着人类不断的向前发展，各种类型的能源为工业化的生产提供了动力保障，然而人类社会的发展严重依赖石油，天然气等能源，近几十年来，随着陆地资源的日益枯竭以及人类社会运行和发展对能源的巨大需求已迫使人类将能源开发伸向海洋，并逐渐形成了从前海到深海的开发顺序和梯度。

海上半潜式平台的相关调研资料汇编4.1海洋石油981海洋石油981深水半潜式钻井平台，简称“海洋石油981”，中国海油深海油气开发"五型六船"之一，是根据中国海洋石油总公司（简称“中海油”）的需求和设计理念，由中国船舶工业集团公司第七〇八研究所设计、上海外高桥造船有限公司承建的，耗资60亿元，中海油拥有自主知识产权，由中海油服租赁并运营理。

该平台采用美国F&G公司ExD系统平台设计，在此基础上优化及增强了动态定位能力，以及锚泊定位，是在考虑到南海恶劣的海况条件下设计的，整合了全球一流的设计理念、一流的技术和装备，所以它还有着“高精尖”内涵。

除了通过紧急关断阀、遥控声呐、水下机器人等常规方式关断井口，该平台还增添了智能关断方式，即在传感器感知到全面失电、失压等紧急情况下，自动关断井口以防井喷。

设计能力可抵御两百年一遇的超强台风，首次采用最先进的本质安全型水下防喷器系统，具有自航能力，还有世界一流的动力定位系统。

主要参数海洋石油981深水半潜式钻井平台长114米，宽89米，面积比一个标准足球场还要大，平台正中是约56层楼高的井架。

该平台自重30670吨，承重量12.5万吨，可起降中国最大的“Sikorsky S-92型”直升机。

作为一架兼具勘探、钻井、完井和修井等作业功能的钻井平台，“海洋石油981”代表了海洋石油钻井平台的一流水平，最大作业水深3000米，最大钻井深度可达10000米。

该平台总造价近60亿元。

4.2“油服创新号”钻井平台“油服创新号” 钻井平台是按照挪威海域的相关法律、法规、规范、标准来设计和建造的半潜式钻井平台，满足挪威石油安全管理局、挪威海事局、挪威船级社、挪威石油工业技术标准及传统半潜式钻井平台的相关要求，具备在全球海况最复杂的挪威北海海域作业的能力，同时适用于全球其他海域。

“油服创新号” 钻井平台长104.5米、型宽65米、型深36.85米，设计吃水9.5米－17.75米，作业水深70－750米，最大垂直钻井深度7500米，最大可变甲板载荷4000吨，额定居住人员120人，集钻修井、居住等功能于一身。

半潜式平台水动力性能及运动响应研究综述本文尝试综述近年来半潜式平台（semi-submersibleplatform，SSP）水动力性能和运动响应的研究历程，全面展示近几十年来，关于SSP的水动力性能及运动响应研究和进展。

之所以对SSP进行研究，是因为它能够提高海洋能源开发及其他海洋应用的可靠性。

半潜式平台是一种新型的海洋工程结构，能够在海洋中提供足够的支撑力，并可以受到水的支撑，以实现其支持的设备的可靠运行。

它综合了浮动和静止式结构的优点，具备高可靠性、易维护维修和经济效益等优点，可用于渔业、海洋能源开发及一些特殊的环境条件下的海洋建筑等应用。

SSP的水动力性能和运动响应在SSP的设计、安装、运行和维护中具有至关重要的意义。

近十多年来，学者们研究了SSP水动力性能和运动响应的许多方面，如水动力耦合、振动分析、运动应答分析、测试与验证、非线性模型、平台受力分析、多模态运动和壳体结构耦合、加速度响应分析等。

