自升式海洋平台海水提升系统综合设计【文献综述】
03020107038 海洋平台之综合介绍
海洋平台之综合介绍
为在海上进行钻井、采油、集运、观测、导航、施工等活动提供生产和生活设施的构筑物。按其结构特性和工作状态可分为固定式、活动式和半固定式三大类。固定式平台的下部由桩、扩大基脚或其他构造直接支承并固着于海底，按支承情况分为桩基式和重力式两种。活动式平台浮于水中或支承于海底，能从一井位移至另一井位，按支承情况可分为着底式和浮动式两类。近年来正在研究新颖的半固定式海洋平台，它既能固定在深水中，又具有可移性，张力腿式平台即属此类。
一、固定式平台
1、桩基式平台
① 导管架型平台
在软土地基上应用较多的一种桩基平台。由上部结构（即平台甲板）和基础结构组成。上部结构一般由上下层平台甲板和层间桁架或立柱构成。甲板上布置成套钻采装置及辅助工具、动力装置、泥浆循环净化设备、人员的工作、生活设施和直升飞机升降台等。平台甲板的尺寸由使用工艺确定。基础结构（即下部结构）包括导管架和桩。桩支承全部荷载并固定平台位置。桩数、长度和桩径由海底地质条件及荷载决定。导管架立柱的直径取决于桩径，其水平支撑的层数根据立柱长细比的要求而定。在冰块飘流的海区，应尽量在水线区域（潮差段）减少或不设支撑，以免冰块堆积。对深海平台，还需进行结构动力分析。结构应有足够的刚度以防止严重振动，保证安全操作。并应考虑防腐蚀及防海生物附着等问题。导管架焊接管结点的设计是一个重要问题，有些平台的失事，常由于管结点的破坏而引起。管结点是一个空间结点，应力分布复杂；近年应用谱分析技术分析管结点的应力，取得较好的结果。
导管架由导管（即立柱）和导管间的水平杆和斜杆焊接组成，钢桩沿导管打入海底。打桩完毕后，在两者的环形空隙内用水泥浆等胶结材料固结，使桩与导管架形成一个整体，以承受巨大的竖向和水平荷载。若桩的承载能力不能满足要求时，可在立柱之间和角立柱的周围增设钢桩。这种平台施工时一般先在陆地上预制导管架,再用驳船拖运就位进行安装,通过调节压舱水使驳船倾斜，然后用卷扬机将导管架送入水中，由其自身浮力悬浮在水中，再向导管架立柱内灌水，同时用起重船把导管架竖立就位于海底井址，再将桩逐段连续打入海底土层固定。用于深海的导管架高度很大，整体运输困难，可采用分段制造，分段下水连接而成。
深海海洋平台发展综述
建造工艺
Construction Technics
深海海洋平台发展综述
周振威，孙树民
（华南理工大学 土木与交通学院，广州 510640）
摘 要：本文综述了深海海洋平台的发展历程及现状，深海海平台包括半潜式平台、TLP平台以及Spar 平台，半潜式平台只能使用湿井口，多为钻井平台。TLP平台和Spar平台都适合用作深海采油平台，通过对 比，认为TLP平台更为适合中国南海海域的油气开发。最后对深海平台未来的发展进行了展望。
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建造工艺
Construction Technics
TLP平台安装并投入使用，这不仅是世界上第一座SeaStar TLP平台，同时也是第一座 miniTLP。至今世界上已建成5 座SeaStar TLP平台。
一种新型的自升式平台海水提升系统的设计
基金项目：2020 年广东省海洋经济发展( 海洋六大产业) 专项资金项目( 粤自然资合[2020]023 号)作者简介：石保国（1985-），男，工程师。主要从事船舶设计工作。 袁亚文（1983-），男，工程师。主要从事船舶建造管理工作。收稿日期：2019-10-26
一种新型的自升式平台海水提升系统的设计
石保国，袁亚文，苏福星，黄江峰，刘海臣
（中船黄埔文冲船舶有限公司，广州 510715）
摘 要：本文提出了一种新型自升式平台海水提升系统的设计方案：利用自升式平台的升降系统，通过桩腿桩靴的升降直接带动海水提升泵，替代海水提升泵塔和海水提升软管绞车。
关键词：自升式平台；升降系统；海水提升系统；海水提升泵
中图分类号：U663.31 文献标识码：A
Design of Seawater Lifting System of Jack-up Platform
SHI Baoguo, YUAN Yawen, SU Fuxing, HUANG Jiangfeng, LIU Haichen
( CSSC Huangpu Wenchong Shipbuilding Co., Ltd., Guangzhou 510715 )
Abstract: Based on the introduction of the conventional design scheme of the seawater lifting system of the jack-up platform, this paper puts forward a new seawater lifting design scheme: the jacking system of the jack-up platform can directly drive the seawater lifting pump through the lifting of pile legs and pile boots, which can replace the sea pump tower and the seawater lifting hose winch.
