有关半潜式钻井平台的概述docx4

1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:theoceanisextremelyrichinnaturalresources,asasemi-submersibledrillingplatformcanzoneassignmentsinthedeepoceanplatform,isveryimportanttothedevelopmentoftheMarineresources,thispapermainlyintroducesthedevelopmenthistoryandstatusquoofsemi-submersibleplatform,analysisitsstructurecharacteristics,describesitsworkingprincipleandapplicableconditionsandrelevantsemi-submersibledrillingplatformtheapplicationofthelatesttechnology,etcKeywords:semi-submersibleoffshoreplatform,positioning,theworkingdepth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。在这种背景下，半潜式钻井平台作为一种能够在深水甚至是超深水域作业的海洋平台，自然有其至关重要的作用。半潜式钻井平台工作原理和适用条件半潜式平台作为一种被广泛使用的海洋平台，可以依靠本身的浮力和动力装置（或有其他设备提供动力）进行移动，稳性主要依靠稳性立柱，半潜式海洋钻井平台不仅可以在深水区作业，而且可以在浅水区作业。半潜式平台由上壳体和下壳体或柱靴组成，下壳体或柱靴与上壳体的连接依靠稳性立柱来实现，同时立柱为平台提供足够的浮力作为支撑。随着平台作业区域的改变，半潜式平台的状态也发生改变，在深水区作业时，平台处于半潜状态，在浅水区作业时，平台的下部沉入水底。早期的海洋平台的抗风浪能力较差，人们为克服这个缺点，发展了半潜式钻井平台。半潜式钻井平台具有很好的运动性，由于海上的波浪大多分布在水表面，海水深处波浪很少，故当半潜式钻井平台处于半潜状态时，可以有效减少平台所受的波浪力，为了增加平台的稳定性，通常采用稳定的大立柱同时增大立柱间的距离，利用外力互相抵消原理减小平台运动。使之即使在恶劣的环境下也能高效，安全的作业。半潜式平台发展历史和现状20世纪60年代初期，世界上第一座半潜式钻井平台诞生，至今为止已经发展了6代产品，其工作水深也由第一座平台的100米增加到如今的3000米，钻井深度也不断增加。第一座半潜式钻井平台的作业范围为90-180米，定位系统采用的是锚泊。OceanDriller是世界上首座半潜式钻井平台，下浮体有三根立柱，甲板的形状是Ｖ形。后来也相继生产了2RigNO.1等半潜式钻井平台，但由于处于半潜式钻井平台的起步阶段，这个时期平台的结构的设计水平很低，作业效率也很低。20世纪70年代，第二代半潜式钻井平台开始出现，这个时期的平台以OceanBaroness,NobleTheraldMartin等为代表，较第一代半潜式钻井平台而言第二代半潜式钻井平台作业水深增加至180－600米，定位仍然采用传统的锚泊，设备的自动化程度并无显著提高。20世纪80年代初期年以Sedco714,AtwoodHunter,AtwoodEagle,AtwoodFalcon等为代表的第三代半潜式钻井平台出现，作业水深进一步加大，至450-1500米，这时的半潜式钻井平台结构得到一定程度的优化，定位系统还是锚泊，平台上设备的自动化程度较第一代而言有所提高但仍然处于较低水平。20世纪90年代末，以第四代半潜式钻井平台出现，那时它的作业水深已能达到1000-2000米，这时的定位系统已不再是单一的锚泊，而是以锚泊为主，推进器辅助定位为辅。平台上设备的自动化程度显著提高，可变载荷加大，这时期的半潜式钻井平台以Jackbates为代表。20世纪初期，出现了以SedcoExpress为代表的第五代半潜式钻井平台，其最大作业水深达到了3600米，钻井深度达到11430米，9平台定位由动力定位，锚泊定位共同控制。世界上现役最先进的半潜式钻井平台是第六代半潜式钻井平台。第6代半潜式钻井平台作业水深较第5代半潜式钻井平台来说并未出现大的增长，但是平台的定位系统的研究有了很大的突破，完全采用动力定位系统，这样就保证了平台能够适应更多更恶劣的的工况。此外平台上设备自动化程度的提高也使平台的作业效率获得了显著的提升。目前世界上主要有美国，挪威，新加坡，瑞典，荷兰等少数国家的极少数公司能够设计。半潜式钻井平台的建造周期很长，能够承建半潜式钻井平台的公司也较少，主要分布在新加坡，韩国，美国，挪威等几个国家。近几年来随着我国的海工产业的发展和海洋工程研发进度的推进，也具备了承建先进半潜式钻井平台的能力。半潜式平台结构特点半潜式平台包括几种重要的组成部分，主要有上部平台，下部浮体，立柱，撑杆和重要节点。上部平台用来布置一系列生产设备和生活设施，由于上浮体上的甲板通常会覆盖下浮体的整宽和大部分的整长，所以半潜式钻井平台具备很大的甲板面积。立柱作为一种柱形结构，多为圆形，也有的是方形，一方面连接半潜式钻井平台的上下两部分，另一方面为平台提供浮力，为了保证平台具有足够的稳性，立柱的直径一般很大。下壳体是下浮体结构，保证半潜式海洋平台具有足够的浮力克服自身重力的影响，下壳体设有压载水舱，通过压载水舱内水的排出和注入来实现半潜式钻井平台的上浮和下沉。撑杆分为水平撑杆，垂直撑杆和空间撑杆，平台的各部分结构通过撑杆连接为一个整体，其形状多为圆形。节点具有很多种不同的形式。合理的选取节点形式，避免较大的应力集中，对于保证平台3结构的连续性和稳定性具有重要意义。半潜式平台最新技术的应用由半潜式钻井平台的发展历史可知，受制于计算机技术的发展，早期的半潜式钻井平台采用锚泊进行定位，但随着采油不断向深水推进，平台的作业环境变得更加恶劣，单纯的锚泊系统已经不能满足安全定位的需要，故现在半潜式钻井平台大多采用DP3动力定位系统，通过计算机控制技术的应用，可以使半潜式钻井平台工作时处于预先设置好的位置，或者保证平台运动时的运动轨迹与设定轨迹相同。结语随着人类社会对能源的不断消耗，陆地上易开发的资源不断的减少且不可再生，人类社会发展所依赖的资源将在很大程度上依赖于海洋，但我国的深海资源开发技术仍然处于较低水平，为了获得更多的发展资源，我们应当加大海洋工程装备的研发力度，在海洋资源的开发中占据有利地位。参考文献[1]聂武，孙丽萍，李志彬，曾志强.海洋结构设计.哈尔滨：哈尔滨船舶工程学院出版社.1992[2]任贵永.海洋活动式平台.天津大学出版社.1992[3]聂武,李治彬.海洋工程概论.哈尔滨船舶工程学院出版社.1991[4]伊凡JH，阿达姆恰克ＪＣ．海洋工程结构．麻省理工学院[5]胡辛禾.第五代海上半潜式钻机[J].石油机械.2001.29（4）：57-1[6]杨金华.全球深水钻井装置发展及现状[J].国际石油经济.2006（4）：37-38[7]安国亭，卢佩琼.海洋石油开发工艺与设备[M].天津：天津大学出版社.2001[8]半潜式钻井平台主要性能参数[R].中国船舶工业第708研究所档案信息中心2003