全球海洋平台及中国自升式平台概述0842813409曹剑锋今年10月
海洋平台介绍
国际浮式生产储油卸油船〔FPSO〕开展态势:FPSO〔Floating Production Storage and Offloading〕浮式生产储油卸油船，它兼有生产、储油和卸油功能，油气生产装置系统复杂程度和价格远远高出同吨位油船，FPSO装置作为海洋油气开发系统的组成局部，一般与水下采油装置和穿梭油船组成一套完整的生产系统，是目前海洋工程船舶中的高技术产品。
韩国船企对FPSO建造具有较强规模效应。
如现代重工专门建有FPSO海洋工程生产厂，已交付了6艘大型FPSO；三星重工手中持有5艘大型FPSO订单；大宇造船海洋工程公司那么是全球造船企业中建造海上油气勘探船最多的企业，2005年承接海洋工程设备订单方案指标是17亿美元。
据海事研究机构〔DW〕预计，未来5年内FPSO新增需求将会到达84座，投资额约为210亿美元。
FPSO主要技术构造表：FPSO主要技术构造FPSO主要构造功能系泊系统：主要将FPSO系泊于作业油田。
FPSO在海域作业时系泊系统多采用一个或多个锚点、一根或多根立管、一个浮式或固定式浮筒、一座转塔或骨架。
FPSO系泊方式有永久系泊和可解脱式系泊两种；船体局部：既可以按特定要求新建，也可以用油轮或驳船改装；生产设备：主要是采油和储油设备，以及油、气、水别离设备等；卸载系统：包括卷缆绞车、软管卷车等，用于连接和固定穿梭油轮，并将FPSO储存的原油卸入穿梭油轮。
其作业原理是通过海底输油管线把从海底开采出的原油传输到FPSO的船上进展处理，然后将处理后的原油储存在货油舱内，最后通过卸载系统输往穿梭油轮。
配套系统：在FPSO系统配置上，外输系统是其关键的配套系统。
FPSO主要优点随着海洋油气开发、生产向深海不断进入，FPSO与其它海洋钻井平台相比，优势明显，主要表现在以下四个方面：〔1〕生产系统投产快，投资低，假设采用油船改装成FPSO，优势更为显著。
而且目前很容易找到船龄不高，工况适宜的大型油船。
【开题报告】自升式海洋平台舱底水系统设计
开题报告船舶与海洋工程自升式海洋平台舱底水系统设计一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义世界经济的高速发展必然带来对能源的大量需求,石油天然气仍是当前的主要能源。
我国已成为世界第二大石油进口国,油气供求矛盾非常突出。
我国陆地油气资源勘探开发程度现已很高 ,油气资源正迅速减少。
向海洋进军 ,开发新的油气资源已成必然趋势。
我国拥有漫长的海岸线和广阔的海域,油气资源十分丰富。
在渤海、南黄海、东海、南海已有发现并进入早期开采。
自升式钻井平台属于海上移动式平台,由于其定位能力强和作业稳定性好,在大陆架海域的油气勘探开发中居重要地位。
近年来,全球范围深水自升式平台主要用来开/采3类油田,即深水深井(水深106.7m以上,井深超过4572m)、天然气井及边际油田。
如果未来几年在深水深井方面没有大的发现,则对深水自升式平台的市场需求会减弱。
开发天然气井需在天然气的输送与储存上投入大量资金,但不少发展中国家财力有限,也有虑及天然气泄漏污染环境的可能。
如果油价回落不能支撑边际油田的开发,市场需求会进一步减弱。
正面因素是,2000年以来,平均每年有3.9个平台由于运作年限过长而退出市场。
中国已是世界造船大国,海洋工程方兴未艾。
2006年5月31日,国内首座122m(400ft)水深平台“海洋石油941”(JU-2000E设计型号)在大连船舶重工集团有限公司建成,交付中海油服使用。
2007年9月3日,中国首座自行设计建造的齿轮齿条升降的自升式钻井平台“中油海5号”,在青岛北海船舶重工有限公司竣工并交付使用。
如今中国已拥有一套完整的与船舶海洋工程配套的教育、科研、生产与工业体系。
随着中国经济发展对能源需求的提高及科技的不断进步,可以相信在不远的将来,中国必将在自升式平台的设计、建造与市场占有率上居重要地位。
近年来，海洋运输业得到了长足的发展，同时海洋运输也给海洋环境带来了很大的污染和破坏。
保护海洋环境，阻止海洋污染越来越受到一些国际组织和沿海国家政府的重视，保护海洋环境已经成为全球的共识。
海洋平台简介培训资料