【文献综述】海洋平台的安全性与规范设计
文献综述
船舶与海洋工程
海洋平台的安全性与规范设计
前言
2010年4月中旬，美国的一座海上钻井平台发生爆炸，造成至少11人失踪，另有7人重伤。事故的严重性远远超过美国政府最初的预期,原油泄漏形成了一条长达100多公里的污染带，给当地海洋生态环境造成了严重的影响。目前此次石油泄漏事件已经演变成了美国历史上最严重的石油污染大灾难。
在我国也曾经发生过海洋平台翻沉事故中，1979年11月25日，石油部海洋石油勘探局“渤海2号”钻井船在渤海湾迁移井位拖航作业途中翻沉，死亡72人，直接经济损失达3700多万元。这是天津市、石油系统建国以来最重大的死亡事故，也是世界海洋石油勘探历史上少见的。
事故发生前，25日凌晨2点10分，处于拖航过程中的“渤海2号”，遭遇8～9级大风袭击，海浪涌向甲板，致使通风筒被打断，海水大量涌进泵舱内，虽然全船职工奋不顾身，英勇排险，终因险情严重，抢堵无效，涌进泵舱的大量海水使得船体很快失去平衡，于3点35分在东经119度37分8秒、北纬38度41分5秒处海面倾倒沉没。船上74名职工，除2人得救外，其他同志全部遇难。
1982年7月交通部烟台海难救助打捞局，经过一年多的努力，将“渤海2号”沉船分割成10大块打捞上岸。主甲板上共有10个通风筒，其中，泵舱的四个通风筒—两个进风风筒和两个排风风筒，全部被风浪打掉。事故分析报告给出三个主要原因，原因之一是：没有及时排出压载水或卸载；原因之二是：通风筒的强度不够被打断；原因之三：是平台与沉垫舱没有贴紧。这三条原因共同影响，降低了平台抵抗风浪的能力，使本来能抗12级以上风力的“渤海2号”，却经不起8～9级风（最大的阵风是10级）的袭击，致使通风筒被海浪打断后，海水得以大量涌进泵舱，失去平衡、造成翻沉。在这三条中，特别是第一条原因没有及时排出压载水或卸载是造成“渤海2号”翻沉的致命原因。
自升式海洋钻井平台升降系统的分析与研究
自升式海洋钻井平台升降系统的分析与研究
随着世界经济的飞速发展，海洋开发己经成为世界技术革新的重要内容，而海洋油气田的开发又是现今海洋资源开发利用的重中之重。自升式海洋钻井平台是海洋油气勘探和开发的主要装备。目前，国内使用的钻井平台中的控制系统基本都由国外制造，国内对其升降系统的分析相对较少。所以，探讨和研究这一方面的内容意义深远。
标签：自升式平台；升降系统；齿轮齿条式
1 概述
升降系统是自升式海洋钻井平台的关键部分。其位置位于平台的主体和桩腿的交接处，作用是让桩腿和船体作相对的上下运动，从而使得平台主体能上下移动并将其固定在桩腿的某一位置。
根据升降系统结构形式的不同，一般可分为液压油缸式升降系统和齿轮齿条式升降系统。液压油缸式的优点是：油缸的结构简单，力的传递直接，安全性高。缺点是：桩腿升降框架的结构庞大，用钢量很大，操作的工序相对更复杂。齿轮齿条式的优点是：升降运动连续性好，传动的速度快，可调速，受载均匀，操作简单，井位易对准。缺点是：齿轮齿条的制作难度大，成本高，控制相对复杂。由于海洋环境比较恶劣，平台升降所需要的时间对于平台的安全性就显得非常重要，同时运用齿轮齿条式升降平台可减少平台的就位费用，因此目前多采用此类系统。
2 齿轮齿条升降系统的设备组成
齿轮齿条式升降系统通常由升降装置、升降框架、导向装置、桩腿以及电控系统组成。
