淺海采油平臺的研發(fā)動態(tài)

摘 要：采油平臺是海上石油開發(fā)建設(shè)投資的重要組成部分。減少平臺載荷、簡化平臺結(jié)構(gòu)、降低平臺建造成本，提高淺海油田開發(fā)的經(jīng)濟(jì)性是采油平臺的研發(fā)方向。文章簡要介紹了國內(nèi)外淺海采油平臺的發(fā)展現(xiàn)狀，論述了國內(nèi)采油平臺與國外采油平臺的差距，總結(jié)對比了我國淺海采油平臺的發(fā)展模式。

關(guān)鍵詞：采油平臺;海上油田;發(fā)展現(xiàn)狀;發(fā)展模式

1 國外采油平臺的發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 簡易三角架結(jié)構(gòu)的采油平臺

1991年，美國CBS工程公司推出了小型近海采油平臺（MOSS）結(jié)構(gòu)的概念。該平臺主要由打入海底的隔水管支撐，兩根斜撐起進(jìn)一步的加強(qiáng)作用。斜撐的上端與水線以上的隔水管相接，下端固定在位于海底的樁套上該平臺適應(yīng)水深在10m左右。

1.2 構(gòu)架輕型采油平臺

構(gòu)架輕型采油平臺（DOIT）是一種框架結(jié)構(gòu)，構(gòu)架為三角形橫截面，架配有1條直立大腿和4個為兩根樁導(dǎo)向并將樁固定的裝置。直立大腿套在隔水導(dǎo)管外面，用來固定導(dǎo)管并為導(dǎo)管導(dǎo)向;該平臺結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低，通過改變樁的4個導(dǎo)向裝置的方向，可使DOIT構(gòu)架適用于不同的水深。

1.3 樞軸連接的三角架采油平臺

上部結(jié)構(gòu)主要由直立的隔水導(dǎo)管支撐，導(dǎo)管的一側(cè)安裝兩根斜撐予以保護(hù)。平臺斜撐與導(dǎo)管間的連接及斜撐與樁套間的連接采用樞軸（套管卡與鉸鏈）連接方式，簡化了海上安裝程序。

1.4 三撐腿簡易采油平臺

該平臺由上部甲板結(jié)構(gòu)和下部支撐結(jié)構(gòu)兩大部分組成。下部支撐結(jié)構(gòu)包括底座、中央立柱和3根斜置的撐腿。中央立柱呈塔狀，是支撐平臺甲板和設(shè)備的主要構(gòu)件。平臺底座、中央立管和3根斜撐都是圓管形構(gòu)件，通過焊接形成一個整體。

1.5 四樁小型采油平臺

該平臺為導(dǎo)管架結(jié)構(gòu)，有4個打樁和內(nèi)傾的撐腿。這種平臺的基礎(chǔ)較大，對稱性好，主要用于供油井的管理和操作人員的生活場所，在油井和生活間的上頂層也可增設(shè)直升機(jī)坪。

2 國內(nèi)采油平臺的發(fā)展現(xiàn)狀

我國灘海油田采用的平臺大部分是國產(chǎn)的簡易導(dǎo)管架式平臺，其主要特點(diǎn)是投入少、見效快、安裝方便。

2.1 四樁導(dǎo)管架式采油平臺

淺海油田的早期生產(chǎn)的平臺之一，主要為1～8井平臺。平臺的四根樁腿以一定的斜度打入海床，導(dǎo)管架頂端設(shè)有平臺甲板。甲板上除布置有油井管匯及采油流程設(shè)施，還需預(yù)留出一定的平臺甲板空間，安裝采油機(jī)械設(shè)備和駐守人員的生活、生產(chǎn)操作間。

2.2 坐底式移動采油平臺

該平臺為鋼質(zhì)非自航坐底式平臺，由矩形沉墊和上層甲板以及連接兩者的立柱組成。設(shè)有1000m3的儲油罐和4～6口井的井組試油工藝流程設(shè)施。該設(shè)施不僅能對海上油井試油，而且可以進(jìn)行井組平臺的油井生產(chǎn)作業(yè)。

2.3 自升式移動采油平臺

主要由平臺主體、樁腿、升降系統(tǒng)3等部分組成。平臺的左右兩舷設(shè)有靠船排。該平臺主要是對渤海灣灘海2～20m（含天文潮和風(fēng)暴潮）水深范圍內(nèi)的探井進(jìn)行試油、試采作業(yè)。

2.4 三樁固定導(dǎo)管架式采油平臺

該平臺由三樁固定導(dǎo)管架及甲板組成，平臺的一根樁腿套入井口，起到井口保護(hù)樁的作用;平臺的一側(cè)設(shè)有靠船排。適合單井開發(fā)（8m以下的海域），平臺較小，只能布置少量的采油設(shè)施。

2.5 獨(dú)樁式開發(fā)平臺

主要由主平臺（獨(dú)樁式結(jié)構(gòu)）、井口平臺（單井或井組平臺）、靠船墩（三樁導(dǎo)管架式結(jié)構(gòu)）、火炬塔（單樁結(jié)構(gòu)）、棧橋和高架管橋組成。該平臺為無人值守簡易采油平臺，輸油方式為油船?？枯斢?。在6級風(fēng)以下，可?？?000t級以下油船。

2.6 水下導(dǎo)管架式采油平臺

導(dǎo)管架采用三樁式，三樁導(dǎo)管架的形心中部設(shè)一直徑較大的套管，并設(shè)有輕型的靠船裝置。此種井口平臺與普通井口平臺相比結(jié)構(gòu)較為簡單，但在海上不易施工;且施工有一定的難度。