关于SSP水动力耦合，近年来，研究工作着重于受力分析、多维耦合和运动响应分析。

研究发现，在水动力耦合分析中，水动力效应会影响SSP的水平位移和垂直位移。

基于上述分析，研究者提出的水动力分析方法和模型，基本可以用来描述SSP水动力性能，但还存在一些缺陷和不足，需要进一步加强。

针对SSP的振动分析，目前的研究主要集中在数值模拟和试验研究以及非线性模拟研究上。

其中，数值模拟和试验研究针对SSP 的振动特性，主要研究了数值模拟、影响因素分析和振动控制等，已经取得了较好的研究成果。

而非线性模拟研究主要集中分析了SSP在涡流、潮流和非定常环境下的运动响应，使用了多种非线性方法，如精细细分、多尺度非线性和非稳态优化方法，此外，还开展了实际案例的应用和研究。

目前，关于SSP的运动响应分析，已经开展了多种数值模拟、试验研究和非线性模拟方法的研究，取得了较好的效果。

然而，由于SSP在特定的环境中的表现会有显著变化，因此，对SSP的运动响应分析仍存在许多不确定性，需要进一步深入研究。

半潜式修井平台的工作原理与关键技术解析半潜式修井平台是一种用于海上修井作业的重要工具。

它具备悬挂井口设备进行修井作业所需的稳定性和安全性，同时兼具浮力和动力控制能力。

本文将对半潜式修井平台的工作原理和关键技术进行解析。

一、工作原理半潜式修井平台的工作原理基于其设计和结构。

该平台主要由潜油泵、钻井设备、井下管道系统等组成，平台的上部是一个高度耐震的完整平台结构，下部则是潜油泵与普通钻井平台的组合。

当修井作业开始时，半潜式修井平台会通过设备和系统控制，部分潜入水中，并减少自身出露面的高度。

这种状态下平台形成稳定的平衡，使得钻井作业能够安全进行。

当修井完成后，平台可以重新升起，井口设备随之上升，便于进行后续的作业。

半潜式修井平台的工作原理依赖于多个关键技术，下文将对这些技术进行详细解析。

二、关键技术解析1. 浮式平台设计技术为了确保半潜式修井平台的稳定性和安全性，需要进行精确的设计和计算。

浮式平台设计技术包括结构设计、强度分析、稳定性评估等方面。

通过合理的设计和计算，可以确保修井作业时平台的稳定性，避免倾斜和不安全的情况发生。

2. 动力定位技术半潜式修井平台需要在海上进行修井作业，因此需要具备移动能力。

动力定位技术能够确保平台在水中保持相对稳定的位置，避免受到浪涌和海流的影响。

这可以通过动力定位系统来实现，该系统依靠多个推进器和定位设备，通过智能控制来使平台保持所需位置。

3. 耐深技术半潜式修井平台在海上作业时需要承受较大的水深压力。

因此，耐深技术成为平台设计和建造的一个重要方面。

耐深技术包括耐压材料的选择、结构设计、密封系统等方面。

通过应用耐深技术，半潜式修井平台能够安全和稳定地在较深海域进行修井作业。

4. 井口设备技术半潜式修井平台需要配备井口设备来完成修井作业。

井口设备技术主要包括井口防喷器、井口管线、套管及尾管系统等。

这些设备需要精确控制流体进出井口，确保作业的顺利进行。

井口设备技术的研发和应用能够提高修井效率，并确保操作的安全性。

半潜式钻井平台简介
半潜式钻井平台（Semi～sub）：由坐底式钻井平台演变而来，主要由浮体、立柱和工作平台三大部分组成。

浮体提供半潜式钻井平台的大部分浮力，立柱用于连接工作平台和扶梯，支撑工作平台。

工作台即上部结构，用于布置钻井设备、钻井器材、起吊设备、安全救生、人员生活设施以及动力、通讯和导航灯设备。

自20世纪50年代以来主要经历了两次建造高峰期，第一次为1973～1977年，第二次为1982～1984年，到现在算来，现有半潜式钻井平台绝大部分已经有25 年以上的服役年龄，基本上到了更新换代的年龄，市场需求前景看好。

图 2 ACTINIA 2号半潜式海洋钻井平台
2008年全球共有178座半潜式钻井平台，主要分布在英国北海（North Sea）、美国墨西哥湾、巴西、西亚、东南亚等地。