升降装置一般由电动机、减速箱、制动器、小齿轮等组成，如图1所示。电动机以前常用的是滑差式电机，后来变频技术越来越成熟，而且控制方便，于是逐渐取代了滑差式电动机。减速箱一般由平行轴轮系和行星轮系两部分构成，速比很大，有的甚至上万。制动器通常选择的是电磁圆盘式，其扭矩一般不小于1.2倍的暴风载荷。小齿轮由高强度合金钢经特殊工艺加工而成，齿数一般为7齿，模数通常为80以上，目前世界上最大的小齿轮模数已经达到了110。
世界海洋平台及其建造现状和发展前景综述
世界海洋平台及其建造现状和发展前景综述
0 引言
21世纪是真正的海洋世纪。陆地上的资源日渐枯竭，资源开发逐渐转向海洋，尤其是深海勘探和开发已成为必然趋势。近几十年来，海洋产业发展迅速，海洋油气资源的勘探和开发尤为迅速，人类全面认识和利用海洋的时代已经到来。海洋资源勘探和开采业的发展，加大了各国能源部门对海洋油气钻采设备的需求，同时也使得海洋工程及装备制造业在船舶工业中的份额不断增加，海洋工程及装备和其制造业的发展将会成为衡量一个国家船舶工业的重要指标。 1 总体概述
海洋平台结构是海洋油气资源开发的基础性设施，是海上生产作业和生活的基地。随着海洋石油开发事业的发展，各类海洋平台也随之应运而生。自第一座钢质海洋石油开采平台于1947年在墨西哥Couissana 海域建成以来，世界上已建造近6000座海洋石油开采平台。海洋平台的大致分类如下：
据统计，自升式平台由于自身独有的特点（平台主体可以沿桩腿垂直升降），在浅海资源勘探和开发装备中仍占据较大比例。截止到2001年3月，全球已经投入使用419座自升式平台和232座浮动式平台。据美国统计，2001年至2007年，全世界投入海洋油气开发的项目将达到434个，其中水深大于500米的深水项目占到了48％，水深大于1200米的超水深项目占到了22％。随着海洋资源开发由浅海逐渐转向深海以及超深海，适应于深水勘探和开采的钻探船以及半潜式平台所占的比例在不断的增加（相关数据见表1）。
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海洋平台简介
海洋资源开发
除了能源开发，海洋平台还可以用于其他海洋资源的开发，如海底 矿产、生物资源等。
科学研究
海洋平台还可以用于科学研究和观测，例如进行海洋环境监测、气 候变化研究等。
THANK YOU
01
02
03
混凝土平台
以混凝土为基础，具有较 高的结构强度和稳定性， 适用于各种海洋环境。
钢构平台
采用钢材构造，具有较好 的抗风浪性能和耐腐蚀性 ，适用于深海作业。
导管架平台
由导管架和桩腿组成，适 用于浅水和深水海域，是 目前使用最广泛的固定式 平台。
浮动式海洋平台
浮船式平台
由浮船和上部结构组成， 可随海浪和潮汐自由浮动 ，适用于浅水和深水海域 。
浮筒式平台
以浮筒为支撑，上部结构 可随海浪自由浮动，适用 于深水海域。
自升式平台
由船体和桩腿组成，桩腿 可随海床高低调整，适用 于各种海洋环境。
半潜式海洋平台
半潜式钻井平台
可进行海上钻井作业的平台，适 用于深海作业。
半潜式生产平台
可进行海上生产作业的平台，适 用于各种海洋环境。
特殊类型海洋平台
Spar平台
海洋平台简介
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目录
• 海洋平台概述 • 海洋平台的种类和特点 • 海洋平台的结构与组成 • 海洋平台的应用与案例 • 海洋平台的现状与未来发展
海洋平台——自升式
Harbin Engineering University
That’s all! Thank you for your attention!