2020/10/20
5
自升式平台：自升式平台又称甲板升降式桩腿平台，这种石油 钻井装置在浮在水面的平台上装载钻井机械、动力、器材、居住 设备以及若干可升降桩腿，钻井时桩腿着底，平台则沿桩腿升离 一定高度；移位时平台降至海面，桩腿升起，平台就像驳船，可 由拖轮将其拖到新的井位。
2020/10/20
6
浮筒结构有浮箱和下浮体两种形式：（1）浮箱结构是一个水密 的圆台或其他形状的箱体，放置在立柱下面，彼此互不相连，三 角形半潜平台和五角形半潜平台采用浮箱结构多。（2）下浮体结 构一般有平行浮体和组合浮体两种，平行浮体多为两个，也有四 个或多个平行浮体。平行浮体多为矩形或圆角矩形横剖面纵骨架 式壳体结构。下浮体就是由若干个纵横舱壁及外壳板架组成水密 壳体。
是由坐底式演变而来。半潜式和坐底式平台统称支柱稳定式钻井 装置。坐沉在海底的称坐底式（可沉式），浮在水中的称半潜式。
2020/10/20
8
固定式平台
固定式钻井平台通常是固定一处不能整体移动。固定式平台的下部由 桩、扩大基脚或其他构造直接支撑并固着于海底。
混凝土重力式平台：这种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支柱支撑着甲板结构，在平 台底部的巨大基础中别分隔为许多圆筒形的贮油舱和压载舱，这种 平台的重力可达数十吨，正是依靠自身的巨大重量，平台直接置于 海底。
2020/10/20
10
半潜平台简介
半潜式平台主要由上层平台结构、支持结构、浮筒结构组成。
上层平台布置着所有的钻井机械、平台操作设备、物资贮备和 生 活设施，上层平台通常承受甲板载荷在3000~6000t，加上风、 浪、流作用，立柱之间相互作用力。
半潜平台用沉垫提供浮力，漂浮在海中通过支撑结构支撑平台 上部结构，半潜平台支撑结构大都为立柱式。
自升式钻井平台简介
中文名称：自升式钻井平台
英文名称：jack-up drilling rig
定义：
使用平台自身的升降机构将桩腿插入海底泥面以下的设计深度，平台升离海平面一定高度钻井作业的可移动装置。
应用学科：
海洋科技（一级学科）；海洋技术（二级学科）；海洋矿产资源开发技术（三级学科）
带有能够自由升降的桩腿，作业时桩腿下伸到海底，站立在海床上，利用桩腿托起船壳，并使船壳底部离开海面一定的距离（气隙）。
拖航时桩腿收回，船壳处于漂浮状态。
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。
自升式钻井平台有两种型式，独立桩腿式和沉垫式。
平台稳定站立后，大多数悬臂梁可以将钻台外伸到固定平台。
在风大浪急的海面不能进行拖航。
1.支撑型式：桩靴式；沉垫式
2.升降装置：液压缸升降(插桩式)；齿条/齿轮箱
3.桩腿结构型式：筒型；绗架
4.桩腿数量：3腿；4腿
5.槽口：有槽口；无槽口
6.生活楼的布置：横向布置；周边布置
自升式钻井平台，又称为桩脚式钻井平台，是目前国内外应用最为广泛的钻井平台。
自升式钻井平台可分为三大部分；船体，桩脚和升降机构。
需要打井时，将桩脚插入或坐入海底，船体还可顺着桩腿上爬，离开海面，工作时可不受海水运动的影响。
打完井后，船体可顺着桩腿爬下来，浮在海面上，再将桩脚拔出海底，并上升一定高度，即可拖航到新的井位上。
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）。
⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧半潜式平台钻井船自升式平台坐底式平台移动式平台）牵索塔式平台（顺应式张力腿式平台混凝土重力式平台钢质导管架式平台固定式平台海洋平台Submersibles（座底式平台）7 0 7Drilling Barges（钻探驳船）51 0 51Totals661 101 762 随着生产向深海的不断进入，海洋油气资源浮式生产系统市场需求量在不断的增大。
海洋平台简介
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
3
复合式海洋平台
结合固定式和浮动式海洋平台的结构特点而设计 的海洋平台，如锚链-桩基复合平台等。