从作业水深方面来看，能用于500米以上深海作业的有108座，占总数的60.7%，500米以内水深的为64座，占比为39.3%。

从钻井深度来看，现役平台绝大部分都超过6,156米，只有3座平台在6,156米以下。

在役的178座半潜式钻井平台中，主要由美国、韩国、日本、挪威等国船厂承制，而设计技术主要归属以下4家公司：美国的F&G，挪威AKERKV AERNER，瑞典GV A Consultants AB 和荷兰MSC。

例如在手持的50座半潜式钻井平台订单，美国的F&G负责设计13座，荷兰MSC负责设计12座，瑞典GV A Consultants AB负责设计6座，挪威AKERKV AERNER 负责设计2座。

这4家设计公司合计设计量（33座）占总量（50座）的66.7%。

半潜式修井平台的概述与发展趋势概述：半潜式修井平台是一种能够在海洋深水区域进行油气勘探和生产的装备。

它是一种结合了悬挂式钻井平台和半潜式生产平台的混合型设施。

半潜式修井平台具备钻井和生产功能，能够在深海环境下钻探井眼、修井并进行生产作业。

半潜式修井平台通常由两个主要部分组成：悬挂式钻井平台和半潜式生产平台。

钻井平台用于进行钻探和修井作业，而生产平台则用于提供生产设施和生活区域。

钻井平台和生产平台可以通过连接系统连接在一起，形成一个完整的半潜式修井平台。

发展趋势：1. 大规模平台的兴起：随着海洋油气资源的需求和勘探开采技术的进步，半潜式修井平台正朝着更大规模的方向发展。

大规模平台能够提供更多的设备和设施，使得作业效率更高，并能够同时处理多个井眼，进一步提高生产能力。

2. 深海水域技术创新：随着深海水域油气资源的重要性不断增加，半潜式修井平台需要适应更为复杂的环境和更深的水深。

因此，未来的发展趋势将集中在技术创新和设备适应性的提高，以满足深海勘探和生产的需求。

3. 环保和可持续性：随着环保意识的加强和可持续能源的重要性不断提高，半潜式修井平台的发展也将注重环保和可持续性。

未来的半潜式修井平台将更多地采用清洁能源和环保技术，减少对环境的影响，同时提高能源利用效率。

4. 自动化和数字化：随着自动化和数字化技术的发展，未来的半潜式修井平台将更加智能化。

自动化技术可以提高操作效率和安全性，减少人力投入，并可以通过数据分析实现更好的作业管理和决策支持。

5. 国际合作与共享：海洋油气勘探和生产通常需要巨大的投资和资源，因此国际合作和共享将成为未来发展的重要方向。

不同国家和公司之间的合作将能够共享资源、分担风险，并带来技术和管理方面的优势，推动半潜式修井平台的发展。

总结：半潜式修井平台是海洋油气勘探和生产的重要装备，其发展趋势主要集中在大规模平台、深海水域技术创新、环保和可持续性、自动化和数字化以及国际合作与共享等方面。

1.平台的分级现在通用的定义为6代，分级的最主要标准是作业水深。

第5代半潜式钻井平台的作业水深在5000英尺左右，第6代则达到10000英尺甚至更多。

2. 动力定位采用锚缆方式定位的作业水深最多不超过3000英尺，对于当今的超深水平台在10000英尺作业时只能采用动力定位。

动力定位的级别通常分为DP1、DP2和DP3。

3. 在建半潜式钻井平台的型式在建及进行升级的49座平台涉及的型式有14种，分属11家设计公司。

其中：1.美国有：F&G ExD、Ensco 85002.瑞典有：GVA 7500N、GVA 40003.荷兰有：MSC DSS 21、MSC DSS 38、MSC DSS 51、MSC TDS 20004.意大利有：Scarabeo_85.挪威有：Bingo 9000、Moss CS50 Mk.II、GM 4000，GM 5000、Aker H6e、SevanSSP6.挪威/新加坡有：Frigstad D90这些平台对应的设计公司如下：No 平台型式 设计公司 网址1 F&G ExD Friede & Goldman 2 Ensco 8500 ENSCO 3 GVA 7500NGVA 4000GVA Consultants AB http://www.gvac.se4 MSC DSS 21MSC DSS 38 GustoMSC“Marine StructureConsultants (MSC) bv”MSC DSS 51MSC TDS 20005 saipen s.p.a http://www.saipem.it6 Bingo 9000 Friede Goldman Halter 已倒闭MOSS MARITIME 7 Moss CS50Mk.IIGLOBE MARITIME 8 GM 4000GM 50009 Aker H6e AKER KVAERNER 10 Sevan SSP SEVAN MARINE ASA 11 Frigstad D90 Harald Frigstad Engineering PteLtd4. 各型平台特点概要No 平台型式 作业水深(ft.) 钻井深度(ft.) 建造(在建)数量1 F&G ExD6500 27500 30000 8128000 30000 110000 40000 12 Ensco 8500 8500 30000 4 4GVA 7500N 7500 30000 4 4 3GVA 4000 3300 25000 2 2MSC DSS 21 10000 30000 3 3 MSC DSS 38 7500 25000 1 1 MSC DSS 51 10000 30000 1 16500 25000 14 MSC TDS 2000750025000 2 35 Scarabeo_8 10000 30000 1 16 Bingo 9000 7500 30000 4 47 Moss CS50 Mk.II 10000 30000 4 4 GM 4000 2500 30000 4 48 GM 50005000119 Aker H6e 10000 30000 4 4 10 Sevan SSP 12500 40000 1 1 11Frigstad D90120005000033注：1. Bingo 9000原是美国Friede Goldman Halter 为OCEAN RIG 设计的，建成两座，后两座只建完船壳。