电动液压式升降机构是利用液压缸中活塞 杆的伸缩带动环梁（或横梁）上下运动， 用锁销将环梁（或横梁）和桩腿锁紧使桩 腿升降。
电动齿轮齿条式升降装置由电动机经过减 速机构带动齿轮转动，使齿轮与桩腿上齿 条啮合而完成平台主体与桩腿的相对运动。
电动液压式升降机构
电 动 齿 轮 齿 条 式 升 降
桩脚的下部结构称为桩底端部结构或桩脚 端部结构，主要根据海底地貌、土质情况 设计各种形状的结构形式。
桩脚端部结构的主要形式有桩靴和沉淀。
桁架式桩腿
桩腿下端部结构形式
桩靴结构
沉 淀 结 构
（结 固合 定式 式结 ）构
（结 固合 定式 式结 ）构
升降机构
升降装置常用的有电动液压式和电动齿轮 条式。
缺点：桩腿长度有限，最 大工作水深在120m左右， 否则桩腿升高对稳性和平 台强度有很大的不利影响。
自升式平台载荷
自升式平台所受到载荷有甲板载荷与平台 重量、风、浪、流等。
自升式平台的工作状态
拖航状态 放桩和提桩状态 插桩和拔桩状态 桩腿预压状态 着底状态
自升式平台的结构
桩腿结构有独立式桩腿，有沉垫式桩腿， 也有混合式桩腿。独立式桩腿的形式可分 为壳体式和桁架式两类。
自升式海洋钻井平台浅谈
自升式海洋钻井平台浅谈
自升式平台顾名思义是具备自升能力的功能性平台，通过一定长度可以自行升降的桩腿来实现操作高度的变化以适应不同作业水深的要求,有槽口式和悬臂梁式的,现今新建平台基本都是悬臂梁式，一些平台配置有DP(dynamic position）系统从而实现自航和自定位功能，本文仅对不带有DP系统的自升式具备钻井操作能力的平台布置的简析。
自升式平台目前主要有两种形式，独立桩腿式和沉垫式，作业水深范围从12/14 英尺直至550 英尺。大多数自升式钻井平台的作业水深在250至300 英尺范围内，较浅水深则由一些固定式平台覆盖，比如模块钻机等。目前主流自升式平台多采用独立桩腿式，主要船型有新加坡吉宝船厂的Keppel Fels B Class ，美国F＆G 公司的Super M2 以及JU2000/JU2000E ,荷兰MSC公司的Gusto CJ系列（CJ46/CJ50/CJ70,设计作业水深不同），美国Letourneau公司的Letourneau 116 系列等。各类型平台各具特色，根据不同的可变载荷（后面会提到其影响)和设备功能配置会有不同的租金差别，但其主要差别目前仍是从作业水深来大致区分，从各自平台造价来说，设备配置占据整个平台的较大部分，再加之一些设计费用和专利费,各类型平台取决于客户的想法和习惯以及使用区域的实际情况等因素。
自升式平台目前主要入级的船级社有ABS(美国船级社）,DNV（挪威船级社，目前改为DNV—GL，同德国劳氏合并后简称），CCS（中国船级社)以及较少的BV （法国船级社），目前最主要的是ABS和DNV,原因是其关于钻井平台的要求较为详细完整，并且出台的相应的专门入级的规范，如MODU等，其网站提供相关规范的免费下载，同时每年会有相应的更新,在进行平台设计时应注意该平台入级的是哪一年的规范，同时按照对应规范进行相关设计，有些更改会对相关系统和设备由额外的要求，将会直接的提高建造成本。其中DNV的规范相对来说更加详细和严格一些，对北海区域的针对性比较强，所以我们会发现大部分入级平台如果作业区不是北海区域，多数选择入级ABS，也有部分平台入级双船级社，这里简单的讲就是为了将来船东的运营方便，比如我国的海洋石油981（半潜式钻井平台）同时入级CCS和ABS船级社,这里还要针对双船级和双重船级说明一下,前者船级社分主次。
海洋平台概述
1.2 导管架式平台
•来自百度文库钢质导管架式平台通过打桩的方法固定于海
底，它是目前海上油田使用最广泛的一种平 台。钢质导管架式平台自1947年第一次被用 在墨西哥湾6m水深的海域以来，发展十分迅 速，到1978年，其工作水深已达312m。据 报道，高度为486m的巨型导管架式平台将安 置于墨西哥湾411m水深的海域内。