2.7 采修一體化（模塊式）平臺

采修一體化平臺是海上油田開發(fā)達(dá)到一定規(guī)模后配套實(shí)施的一種平臺，主要由4部分組成：①移動式井口作業(yè)模塊;②新型固定式采油工藝和井口平臺;③修井作業(yè)用的油管堆場和測試場地;④模塊式生活樓。

該平臺與移動式作業(yè)平臺相比，該平臺適應(yīng)水深區(qū)域廣，可用于多種井組，修井作業(yè)時受環(huán)境的約束力小。采修一體化（模塊式）平臺已在勝利海域得到廣泛應(yīng)用。由于建造簡易，移動方便，縮短修井周期，使修井成本大大降低。

2.8 桶形基礎(chǔ)采油平臺

采用四個大直徑的桶形基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，采用負(fù)壓抽吸的方式，將桶形基礎(chǔ)沉貫入泥。與傳統(tǒng)樁基平臺相比，該平臺可節(jié)省材料20%，節(jié)省現(xiàn)場施工時間70%，降低平臺總造價(jià)30%。并且可移位重復(fù)利用，對開采周期較短的邊際油田具將有良好的經(jīng)濟(jì)效益，甚至使原不具備開采價(jià)值的區(qū)塊得以開發(fā)。

3 國內(nèi)采油平臺與國外的差距

我國對灘海石油的勘探、開發(fā)時間較短，國內(nèi)設(shè)計(jì)生產(chǎn)的淺海采油平臺與國外相比存在著較大的差距。

①在設(shè)計(jì)同類淺海采油平臺時，因選用的材質(zhì)達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，致使平臺結(jié)構(gòu)復(fù)雜、重量大、成本高、陸上及海上施工不便;②平臺建造焊接工藝不高，直接影響平臺的使用壽命和海上操作人員的使用安全;③海洋基礎(chǔ)工作較為落后，有的標(biāo)準(zhǔn)或基礎(chǔ)數(shù)據(jù)不全，設(shè)計(jì)的平臺缺乏規(guī)范性和先進(jìn)性;④平臺的防腐涂料和防腐工藝不高，平臺的使用壽命受到較大影響;⑤平臺的關(guān)鍵技術(shù)及設(shè)施，需國外引進(jìn)。如自升式平臺的樁腿齒條大部分還需要依靠進(jìn)口;再如采油平臺的發(fā)電機(jī)組要采用柴油、原油、天然氣三種燃料的裝備也需從國外進(jìn)口等。

4 采油平臺的發(fā)展模式

采油平臺由單井逐漸發(fā)展為四井組、六井組、十二井組的定向井、水平井組合。今后，我國淺海采油平臺的發(fā)展模式主要有以下幾種類型。

①四樁導(dǎo)管架式采油平臺。該平臺的在勝利埕島油田開發(fā)初期采用，使用較為普遍，目前已使用40余座。今后仍然是我國開發(fā)淺海油田較為普遍使用的一種平臺型式;②坐底式移動采油平臺。該平臺為鋼質(zhì)非自航坐底式平臺，適應(yīng)水深1.5～9.0m，有一定人員的生活設(shè)施，有1000m3的儲油罐和4～6口井的井組試油工藝流程設(shè)施。適合淺海油田的邊際油區(qū)、開發(fā)初期的單井或井組勘探油井的試油和生產(chǎn)作業(yè);③自升式移動采油平臺。該平臺為鋼質(zhì)非自航自升式平臺，適應(yīng)水深5～40m，有一定人員的生活設(shè)施，有1000m3或2000m3的儲油罐和4～6口井的井組試油工藝流程設(shè)施。適用于初期的單井或井組勘探油井的試油和生產(chǎn)作業(yè);④簡易式獨(dú)樁采油平臺。平臺具有結(jié)構(gòu)簡單、用鋼量少、投資省、海上施工簡單等特點(diǎn)。在2～8m淺海水域較為適合;⑤采修一體化（模塊式）平臺。與常規(guī)設(shè)計(jì)相比，建造簡易，移動方便，縮短修井周期，對海上滾動開發(fā)起到積極的推動作用;⑥桶形基礎(chǔ)式采油平臺。將使我國海上平臺桶形基礎(chǔ)系統(tǒng)技術(shù)研究獲得長足進(jìn)展，并在應(yīng)用范圍和條件、智能化施工技術(shù)等方面取得新的突破，縮小與國際先進(jìn)水平的差距。

5 結(jié)束語

淺海采油平臺是我國在學(xué)習(xí)、借鑒和總結(jié)國外平臺的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。今后，為了更好地滿足淺海油田的開發(fā)需要，努力降低平臺建造成本，盡量簡化平臺結(jié)構(gòu)，以便最大限度地提高淺海油田開發(fā)的經(jīng)濟(jì)效益。同時，還應(yīng)該繼續(xù)跟蹤國外最新的研發(fā)動態(tài)，不斷改進(jìn)平臺的設(shè)計(jì)理念，提高設(shè)計(jì)水平，為研制出適合我國淺海油田開發(fā)的采油平臺做出積極的努力。

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作者簡介：

尹慧敏（1987- ），女，山東壽光人，中國石油大學(xué)（華東）機(jī)械工程專業(yè)碩士研究生，現(xiàn)從事海洋工程裝備的科研研究及設(shè)計(jì)工作。