自升式钻井平台

全球海洋平台及中国自升式平台概述0842813409 曹剑锋今年1-10月，航运业持续低迷，BDI指数仍在低处徘徊，许多中小型船厂面临破产风险，大型船厂纷纷转向海工市场，今天就来说说海工装备的重头戏——钻井平台。

一、全球海洋钻井平台市场发展迅速过去几十年，石油工业从浅海到深海再到超深海不断扩张。

海洋油气总产量占全球油气总产量的比例已从1997年的20%上升到目前的40%以上，其中深海油气产量约占海洋油气产量的30%以上。

在世界已发现的油气可采储量中，海洋油气约占41%。

一些海域尤其是深海和北极地区的勘探程度还很低，因此海洋油气资源的潜力仍然很大。

海洋油气的产量和储量一直保持较快增长，也带动了海洋钻井平台市场的发展。

上世纪四十年代驳船首次用于近海勘探钻井，1956年出现了钻井船，1961年半潜式钻井平台问世。

目前海洋钻井平台大致可以分为8类，即钻井驳船、钻井船、内陆驳、自升式钻井平台、平台钻机、半潜式钻井平台、座底式平台和钻井模块。

根据RIGZONE网站统计，截至2009年9月，全球海洋钻井平台总数（包括商用平台和非商用平台）达到1249部。

海洋钻井平台的作业能力也发展迅速，目前深水钻井平台的最大作业水深已经达到3600米（12000英尺），最大钻井深度达到11800米（39000英尺）。

例如，Noble公司新建的半潜式平台Danny Adkins和Frontier Drilling公司的Bully Ⅰ和Bully Ⅱ钻井船等都达到了这种能力。

随着作业水深能力的不断进步，深水的定义也在不断扩大。

1998年以前，水深大于200米就认为是深海，1998年以后深水定义扩大到300米，而现在国际上认为水深大于1350米（4500英尺）才为深水。

目前，全球共有约143家公司从事海上钻井，其中海上钻井承包商大约90家，其余为综合性石油公司。

钻井承包商中拥有5部钻井平台以上的约50家，拥有作业水深能力超过600米的钻井平台承包商43家；另外一些综合性公司以及巴西、印度、俄罗斯等国家石油公司也拥有相当数量的海洋钻井平台，但几乎不参与市场竞争。

自升式钻井平台技术发展趋势摘要：自升式钻井平台属于海上移动式平台，被广泛运用在现代海洋油气资源的开发，其定位能力强和作业稳定性好的特点使其在大陆架海域的油气勘探和开发中居重要地位。

自升式钻井平台适用于不同海底地层条件和较大水深范围，移动灵活方便且便于建造，在全球现有海上钻井平台中约占到40%。

工程实践中，自升式平台灾难性事故主要有:平台倾覆、桩腿入泥过深拔桩困难、桩腿穿刺等，这些与海洋地基承载力及其稳定性息息相关。

而在钻井平台插桩过程中，穿刺事故是钻井平台作业期间的最大风险因素，根据挪威HSE统计资料表明，穿刺事故约占平台总事故的53%。

自升式钻井平台插桩深度分析要求高，难度大，可检验性非常强。

已有的工程实践分析表明，钻孔的布置、场地的地质情况、土性评价和土质参数选用、计算模型的选择、地区经验、桩靴压载速率和荷载增量是影响钻井平台插桩分析准确与否的关键。

根据国内近海数百个井场的调查和分析发现，近海大部分区域插桩分析的预测结果与实际结果基本吻合，但是对于某些复杂地层，如两硬地层夹一软弱层、硬地层与软弱层反复交替出现等，仍存在预测不准的情况。

因此，钻井平台在复杂地层中的插桩深度分析及穿刺分析，是工程分析中的重点关注对象，也是钻井平台插桩作业时关注的焦点。

基于此，本篇文章对自升式钻井平台技术发展趋势进行研究，以供参考。

关键词：自升式；钻井平台技术；发展趋势引言自升式钻井平台带有能够自由升降的桩腿，作业时，桩腿下伸到海底，站立在海床上，利用桩腿托起船体，并使船体底部离开海面一定的距离，保证船体不承受波浪载荷，从而实现平台安全地钻井和采油等功能。

由于井口处海床地质复杂，土体强度非均匀系数等参数变化对桩靴承载力的影响，平台插桩后3个桩腿载荷分布不同，受力大的桩靴容易穿透海床黏土层而失稳侧倾，待主船体部分入水产生浮力，提供回复力矩，平台慢慢扶正。

