深水浮式平台的类型 - 图文

深水浮式平台的类型

深海有着强大的油气资源储备。不断涌现的各种新型采油平台技术促进着深海采油技术的高速发展，这些技术概括起来可分为四大类：张力腿式平台(TLP)，单筒式平台(SPAR)，半潜式平台(SEMI)和浮(船)式生产平台(FPSO)。在每一大类中，又有很多不同的技术概念。下面就不同型式的平台使用和特点分别做介绍。

图1：深水平台类型

一、深海张力腿平台的发展概况及发展趋势

图2：张力腿平台的发展

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自1954年美国的P.D.Marsh提出采用倾斜系泊方式的索群固定的海洋平台方案以来，张力腿平台（TLP）经过近50年的发展，已经形成了比较成熟的理论体系。1984年第一座实用化TLP——Hutton平台在北海建成之后，TLP在生产领域的应用也越来越普遍，逐渐成为了当今世界深海采油领域的两大主力军之一(另一种当前广泛使用的深海采油平台是Spar,将在后面部分中进行详细介绍)。

进入上个世纪90年代之后，TLP平台的发展进一步加速，在生产区域方面，TLP的应用已经从北海和墨西哥湾扩展到了西非沿海；在平台种类方面，TLP已经在原有的传统类型TLP基础上，发展出了Mini-TLP、ETLP等多种新概念张力腿平台，加之不断地采用最新地科学技术，TLP平台在降低成本，提高适应性、稳定性和安全性地道路上取得了长足地进步。下面将简要介绍张力腿平台的总体结构，然后对1990年之后TLP平台的发展状况进行详细的论述。

1、张力腿平台总体结构简介

张力腿平台（Tension Leg platform,简称TLP）是一种典型的顺应式平台，通过数条张力腿与海底相连。张力腿平台的张力筋腱中具有很大的预张力，这种预张力是由平台本体的剩余浮力提供的。在这种以预张力形式出现的剩余浮力作用下，张力腿时刻处于受预拉的绷紧状态，从而使得平台本体在平面外的运动（横摇、纵摇、垂荡）近于刚性，而平面内的运动（横荡、纵荡、首摇）则显示出柔性，环境载荷可以通过平面内运动的惯性力而不是结构内力来平衡。张力腿平台在各个自由度上的运动固有周期都远离常见的海洋能量集中频带，一座典型的TLP，其垂荡运动的固有周期为2~4s，而纵横荡运动的固有周期为100~200s，这就避免了调和共振的发生，显示出良好的稳定性。

一座典型的TLP平台的总体结构，一般都是矩形或三角形，平台上体位于水面以上，通过4根或是3根立柱连接下体，立柱为圆柱型结构，主要作用是提供给平台本体必要的结构刚度。平台的浮力由位于水面之下的沉体浮箱提供，浮箱首尾与各立柱相接，形成环状结构。张力腿与立柱呈一一对应，每条张力腿由1~4根张力筋腱组成，上端固定在平台本体上，下端与海底基座模板相连，或是直接连接在桩基顶端。有时候为了增加平台系统的侧向刚度，还会安装斜线系泊索系统，作为垂直张力腿系统的辅助。海底基础将平台固定入位主要有桩基或是吸力式基础两种形式。中央井位于平台上体，可以支持干树系统，生产立管通过中井上与生产设备相接，下与海底油井相接。

张力腿平台的总体结构特点，使它在深海作业具有运动性能好，抗恶劣环境作用能

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力强，造价低等优点，并且便于移位，可以重复利用，通用性好。因此，张力腿平台作为优秀的深海平台，受到世界多国的高度重视，我国也将TLP技术列入第二个“863”计划，其发展一直朝气蓬勃。

2、典型TLP的发展状况

由于TLP在经济上和技术上的优势，使其获得了很大的发展。从1990年至今，世界上相继建成8座典型的TLP，不断地打破水深和吨位的世界记录，并时有创新成果出现。

1992年，挪威的saga石油公司在snorre油田第一期的开发工作中采用了TLP的设计方案，这是北海区域第一座真正意义上的深水平台结构，它引进了一种简单经济的海洋浮式结构的锚固基础——裙式重力基础，第一次使用轻质紧密型混凝土（LWA）制造大型吸力锚。Snorre平台的混凝土基座是一种新型经济的海洋浮体结构的基础形式，比较适合软粘海底地基。Snorre TLP的产权后来划归Norsk Hydro石油公司所有。

1995年，世界上第一座混凝土结构的张力腿平台在北海的Heidrun油田建成，平台的业主是挪威的conoco石油公司，Heidrun TLP与其它的TLP相比，具有较大的吃水，平台本体和张力腿系统通过结构调整减小了一阶波浪运动，但是，结构高阶的Ringing较其他TLP显著。

从1994年到2001年，shell石油公司在墨西哥湾相继制造了五座典型的TLP，分别是Auger、Mars、Ram/Powell、Ursa和Brutus，1999年，BP建成了该公司第一座TLP，这6座张力腿平台接连打破了深海采油平台工作水深的世界记录，其中Ursa的水深更是突破了千米大关，达到了1158米，证明了TLP设计在深水海域的实用性，从吨位上来看，Ursa是世界上目前最大的TLP，排水量达到了97500t。

典型TLP是目前世界上数量最多的TLP，占了平台总数的一半以上，并正朝着更大水深，更大吨位的方向发展。表1是典型TLP的资料。

表1 1990年后建成的典型TLP基本情况

名称 Hutton Jolliet Snorre

形式 CTLP CTLP CTLP 地理位置 North Sea GoM Norway 水深(m) 148 536 300 就位时间 1984 1989 1992 ORYX 操作方 ConocoPhillips Saga Petro. 3

Auger Heidrun Mars Ram/Powell Morpeth URSA Marlin Allegheny Typhoon Brutus Prince West Seno A Matterhorn Marco Polo Kizomba A Magnolia Kizomba B West Seno B Okume Oveng Neptune CTLP CTLP CTLP CTLP STLP CTLP CTLP STLP STLP CTLP MOSES CTLP STLP MOSES ETLP ETLP ETLP CTLP MOSES MOSES TLP GoM Norw. Sea GoM GoM GoM GoM GoM GoM GoM GoM GoM Indonesia GoM GoM West Africa GoM West Africa Indonesia Equit. Guinea Equit. Guinea GoM 872 350 896 1143 518 1219 988 1006 640 910 455 1021 860 1311 1177 1433 1100 914 500 280 1510 1994 1995 1996 1997 1998 1999 1999 1999 2001 2001 2001 2002 2003 2004 2003 2004 2004 2005 2006 2006 2007 Shell Statoil Shell Shell Agip Shell BP Agip ChevronTexaco Shell El Paso UNOCAL TotalFinaElf Anadarko ExxonMobil ConocoPhillips ExxonMobil UNOCAL Amerada Hess Amerada Hess BHPB 目前张力腿平台有以下几种结构型式：传统式(Conventional TLP)，海之星(Seastar TLP)，MOSES (MOSES TLP)，伸张式(ETLP)，其中后三种型式相对于传统式可统称为新型TLP。新型TLP的出现，使得TLP在安装技术及成本等方面有所改善，从而提高了TLP在各种浮式钻采平台的竞争力。

3、Mini－TLP的发展状况

Mini－TLP不是一种简单缩小化的传统类型TLP，它通过对平台上体、立柱以及张力腿系统进行结构上的改进，从而达到优化各项参数、以更小吨位获得更大载荷的目标，以MODEC公司生产的Prince Mini-TLP为例，该平台的排水量为13200t，上体重量5500t，而一座具有相近上体重量的传统类型TLP，如Jolliet TLP，其排水量却有16700t。Mini-TLP体积小、造价低、灵活性好、受环境载荷的影响也较传统TLP要小，非常适合于开发中小油田。自1998年7月世界上第一座Mini-TLP—British Borneo公司的Morpeth TLP安装下水以来，Mini-TLP在生产领域的应用发展迅速，截至2003年初，全世界已有在役的Mini-TLP五座，另有一座在建，发展前景良好。目前，世界上出现的Mini-TLP主要由两大系列，一是由Atlantia公司设计的SeaStar TLP系列，一是由MODEC公司设计的

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MOSES TLP 系列，下文就将分别对这两种类型的Mini-TLP进行详细论述。

(1) SeaStar Mini-TLP

SeaStar TLP是最早按照Mini-TLP概念设计的张力腿平台（图1），该TLP由Atlantia公司设计，经过多年的生产实践，SeaStar TLP被公认为一种安全、可靠、稳定、经济的张力腿平台形式，并已形成了一个完整的系列，其技术已经趋于成熟。

SeaStar TLP打破了传统类型TLP的三柱或四柱式结构，其主体采用了一种非常独特的单柱式设计，这一圆柱体结构称为中央柱，中央柱穿过水平面，上端支撑平台甲板，在接近下端的部位，通过内部的水平和斜拉牵条连接固定了三根矩形截面的浮筒，各浮筒向外延伸成悬臂梁结构，彼此在水面上的夹角为120度，形成辐射状，且浮筒的末端截面逐渐缩小。这三根浮筒向平台本体提供浮力，并且在外端与张力腿系统连接。中央柱中开有中央井，立管系统通过中央井与上体管道相连。

图3 SeaStar 总体图

从1998年至2001年，世界在役和在建的SeaStar TLP共4座，全部位于墨西哥湾，这些平台都采用海底桩基连接，上体都为双层甲板结构，其中Typhoon和Matterhorn是干树平台。规模最大的一座是在建的TotalFinaElf公司的Matterhorn TLP,这座TLP的体积和吨位都是其他三座TLP的近两倍，排水量达到23950t，设计吃水32m，干舷高度21m，中央柱主体有效半径（从浮筒顶端至中央柱中心的距离）54.6m，中央井直径11m，浮筒在中央柱处高度为12.8m，在外端的高度则减少为8.2m。平台上体为双层甲板结构，甲板高度