海洋石油的开发，特别是北海的开发，促生了一种完全不同的固定式平台的设计－混凝 土平台。 混凝土平台在规模上通常比导管架平台更大，但不是通过打桩固定在海底而是直接坐在 海底，通过自身的巨大重量进行稳定。它一般都是钢筋混凝土结构，作为采油、贮存和 处理用的大型多用途平台，底部通常是一个巨大的混凝土基础(沉箱)，用三个或四个或 更多的空心的混凝土立柱支撑着甲板结构，在平台底部的巨大基础中被分隔为许多圆筒 型的贮油舱和压载舱，规模较大的，可开采几十口井，贮油十几万吨。混凝土平台广泛 用于钻探、勘测，油气生产和储存等领域，其结构重量可达85万吨甚至更大。现在已 有大约20座混凝土重力式平台用于北海。
海洋工程简介
海上钻井的起源
世界上第一座海上钻井平台是1897年，在美国加利福尼亚海岸，从一只简陋的 木筏上开创了石油水下钻探的历史。1911年，在美国路易斯安娜和科克萨斯之 间的海上，建起了世界上第一座海上钻井平台。
海底油气的开发，开始于20世纪初。它的发展经历了从近海到远海、从浅海到深 海的过程。受技术条件的限制，最初只能开采从海岸直接向浅海延伸的油气矿 藏。80年代以来，在能源危机和技术进步的刺激下，近海石油勘探与开发飞速 发展，海洋石油开发迅速向大陆架挺进，逐渐形成了崭新的近海石油工业部门。 海上钻井平台是实施海底油气勘探和开采的工作基地，它标志着海底油气开发 技术的水平。工作人员和物资在平台和陆地间的运输一般通过直升机完成。油 气田离炼油厂一般都较远，油气要经过装油站通过船舶运到目的地，或直接由 海底管道输送至海岸。
海洋平台技术的现状及发展趋势
收稿日期：2009-11-03
2009 年 第 6 期（总 132 期）
yz.js@cfhi.com
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CFHI
中国海洋工程的建造市场发展也同样被十分看好中国国内目前仅中国海洋石油总公司在未来5年内就需要55座海洋平台6艘海洋上浮式生产储油船fpso和4个陆地终端此外还需要多艘海上起重船和大型海底铺管船同时中石油和中石化也在积极筹备和建造自升式钻井平台和深水半潜式钻井平台
设计与计算
CFHI TECHNOLOGY
此同时，由于环境腐蚀、海生物附着、地基土冲刷 和基础动力软化、构件材料老化、缺陷损伤扩大以 及疲劳损伤累积等因素都将导致平台结构构件和整 体抗力逐渐衰减，影响平台结构的服役安全性和耐 久性。因此，海洋平台的设计与制造只有在一个国 家的综合工业水平整体提高与进步的基础上才能完 成。
1 海洋平台技术概述
2 海洋平台的类型分类
海洋工程项目是一个庞大的科技系统工程， 而主要针对海洋石油开采而言的海洋工程装备包 括油气钻采平台、油气存储设施、海上工程船舶 (海洋地质勘探船、供应船、拖船、起重船、打捞 救助船、海底电缆铺设船、铺管船) 等。这其中的 海洋平台是集油田勘探、油气处理、发电、供热、 原油产品储存和外输、人员居住于一体的综合性 海洋工程装备，是实施海底油气勘探和开采的工 作基地。
海洋平台论文
海上钻井平台基本结构
【摘要】海上钻井平台主要用于钻探井的海上结构物。上装钻井、动力、通讯、导航等设备，以及安全救生和人员生活设施。海上油气勘探开发不可缺少的手段。主要有自升式和半潜式钻井平台。
本支探讨了海上钻井平台的分类主要是移动式平台和固定式平台，并对其优缺点进行了分析对比，论述了导管架桩基平台结构组成，对于加速我国进军世界级海洋工程装备开发．设计和制造领域，提升我国深水作业能力，具有重要的战略意义．
目前，世界上己探明的海上油气费源大部分蕴藏在大陆架及3000米以下的海底。有数据显示。深海能源储量将是陆地能源储量的100倍，但由于开采技术上的限制，其还是能源领域最具潜力的处女地。
1海上钻井平台的分类