海洋平台的组成部件
平台甲板
固定式和浮动式海洋平台上部 结构，用于安装和支撑油气生 产设备、生活设施等。
定位系统
确保海洋平台在海上安全定位 的系统，包括锚链、桩基等。
平台基础
固定式海洋平台的下部结构， 包括导管架、重力式平台的墙 身等。
03
平台可靠性
海洋平台的可靠性是一个重要的问题，尤其是在恶劣的海洋环境下。如
何提高平台的可靠性，以减少故障和维护需求，是当前面临的一个挑战
。
海洋平台技术的发展趋势与方向
数字化与智能化
随着技术的发展，海洋平台的设计和建造将越来越依赖于数字化和智能化技术。例如，使 用数字孪生技术进行平台设计和模拟，以及使用物联网和大数据技术进行平台监控和维护 。
。
海洋平台的建设可以降低海上油 气开发的成本，提高开发效率， 同时可以减少对陆地设施的依赖
。
海洋平台在油气资源开发中的具 体应用包括固定式、浮动式和半 潜式等不同类型，每种类型都有
其特点和适用范围。
海洋平台在科研、观测、通信等领域的应用
01
海洋平台在科研领域的应用包括 海洋环境观测、气象观测、地球 物理探测等，为科研人员提供了 重要的数据支持。
海洋平台简介
2019/9/2
10
半潜平台简介
半潜式平台主要由上层平台结构、支持结构、浮筒结构组成。
上层平台布置着所有的钻井机械、平台操作设备、物资贮备和 生 活设施，上层平台通常承受甲板载荷在3000~6000t，加上风、 浪、流作用，立柱之间相互作用力。
半潜平台用沉垫提供浮力，漂浮在海中通过支撑结构支撑平台 上部结构，半潜平台支撑结构大都为立柱式。
设计: Forex Neptune & IFP Pentagone 85 建造: 1973 ~ 1975年 水深 / 钻井深度:1200/7500m 可变载荷: < 3,000 s/t
2019/9/2
15
第三代半潜平台
设计: F&G Enhanced Pacesetter 建造: 20世纪80年代初期到中期 水深 / 钻井深度:450~1050/7500m 可变载荷: < 4,000 s/t
DSS 21Maersk ContractorsK-
SeaDrill
FELS 2008 Daewoo 2009
2019/9/2
19
THANK YOU ！
江苏熔盛重工有限公司
2019/9/2
20
2019/9/2
11
2019/9/2
12
半潜平台的发展
自1961 年世界上首座半潜式钻井平台诞生到目前，半潜式钻井平台经 历了6 个发展阶段，各阶段的代表平台参数如表1 。
第几代 泊位方式 作业水深（m） 钻井深度（m） 大钩载荷（t）
1
锚泊
<180
___
___
2
锚泊
300~1200
约7500
___
设计: Trosvik Bingo 3000 建造: 20世纪80年代初期到中期 水深 / 钻井深度:450~1050/7500m ~9000 可变载荷: < 4,000 s/t
海洋平台概述
导管架平台安装过程
滑移装船 拖运
调整
安装
我 国 东 海 的 导 管 架 平 台
自升式钻井平台
自升式钻井平台是能自行升降的钻井平台. 自升式钻井平台是能自行升降的钻井平台.分独立腿 式和沉垫式两类. 式和沉垫式两类. 1.独立腿式由平台和桩腿组成,各桩腿互相独立,不相连 1.独立腿式由平台和桩腿组成,各桩腿互相独立, 独立腿式由平台和桩腿组成 整个平台的重量由各桩腿分别支承. 接,整个平台的重量由各桩腿分别支承. 沉垫式由平台,桩腿和沉垫组成, 2. 沉垫式由平台,桩腿和沉垫组成,设在各桩腿底部的沉 将各桩腿联系在一起, 垫,将各桩腿联系在一起,整个平台的重量由相联各桩腿 支承. 支承. 目前海上移动式钻井平台中自升式钻井平台仍占45%. 目前海上移动式钻井平台中自升式钻井平台仍占45%. 45%
LNG LNG
FPSO FPSO
单点系泊模式FPSO 单点系泊模式FPSO
三,海洋平台火灾及预防措施
1. 海上钻井平台火灾特点
(1)蔓延迅速,易形成立方体燃烧. )蔓延迅速,易形成立方体燃烧. (2)烟熏较大,有毒有害气体较多. )烟熏较大,有毒有害气体较多. (3)火灾损失大,易造成群死群伤. )火灾损失大,易造成群死群伤. 4)作战环境复杂,阵地进攻困难. (4)作战环境复杂,阵地进攻困难.