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18.9m，装有一座1000马力的钻塔。张力筋腱共6根，每两根为一组与悬臂式浮筒外端相连，张力筋腱直径0.81m，下端连接海底桩基，桩基共6根，每根直径2.44m、长126.5，总重2100t。这四座TLP的资料见表2所列。

表2 SeaStar系列TLP资料列表（重量单位：t 尺度单位：m）名称MorpethTyphoonMatterhorn公司British BorneoChevronTotalFinaElf水深建成年份5186408601998199920012004位置Ewing Bank block 921Green Canyon Block 254Green Canyon Block 237有效载荷400040005000中央柱直径高度17.717.717.725.634.134.134.138.1张力腿数 量6666AlleghenyBritish Borneo1006Mississippi Canyon Block 24311000 (2) MOSES Mini-TLP

MOSES TLP是“最小化深海水面设备结构”（Minimum Offshore Surface Equipment Structure）的简称，这种Mini-TLP是由MODEC公司开发的，设计排水量3000～50000t，工作水深范围300～1800m。

MOSES TLP（图4）继承了传统张力腿平台的各项主要优点（例如小垂荡运动等），同时又通过对传统TLP的结构进行全方位的改进，创新性地利用各项现有技术，从而以更低的造价提供与传统TLP同样的功能，其主要改进点在于以下各方面：

图4 MOSES TLP 总体图

在平台主体方面。MOSES TLP平台浮力主要由一个位于平台基座中的浮舱来提供，平台基座位于水面以下深处，形状比较特殊，基座中央为一正方体，每条棱沿对角线向外延

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伸形成悬臂梁结构，悬臂梁纵截面为三角形，张力腿系统就连接在这四条悬臂梁的顶端，这种特殊的平台基座的设计，能使张力腿系统所受到的动力载荷最小化。立柱与基座连为一体，分别坐落在基座顶面的四个边角上。与单柱主体SeaStar TLP不同，MOSES TLP的主体设计仍然沿袭了传统TLP的四角柱结构，据该类平台的设计者Dr Picter Wybro介绍，立柱之间保持一定距离能够提供给平台上体更大支撑力，改善甲板的受力情况，从而减少上体的建造费用。而与传统类型的TLP比较，MOSES TLP的立柱又要细得多，因此在近水线面处受力面积很小，减少了平台所受到的波浪载荷。为了降低建造成本，MOSES TLP主体采用了平面直角结构的设计，所有的模块，包括立柱都是多面体结构，这使平台主体的制造完全可以使用船厂的标准流水生产线制造，省去了很多建造工艺上的麻烦。

在张力腿系统方面。由于平台主体的特殊设计，降低了平台在“疲劳区域”中的运动响应，从而可以减少MOSES TLP的张力腿系统中的预张力，大大简化了张力腿系统的设计。平台的张力腿系统全部采用标准化部件制造，降低了制造成本。

在井口系统方面。MOSES TLP取消了传统的中央井结构。其立管系统是沿着平台侧连接到安装在平台一端远离中心处的井口装置上，这一改动带来了很大的有利因素：其一，使井口装置尽可能地远离生活区，提高了安全系数；其二，MOSES TLP的偏心式井口装置设计，不但减小了事故发生的可能性，并且在发生故障后，由于立管/井口系统都位于平台外侧，检修也很方便。在立管系统方面。MOSES TLP首次采用了一种被动式弹簧立管张紧系统，取代了传统的液压气动张紧系统。这一系统由一系列弹簧组构成，其结构刚度远比一般的立管张紧系统要大，在这种张紧系统的支撑下，立管的活动只有两英尺左右，大大小于传统造价更低，结构更简单，几乎不需要维护，而且受环境载荷影响也较小。另外，由于弹簧组始终保持张紧状态，因此该系统还具有自动故障防护功能，即使是在发生全面故障的情况下，也不会损失立管，而传统的张紧系统则没有这种功能。

在平台上体方面，MOSES TLP的上体采用了降低成本的导管架平台甲板设计，重量相对较轻。平台上体和主体结构以及立管张力之间不会相互影响。

另外，MOSES TLP结构简单，安装方式灵活，可适用多种深海作业设备进行安装作业，如SSDV，多功能船、井架驳船等，主体可以直接拖航到安装地点，而不需要特种驳船运输，从而降低了平台安装费用。

世界上第一座MOSES TLP是EIPaso公司的Prince TLP，该平台于2001年在墨西哥湾的Ewing Bank Blocks 1003安装下水，水深440m。Prince TLP还是世界上第一座支持干树系统的Mini-TLP，设计日产50000桶原油、227万m3天然气。

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Prince TLP主体排水量为13200t，设计吃水34.7m。立柱为矩形截面，共四根，每根的截面尺度为长7m、宽5.5m。基座直径22.9m，悬臂梁顶端与张力腿系统相接，共有4条张力腿，每根张力腿由2条张力筋腱组成。张力筋腱由若干根标准铣加工钢管首尾连接而成，每段钢管的标准长度为89.3m，直径0.61m，壁厚0.021m，连接起来的张力筋腱总长度超过425m，下端通过筋腱插座与8根直径1.6m的海底桩基相连。平台上体为三层甲板结构，甲板总面积达到了4645m2，顶层甲板可以安装一台1200HP的钻塔。Prince TLP的主体钢结构重量只有3000t，提供的有效载荷却达到了5500t，其中甲板重1510t，上体重量3000t，另有555t平台压载。张力腿中的预张力也较传统TLP为小，只有3447t。

1999年，Prince TLP在德克萨斯州德OTRC测试中心成功地进行了模型试验，实验模拟了该TLP在457m和1829m两个水深中的响应。实验结果十分理想，是OTRC所有平台测试中最佳的。数据显示，该种平台在风暴状态下，甲板加速度也只有20％g，波浪扰动小，高阶的“Ringing”和“Springing”运动几近于无。

EI Paso公司在开发Prince油田的项目时曾采用了公开竞标的方式征集平台设计方案，当时参加竞标的除了MODEC公司的MOSES TLP之外，还有Altantia公司的Super SeaStar Mini-TLP、Kvaerner公司的Deep Draft Floater、以及Spars International公司Truss Spar 等三个平台方案，结果，MOSES TLP在竞争中脱颖而出，成为了EI Paso公司的最终选择，从这一点上也可以看出MOSES TLP在中小油田开发中是具有一定竞争力的。

目前，世界上还有一座MOSES TLP正在建造中，这便是Anadarko公司的Marco Polo TLP，这座TLP的规模更大，其体积是Prince TLP的两倍还有余，上体重量（包括甲板钢结构）达到了14300t。从尺度和吨位上来看，Marco Polo已经和传统大型TLP不相上下，但是由于该平台仍然采用了MODEC公司的MOSES树采油系统，设计日产量为100000桶原油、700万m3天然气。

Marco Polo TLP在2003年末安装在墨西哥湾的Green Canyon Block 608，水深1310m，打破由Ursa TLP保持的1133m的TLP工作水深世界记录。正式产油在2004年第一季度实现。

4、 ETLP的发展状况

ETLP是Extended Tension Leg Platform的简称，中文意义为延伸式张力腿平台，这种新型的TLP设计概念是由ABB公司提出的。相对于传统类型的TLP，ETLP主要是在平台主体结构上做了改进，其主体由立柱和浮箱两大部分组成，按照立柱数目的不同可以分为

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三柱式ETLP和四柱式ETLP，立柱有方柱和圆柱两种形式，上端穿出水面支撑着平台上体，下端与浮箱结构相连，浮箱截面的形状为矩形，首尾相接形成环状基座结构，在环形基座的每一个边角上，都有一部分浮箱向外延伸形成悬臂梁，悬臂梁的顶端与张力腿相连接。这种延伸悬臂梁结构是ETLP区别于传统类型TLP最显著的特点，其得名也是由此。

ETLP的延伸悬臂梁设计有很大的益处。张力腿平台系泊点的分布范围是影响平台水动力性能的重要因素，在传统类型的TLP上，张力腿直接连接在立柱的边沿，系泊点分布要受立柱间距的限制，而ETLP的张力腿上端则连接在延伸悬臂梁的外端，相应地增大了张力腿系泊点的分布范围，给予了设计者在选择立柱间距方面更大的灵活性，一座与传统类型TLP具有相同的系泊点分布范围的ETLP，其立柱可以安装到更靠近平台中心处，而立柱间距又直接决定了平台甲板的尺度，所以ETLP可以选择比传统TLP更小更轻的甲板，从而降低了平台的造价。另外，因为TLP平台在码头停泊和拖航这两种状态下，主体处于最不稳定的状态，所以传统类型TLP在选择其主体尺度时，是把平台这两种最不稳定的状态作为设计依据的，而ETLP则省略了对这两种临时状态的考虑，其主体尺度的选择，是按照平台在工作状态下的稳定性来考虑的，相应地缩小了主体尺度、简化了主体结构。然而，在平台的系泊系统没有安装完毕之前，ETLP实际是处于不稳定状态中的，为了弥补稳性，ETLP采用了一种叫做“临时稳性模块”（TSM）的装置，当平台处于在上述的两种不稳定状态下时，便把TSM临时安装在各条延伸悬臂梁上，以保证平台的基本稳性，平台安装完毕后，再将此模块拆卸下来，恢复平台的正常结构。

ETLP在主体设计上的这些改进使得这种平台的耗钢量大大减少，在提供相同有效载荷的情况下，一座ETLP的钢结构重量要比一座传统TLP少近40％。按照业界通用的一项反映TLP平台承载效率的参数——有效荷载/平台结构重量来计算，ETLP此项参数的数值在西非沿海能够达到1.1～1.2，在墨西哥湾能够达到0.8～0.9，而一座传统TLP却一般只能达到0.65，相比之下，ETLP具有明显的优势。