半潜式钻井平台固定的原理
半潜式钻井平台（Semi-Submersible Drilling Rig）是一种在海上进行钻井作业的浮式平台。

其固定原理是通过使用球ast（吊索系统）和锚链来保持平台在水面上的位置稳定。

半潜式钻井平台的船体结构通常由两个或多个主要浮箱组成，这些浮箱具有足够的浮力来支撑整个平台的重量。

浮箱下方有大型水球ast，这些水球ast通常附有吊索系统，用于调整平台的位置和姿态。

在平台部署时，浮箱会被部分浸入水中，以增加平台的稳定性。

吊索系统将连接到球ast上的锚链上。

锚链会相对于平台下沉，以提供稳定性，同时允许平台在水面上进行垂直运动。

通过调整水球ast的充气或排气量，可以控制平台的浮力，从而调整平台的位置。

如果需要移动平台，可以调整吊索系统的长度，改变锚链的张力，并使用拖船或推进器来改变平台的位置。

在钻井作业期间，半潜式钻井平台会通过电池维持位置的稳定，同时利用定位系统和船舶动力来抵消海流和风力的作用。

总而言之，半潜式钻井平台通过球ast和锚链来固定在水面上的位置，以保持平台的稳定性和安全。

这种设计使得平台能够在恶劣的海洋环境下进行钻井作业。

半潜式钻井平台目录•定义•简介•类型•外型定义具有潜没在水下的浮体（下体或沉箱）并由立柱连接浮体和上部甲板，作业时处于漂浮状态的钻井平台。

简介超深水半潜式钻井平台半潜式钻井平台，又称立柱稳定式钻井平台。

大部分浮体没于水面下的一种小水线面的移动式钻井平台，是从坐底式钻井平台演变而来的。

由平台本体、立柱和下体或浮箱组成。

此外，在下体与下体、立柱与立柱、立柱与平台本体之间还有一些支撑与斜撑连接。

在下体间的连接支撑，一般都设在下体的上方，这样，当平台移位时，可使它位于水线之上，以减小阻力。

平台上设有钻井机械设备、器材和生活舱室等，供钻井工作用。

平台本体高出水面一定高度，以免波浪的冲击。

下体或浮箱提供主要浮力，沉没于水下以减小波浪的扰动力。

平台本体与下体之间连接的立柱，具有小水线面的剖面，主柱与主柱之间相隔适当距离，以保证平台的稳性，所以又有立柱稳定式之称。

半潜式钻井平台的类型有多种，其主要差别在于水下浮体的式样与数目，按下体的式样，大体上可分为沉箱式和下体式两类。

半潜式钻井平台并不像自升式钻井平台那样停留在海床上，反而工作甲板坐落在巨型驳船及中空的支柱上。

钻井平台移动时它们均浮在水面上。

在钻井现场，工人将海水泵入驳船及支柱内以令钻井平台部分浸入水中，亦即其名称半潜式钻井平台所指的意思。

当半潜式钻井平台大部分都浸在水平面下时，它就变成一个用作钻井的稳定平台，只在风吹及水流冲击下稍为移动。

