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海上钻井平台为什么能经受住海浪的冲击?

发布时间:2018年07月17日
来源:钻井人生(2018-07-14 )

1988712日,北海上的“风笛手阿尔发号”石油钻井平台出了事故,火焰吞噬了这座平台。之后的爆炸又把屹立海上12年之久的钻井台炸毁。其实,钻井平台除了怕火之外,还是很坚固的,能经受海浪的冲击。那么,它是如何做到的呢?一起来看一下吧!

 

辽阔的海洋蕴藏着无数的石油能源和矿物宝藏,开发海洋已成为现代高新技术发展的一个很重要的领域。海上钻井平台,就是一种进行海上作业的基地。它屹立在海面上,通常有几千平方米的甲板,上面有各种大型机械设备,如巨型吊车、高高的钻探井架、各种采矿机器,还有存放仪器和供工作人员生活的房屋等。

 

许多人以为,钻井平台的下部一定是牢牢地建筑在海底岩石上,否则它怎么能稳稳地挺立在波涛汹涌的海面上呢?


其实,海上钻井平台有很多种,它们的固定方式也各不一样。

最早的驳船式钻井平台诞生于1937年,驳船上安装着钻井设备,作业时将驳船底“坐”到海底,但船体并不全部沉到水下;开采结束后,驳船连同设备上浮,再航移到另一个井位。显然,这种钻井平台只能在浅水处作业。

后来出现了沉浮式钻井平台,它由立柱支撑在海底,钻井设备可上下沉浮,因此能适应在几米到几十米深的海洋中钻探。

而浮动式钻井平台实际是一种特殊的船体,它完全是靠巨型船锚来固定位置(后来又发展成动力定位)。不过,这种完全漂浮在海面上作业的平台形式,不太可能在气候易变、风浪强烈的远海海面进行有效的作业,很容易受风浪影响而停工。

为了克服以往钻井平台抗风浪性差的弱点,人们自然而然地想到了在海上建造固定的钻井平台。

1947年,在墨西哥湾建成了世界上第一座钢导管架固定式平台。固定式平台虽然稳定性良好,但其耗资巨大,所用材料也十分惊人。

目前最大的固定式钢结构平台,建在水深,312米处,重达59 000吨,耗资2.75亿美元;

而最大的钢筋混凝土平台总高度达271米,总重达到36.7万吨,耗资将近20亿美元!而且,这种钻井平台被固定在一个地点钻探,利用率受到根本性的限制。此外,固定式钻井平台如要向更深的海底进军,消耗的资金、材料将成倍增加。


有没有一种更好的钻井平台形式,既具有良好的抗风浪性能,又能转移钻探地点以提高使用效率呢?钻井平台设计师的目光又回到了活动式平台上,并设计制造出性能优异的半潜式钻井平台。

半潜式钻井平台的最大优点就是稳定性好。它由数根立柱将巨大的平台支撑出水面,长长的立柱深入海水中,下方有浮力很大的巨型浮箱,通过调节浮箱内海水的容量来控制整个平台的深潜程度,这和潜水艇的原理极为相似。由于浮箱所处的深度位置海水动荡较小,而近海面部分冲击力较大的海浪对立柱的影响又相当有限,因此大跨度的半潜式钻井平台稳定性非常好,足以承受12级以上的大风和2030米高的海浪。


随着海上钻井平台技术的不断发展,一种更新型的张力腿式平台又出现了。这种平台在半潜式平台的基础上,利用特有的张力腿结构,将平台临时锚固在海底基础上,并充分发挥了钢制垂直构件耐拉性好的特点,更好地限制了钻井平台横向漂移的倾向,能在近千米水深的海上钻探。可以预见,海上钻井平台的不断发展,将为人类开发海洋作出更大的贡献。


[责任编辑:dc]

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