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图5 ETLP

目前世界有三座ETLP在建，其中最早落成的一座是ExxonMobil公司的Kizomba A ETLP（图4），该平台位于西非安哥拉沿海的Block 15，水深1250m，于2003年9月安装下水，在2004年开始正式生产，日产原油250000bbl。Kizomba A 的主体尺度为120m×120m×42m（长×宽×高），重13000t，上体尺度为80m×80m×37m，重12000t，平台总重超过58000t。该平台为四柱式ETLP，方形立柱，主体通过8条张力筋腱与海底基础相连。Kiaomba A ETLP 建成投产一年之后，Exxon Mobil公司还将在Block 15建成一座ETLP，名为Kizomba B，该TLP的结构和尺度几乎和Kizomba A完全一样，主体由韩国现代重工负责制造，预计将于2005年6月安装下水。

2003年末，Conoco Phillips公司的Magnolia ETLP在墨西哥湾的Garden Banks Block 783安装下水。该ETLP将打破Marco Polo TLP刚刚创下的TLP平台工作水深的世界记录，其工作水深将达到1433m。平台的立柱为圆柱形，上体支持6套干树系统，设计日产原油50000bbl，天然气425万m3。

5、 TLP的一种新发展

最近国外海洋工程界提出了浮式生产钻井系统（FPDSO）的新概念，即在浮式生产系统的基础上加上钻井的功能：浮式生产系统（FOSO）＋张力腿钻井甲板（TLP）。

该装置采用类似张力腿平台的技术用拉索将钻井甲板系于海底，甲板载荷则通过舷外的重块系统平衡，重块位于水下100m，以避免波浪作用和减少摆动。该装置的优点是钻井甲板几乎没有升沉、纵摇和横摇运动对钻井甲板没有影响；没有吃水变化的限制；采油树和防喷器可方便地放在钻井甲板上。

这种装置分别于1998年6月和2000年10月在挪威的Marintek水池和荷兰的Marin水池进行了模型试验，并于2001年8月对巴西1200m水深的海域进行了可行性研究。

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二、单柱式（spar）生产平台的发展历程

随着近海油气工业朝着深水和超深水未勘探地区寻找新油气发现和生产的发展，SPAR平台已成为最富吸引力的发展概念之一。

图6、SPAR平台的发展

1、单柱式（spar）生产平台的发展历程

1987年，Edward E.Horton在柱形浮标（spar）和张力腿平台概念的基础上提出一种用于深水的生产平台，即单柱平台（Spar Platform）。Spar平台在总体上是一个庞大的直立圆柱体，依靠浮力支撑水面上的设备，其稳定性源于重心低于浮心，并通过系于船壳的位于低频动力载荷纵摇中心附近的侧向悬链线锚索固定。1996年，Oryx能源公司委托J.Ray.McDermott公司在墨西哥的Neptune油田成功建造安装了世界上第一座单柱生产平台，当地水深为588M。近几年来，chevron公司和Exxon公司又在该地区的Genesis和Diana油田分别安装投产了两座单柱平台，当地水深分别为789m和1311m。

最近BP公司又委托MCDERMOTT.ALKER等公司共同设计建造五座桁架式单柱平台（Truss spar），用于水深1220～1830m的墨西哥湾海域。这种平台主体的一部分由以前的圆柱型变为桁架结构，在架下部加以压载，当平台的储油能力要求不高时，这种结构更轻，运动性能和稳定性更好，更为经济有效。

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单柱式平台的优点是造价低，便于安装，可以重复使用，因而对边际油田比较适用。另外，它的柱体内部可以储油，它的大吃水形成对立管的良好保护，同时其运动响应对水深变化不敏感，更适宜于在深水海域应用，由于不需要另外的浮式储油系统，将生产和储油合在一个平台，这种平台特别适合于孤立的，不适合于铺设海底管线的油田。

图7 Oryx 生产和修井Spar的外轮廓图 图8 Oryx 生产和修井Spar的内轮廓图 2、Oryx单柱平台

Oryx平台是Oryx能源公司委托J Ray Mcdermott公司于1996年建造安装的世界上第一座单柱式生产平台，图5所示为Oryx平台船体的外侧轮廓图，图6所示为其内侧轮廓

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图。表10所示为特征参数。Oryx平台用来从位于中央井座的多达16口井开采石油和天然气，油气经由穿越平台外部的锚链管的柔性管线外输。

表3 Oryx 单柱平台的详细数据

设 备 产油能力 产气能力 管线泵 井槽、立管、 套管 16井槽，立管9-5/8″，54 lb/ft，L80套管 25，000 bfpd 30，000 mcfd 25，000 bopd 船舶 能力 甲板结构钢 船体结构重量 船体舾装设备和海洋系统 可变压载能力 定位 系统 锚泊：6腿张力系统 链索(ORQ+20%)直径4--3/4” BS 2846 kips，长度1050ft 钢丝绳（螺旋股）直径4-3/4” ，BS 2750kips，长度2400 ft 9514吨 1243吨 11791吨 1115吨 设备和工作 载荷 3355吨 气体压缩机 主尺度 船体外径 吃水 底层甲板干舷 中央井 甲板尺度：采油 甲板尺度：底层 甲板尺度：钻井 81×125ft 101×136f t 30，000 mcfd 72 ft 650ft 55 ft 32×32ft 101×136ft 链索(ORQ+20%)直径4--3/4” BS 2846 kips，长度240 ft 平台船体的上部水密舱提供浮力，支承设备、船体、压舱物、舾装设备和垂直锚索载荷的重量。在这些坚固的液体舱下，中部部分是没有充水的。在船体的底部是一个软质液体舱，它在从船厂到安装地点水平拖动时提供浮力。单柱式平台本身是倒立的，一旦到达安装位置，中间部分和软质液体舱被注水，当软质液体舱的顶部被浸没时，软质液体舱中的一个大开口允许整个软质液体舱迅速注水，使平台在不足两分钟内颠倒过来。

锚泊系统是一个绷紧的悬链系统，它在每个井口装置上为单柱平台提供定位，进行

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立管回接作业。图7所示为采油立管系统的图解。立管本身是由9?\的套管组成的，套管靠位于中央井的浮力桶罐绷紧。这些桶罐提供不变的张紧力，并且有效地隔离了垂荡运动对立管的影响。中心井和单柱平台船体还保护立管免受波浪和潮流力的作用，作用在立管上的力只由水平和垂直摩擦产生，这些力在中心井和龙骨处在立管导轨上被转移。立管脱离平台船体的位置龙骨的运动很小，对立管产生的动力效应也很小，这种优良的载荷条件允许立管使用比较便宜的套管接头。

图9 生产立管系统

在高局部弯曲载荷存在的龙骨处，有个独特要求，需用一个特殊的龙骨接头适应这些载荷。这个接头还要求耐磨，因为平台船体相对于立管作垂荡运动。

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Oryx锚泊和立管系统的设计，允许平台在水平远离海底井口装置多达250ft泊定时，生产正常进行。这就允许在半潜式钻机泊定在井位上方进行钻井或修井时同时进行采油。这种大偏置，13％的水深或龙骨到泥线之间约20％的距离，要求在海底井口处使用特殊的钛应力接头。在正常条件下，借助于绷紧的锚索，警戒圈可以维持在不足5％的水深范围。

3、钻井和采油单柱平台

Oryx平台没有充足的钻井能力，一种具有充足钻井能力的20口井的设计示于图8和图9中（Brooks和carroll,1994）。在图示的设计中，钻井立管使用水下BOP和传统的张力器。钻井还可使用表面BOP和高压立管，这有助于自身利用内部浮力桶使得立管绷紧。

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图10 20口井钻井和生产Spar的外轮廓图

这种单柱平台的特征参数列于表11中，它的外径为133ft，中心井为50ft×60ft。中心井包括20个10×10的槽沟，用于生产立管和浮力桶罐支撑它们的重量，另加一个20×50ft的槽沟用于钻井立管和BOP组。海底井口以20ft的间隔安放在直径为128ft的圆上。利用平台上的锚泊绞车，在每口井上方泊定单柱平台，实现钻井，钻机可以滑过各个井槽进行完井和修井作业。当这些作业进行时，钻井立管可以停放在海底上。

图11 20口井钻井和生产Spar的内轮廓图

表11 钻井和生产单柱平台的详细数据

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设 备 滑橇式钻机 钻井立管 21″ 海底BOP组 1 1 10，000psi 船舶 能力 最优甲板载荷 船体结构重量 船体舾装设备 和海洋系统 可变压载能力 11700 t 23790 t 5080 t 20个生产立管 9-5/8″，7″csg, 3-1/2″ tbg 30740 t 产油能力 产气能力 注水能力 主尺度 水深 船体外径 吃水 底层甲板干舷 中央井 甲板尺度 60，000 bpd 100,000 mscfd 60，000 bpd 模块支撑框架 2330 t 定位 系统 固有 周期 （零平均 偏置） 锚泊：16腿5″绳式股芯+链索 钢丝绳(绳式股芯)直径5”,长度5550 ft 链索(NV K4)直径4” ,长度400 ft 锚，Vryhof Stevmanta 或相当的桩柱 纵摆/横摆 升沉 纵摇/横摇 平摇 3000ft 133ft 650ft 60ft 60×50 ft 200×270 ft 330秒 28秒 80秒 58秒

这种单柱平台在龙骨处需要固定压舱物以维持充分的GM。 Oryx干舷重量很小，不需要固定压舱物。

单柱平台巨大的中部有助于自身进行储油，它可以提供多达约500000bbl的储量而不影响壳体的尺度。在这种情况下，坚固的液体舱的下层甲板会越过中心井，锚链管会定位于这层甲板和龙骨之间，以充当立管的导管。依据水浮于油上的原理，石油将充满中部。

4、单柱TRUSS平台

基于大规模模型试验和数值模拟，已经证明深吃水柱形单柱平台是一种深水生产、钻井和储存的高效平台。它特别适宜于储存，因为在其坚固的液体舱下封围着一块巨大的空体积。在不需要储存时，一种更高效的设计可以用桁架元件代替这个中部，如图10所示。