如自升式钻井平台那样，大部分半潜式钻井平台均被拖到钻井现场。

由于它们卓越的稳定性，"半潜式"非常适合在波涛汹涌的海面上进行钻井工作。

半潜式钻井平台可在水深至10000英尺的地方运作。

类型半潜式钻井平台的类型有多种，其主要差别在于水下浮体的式样与数目，按下体的式样，大体上可分为沉箱式和下体式两类。

沉箱式沉箱式是将几根立柱布置在同一个圆周上，每一根立柱下方设一个下体，称为沉箱。

沉箱的剖面有圆形、矩形、靴形。

半潜式平台平台主体部分沉没于海面以下的钻井平台。

它由平台甲板、立柱和下体(或沉箱)组成。

平台甲板为钻井工作场所。

立柱连接于平台甲板和下体之间，起支撑作用。

下体控制平台沉没水下的深度。

钻井作业时沉箱中注入压载水，使平台大部分沉没于水面以下，以减小波浪的扰动力。

作业结束时，抽出沉箱中的压载水，平台上升，浮至水面进入自航或拖航状态。

这种平台在钻井作业时还需要锚泊定位或动力定位，以增加其稳定性。

它适宜在300-600m水深的海域钻井作业。

平台有一些巨大的垂直支柱（column）连接着底部很大的浮体（pontoon）。

这种结构物上支持一个平台甲板、井架、设备、供应品和人员生活场所均布置其上。

供应船和直升机载钻井点和海岸之间运输器材和人员。

平台拖航时一般在pontoon draft，到达目的地后（可能是拖航也可能自己推进），在浮体中注入海水使平台部分下潜，知道他的大部分结构在海面一下（operation draft），但是平台甲板距离海面要有足够的高度，要考虑设计海况的最大波高以及垂荡时的位移。

平台的运动响应六个自由度的运动方面，surge、sway和yaw 对锚链分析很重要，或是对DP的动力分析如thruster选择engine sizing很关键。

而heave，pitch and roll则是平台机器工作的关键，因为平台或是钻井或是生产用的都有drill pipe或是riser与海底相连，而且考虑到平台上人员与机器工作的条件。

大家知道，平台一般受风浪流的作用力。

风力一般根据class rules选择截面形状系数和根据高度选择高度系数，然后加起来就是，流力也差不多，不过要根据当地的metocean data，不同的地方流截面不同的。

大部分都是水表面比较大，水越深流越小。

波浪力比较复杂，一般来讲波浪力分为动压力（主要与距水面距离和结构物面积有关）、加速度-质量加附加质量力（与结构物形状大小有关）和拖曳力（与波浪速度有关，要积分）。

半潜式平台工作原理和结构特点分析半潜式平台工作原理和结构特点分析提要半潜式平台工作原理、性能特.点、类型、结构组成和特.点分析，设计工况及其在近海石油勘探开发中的作用。