2. 海上钻井平台火灾事故防范
(1)严格按照国家规范的要求进行设计和投入使用 ) (2)严格按照国家规范的要求设置平台的电气线路 ) (3)加强消防设施的维护与保养 ) (4)加强舱室的消防安全评价 )
平台重千金 责任重泰山
澳大利亚附近海域一平台失火
墨 西 哥 海 上 油 井 漏 油 引 发 火 灾
�
海洋平台概述
海洋平台——自升式
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。
主体 桩腿 升降装置
主体结构
从形状上分有三角形、矩形、五角形等。
自升式平台横剖面结构（矩形）
自升式平台中纵剖面结构（矩形）
上甲板平面结构
桩腿结构
桩腿的作用主要是在平台主体升起后支承 平台的全部重量，并把载荷传至海底。
桩腿一般要承担传递轴向载荷、水平载荷、 弯曲力矩和升降过程中的局部载荷。
Harbin Engineering Universityyour 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。
带有齿块的圆形壳体式桩腿
带有销孔的圆形壳体式桩腿
带有销孔的圆形壳体式桩腿
方形齿条壳体桩腿
圆形齿条壳体桩腿
桩脚端部结构
桩腿实际上是指桩脚的上部，也称桩身， 这一部分要考虑强度和与升降机构的配合。
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。
海洋平台发展简史课件
古代海洋平台的发展为后来的大型海洋平台建设提供了基础和借鉴，推动了海洋 工程技术的进步。
03 近代海洋平台
石油钻井平台
01
02
03
04
石油钻井平台是近代海洋平台 中最为常见的一种，主要用于 海上石油和天然气的钻探和开
采。
石油钻井平台通常由一个或多 个钻井塔和相关设施组成，可
移动或固定在海面上。
船只
随着造船技术的发展，船只逐渐成为海洋运输和探险的主要 工具，为海洋平台的发展奠定了基础。
灯塔与浮标
灯塔
灯塔的出现大大提高了海上航行的安全性，为船只提供了导航和定位服务。
浮标
浮标用于指示航道、礁石等危险区域，对航海安全起到了重要作用。
古代海洋平台的局限性与影响
局限性
由于技术条件的限制，古代海洋平台的功能比较单一，主要用于简单的漂浮和运 输。
根据结构和功能的不同，海洋平台可 以分为固定式、浮式和半潜式等类型 。
海洋平台的重要性
能源供应
海洋平台是获取海底石油和天然 气的重要手段，对于保障全球能
源供应具有重要意义。
经济发展
海洋平台的发展推动了海洋工程产 业的发展，为沿海地区带来了巨大 的经济效益。
科学研究
海洋平台为科学家提供了开展海洋 科学研究的重要平台，有助于深入 了解地球的海洋环境和生态系统。
随着技术的发展，石油钻井平 台逐渐向深海移动，需要更高
的稳定性和安全性。
石油钻井平台的发展对全球能 源供应和经济发展具有重要意
义。
海洋观测平台
海洋观测平台主要用于海洋环境和生 态系统的监测和研究。
海洋观测平台还可以搭载各种科研设 备，进行海洋生物、地质、化学等方 面的研究。
世界首座超深水海洋钻探储油平台在中远船务成功建造
世界首座超深水海洋钻探储油平台在中远船务成功建造6月28日,世界最先进的首座圆筒型超深水海洋钻探储油平台在中远船务集团所属的南通中远船务工程有限公司成功建造并命名为“SEV AN DRILLER”,不久将交付并投入使用。
“SEV AN DRILLER”是南通中远船务为挪威SEV AN MARINE公司建造的第六代半潜式平台,造价6亿美元。