桁架部分组成隔舱，隔舱由甲板隔开，甲板有效的限制了升降方向隔舱内的水，甲

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板还可以延伸到排水船体周边以外，这将导致升降粘性阻尼的极大增加。因而，尽管排水船体吃水较浅，升降响应比深吃水“经典”单柱平台同样好或胜过后者，即使在较低的总吃水下也是如此。这已为模型试验所证实。因而，桁架式单柱平台对于浮式生产，即使在使用深吃水单柱形主柱平台不实际的较浅水域，也是一种潜在的选择方式。

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图12 Truss Spar

5、全世界Spar和DDCV最新概况

截止到2004年11月，全世界共有Spar和DDCV 14艘，其中，第一代Classic Spar有2艘，第二代Truss Spar有10艘，第三代Cell Spar有1艘，深吃水卡森船（DDCV）1艘。这14艘钻采平台全部位于墨西哥湾，工作水深最深为5610ft(1710m)；最大直径为149.3ft(45.5m)；最大长度为746ft(227.3m)；最大吃水为650ft(198.1m)；最大中央井尺度为75×75ft；最大处理原油能力为每天100MBO；最大处理天然气能力为每天325MMSCF；最大处理水能力为每天60MBW；最大注水能力为每天90MB；最大注气为每天35MMSCF。其详细资料请参见表12。

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表4 2004年全球单柱式和深吃水卡森平台(SPARS&DDCVS)一览

图片号 平台名称 作业位置 工作水深 ft(m) 投产日期 干树井数量 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

续上表 图片号 类型 井槽 直径 ft(m) 72(21.9) 122(37.2) 122(37.2) 长度 ft(m) 705(215) 705(214.9) 705(214.9) 船体信息 硬液体 舱长度 ft(m) 1 2 3

Classic(1st 代) Classic(1st 代) Classic(DDCV) 16 20 12 275(83.8) - - 55(16.8) 55(16.8) - 650(198.1) 650(198.1) 650(198.1) 32×32 58×58 45×45 干弦ft(m) 吃水 ft(m) 中心井尺寸 ft×ft 升沉板数量 0 0 0 4×4 5×5 - 生产甲板井网 生产甲板井距ft×ft 8×8 - - 2×8@201 Spac. 1401Dia.@201Spac. - 20

井网信息 海底井网 NEPTUNE GENESIS HOOVER-DIANA NANSEN BOOMVANG HORN MOUNTAIN MEDUSA GUNNISON FRONT RUNNER RED HAWK MAD DOG HOLSTEIN DEVILS TOWER CONSTITUTION 墨西哥湾 墨西哥湾 墨西哥湾 墨西哥湾 墨西哥湾 墨西哥湾 墨西哥湾 墨西哥湾 墨西哥湾 墨西哥湾 墨西哥湾 墨西哥湾 墨西哥湾 墨西哥湾 1930(588.2) 2599(792.1) 4800(1463) 3678(1121) 3453(1052.4) 5423(1652.8) 2223(677.5) 3150(960) 3330(1014.9) 5300(1615.4) 4420(1347.1) 4355(1324) 5610(1709.8) 4970(1515) 1997 1999 2000 2002 2002 2002 2003 2003 2004 2004 2005 2004 2004 2006 13 20 6 9 5 8 8 7 8 0 8 18 8 6 井口信息 湿树井数量 3 0 5 4 3 2 2 3 2 2 0 0 0 2 生产井 16 20 11 13 8 8 10 10 10 2 8 15 4 8 注水井 0 0 0 0 0 2 0 0 0 0 0 3 0 0 预钻井 7 0 0 0 0 10 0 10 0 0 0 15 8 8 Single Cased Single Cased Dual Cased Single Cased Single Cased Dual Cased Dual Cased Single Cased Dual Cased N/A Dual Cased Single Cased Dual Cased 生产立管 隔板数量 生产立 管尺寸 in 9-5/8 13-3/8 - 9-5/8 9-5/8 12-3/4&9-5/8 13-3/8&9-5/8 10 13-3/8&9-5/8 N/A - 14-7/8&11-7/8 11-3/4 - TTR TTR TTR TTR TTR TTR TTR TTR TTR N/A TTR TTR TTR TTR 3 Air Cans(6.751×621) 5 Air Cans(81×631) Ram Style/ Air Cans 1 Air Can(9.51×1881) 1 Air Can(9.51×1881) 1 Air Can(121×2301) 1 Air Can 1 Air Can(9.61×1751) - N/A - Supported by spar 1 Air Can(12.31×1961) - 立管信息. 张紧方法 立管系统 (数量,直径ft×长度ft)

4 5 6 7 8 9 10 11 12 Truss(2st代) Truss(2st 代) Truss(2st 代) Truss(2st 代) Truss(2st 代) Truss(2st 代) Cell(3st 代) Truss(2st代) Truss(2st 代) 9 9 14 9 9 8 0 16 21 8 6 90(27.4) 90(27.4) 106(32.3) 94(28.6) 98(29.9) 94(28.6) 64(19.5) 128(39) 149.28(45.5) 94(28.65) 98(29.87) 543(165.5) 543(165.5) 585(178.3) 586(178.6) 549(167) 587(179) 560(170.7) 555(169.1) 7451-1111(227.3) 586(178.6) 554(168.8) 238(72.5) 238(72.5) 226(68.9) - 232(70.7) - 280(85.3) - 2911-211(88.7) 2411-611 - 50(15.2) 50(15.2) 50(15.2) 50(15.2) 50(15.2) - 50(15.2) - 55(16.8) 50(15.2) 50(15.2) 493(150.2) 493(150.2) 505(153.9) 536(163.4) 499(152.1) - 520(158.5) - 536(163.4) 504(153.6) 40×40 40×40 52×52 42×42 42×42 - N/A 65×65 75×75 42×42 42×42 3 3 3 3 3 0 4 2 3 3 3 3×3 3×3 4×4 3×3 3×3 3×3 N/A 5×5 5×5 3×3 - 101-611 101-611 - - 111-011 - N/A 111-611 111-611 - - - - - - 2×5@301 Spac. - - - 在直径162英尺的圆内35英尺间距 13 14

Truss(2st 代) Truss(2st代) 2×4 最小50英尺间距 续上表 图片号 产原油MBO/D 35 55 100 40 40 65 40 40 60 Future 80 113 60 产天然气MMSCF/D 60 72 325 200 200 68 110 200 110 120 (300Future) 40 150 110 生产水MBW/D 10 - 60 40 40 30 20 40 20 0 50 25 40 处理能力 注水MB/D 0 0 0 0 0 40 0 0 0 0 - 90 0 注天然气MMSCF/D 0 35 - 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 气举MMSCF/D 16 - - 12 12 - 0 12 0 0 0 (50Future) 24 每井气举MMSCF/D 1 - - 2 2 - 0 2 0 0 0 (5Future) 3 总液体 能力 KBO/D 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

37 - - 60 60 - - 60 - 1 - 113 95 1 - - 3 3 - - 3 - 1 1 - - 串数 LP分离器上游 1 - - 1气 1气 - - 1气 - 2 1 1 3 LP分离器下游 1 - - 2油 2油 - - 2油 - 2气 1 1 1 1 3 2 1 1 1 - 1 - 1 2 3 1 18 110 60 20 20 88 - 20 24 12 140 140 26 - - 68 - - - - - - - - - - 48 - 12 48 48 - - 48 - 24 - 32 54 - 3 3 3 3 - - 3 3 3 - - 3 3000 9000 - 8000 8000 - - 8000 - 1600 20MW/台 19MW/台 - 21

模快数 生产 乘员人数 钻井 暂时 层数 动力 KW 14

70 200 40 0 0 12 2 90 3 1气 2油 1 20 - 40 - 8000 续上表 图片号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

续上表

图片号 总甲板面 积 ft2 33300 95000 126075

钻机 型号 HP 1 2 3 3000(钻井/完井) Ensco 否 12(4×3) 张紧悬链式 链和钢丝 1000(修井) 3000(钻井/完井) Nabors/Pool Nabors Offshore 钻 机 承包商 钻井/修井 最大静偏置 ft(m) 是,228(87.8) 否 6根半张紧悬链式 14(3,4,3,4) 链和钢丝 链和钢丝 锚桩(直径84in,长度180ft) 锚桩(直径8ft) 吸力锚(直径21ft ,长度180ft) 17210 26500 35831 22

3200 12500 型号 锚泊系统 描述 锚泊 干弦美吨 重 量 设备有效负荷(美吨) 6600 16950 12895 28700 干船体(美吨) 3台SOLAR-Saturn 1000kW - 4台SOLAR-Tauras 60 2台SOLAR-Taurus 60,4250hp 2台SOLAR-Taurus 60,4250hp - - 2台SOLAR-Taurus 60,4250hp - 2台Recip 2台20MW 3台LM2500 2台SOLAR-Taurus 60 2台SOLAR-Taurus 60,4250hp 300kW柴油机 - - 700kW柴油机 700kW柴油机 - - 700kW柴油机 - 800kW柴油机 700kW柴油机 - 750kW柴油机 700kW柴油机 - - - 52MMcf/d@1850PSIG 52MMcf/d@1850PSIG - - 52MMcf/d@1850PSIG - (Future) - 2300PSIG - 52MMcf/d@1850PSIG 3台Superior WH 76 - 5台SOLAR-Taurus 2台Dresser-Rand HOS7 2台Dresser-Rand HOS7 - - 2台Dresser-Rand HOS7 - 2台TBD 1台 2台Dresser-Rand 2台Solar-Contaur 3台Dresser-Rand HOS7 8@200HP - 3@1500HP 4@700HP 4@700HP - - 3@700HP - None 3@50%泵 3@50%泵 4@1625HP 3@700HP 型号和台数 发电机 备用设备 压缩能力 压缩机型号和数量 油管线泵 台@HP/台 修井/钻井ft×ft 101 ×136 175 ×175 205 ×205 75 ×154 75 ×154 170 ×125 - 113 ×159 - - - 223 ×183.5 137.5 ×165 113 ×159 夹层 ft×ft 81 ×125 - - - - - - - - 112 ×133 - - - - 101 ×136 175 ×175 205 ×205 115 ×154 115 ×154 170 ×125 - 127 ×162.5 - 112 ×133 - 223 ×183.5 152.5 ×180 127 ×162.5 甲板尺度 生产ft×ft 底层 ft×ft N/A 175 ×175 205 ×205 115 ×154 115 ×154 170 ×125 - 127 ×176 - - - 223 ×161 138 ×145 127 ×176 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 46970 46970 63750 - 58682 - 36617 - - 77000 58682 1000(修井) 1000(修井) 1500(修井) 1000(修井) 1500(修井) 1500(修井) None 3000(钻井) 2300(钻井) 1000(修井) 1500(修井) Nabors Nabors H&P - Nabors - N/A Pride 国际 Pride 国际 Pride 国际 Nabors 是, 最大350(106.7) 是, 最大350(106.7) 325(99.1) - 是 - 否 否 否 是 是 9(3×3) 9(3×3) 张紧悬链式 9(3×3)半张紧悬链式 10(3,3,4) 张紧悬链式 9(3×3) 9(3×3) 6张力腿 11(4,3,4)张力腿 16(4×4) 9(3×3)张力腿 9(3×3) 链和钢丝 链和钢丝 链和钢丝 链和钢丝 链和钢丝 链和钢丝 链和聚脂 链和聚脂 链和钢丝 链和钢丝 链和钢丝 锚桩(直径84in,长度232ft) - - - 锚桩(直径7 ft,长度78ft) - 吸力锚(直径18ft ,长度180ft 吸力桩 吸力桩 - - 5340 5400 4400 6000 5700 - 3700 - 17360 3810 5900 8750 8750 11000 9800 10770 - 4700 24500 26445 8500 10770 11960 11960 14630 12897 13354 14093 7200 23376 13500 12600 14800