在总结其技术的同时，提出了数字化、环保技术等等。

1自升式钻井平台技术1.1水深选型自升式钻井平台在海上被动航行，是被拖物，需要主拖船拖航。

第1章海上平台发展简史序言简单介绍一下：海洋自升式钻井平台为钢质、非自航平台，通常由一个驳船式船体，和若干(至少三只)能升降并能起支撑作用的桩腿组成。

船体平面形状可以是三角形、矩形或五边形，驳船体要有足够的浮力，船体甲板上和船舱内安装有钻井设备和为钻井工程所需的其它设备。

经拖航到达工作地点。

作业时，平台船体被桩腿抬升到海面以上并支撑住。

完井转移时，驳船体下降到水面，依靠浮力把桩腿拔起收回，即可拖运到另一地点。

桩腿结构根据工作水深的不同，有圆形、方形或三角桁架形式。

桩腿下端一般设置“桩靴”或独立的小沉垫。

桩腿结构可以是封闭壳体式，也可以是构架式。

桩腿升降机构有液压升降式和电动齿轮齿条升降式。

海洋自升式钻井平台的特点是浮运方便,作业时稳定性好，适用水深为5～120米。

这种平台是应用最广的平台之一。

我国是一个海洋大国，拥有约300万平方公里管辖海域和18000公里海岸线，面积500平方米以上的海岛有5000多个，海洋资源十分丰富。

海洋开发关系国家安全和权益。

随着国际形势的变化和我国综合国力的增长，发展海洋事业、建设海洋强国的重要性和迫切性日益突显，海洋工程科技已被列入国家中长期科学和技术发展规划。

深海工程装备的设计研发是我国海洋工程装备发展的瓶颈，只有突破若干关键技术、系统地提高设计研发能力，才能够推进我国海洋装备产业和深海资源开发的全面发展。

由于深海自然环境条件严酷，深海平台必须具备进入恶劣的海洋环境作业的能力。

300米～3000米范围的深海工程问题是我国海洋工程学术界和工业部门的热点，其核心问题是深海平台的安全性。

国内对深海工程施工过程的研究较少，结构物下水、拖运、施工、安装问题的研究也不充分。

在海洋环境条件中，最重要的科学问题之一就是海洋波浪，非线性水波动力学问题的研究是深海和超深海资源开发中的一个重要的、前提性的共性研究领域。

深海基础工程研究领域中其他重要科学问题还有：复杂应力条件下海洋土的变形与强度特性的试验研究与理论分析等；需突破的关键技术有：新型深水海洋基础型式的建造与施工技术、海洋工程地质灾害与土工破坏的监测技术与实时监控系统等。

《装备维修技术》2021年第13期独立圆柱桩腿自升式钻井平台浅水区拖航作业程序及注意事项靳从升1 郭晓亮2 徐宣锋3 孟庆树4（中国石油集团海洋工程有限公司，天津 300280）摘 要：自升式钻井平台是目前海洋石油勘探开发的常用船舶设备，钢质非自航，需借助船舶移动，具有移位方便、适应水深广泛等优点，目前被广泛应用于浅水区的石油勘探开发中，因此了解自升式钻井平台的拖航程序及相应的注意事项，对确保自升式钻井平台的安全作业有着重要的指导意义。

关键词：自升式钻井平台；浅水区；托航程序引言：中油海7平台为独立圆柱桩腿自升式钻井平台。

平台作业范围为渤海湾地区水深5～40m内泥砂质及淤泥质海域或相似条件的其他海域。

平台主体为箱形结构，平面形状接近三角形。

平台自重6204吨，空船平均吃水2.9米；平台设有3根桩腿，桩腿为圆柱形，艉二艏一，桩腿下端设有桩靴（桩腿区域甲板下船体有足够空间，拖航时桩靴可完全收回到平台体内），浅水区一般指基准水深在2.3-2.5米，高潮位时水深可达4.7-5米，平台移位只能通过等待合适的潮位差才能进行的作业区域，本文主要以中油海7自升式钻井平台为例进行详细说明。

1 浅水区作业拖航前的准备工作1.1减载物资：中油海7平台钻完井后的物资减载一般包括钻具、防喷器、燃烧臂及其他备用重量较大的物资，物资减载一般需要2-3天，需要两条2000HP的船舶。