关键词半潜式平台立柱结构1半潜式平台工作原理半潜式平台是浮动型的移动式平台，其稳性主要靠稳性立柱，它也是柱稳式平台。

柱稳式平台包括半潜式和坐底式平台，坐底式平台在浅水作业，半潜式平台主要在深水作业，但也可以在浅水坐底作业，作业时和坐底式平台性能相同。

半潜式平台是用数个具有浮力的立柱将上壳体连接到下壳体或柱靴上，并由其浮力支持的平台。

在深水半潜作业时，下壳体或柱靴潜入水中，立柱局部潜入水中，为半潜状态;浅水坐底作业时，下壳体或柱靴坐在海底为坐底状态。

半潜式钻井平台的产生晚于浮船式(水面式)平台，它是克服了浮船式钻井平台抗风浪性能差的缺点而产生的。

它可以在深水海域、恶劣环境条件下作业，具有良好的运动特性，抗风浪性能好。

半潜式平台在设计中巧妙地运用了以下原理，使其减小外力，增加稳性，具有良好的性能。

1.1利用半潜原理减小平台的波浪力半潜式平台最大特点是半潜作业，半潜状态下，将大体积的下壳体或柱靴潜到水下一定深度，从而使波浪力大大减小，避开了海面波浪作用区，因此，它比浮船式平台浮在海面所受的波浪力小得多。

1.2利用稳定大立柱和立柱大间距原理增加平台稳性半潜式平台另一特点是柱稳式平台，即利用立柱保证平台的稳性。

它在半潜状态时，其水线面积主要是立柱的水线面积，水线面积虽不大，但立柱间距较大，因而平台的惯性矩较大，使其有较大的初稳性高度。

它比浮船式平台惯性矩大得多。

1.3利用外力互相抑制原理减小平台运动合理地选择平台立柱横向和纵向间距，可以使外力互相抵消一部分，而使平台运动减小。

例如对于两个下壳体、左右两排立柱的半潜式平台，当立柱横向间距设计为波浪的半波长时，作用在平台两边的立柱、下壳体的波浪‘盼性力大小相等，方向相反，互相平衡，使平台运动减小。

第五章半潜式海洋钻井平台第一节半潜式钻井平台简介一、半潜式平台应用背景辽阔的海洋蕴藏着丰富的资源，其中油气资源的开发是海洋资源开发的重要组成部分。

海洋的平均水深为3730米，其中90%以上海洋面积的水深在200米至6000米之间，74%以上的水深在3000米到6000米间，而目前已探明的海洋石油储量80%以上在水深500米以内，因此有大量的海域面积还有待勘探。

随着世界油气需求的增加，陆上及近海常规水深的开发已趋饱和，海底油气的开采向深水域（水深450-1500米）和超深水域（水深1500米以上）发展。

随着水深的增加，传统的导管架和重力式等平台由于自重和成本的大幅度增大而不适合深水开发，因此适合于深海作业的钻采生产系统成为了研究的热点。

近几十年来，由于墨西哥湾、巴西、西非、北海等深水油气的不断开发，涌现出多种适于深海油气钻采生产的平台型式：张力腿平台（TLP）、Spar、半潜式平台（Semisubmersible）等，其外形及对比如下：半潜式平台又称立柱稳定式平台（Stable Column Platform），是浮式海洋平台的一种常见类型。

半潜式平台由平台主体、立柱（Column）、下体（Submerged Body）或浮箱（Buoyancy Tank）组成，在下体与下体、立柱与立柱、立柱与平台之间通常布置一些支撑连接。

平台上设有钻井机械设备、器材和生活舱室等，供钻井工作用。

平台本体高出水面一定高度，以免波浪的冲击；下体或浮箱提供主要浮力，沉没于水下以减少波浪的干扰力（当波长和平台长度处于某些比值时，立柱和浮体上的波浪作用力能互相抵消,从而使作用在平台上的作用力很小，理论上甚至可以等于零）；平台本体与下体之间连接的立柱，具有小水线面的剖面，使得它具有较大的固有周期，不大可能和波谱的主要成分波发生共振，达到减小运动响应的目的；立柱与立柱之间相隔适当的距离，以保证平台的稳定。

因而，半潜式海洋钻井平台具有极强的抗风浪能力、优良的运动性能、巨大的甲板面积和装载容量、高效的作业效率、易于改造并具备钻井、修井、生产等多种工作功能，无需海上安装，全球全天候的工作能力和自存能力等优点。