续上表 图片号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

J. Ray Mcdermott J. Ray Mcdermott Kellogg Brown & Root J. Ray Mcdermott J. Ray Mcdermott Technip J. Ray Mcdermott Gulf Island Fabrication J. Ray Mcdermott Technip J. Ray Mcdermott J. Ray Mcdermott J. Ray Mcdermott Gulf Island Fabrication Technip Technip Technip Technip Technip Technip J. Ray Mcdermott Technip J. Ray Mcdermott Technip Technip Technip J. Ray Mcdermott Technip Litton ingalls Shipbuilding Technip Technip Technip Technip Technip J. Ray Mcdermott Technip J. Ray Mcdermott Technip Technip Technip J. Ray Mcdermott Technip J. Ray Mcdermott J. Ray Mcdermott Saipem UK International Ltd. J. Ray Mcdermott J. Ray Mcdermott Heerema J. Ray Mcdermott Heerema J. Ray Mcdermott Technip-Hull Heerema-Topsides Heerema Heerema J. Ray Mcdermott Heerema Marine Contractors DB-50 DB-50 Saipem S-700 DB-50(船体)/101&50(干弦) DB-50(船体)/DCV Balder(干弦) DCV Balder DB 50/Shearleg MSV Balder/MSV Hermod DB 50/Shearleg T01/Dove HMC/DCV Balder DCV Balder/DCV Thialf DCV Thialf DB 50/Shearleg MSV Balder/MSV Hermod 23

干弦制造商 船体制造商 制造与安装 平台最后组装 平台安装 安装船泊 三、 深水半潜式钻井平台的现状和发展趋势

1、半潜式钻井平台的现状

由于水深500米以内的世界海洋石油储量占海底探明总储量的80％以上，其中工作水深超过150米的占有相当的数量；世界海洋平均深度为3730米，水深0~200米的只占海洋总面积的7.49％，水深在6000米以上仅占海洋总面积的1.38％，即90％以上的水深在200~6000米之间，此大量海域面积尚待人们开发，特别是未探明的海洋石油资源，需要适应此工作水深的钻井平台进行勘探钻井和平台钻井；在各类世界移动式钻井装置中，适于深水钻井的半潜式平台和钻井浮船有较大的增长和发展，而自升式和座底式浅水域工作的移动式钻井装置的发展量逐年有所减少。半潜式钻井平台稳定性较好，移动灵活，使用水深较深，作业可靠，故它将是今后数十年海上石油勘探开发钻井最有发展前途的装备，仍是21世纪最关键的设备。半潜式钻井平台1996年全世界拥有132艘，1997年增至147艘，1998年再增至165艘，2000年增至170艘，2002年为175艘，可见其发展势头。1996年及以后新建造的深水半潜式钻井平台详见表1。

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表5 1996年及以后新建造的深水半潜式钻井平台

序 号 平台 名称 设计/建造者 国别 /地区 建造 完工 期 1 ENSCO 7500 2 Marine700 (海洋700) 3 Bingo(宾果) 90001 4 Bingo(宾果) 90002 5 Bingo(宾果) 90003 6 Bingo(宾果) 90004 7 AMETTHYST (紫水晶)Ⅱ 8 AMETTHYST (紫水晶)Ⅲ 9 AMETTHYST (紫水晶)Ⅳ 10 AMETTHYST (紫水晶)Ⅴ 11 AMETTHYST (紫水晶)Ⅵ 12 AMETTHYST (紫水晶)Ⅶ 13 RBSBM ENSCO 75001 TDI Halter Bingo 80001 挪威 Kvaemer DNV IAI Column/ Dalian新船厂 DNV IAI Column/ Dalian新船厂 - 1999 - 1999 全球 1998 - 2000 工作 水深 ft(m) 7500 (2286) 5000 (1524) 9843 (3000) 9843 (3000) - 1999 9843 (3000) - 1999 9843 (3000) 巴西 (巴油) 巴西 (巴油) 巴西 (巴油) 巴西 (巴油) 巴西 (巴油) 巴西 (巴油) 墨西哥1999~ 2000 1999~ 2000 1999~ 2000 1999~ 2000 1999~ 2000 1999~ 2000 1999 5000 (1524) 5000 (1524) 5000 (1524) 5000 (1524) 5000 (1524) 5000 (1524) 5000~8000 20000 (6096) 20000 (6096) 20000 (6096) 20000 (6096) 20000 (6096) 20000 (6096) 25000 130 358×256×28 6000t 115 249×179 3500t 115 249×179 3500t 115 249×179 3500t 115 249×179 3500t 115 249×179 3500t 115 - 120 - 120 - 120 钻井 深度 ft(m) 30000 (9144) 30000 (9144) - 120 361×246×148 361×246×148 361×246×148 361×246×148 249×179 3500t 7000t 7000t 7000t 7000t 120 119×71.4 5000t 132 平台主要参数 乘员 主尺度(长×宽×高) ft 240×228 平台储存能力 可变载 水泥粉和粘土荷 7256t 粉ft(m) 24000+10000 (3816+1590) 20000 (3180) 14410+13350 (2291+2123) 14410+13350 (2291+2123) 14410+13350 (2291+2123) 14410+13350 (2291+2123) 10720+3000st (1704+3000) 10720+3000st (1704+3000) 10720+3000st (1704+3000) 10720+3000st (1074+3000) 10720+3000st (170+3000)st 10720+3000st (1074+3000)st 27410 5000 (795) 11650 (1852) 11650 (1852) 11650 (1852) 11650 (1852) 2350+1900 (374+302) 2350+2900 (374+302) 2350+1900 (374+302) 2350+1900 (374+302) 2350+1900 (374+302) 2350+1900 (374+302) 10185 13210 (2100) 13210 (2100) 13210 (2100) 13210 (2100) 7152 (1137) 7152 (1137) 7152 (1137) 7152 (1137) 7152 (1137) 7152 (1137) 23100 4070 (647) 4070 (647) 4070 (647) 4070 (647) 2510 (399) 2510 (399) 2510 (399) 2510 (399) 2510 (399) 2510 (399) 5377 33液体泥浆 bbl((m) 12000 3钻井水 bbl((m) 8375 (1332) (2500) 3淡水 bbl((m) 1370 (209) (750) 3DNV IAI Column/ Dalian新船厂 DNV IAI Column/ Dalian新船厂 自航,动力定位Class OU100A /韩国大宇,TDI-Halter 自航,动力定位Class OU100A /韩国大宇,TDI-Halter 自航,动力定位Class OU100A /韩国大宇,TDI-Halter 自航,动力定位Class OU100A /韩国大宇,TDI-Halter 自航,动力定位Class OU100A /韩国大宇,TDI-Halter 自航,动力定位Class OU100A /韩国大宇,TDI-Halter Reading & Bates; 25

IHI/韩国现代重工 14 RBS8D Reading & Bates; IHI/韩国现代重工 15 SEDCO EXPRESS (赛德柯快捷号) Sedco Express /法国DCN 湾 - 2000 (1524~2438) (7620) - - - 396×256×28 8820t 27410 (1619) 10185 (1619) (3673) 23100 (3673) 10000 (1590) (855) 5377 (855) 3670 (583) 西非 1999 6000~8500 35000 130 250×256 6600t 22000 (3498) 4500+7000 (715+1113) (立柱内) (1830~2590) (10700) 16 SEDCO ENERGY (赛德柯能源号) Sedco Express /法国DCN Sedco Express /新加坡promet CS30/KvaernerWarnow Hostock 墨西哥湾 墨西哥湾 北海 1999 6000~8500 35000 130 250×226 6600t 22000 (3498) 4500+7000 (立柱内) 4500+7000 (立柱内) 2439 10000 (1590) 10000 (1590) 5600 (890) 3670 (583) 3670 (583) 3192 (507) 3(1830~2590) (10700) 2000 8500 (2590) 2001 1650 (503) 35000 (10700) 30000 (9144) 33000 (10060) 114 268×228.5 5500t 102 253×220 3700t 130 250×226 6600t 17 CAJUN EXPRESS (卡江快捷号) 22000 (3498) 710t 580 m3 18 STENA DON (388) 1370 m 319 WEST FUTURE Ⅱ号 Smedvig ME 50000 /Hitachi Zosen 北海 1999 8000 (2438) 840 m 31600 m -