海上钻井平台应满足下面三个条件，适应海洋钻井区域环境且安全．成本较低，满足钻井、采油、测试等各项作业的要求。海洋钻井平台(drilling platfom)是主要用于钻探井的海上结构物。平台上装钻井、动力、通讯、导航等设备，以及安全救生和人员生活设施，是海上油气勘探开发不可缺少的手段。主要分为移动式平台和固定式平台两大类。固定式平台的下部由桩、扩大基脚或其他构造直接支承并固着于海底，按支承情况分为桩基式和重力式两种。活动式平台浮于水中或支承于海底，能从一井位移至另一井位，接支承情况可分为着底式和浮动式两类。近年来正在研究新颖的半固定式海洋平台，它既能固定在深水中，又具有可移性，张力腿式平台即属此类。其中按结构又可分为：
(1)移动式平台：坐底式平台、自升式平台、钻井船、半潜式平台、张力腿式平台、牵索塔式平台。
深海采矿提升系统研究综述
深海采矿提升系统研究综述
深海采矿提升系统是实现深海矿产资源开采的关键技术之一，对于海洋资源的合理开发和利用具有重要意义。本文对深海采矿提升系统的研究现状、技术方法、应用情况和未来发展进行了分析和比较，旨在为该领域的研究提供参考和借鉴。关键词：深海采矿，提升系统，矿产资源，海洋工程，未来发展
深海采矿是指从深海中提取矿产资源的行为。随着陆地矿产资源的日益枯竭，深海采矿成为了一个备受的研究领域。在深海采矿过程中，提升系统是实现采矿作业的重要设备之一，它能够将海底的矿产资源提升到海面上来。因此，深海采矿提升系统的研究对于实现深海矿产资源的有效开采具有重要意义。
深海采矿提升系统的研究始于20世纪70年代，当时主要研究的是传统意义上的提升系统，如链条、钢丝绳等。随着科技的不断进步，新型提升系统不断涌现，如液压提升系统、水力提升系统等。目前，深海采矿提升系统研究已经取得了很大的进展，各种提升系统都在逐步完善和优化。
深海采矿提升系统的技术方法主要包括提升装置的设计、制造和安装。在提升装置的设计过程中，需要考虑到提升系统的安全性、可靠性和
经济性等方面的因素。在制造和安装过程中，需要保证提升装置的质量和精度，同时需要严格控制施工质量和安全。
目前，深海采矿提升系统已经应用于多处深海矿产资源的开采。例如，在太平洋中部多金属结核的开采中，欧洲空间局开发了基于深海自治式钻探平台的采矿和提升系统；在南极洲附近的多金属硫化物开采中，美国公司使用了水力提升系统来进行采矿和提升作业。
未来，深海采矿提升系统将朝着更加高效、可靠、安全和环保的方向发展。随着深海矿产资源开采技术的不断发展，新型提升系统和技术将不断涌现，如仿生提升系统、新能源提升系统等。同时，随着海洋环境保护意识的不断提高，深海采矿提升系统将更加注重环保和生态保护方面的研究和应用。
自升式海洋平台升降传动系统设计关键技术研究的开题报告
自升式海洋平台升降传动系统设计关键技术研究的
开题报告
一、研究背景及意义
近年来，随着海洋工程的快速发展，大型海洋平台的建设需求不断
增加。例如，海上风电、海上油气开发等领域，在平台建设过程中，升
降传动系统是一个重要设备，关乎到平台的稳定性和运行效率。因此，
对海洋平台升降传动系统设计关键技术的研究具有十分重要的意义。
二、研究目标
本研究旨在开展自升式海洋平台升降传动系统的设计关键技术研究，主要包括以下目标：
1.分析海洋环境对升降传动系统的影响，确定升降传动系统的设计
参数。
2. 研究自升式海洋平台升降传动系统的控制策略，实现升降过程的
控制和稳定。
3.研究升降传动系统的结构设计与工艺制造，保证系统的可靠性和
稳定性。
三、研究内容
本研究将主要围绕自升式海洋平台升降传动系统的设计关键技术展
开研究，具体研究内容包括：
1. 海洋环境分析与设计参数确定：通过对海洋环境进行分析，确定
海洋平台升降传动系统的设计参数，包括升降高度、升降速度、承受载
荷等。
2. 控制策略研究：研究自升式海洋平台升降传动系统的控制策略，
实现升降过程的控制和稳定，包括PID控制策略、模糊控制策略、神经
网络控制策略等。
3. 结构设计与工艺制造：研究升降传动系统的结构设计与工艺制造，保证系统的可靠性和稳定性。包括结构材料选型、组合方式设计、工艺
加工等。
四、预期结果
经过以上的研究和实验，我们预期将得到以下成果：
1. 海洋环境分析与设计参数确定：确定自升式海洋平台升降传动系
统的设计参数，包括升降高度、升降速度、承受载荷等。
2. 控制策略研究：针对自升式海洋平台升降传动系统的运动特点，