1.2办理船舶进出港签证：拖航进入进出港区时一般提前4小时向海事局申请办理进出港签证。

1.3聘请拖航船长：拖航船长主要负责平台的定位及拖轮的协调工作。

1.4编写拖航文件：编写拖航应急预案并向项目部或运行科进行申请批准，同时申请拖航计划书。

1.5一般拖航前3-5天申请具有资质的船级社上平台进行拖航检验：包括但不限于拖曳系统检验、稳性计算、消防救生设备检验、平台物资固定等并发适拖证书。

1.6船舶选定：根据浅水区拖航作业水深及拖航距离选择好合适的船型。

1.7检查压载设备、舱室水密、冲桩系统、应急物资、升降系统、通讯、拖曳系统等是否完好或功能正常。

自升式钻井平台设计规范与技术研究周佳;任铁;龚诗【摘要】自升式钻井平台广泛应用于近海油气资源开发.随着设计开发和研究的不断深入,其应用已逐步向中等水深过渡.与此同时,船级社的规范要求也伴随着审查和检验经验的丰富,不断贴合实际并增补内容.此外,设计技术和计算能力的发展,也为自升式钻井平台的开发提供了有力保证.以往通过经验性或估算的设计值,现在可以通过数值分析取得更准确合理的评估结果.文中跟踪主流船级社自升式平台规范的发展和更新,结合JU2000E和CJ50型平台设计开发经验,对自升式钻井平台的设计开发技术进行对比讨论.相关结论可供海洋工程设计者参考.【期刊名称】《船舶》【年(卷),期】2017(028)001【总页数】5页(P16-20)【关键词】自升式钻井平台;设计;规范【作者】周佳;任铁;龚诗【作者单位】中国船舶及海洋工程设计研究院上海200011;中国船舶及海洋工程设计研究院上海200011;上海外高桥船舶及海洋工程设计研究院上海200137【正文语种】中文【中图分类】U674.38+1自升式钻井平台最先出现在美国。

其作业区已由浅滩发展至浅水，目前正不断向深水甚至极地等环境条件恶劣的区域拓展。

当今，主流新开发的自升式平台作业水深已超百米，甚至某些高等级平台称其作业水深已达到约200 m［1］。

自升式钻井平台通常为方形（四桩腿）或三角形（三桩腿）主船体，通过升降及锁紧机构与桩腿相连。

桩腿通常分为壳体式和桁架式两类，壳体式桩腿（圆柱或方柱）一般只用于60～70 m以下的水深，而深水自升式平台一般都使用桁架式桩腿。

平台就位后，桩腿从围井区下放，桩靴（或沉垫）插入海底，主船体抬升离开水面并预留一定气隙。

平台工作时，悬臂梁结构外伸配合钻台就位，实施钻探作业。

悬臂梁主体一般为框架结构，井架和钻台均安装于悬臂梁，悬臂梁通过轨道及滑动装置与主甲板连接。

在各类离岸钻采装备中，由于自升式平台的大型结构部件之间经常发生相对移动，需各部分协同配合，因此设计难度很大，建造精度要求也最高。

王弈作于2013、10、14转用请注明出处。

目录1 2 3 4海洋平台定义及其分类自升式平台定义、起源及简介国内、国外自升式平台发展情况主要设计公司海洋平台:为在海上进行钻井、采油、集运、观测、导航、施工等活动提供生产和生活设施的构筑物。

　各类平台的适用范围•固定式平台整体稳定性好，抗风暴的能力强。

缺点是机动性能差,一经下沉定位固定。

•桩基平台属钻井、采油平台,工作水深一般在十余米到200米的范围内（个别平台超过300米）,是目前世界上使用最多的一种平台。

•张力腿式平台及拉索塔式平台是两种适合于大深度海域（200米以上）的平台结构。

是近年来发展起来的新结构型式，但仍处于研究试制的阶段。

各类平台的适用范围•坐底式平台特别适合于浅海(10米左右及岸边的潮间区)油田的钻井和采油工作。

•自升式平台和半潜式平台主要是供钻井之用，当油田的规模很小而又不宜设置固定式平台时，也可做采油用。

活动式平台整体稳定性较差，对地基及环境条件有一定的要求。

自升式平台由平台机构、桩腿和升降机构以及生活楼等组成。

一般无自航能力。

工作时桩腿下放插入海底，并对桩腿进行预压，以保证平台遇到风暴时桩腿不致下陷。

完井后平台降到海面，拔出桩腿并全部提起，由拖轮拖到新的井位。

自升式海洋平台，英语为Jack-Up。

为什么不叫Jack-Pan？！19世纪50年代初，美国人R.G.Letourneau对于海洋石油开采平台，提出了全新的设计理念：Jack up。

其目的是为了满足到比坐底式钻井平台更深更远的海洋里去。

老布什带小布什一起参加了交付仪式人类为什么会想到大量做自升式海洋平台这个东东呢？1973 年～1974年和1979 年～1980 年的两次石油危机,促使大量资金投入岸外海事业,掀起一股发掘新油田和钻油的热潮。

其后20 年间,国际油价维持在每桶18 美元左右,接近当时海洋石油开发的成本价。

至1990 年代末,全世界82 家建造钻井平台的船厂有74 家关闭,只剩8 家营运。