表5 1996年及以后新建造的深水半潜式钻井平台 续上表

序 号 绞车 hp 1 Nat/1625 DE 钻井泵 hp 3台 14-P-220, 2200 钻井设备 转盘 in 60液压驱动 2 3 3000 大陆EMSCO C-Ⅲ3000 4 大陆 EMSCO C-Ⅲ3000 5 大陆 EMSCO C-Ⅲ3000 3×2200 3×FC 2200 3×2200,7500 PSI 3×FC 2200 3×2200,7500 PSI 3×FC 2200 3×2200,7500 PSI 60.5 Varco RST 60.5 Varco RST 60.5 Varco RST 60.5 - HPS-750 2EAC 驱动 HPS-750 2EAC 驱动 HPS-750 2EAC 驱动 - CIW 18.75×15K CIW 18.75×15K CIW 18.75×15K 8点锚泊 6台10200 8点锚泊 6台10200 Varco TDS-4H 顶驱 防喷器系统 in×lbf/in 18.75×15000 动力定位,8台3000hp推进器 牵引锚机 8点锚泊 10000 6台 10200 6台EMD20 29000 2锚泊 主动力 hp 26

6 大陆 EMSCO C-Ⅲ3000 3×FC 2200 3×2200,7500 PSI 3台 FC-1600型 3×1600 3台FC-1600型 3×1600 3台FC-1600型 3×1600 3台FC-1600型 3×1600 3台FC-1600型 3×1600 3台FC-1600型 3×1600 3台Nat/oilwell 2200 Varco RST 60.5 EMSCO T4950 EMSCO T4950 EMSCO T4950 EMSCO T4950 EMSCO T4950 EMSCO T4950 - HPS-750 2EAC 驱动 DDM-650L -DC DDM-650L -DC DDM-650L -DC DDM-650L -DC DDM-650L -DC DDM-650L -DC Varco TDS-85 AC CIW 18.75×15K CIW 18.75×10K,4组闸板+2台Shafler CIW18.75×10K,4组闸板+2台Shafler CIW 18.75×10K,4组闸板+2台Shafler CIW18.75×10K,4组闸板+2台万能5000lbf/in 28点锚泊 6台10200 7 EMSCO C-3ⅡC 完备的双系统(SDP21)动力定位 完备的双系统(SDP21)动力定位 完备的双系统(SDP21)动力定位 完备的双系统(SDP21)动力定位 完备的双系统(SDP21)动力定位 完备的双系统(SDP21)动力定位 - 5台Cat 3612 DITA 4760 8 EMSCO C-3ⅡC 5台Cat 3612 DITA 4760 9 EMSCO C-3ⅡC 5台Cat 3612 DITA 4760 10 EMSCO C-3ⅡC 5台Cat 3612 DITA 4760 11 EMSCO C-3ⅡC CIW18.75×10K,4组闸板+2台万能5000lbf/in CIW18.75×10K,4组闸板+2台万能5000lbf/in 18.75×15K 225台Cat 3612 DITA 4760 12 EMSCO C-3ⅡC 5台Cat 3612 DITA 5×3500kW 5台Cat 3612 DITA 5×3500kW 13 6600 14 6600 3台Nat/oilwell 2200 - Varco TDS-85 AC 18.75×15K DP3Class 动力定位 8×5000KW 推进器 - 15 Hitec 6600 AHD 3台Nat’/14-p-220 2200hp×7500lbf/in 2Varco 60.5 Canring 1275E 750t CIW18.75×15K,4组闸板+2×5000 lbf/in万能 2DPS3级动力定位 6×7000kW交流发电机 16 Hitec 6600 AHD 3台,Nat’/14-p-220 2200hp×7500lbf/in 2Varco 60.5 Canring 1275E 750t CIW18.75×15K,4组闸板+2×5000 lbf/in万能 2DPS3级动力定位 6台 Cat 3616(6×4.4MW) 4个7MW推进器,12n mile 17 Hitec 6600 AHD 3台Nat’/14-p-220 Varco 60.5 2Canring 1275E 750t CIW18.75×10K,4组闸板+2×5000 lbf/in万能 28台锚机;600T/台,保持力300T/台+DPS3 动力定位 6台 Cat 3616(6×4.4MW) 4个7MW推进器,12n mile 8×5500 2200hp×7500lbf/in 2台大陆,Emsco FC 2200hp 2组 Varco 60.5 2组 Varco 60.5 液压钻具排放2组液压提升交流驱动 2组MH650T 18 液压Ram型 CIW 1500 lbf/in 2 19 2台MH Ram 型130 4台Nat’/14-P-200 4×2200 Hydny18.75×15K 动力定位 8×5500

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2、半潜式钻井平台的新发展和典型例子

在2002年未统计的全世界现有和正建造的175艘平台中，有31艘工作水深在6000ft(1829m)及以上，其中7500ft(2286m)及以上的有16艘，最深工作水深为10000ft(3048m)当前世界上较典型的深水大型先进钻井平台有：

（1） 友人与金人（Friede&Goldman）EXD设计的第五代半潜式平台开发钻井者1号《Development Driller1(Rig184)》和开发钻井者2号《Development Driller2(Rig185)》，于2003年建成，工作水深7500ft（2286m），钻深能力37500ft(11430m),可变载荷7000t，生活模块可住152人，钻机主绞车为交流变频7000HP。

（2）《卡江快捷号（cajun Express）》半潜平台，工作水深8500ft(2591m),钻深能力35000ft(10668m)，工作水深可升级改造至10000ft(3048m)。该平台与《赛德柯快捷号（sedco Express）》、《赛德柯能源号（Sedco Energy）》系采用同一设计（Sedco Express2000），后者在法国建造，其最大特征是井架装在平台后端，而且井架两侧都有连体桁架，可以组装和排放钻杆立根、套管立根和隔水管，并将其移送到井架中，可以大大缩短辅助时间，提高效率。除工作水深为6000ft(1829m),可升级改造至7500ft(2286m)外，其余参数均与在新加坡建造的《卡江快捷号》相同。该三艘平台钻井机主绞车功率均为Hitec AHD6400HP，各装有四台推进器，每台7MW，航速可达12kn，工作海区分别为墨西哥湾，巴西和尼日利亚海域，均于2000年建成。

（3） 深水地平线号（Deep Water Horizon）》半潜平台，工作水深10000ft(3048m)，钻深能力30000ft(9144m),可变载荷8200t，生活模块可住152人，钻井主绞车为6600HP，防喷器组（BOP）为18-3/4 in，压力15000psi，顶部驱动系统（TDS）为Varco TDS-8SAC，动力定位系统为8×5000kw平推进器，DP－3级，6×7000AC发电机组。

（4） NOBLE CLYDE BOUDREAUX》号半潜平台，工作水深10000ft(3048m)，钻深能力35000ft(10670m)，可变载荷7000t，生活模块可住150人，钻机主绞车为4000HP，转盘通径60-1/2 in，泥浆泵为4×2200HP，工作海区为世界范围内，于2004年一季度完工。

3、 第五代和第六代深水半潜式钻井平台发展的主要特点

（1） 用优良的设计，其可变载荷与总排水量的比值将超过4.0(PETROBASXVIII平台的总排水量与平台自重比值为3.6)。

（2） 平台主结构采用甚高强度钢，这种钢强度高、韧性好、可焊接性好。

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（3） 大的甲板可变载荷（甲板可变载荷达10万t以上）和大的平台主尺度及大的钻井物资储存能力。

（4） 少节点，无斜撑的简单外形结构以减少建造费用。半潜式平台采用了较为简洁的结构，下沉垫和立柱均为等截面的矩形；平台甲板亦为扁平矩形箱型结构；由于每边仅为两根矩形截面立柱与平台甲板和下沉垫相连，除左右立柱仅有4根拉筋外，几乎没有其他节点。因此，明显减少了焊接节点，拉筋的工作量及技术难度，从而节约了建造成本。

（5） 良好的船体安全性和抗风暴能力及长的自持能力，以适应全球远海、超深水全天候和较长期的工作能力，平台甲板、生活模块为扁平、矮的结构，液缸型钻机具有圆柱形框架结构，从而明显减少风的阻力和降低风力的力矩，从而具有良好的大风浪环境的适应能力。

（6） 很深的工作水深并向更大的工作水深发展，1998年新建和在建的19艘平台中，17艘平台工作水深在5000ft以上，最深工作水深为宾果(BINGO)9000系列1~4号，其4艘平台的工作水深均为9483ft，即3000米。可以预料未来20年内将有工作水深达4000~5000M的半潜式平台出现。

（7） 装备大功率（绞车功率达6000~7200HP以上）的新一代的先进钻井设备，配备最新型液缸型钻机，钻具的自动排放系统和将泥浆系统和固井系统组合为一个泵道系统，采用最先进的动力定位锚泊方式和大功率变频发电设备。如“赛德柯.快捷号”等三艘同型号平台采用最先进的DPS3级动力定位系统，采用4台7MW/台的强力推进器。

（8） 建造平台有一定批量性。如“宾果9000”系列就建造了4条，“紫水晶”系列平台共有6艘，“赛德柯”系列共3艘（详见表1）。

（9） 改造旧半潜式平台进行升级换代。为适应海洋浮式钻井技术迅速发展的需要，将现有旧平台进行升级换代的技术改造，是过去、当前和今后半潜式钻井平台技术发展中的重要一环。旧半潜平台进行升级换代技术改造的主要特点和内容如下：

①根据钻井设备和技术的不断发展，进行多次技术改造。如“BORGNY DOLPHIN”号半潜式平台于1978年由芬兰建造，分别于1986年、1992年和1997年进行了三次技术改造，“海洋500号”于1975年建造，分别于1984年、1994年和1999年进行改建；进行两次以上技术改造的平台有“ATWOOD HUNTER”、“BYFORD DOLPHIN”、“PETROLIA”、“NOBLE-PAUL WOLFF”、“NOBLE-