南通中远船务参与了该项目的研发和基本设计,并承担了详细设计、生产设计、整体建造及所有设备安装调试,在技术和建造上均达到世界领先水平,得到了船东、挪威船级和最终用户——巴西国家石油公司的高度认可。
该平台的成功建造标志着中远船务具备了设计建造世界上高技术难度海工项目的整体能力,成为世界海工建造领域的一支劲旅,为加速我国船舶工业进军世界海洋工程装备制造领域,提升我国海洋深水装备的设计制造能力增添了浓墨重彩的一笔。
“世界之最”,令业界震惊“SEV AN DRILLER”海洋钻探储油平台总高135米,直径84米,主甲板高度24.5米,上甲板高度36.5米,钻台高度44.5米,空船重量28180吨,生活楼可容纳150人居住,居住舱室达到45分贝超静音标准,生活设施可比五星级酒店。
据中远船务“SEV AN DRILLER”项目经理、新加坡籍海工专家唐盛弢介绍,该平台属于当今世界海洋石油钻探平台中技术水平最高、作业能力最强的高端领先产品。
其设计水深12500英尺,钻井深度40000英尺,通过八台推进器进行定位,并配置全球最先进的DP-3动态定位系统和系泊系统,可以适应英国北海零下20度的恶劣海况。
平台甲板可变载荷15000吨,拥有15万桶原油的存储能力。
据悉,“SEV AN DRILLER”的功能非常强大,设备也极为复杂。
其中,仅电缆绳敷设就达620余公里,自动控制报点14000多个,内部安装的各种特殊钻井等大型设备930余套,这些数据都创下了国内第一甚至世界第一。
值得一提的是,该项目的设计和主体建造周期仅用24个月,比国际同类产品的建造周期提前半年。
自升式平台
王弈作于2013、10、14转用请注明出处。
目录1 2 3 4海洋平台定义及其分类自升式平台定义、起源及简介国内、国外自升式平台发展情况主要设计公司海洋平台: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。
各类平台的适用范围•固定式平台整体稳定性好，抗风暴的能力强。
缺点是机动性能差,一经下沉定位固定。
•桩基平台属钻井、采油平台,工作水深一般在十余米到200米的范围内（个别平台超过300米）,是目前世界上使用最多的一种平台。
•张力腿式平台及拉索塔式平台是两种适合于大深度海域（200米以上）的平台结构。
是近年来发展起来的新结构型式，但仍处于研究试制的阶段。
各类平台的适用范围•坐底式平台特别适合于浅海(10米左右及岸边的潮间区)油田的钻井和采油工作。
•自升式平台和半潜式平台主要是供钻井之用，当油田的规模很小而又不宜设置固定式平台时，也可做采油用。
活动式平台整体稳定性较差，对地基及环境条件有一定的要求。
自升式平台由平台机构、桩腿和升降机构以及生活楼等组成。
一般无自航能力。
工作时桩腿下放插入海底，并对桩腿进行预压，以保证平台遇到风暴时桩腿不致下陷。
完井后平台降到海面，拔出桩腿并全部提起，由拖轮拖到新的井位。
自升式海洋平台，英语为Jack-Up。
为什么不叫Jack-Pan？！19世纪50年代初，美国人R.G.Letourneau对于海洋石油开采平台，提出了全新的设计理念：Jack up。
其目的是为了满足到比坐底式钻井平台更深更远的海洋里去。
老布什带小布什一起参加了交付仪式人类为什么会想到大量做自升式海洋平台这个东东呢？1973 年～1974年和1979 年～1980 年的两次石油危机,促使大量资金投入岸外海事业,掀起一股发掘新油田和钻油的热潮。
