深海海洋平台发展现状及特性研究
发布时间：2023-01-25 21:55:09
实用科技 深海海洋平台发展现状及特性研究 管文浩 国家知识产权局专利局专利审查协作河南中心 河南郑州４５０００２ 摘要：面积广阔的海洋蕴藏了非常丰富的油气资源，世界各国对于油气资源的巨大需求推动了石油开采从浅海到深海的发展，深海 海洋平台成为了研究的前沿课题。当前世界上主流的深海海洋平台主要有以下四种：张力腿平台、单柱式平台、半潜式平台和浮式生产储油 系统。本文对于深海海洋平台的发展现状及各类型平台的特性进行了研究。 关键词：海洋；平台；深海 随着我国经济社会的发展，油气资源的消耗也越来越大，陆地 ４半潜式平台特性研究 上的资源已经无法满足这个缺口。海洋尤其是深海，拥有着比陆地 １９６１年诞生了全球第一座半潜式平台（Ｓｅｍｉｓｕｂｍｅｒｓｉｂｌｅ），至今 更加丰富的油气资源，为了开采这些资源，深海海洋平台成为了研 半潜式平台 究的前沿课题。 已经发展到了第六代。半潜式平台主要包括平台上体结构、下 １深海海洋平台的发展现状 部浮体结构和连接平台上体结构和下部浮体结构的立柱结构。平台 根据国际上通用的浅海、深海和超深海的划分方法，通常将水 的上体结构通常高于水面一定的距离，这样可以减少波浪的作用 深小于５００ｍ的海称为浅海，水深大于５００ｍ小于１５００ｍ的海称为 力，平台的下部浮体结构位于水下一定的深度，以减少波浪的扰动， 深海，水深大于１５００ｍ的海为超深海。当前世界上主流的深海海洋 立柱结构具有较小的水线面，使得平台的固有周期较大，减小共振， 平台主要有以下四种：张力腿平台（ＴＩ２）、单柱式平台（ＳＰＡＲ）、半潜 可以维持平台的稳定。半潜式钻井平台通常可以采用锚？自定位和，或 式平台（Ｓｅｍｉｓｕｂｍｅｒｓｉｂｌｅ）和浮式生产储油系统（ＦＰＳＯ）。 动力定位进行定位。 ２张力腿平台特性研究 半潜式平台的优点主要有设计和建造技术比较成熟，相对容 张力腿平台，又称ＴＬＰ平台，它是一种顺应式的深水采油平台， 易，具有一定的储油能力，工作水深范围广。半潜式平台的缺点主要 它的概念最早是由美国学者Ｒ．Ｄ．Ｍａｒｓｈ于１９５４年提出的。张力腿平 有只能采用湿式采油树，操作较为困难，运动性能均较差。 台由平台主体结构、张力腿结构和海底锚固结构三大部分组成。平 ５浮式生产储油系统特性研究 台主体结构上层模块、立柱模块和下层模块。上层模块为生产和生 浮式生产储油系统，又称ＦＰＳＯ，它是集成石油生产、储存和装 活模块，进行生产和生活作业，立柱模块和下层模块为张力腿平台 卸于一体的综合性的深海海洋平台。它的外形与普通油轮比较相 提供巨大的浮力，该浮力远远超过平台自身的重量，使得张力腿产 似，但是复杂程度和功能却不可同日而语。它通常包括上部结构、船 生张紧力。在张紧力的作用下，平台容易维持一个较稳定的状态，几 体和系泊结构三大部分。上部结构位于船体主甲板以上，为工作人 乎不会发生竖向位移和转动。张力腿平台适合采用干式采油树结 员的生产和生活区域，船体的主甲板以下可以设置储油舱室，用来 构，可以大大降低生产成本。张力腿平台又可以细分为传统式张力 储存开采的石油。浮式生产储油系统通常采用单点系泊的方式进行 腿平台（Ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ ＴＬＰ）、海之星张力腿平台（Ｓｅａｓｔａｒ ＴＬＰ）、伸张 系泊，并且船体通常具有转塔部件，可以使得船体自由转动，以减少 式张力腿平台（ＥＴＬＰ）和ＭＯＳＥＳ张力腿平台（ＭＯＳＥＳ ＴＬＰ）。 海浪等载荷对船体的干扰。 张力腿平台的主要优点是水平面内的运动为顺应式，平台整体 浮式生产储油系统的优点主要在于相关设计和建造技术比较 较为平稳，运动特性好，横摇、纵摇和垂荡的幅度较小，适宜于采用 成熟，投资较少，周期较短，维修和保养方便，储油能力较强，抵抗风 干式采油树结构，张力腿平台的主要缺点是张力腿的连接部位容易 浪干扰能力较强，移动方便，浮式生产储油系统的缺点主要有采用 产生应力集中，通常不具备储油能力。 湿式采油树，操作复杂。 ３单柱式平台特性研究 ６总结 单柱式平台，又称ＳＰＡＲ平台，它是一种通常呈圆柱形的深水采 随着陆地的油气资源逐渐走向枯竭，人类加快了向海洋进军的 油平台。它由Ｅｄｗａｒｄ Ｅ．Ｈｏｒｔｏｎ于１９８７年在张力腿平台的基础上提 步伐。我国的南海蕴藏了非常丰富的石油和天然气资源，它必然会 出。单柱式平台的重心通常低于浮心，能保证较好的稳性，它的运动 成为我国未来海洋战略的重中之重。而开发合适的深海海洋平台， 性能好，适用水深范围广。单注式平台的吃水较深，水线面积较小， 已经刻不容缓。与西方发达国家相比，我国目前关于深海海洋平台 可以采用干式采油树结构，同时还具备较大的储油能力。单柱式平 的科研能力还远远不足，今后应当更加重视深海海洋平台的开发和 台可以分为平台上体结构、平台主体结构和平台系泊结构三部分。 研究，为我国的经济和社会发展提供源源不断的能源支持，这对于 单柱式平台按照发展历程可以分为三代。 维护我国的海洋权益和提升我国能源的稳定供应具有重要的现实 第一代是经典式Ｓｐａｒ平台（Ｃｌａｓｓｉｃ Ｓｐａｒ），又称箱式Ｓｐａｒ平台， 意义和深远的战略意义。 第二代是桁架式Ｓｐａｒ平台，第三代是蜂巢式Ｓｐａｒ平台。这三种平台 的主要区别在于平台的主体结构，其平台的上体结构和系泊结构基 参考文献： 本相同。 ［１】方华灿．深水平台用的石油装备的新发展［Ｊ】．中国海洋平台，２０１０， 单柱式平台的主要优点有平台构造简单、稳定性较强、水线面 ２５（１）：１—７． 面积较小、运动特性好，具备储油能力，可以采用干式采油树结构， 【２】刘海霞．深海半潜式钻井平台的发展［Ｊ］