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AMOS RUNNER”、“J.W.MCCLEAN”、“TRANSOCEAN AMIRANTE” 8艘。 ②加深钻井平台的工作水深。如“大洋胜利者”号半潜平台原为Aker H-3型，从原来工作水深1500ft（450米）加深改为3500ft（1070米），使其钻井工作水域扩大。采取了加长加粗锚缆锚链和加重锚和更新锚机的措施。它们重新更换了大容缆量和大牵引力的8个锚机，锚重增至30000lb(13.61t),将锚链加粗为3in(76.2mm),长达4000ft(1219m),将锚缆加粗至3-1/4in(82.6mm),加长至4000ft(1219m),最终为锚链4000ft 与锚缆 4000ft 的组合锚缆。

③加大钻机的钻深能力和相应配套设备的工作能力。如“BORGNY DOLPHIN”号平台经1986年、1992年和1997年3度改造后，钻机为Emsco C-3型，钻井泵改为Nat’/14-P-220型，2200hp/台共2台，顶部驱动配备为Varco TDS-4型。其实际钻深能力已从原来的6000米增至9000米；“STENA TAY”号半潜平台由新加坡远东利文斯顿船厂（FELS）进行升级改造，于1999年第二季度交船，其升级改造后钻深能力达30000ft（9144 m），工作水深达7500ft（2290 m），配备了3台Emsco FC 2200型钻井泵，每台功率为2200hp，防喷器组为卡姆伦（CIW）18-3/4in（476.3mm）通径，工作压力提高至15000lbf/in2(103.5Mpa)的无导向绳设备。

④相应增大整个平台的功率配备，增加钻井器材储存能力配备和提高甲板的可变载荷。如“海洋500号（Marine500）”平台经1984年、1994年和1999年3度升级改造后，主动力为2台EMD3500 hp 加2台EMD 1500 hp ，总功率达10000 hp ；吊机为2台各为60t，臂长达120ft（36.6m）；甲板可变载荷为5000t；水泥粉和粘土粉储存能力达595m3，液体泥浆达858.5 m3，燃油达1908 m3，钻井水达1224 m3，淡水达510m3。

⑤去除严重锈蚀的甲板钢板，代之以高强度耐腐蚀钢板；改善部分结构设计；提高和更新平台生活模块设施；将污水排放处理系统、消防系统、救生系统加以更新改造等。

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图6、新型半潜式平台

四、 深水钻井浮船和浮式生产储油卸油装置FPSO

1、钻井浮船的现状及分析

钻井浮船是移动式钻井装置中机动性最好的一种，它移动灵活，停泊简单适用水深大，特别适应深海水域的钻井作业。世界海洋深海深层物探技术的新发展，在深海远洋的深地层发现了令人鼓舞的油气层，这促使世界上向深海、大洋、深地层钻探石油、天然气又一轮新高潮的形成。因此，设计建造新型深水钻井船达到了空前的踊跃，1996年全世界拥有钻井浮船63艘，1997年增至70艘，1998年再增至82艘，比1996年增加30.2%，一反前几年钻井浮船停滞或负增长的局面。其中1998年新建成或在建的世界上最先进的钻井浮船多达21艘。其中新建造了13艘深海钻井船，工作水深超过8000ft，其中10000 ft及以上有8艘，工作水深最深达12000 ft (3658米)，而且深水钻井浮船的建造仍还强劲。预料在未来20年内，钻井船的工作水深最深达4000~5000米(13120~16400 ft)。这些钻井船将成为今后数十年内深海钻探石油的主力军。1996年及以后新建造的深水钻井船详见表6。

图7、浮式生产储油卸油装置FPSO

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表6 1996年及以后新建造的深水钻井船

序号 平台名称 设计/建造者 国别/地区 建造完工期 工作水深ft(m) 钻井深度ft(m) 乘员 主尺度(长╳宽╳高) ft 1 Deepwater Pathfinder Conoco; Reading &Bates/ 韩国三星 墨西哥湾 1998~ 1999 10000 (3048) 30000 (9144) 130 726╳138╳66 基础为双船 壳 2 Deepwater Frontier Conoco; Reading & Bates/ 韩国三星 墨西哥湾 1998~ 1999 10000 (3048) 30000 (9144) 130 726╳138╳66 基础为双船 壳 3 GLOMAR C.R.. LUIGS Global Marine Hull456/ Harland& Wolff 全球, 1999 9000~ 12000 (2743~ 3658) 35000 (10700) 150 752╳118╳58 45000st 28000 (793) 10000 (1590) 30000 (4770) 10000 (1590) Nat’/ 2040~ 5000 3╳2200 Nat’ Nat’/ 14-P-220 /C-495 Varco TDS -4S 18.75 ╳15K 5组 闸板 动力定位 (DPS-3) 8╳ 4.32MW 22850t 34000+ 10000st (963+ 10000st) 8930 (1420) 17610 (2800) 6290 (1000) - - - - 15K 动力定位 (DP3级) - 22850t 34000+ 10000st (963+ 10000st) 8930 (1420) 17610 (2800) 6290 (1000) - - - - 15K 动力定位 (DP3级) - 可变载荷 水泥粉和粘土粉ft3(m3) 液体泥浆bbl (m3) 钻井水 bbl (m3) 淡水 bbl (m3) 绞车 hp 钻井泵 hp 转盘 顶驱 防喷器系统in╳lbf/in 2平台主要参数 平台储存能力 钻井设备 锚泊 主动力 33

4 NAVIS EXPLORER Ⅰ Navis级船 /韩国三星 - 2000 10000 (3048) 36000 (11000) 130 655╳130╳63 - - - 1800 (286) - 7000 4╳2000 - - - 动力定位 3台+ 2台推进器7╳4000 5 PRIDE AFRICA Gusto 10000 /韩国现代 全球使用 1999 10000 (3048) 31500 (9600) 130 670.8╳38.6╳62.7 17700t 450+510t 3578 (569) 7265 (1155) 5157 (820) Dreco 8SGB 750 GE 3╳2200 Nat’ Nat’/ 14-P-220 /D605 CAN -RIG C1165 CIW /8.75 12K 动力定位 WV12 V32 4950kw /台 6 PRIDE ANGOLA Gusto 10000 /韩国现代 全球使用 1999 10000 (3048) 31500 (9600) 130 670.8╳38.6╳62.7 17700t 450+510t 3578 (569) 7265 (1155) 5157 (820) Dreco 8SGB 750 GE 3╳2200 Nat’ Nat’/ 14-P-220 /D605 CAN -RIG C1165 CIW /8.75 12K 动力定位 WV12 V32 4950kw /台 7 PEREGR- INE Ⅳ Rauma Repola/ Knerson; Rauma Repola 全球使用 1997 11000 (3353) 30000 (9144) 130 561.45╳93.2╳38.4 12500t 560 80000 (1272) 10000t 200t C- EMSCO 5000/ 4台752 GE 2╳2200 60.5 in Varco TDS -4S 750t CIW 5组 闸板 15K 动力定位 8台 W16 -V22 8 WEST NAVION Ⅰ Statoil MST/ Samsung 北海 1998 8200 (2500) 33000 (10060) 120 830╳137.8 14500t 840 m3 - 1800m3 1000 m3 Ram型 3╳2200 2Nat’/ 14-P-220 组 2组 750st 1088hp Hydril 18.75 ╳15K 动力定位 (自动3级) 6╳ 5600KW Varco 60.5 in 9 DISCOVER -ERENTER -PRISE Trans-ocean双船壳,双钻机/西班墨西哥1998 8500~ 10000 (2590~ 35000 (10700) 200 835╳125╳62 20000t 32000 (906) 燃油 4000m3 13700 (2178) 5000 (795) 2 组 大陆 Emsco 4╳2200 - Nat’/ 14-P-220 TDS -8S 650T 18.75 ╳15K 6组 动力定位 (DPS- 4╳ 9772+ 2╳ 34

牙 Astano 湾 3048) EHV 5000 AC 驱动 3台 - - 闸板 903DP) 6515 10 Deepwater Millenium Conoco/ Reading &Bates/ 韩国三星 墨西哥湾 1998~ 1999 10000 (3048) 30000 (9144) 130 726╳138╳66基础为双船壳 22850t 34000+ 10000st (963+ 10000st) 8930 (1420) 17610 (2800) 6920 (1000) - Hydie ╳10K 15K 动力定位 (DP3级) - Nat’/ 14-P-220 11 GLOMAR IRISH SEA Ⅰ Global Marine Hull A56/ Harland & Wolff 全球范围 2000 8000 (2438) 35000 (10700) 150 752╳118╳58 45000st 28000 (793) 11000 (1590) 30000 (4770) 10000 (1590) Nat’/ 2040 ~5000 3╳2200 Nat’/ Nat’/ 14-P-220 C-495 Varco TDS -4SH 18.75 ╳15K 5组 闸板 动力定位 (DPS-3级) 8╳ 4.32 MW 12 DISCOVER -ER SPIRIT Trans-ocean 双船壳、双钻机/西班Astano 牙墨西哥湾 1999 8500 (2590) 35000 (10700) 200 835╳125╳39 20000t 32000 (906) 燃油 4000m3 13700 (2178) 5000 (795) 2 组 大陆 Emsco EHV 5000 4╳2200 - Nat’/ 14-P-220 TDS -8S 650t AC 驱动 18.75 ╳15K 5组 闸板 动力定位 (DPS- 903DP) 4╳ 9772 +2╳ 6515 13 DISCOVER -ER DEEP SEAS Trans-ocean 双船壳、双钻机/西班Astano 牙墨西哥湾 2000 8000 (2438) 35000 (10700) 200 835╳125╳39 20000t 32000 (906) 燃油 4000m3 13700 (2178) 5000 (795) 2 组 大陆 Emsco EHV 5000 4╳2200 - Nat’/ 14-P-220 TDS -8S 650t AC 驱动 18.75 ╳15K 5组 闸板 动力定位 (DPS- 903DP) 4╳700 +2╳ 4700 35