海洋平台
海洋平台简介
1: 海洋平台的类型：
（1）移动式平台：坐底式平台自升式平台钻井船半潜式平台张海洋平台：
力腿式平台牵索塔式平台
（2）固定式平台：导管架式平台重力式平台
固定平台又可以分为桩式海上固定平台、重力式海上固定平台、自升式海上固定平台
导管架型平台：在软土地基上应用较多的一种桩基平台。由上部结构（即平台甲板）和基础结构组成。上部结构一般由上下层平台甲板和层间桁架或立柱构成。甲板上布置成套钻采装置及辅助工具、动力装置、泥浆循环净化设备、人员的工作、生活设施和直升飞机升降台等。平台甲板的尺寸由使用工艺确定。基础结构（即下部结构）包括导管架和桩。桩支承全部荷载并固定平台位置。桩数、长度和桩径由海底地质条件及荷载决定。导管架立柱的直径取决于桩径，其水平支撑的层数根据立柱长细比的要求而定。在冰块飘流的海区，应尽量在水线区域（潮差段）减少或不设支撑，以免冰块堆积。对深海平台，还需进行结构动力分析。结构应有足够的刚度以防止严重振动，保证安全操作。并应考虑防腐蚀及防海生物附着等问题。导管架焊接管结点的设计是一个重要问题，有些平台的失事，常由于管结点的破坏而引起。管结点是一个空间结点，应力分布复杂；近年应用谱分析技术分析管结点的应力，取得较好的结果。
混凝土重力式平台的底部通常是一个巨大的混凝土基础（沉箱），用三个或四个空心的混凝土立柱支撑着甲板结构，在平台底部的巨大基础中被分隔为许多圆筒型的贮油舱和压载舱，这种平台的重量可达数十万吨，正是依靠自身的巨大重量，平台直接置于海底。现在已有大约20座混凝土重力式平台用于北海钻井船是浮船式钻井平台，它通常是在机动船或驳船上布置钻井设备。平台是靠锚泊或动力定位系统定位。按其推进能力，分为自航式、非自航式；按船型分，有端部钻井、舷侧钻井、船中钻井和双体船钻井；按定位分，有一般锚泊式、中央转盘锚泊式和动力定位式。浮船式钻井装置船身浮于海面，易受波浪影口向，但是它可以用现有的船只进行改装，因而能以最快的速度投入使用。适用于深海钻井的主要是两种浮式钻井装置——半潜式钻井平台和钻井船。
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建筑环境与设备工程
自升式海洋平台海水提升系统综合设计
1 引言
众所周知，海洋中生存着千百万种的海洋生物，包括各种各样的微生物、海洋植物和海生生物。这些生物中有上千种会给海洋设施带来危害，特别是在海下3～40米处的海水层，更是海洋附着生物生存繁殖的天堂，对于海洋平台，它们就会随着海水的取用，附着于平台各个用水管系中，并分泌出酸性物质，造成管路堵塞与腐蚀，直接影响着平台的生产、生活正常运行。
在海洋平台海水提升系统综合设计过程中，为达到节能降耗目的，将以往的大型风冷机组全部改设为海水冷却，这些设备包括四台主发电柴油机组、一台中央空调机组和一台冷冻机组，要求海水管系所供应的海水清洁无污，任何一条管系若发生堵塞，都可能严重影响到冷却机组正常生产工作，甚至造成平台停产，因此，本平台的防海生物系统设置显得尤为关键。
2 常用防海生物的方式
通常防海生物的方法有三种，包括机械法、物理法及化学法：
（1）机械法，即为定期对海洋设施进行机械清洗的方式。
（2）物理法包括：①电解法，②超声波法，③辐射法。
（3）化学法包括：①通氯气，即用氯气来毒杀海生物的方式；②低表面能材料，在需保护层面覆盖一层低表面能材料，使海生物不宜附着于表面上；③保护涂层，即用保护涂层防污（涂料中添加有杀生剂、防霉剂等海生物毒素）[1]。
上述三种方法中，机械法在海上操作不易进行，且耗资较多；化学法对水资源污染严重，且水源不能充分利用，而物理法能有效弥补以上两种方法的缺陷，因此，在实际操作过程中，采用较多的是物理法中的电解法，该方式又主要分为电解海水法和电解铜、铝法。
3电解法原理及特点
3.1 电解海水防海生物法
电解海水法，即通过电解海水来达到防海生物目的。海水中含量最多的是以氯化钠为主的盐类物质，其中氯离子在海水中含量最高，其浓度占19％左右，氯化钠与氯化镁占总盐度88.7％左右。电解海水防海生物装置采用镀铂钛电极或特制的电极将海水电解，产生次氯化钠、次氯酸及氯气，这些强氧化剂可杀死海生物的幼虫及孢子，达到防污染目的[2]。
电解海水防海生物装置不仅具有安全可靠，防污彻底，而且具有对环境无污染特点。但在电解过程中，会产生大量的氢气、氢氧化镁、碳酸钙等电解副产物。其中氢气是易燃气体，而氢氧化镁、碳酸钙等电解副产物经过长时间的积累会附着或聚集在电解槽内部，阻塞电解槽，甚至造成电源烧毁。根据《2005海上移动平台入级与建造规范》第三章第八节中3.8.2.4条规定：“具有阴极保护的舱柜，应在其前、后端设置空气管”，在使用过程中，需要对氢气进行安全排放，并定期清洁电解槽内部，以此来保证使用的安全性。因而,对石油海洋平台,尤其应该注意其安全使用,以防因氢气排放不当而引起着火、爆炸等危险。
3.2 电解铜、铝防海生物法
电解铜、铝防海生物法，即采用电解铜、铝方式来进行海水防污处理。其工作原理是利用电解铜铝所产生的有毒物质Cu2O和絮状载体Al(OH)3，随着海水流动分布并附着于海底门和海水管路的内壁上，有效抑制海生物的栖息和生长。在海水进入平台入口处安装防海生物阳极和防腐蚀阳极，通电进行电解，产生防海生物离子和防腐蚀Ⅱ型离子，形成电解液，再由海水泵抽出，分布到整个海水冷却管系中，达到既防止海生物附着又防止管系腐蚀的目的。
电解铜、铝防海生物装置又可分为直接式电解铜、铝防海生物装置与间接式电解铜、铝防海生物装置。
（1）直接式电解铜、铝防海生物装置将电解阳极直接安装在海水过滤器或海水管路，电解产生铜离子和氢氧化铝直接混合在海水中。该装置具有结构简单、安装方便、成本低等特点，不需要专门的摆放空间。
（2）间接式电解铜、铝防海生物装置是将电解槽内的铜铝阳极进行电解，电解所产生的铜离子和氢氧化铝被抽送进入海水管路。该装置具有处理量大，耗电量小，可随时更换阳极
的特点[2]。
4海洋平台技术的未来发展
深海开采是未来热点近年来，世界上取得的重大油气发现大部分在海上，尤其是深海。目前，海上油气勘探开发向深海转移的趋势十分明显，深海水域将是未来全世界油气战略接替的主要区域，深海油藏的勘探开发已成为世界主要石油公司的投资热点。国内方面目前中国海上油田开发基本上是在滩海、浅海和近海区域，目前一般行业深度限制在为400 m 以内的常规水深范围。而我国300 m水深以上的海域有153 万平方公里，目前只勘探了16 万平方公里，尚有90%还没有勘探，所以，未来深海油气开发将成为中国海洋油气的主战场。根据中海油的规划，我国2008 年海洋油气产量达4 000 万方油当量，2010 年油气产量将达5 000～5 500万方油当量，意味着年均超过10%的复合增长率。国际方面世界著名的海洋油气工程研究咨询机构道格拉斯-威斯伍德公司（DW 公司）指出，未来5 年全球海洋油气工业将投资1 890 亿美元在遍及全球的海洋上建立15 000 个油气勘探和开采井，其中有4 500 个勘探井，投资750 亿美元；10 500 个开采井，投资1 140 亿美元。其中的深海水域将是未来各国大力开发的方向，预测深海海洋平台的投资支出增长率将达到38%，浅海海洋平台的增长率将达到14%，未来5 年，深海海洋平台的投资将达到1 520 亿美元。
深海开采设备是研发方向目前全球约有100 家公司从事海上钻井，其中海上钻井承包商约90 家，其余为国家石油公司或国际石油公司。随着深海勘探开发力度的增加，有些公司看好深海钻井承包市场，通过新建半潜式钻井平台或钻井船跻身深海钻井承包商行列。在这些公司中，目前拥有半潜式钻井平台或钻井船的只有33 家，而真正从事深海钻井的仅有26 家，这其中美国拥有最多，其次是挪威。而中国的深水石油勘探开发尚处在起步阶段，现在我国正准备加快推进对南中国海油气资源的勘探开发工作。由于这一海域水深在500 m 到2 000 m，而我国目前还不具备在这一海域进行油气勘探和生产的能力，因此迫切需要发展深海油气勘探和开采技术，需要大力开发、设计和建造适合深海油气开发的海上钻井平台。