升级改造的钻井浮船，详见表7。

表7 1996~1999年升级改造的钻井浮船的主要参数

序船 名 建造改造 工作 钻 井 主要尺度备注 号 年份 年份 水深 深度 (长×宽×型深)m (m) (m) 1 GLOMAR EXPLORER (格罗玛、勘探者号) 1973 1997 2377 9144 188.7×35.4×15.5 可变载荷：23533t,具有动力定位和井架随动定位 2 NORTHERN XPLORER III(北方勘探者III号) 1973 1998 227 6000 149.4×23.8×12.5 可变载荷7220t，2台1600HP钻井泵Varco TDS-3顶驱 3 PEREGRINE I 1982 1996 2202 7620 149.1×24×12.6 可变载荷7500t，3台1700HP钻井泵，Varco TDS-4S顶驱 4 PEREGRINEIII 1976 1997 1402 6000 148.7×23.5×12.4 可变载荷7500t,2台1600HP钻井泵 5 PEREGRINEVII 1971 1997~ 1998 2205 7620 164.7×28×9.69 可变载荷12236t,3台1600HP钻井泵，18?in×15k5组闸板防喷器 6 DISCOVER534 (发现者534号) 1975 1996 2134 7620 162.8×24.4×9.8 可变载荷7600t，3台1600HP钻井泵，Varco TDS-5顶驱 7 DISCOVERER SEVEN SEA(发现者七海号) 1976 1997 2286 7620 162.8×24.4×9.8 可变载荷8500t,3台1600HP钻井泵，Varco-4s顶驱

综观表6和表7可见，新建钻井船的主要技术特点与趋势如下：

⑴、钻井水深不断增加。1992年以前石油钻井船的最大工作水深为7500ft，而于

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1998年和1999年新建造的“发现者企业号”，“发现者深海号”和“发现者精神号”三艘姊妹船的工作水深达8500~10000ft（2590~3048米）；新建造的“深水开拓者”、“深水领域号”和“深水千年号”3艘姊妹船的工作水深均为10000ft（3048米）；“漫游IV号”的工作水深达11000ft（3353米）；“Glomsr C.R. Luigs”号船的最大工作水深为12000ft(3658米)。可见，钻井工作水深在不断向深水推移，在未来的20年间，最大工作水深将突破4000米乃至更深。 ⑵、钻井深度不断增加，新发展配套的超深井钻机也将不断涌现。在1992年以前，钻井船最先进者当数“七海发现者号”，钻机钻深能力仅为7620米，当时世界上最深钻井能力钻机的钻深为30000ft(9144m)。而“发现者企业号”等三艘姊妹船配备绞车功率却高达5000hp，钻深为35000ft(10700m)，所配备钻井泵单台功率达2200hp；“海军勘探者I号”钻井浮船配备了7000hp的绞车，钻井工作水深达36000ft(11000m)。可以预料，在21世纪的前20年间,将有钻井能力更强、更深的钻井设备配备在深水钻井船上。

⑶、钻井船将更加先进，主尺度将更加庞大，配备动力也将增加。在1992年以前，当时世界最大钻井船之一的“七海发现者号”船的主尺度为长534ft(162.8m)，宽80ft(24.4m)，型深32ft(9.75m)，可变载荷8500st(相当约7700t)，与其同型号动力定位船的“发现者534号”主机所配备功率为6台2500kW，所配备动力定位系统为ASK系统。而于1998年新建成的“发现者企业号”的主尺度却达长835ft(254.5m)，宽125ft(38.1m)，型深62ft(18.9m)，可变载荷高达20000t，所配备功率为6台6700KVA(总功率约39500kW)，勘称当代世界上最庞大的钻井浮船之一。该船配备了两套5000hp绞车的钻机，井架为双联型，高68.9米，长24.4米，宽24.4米，船为最新的DPS-903DP动力定位系统；其船的储存能力和自持力相当大，如水泥粉和粘土粉的储存能力达906立方米、钻井水2178立方米、淡水795立方米、燃油储存高达4000立方米。

⑷、钻井船采用系列化的小批量设计、制造，以减少设计建造成本。如“发现者企业号”、“发现者精神号”和“发现者深海号”属同一主尺度的姊妹船；“深

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水开拓者号”、“深水领域号”和“深水千年号”3艘船均统一由韩国三星船厂建造，于1998~1999年建成；“非洲骄傲号”和“安哥拉骄傲号”、“玛斯克开拓者号”和“玛斯克先锋号”以及“Glomar C.R.Luigs号”和“Glomar Irish Sea I号”均各为同一设计的钻井船和同一船厂建造，并分别于1998~2000年建成投入使用，这样，可以明显节约设计建造费用。另外，专为委内瑞拉马拉开波湖设计建造的“ENSCO I、II、III”号3艘钻井船和“PRISA 101、102和103”号3艘钻井船均各属于同类型号，分别在相同的船厂建造，也同样是为了降低设计建造成本。

⑸、旧钻井船升级换代改造是一项经济实用的措施。旧钻井船升级改造的主要内容和特点是：（i）利用相近似的船改造为钻井船。（ⅱ）旧船改建普遍选用具有较深工作水深能力的船，如表3所示7艘被改造的船中，有6艘船工作水深超过1400m，其中5艘船的工作水深超过2000米。（ⅲ）为提高钻井效率，普遍将原功率较小的钻井泵更新为2台以上1600hp的钻井泵；增加了顶部驱动装置。（ⅳ）相应将防喷器组更新为18-3/4in通径，工作压力提高至10000lbf/in2或15000 lbf/in2。（ⅴ）将配备的动力加以提高。（ⅵ）改造和更新相应的仪表和加以电脑化，更新船上的生活设施、安全消防系统、污水和生活垃圾的处理系统和用高强度耐腐蚀钢材替代已锈蚀的钢板、管材等。

2、当前世界上大型、先进的石油钻井浮船

（1） 西班牙奥斯坦诺（Astano）船厂2000年建成的《发现者精神号（Discoverer Spirit）》浮船，是一艘具有双井架、双套钻机的巨型钻井船，其钻井工作水深为10000ft(3048m)，钻井深度能力为35000ft(10668m)。与该船采用越洋企业增强级《Transocean offshore Enterprise class Enhanced》同一设计的《发现者企业号（Discoverer Enterprise）》和《发现者深海号（Discoverer Deep Seas）》均是双井架、双套钻机的巨型钻井船，每艘船上均配有双套Emsco EH V5000HP的钻机，钻深能力均为35000ft(10668m)，其工作水深分别为8500ft(2590m)和

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8000ft(2438m)，均可改装加深至10000ft(3048m)。它具有当代最先进的双井架、两台各为6600HP的钻机，船为双船壳，主尺度长254.5米，宽38.1米，型深18.9米，甲板可变载荷20000T，船主机功率高达52118HP。

（2） 韩国三星船厂于2000年3月建成的《海军勘探者1号（Naris Explorer1）》钻井浮船，工作水深10000ft(3048m)，钻深能力36000ft(11000m)为当今最深者，船的主尺度长660ft(201m)，宽131ft(40m)，型深64ft(19.5m)，可变载荷15000t，生活模块可住130人，钻机主绞车功率为Hitec AHD6600HP。

（3） 《GLOMARC.R.LUGS》号钻井浮船，工作水深是目前最深的一艘船，为12000ft(3658m)，为北爱尔兰Harland&wolff船厂于1999年建造，钻深能力为35000ft(10668m)。

3、深水钻井浮船发展主要特点

（1） 设计工作水深不断增加并向更大的工作水深发展。在未来20年内，钻井船的

工作水深将突破4000米乃至5000米。

（2） 装备最先进大功率高精度的动力定位系统DPS3。

（3） 超大型钻井船，主尺寸将更加庞大，装备性能更先进，钻井深度能力更强的

海洋石油钻机。钻机绞车功率将突破8000HP，在未来20年内，钻井船的钻深将突破15000米。

(4) 钻井船性能将更先进，采用甚高强度钢和优良的船型及结构设计，总排水量与

船总用钢量的比值进一步提高，可变载荷，主尺度，功率配备等均将更大，自持力，抗风浪能力将更强，具有良好的安全性，全球、全天候的工作能力。

(5) 钻井船采用系列化的小批量设计、制造、以减少设计建造成本。旧钻井船升

级换代改造也是一项经济实用的举措。同一主尺度的姊妹船，同一设计，同类型号的钻井船在同一船厂建造都是为了降低设计建造成本。

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以上分别介绍了各种深水平台型式的结构特点及水动力性能。下表针对三种主要的典型浮式生产平台进行定性地比较：

传统式 有无专利限制 最大适用水深 储油能力 钻/修井能力 采油树类型 井口数量 立管型式 对上部重量及重心分布的敏感性 运动性能 定位方式/干扰性 排水量/上部重量 船体用钢量/上部重量 甲板布置 船体/甲板总成 安装 成 本 当水深超过1500m以后，成本随水深增加非常快 对特别深的水域，造价上比TLP有明显优点 最初投资相对小 较易 可以 较难 不可以 较易 可以 平台运动很小，几乎没有垂向运动、横摇及纵摇 张力腿定位；面积小，无干扰 低 低 锚泊定位；面积大，有干扰 高 高 锚泊定位；面积大，有干扰 居中 居中 运动性能好，但不及TLP 较好，不及TLP及SPAR 无 无 较好，受限 干/湿井 多 TTR、SCR、柔性管 强 TLP 新型式 有 2000 m 有 3000 m 无 好，可偏移钻井 干/湿井 少 TTR、SCR、柔性管 弱 Spar Semi- submersible 无 3000 m 无 好 湿井 多 SCR、柔性管 弱

从上表中可以看出，各种平台型式均有其优缺点。由于深水平台及其部分技术属于专利技术，受到国外知识产权的保护，在各种深水平台中，除了传统式张力腿平台和半潜式平台以外，其他新型TLP及深吃水柱筒式平台（SPAR）都有各自的专利技术保护；所以，在深水油气田开发中，油公司选择平台方案时需要考虑专利技术的因素，以便在招投标中具有较大的选择余地，选择承包商上处于主动，以避免付出高额的专利费用。

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