其后20 年间,国际油价维持在每桶18 美元左右,接近当时海洋石油开发的成本价。
至1990 年代末,全世界82 家建造钻井平台的船厂有74 家关闭,只剩8 家营运。
海洋平台控制系统概况及应用
海洋平台控制系统概况及应用石长印（海洋石油工程股份有限公司，天津 300451）摘要DCS为分散控制系统的英文（TOTAL DISTRIBUTED CONTROL SYSTEM）简称。
指的是控制危险分散、管理和显示集中。
集散型控制系统是当前过程控制系统的核心。
从早期的PLC控制到传统的DCS系统，再到现在的结合现场总线技术的新型DCS，过程控制系统经历了翻天覆地变化，集散型控制系统也经过了从低级到逐步完善，再到技术成熟的过程。
本论文针对控制系统发展做了概略性描述，结合已做平台和目前部分控制系统厂家控制系统特色和功能做一下比较和论述。
关键字：集散型控制系统（DCS）、PLC、现场总线、过程控制系统、FPSO、FCS。
一、前言海上平台油气生产设施的控制系统包括过程控制系统（PCS），紧急关断系统（ESD）和火气系统（F&G）。
正常情况下，这三部分的控制系统相对独立，采用独立冗余的控制器、冗余控制网络和冗余卡件完成各自相应功能，对于ESD系统至少满足SIL3的等级要求。
系统间通过以太网(Ethernet)集中显示报警，实现整个生产设施的生产控制和安全保护功能。
可以说控制系统是海上油气生产系统实现自动化生产的基础，是油气生产系统的大脑，是油气生产系统正常运行的保证。
控制系统合理选型也是自动化领域的重点、难点，选用的控制系统是否合理直接关系到海上设施生产安全和人的生命安全。
二、控制系统的发展概况在海上油气生产的项目中，自动化控制起着非常重要的作用，尤其是现代新型的大中型综合平台中生产连续性强、生产过程控制相对复杂，只有通过具有高性能的自动化控制系统实时监控设备的运行状况，才能有效保证整个系统的安全、高效运转。
在九十年代以前，海油总的项目中控制系统多采用继电器逻辑控制和现场气动调节回路的控制方式。
从九十年代初期开始，PLC技术开始应用在平台的控制系统中。
此时，PLC主要用于逻辑控制和关断控制，过程控制回路依然以气动回路为主。
海上平台发展简史
第1章海上平台发展简史序言简单介绍一下：海洋自升式钻井平台为钢质、非自航平台，通常由一个驳船式船体，和若干(至少三只)能升降并能起支撑作用的桩腿组成。
船体平面形状可以是三角形、矩形或五边形，驳船体要有足够的浮力，船体甲板上和船舱内安装有钻井设备和为钻井工程所需的其它设备。
经拖航到达工作地点。
作业时，平台船体被桩腿抬升到海面以上并支撑住。
完井转移时，驳船体下降到水面，依靠浮力把桩腿拔起收回，即可拖运到另一地点。
桩腿结构根据工作水深的不同，有圆形、方形或三角桁架形式。
桩腿下端一般设置“桩靴”或独立的小沉垫。
桩腿结构可以是封闭壳体式，也可以是构架式。
桩腿升降机构有液压升降式和电动齿轮齿条升降式。
海洋自升式钻井平台的特点是浮运方便,作业时稳定性好，适用水深为5～120米。
这种平台是应用最广的平台之一。
我国是一个海洋大国，拥有约300万平方公里管辖海域和18000公里海岸线，面积500平方米以上的海岛有5000多个，海洋资源十分丰富。
海洋开发关系国家安全和权益。
随着国际形势的变化和我国综合国力的增长，发展海洋事业、建设海洋强国的重要性和迫切性日益突显，海洋工程科技已被列入国家中长期科学和技术发展规划。
深海工程装备的设计研发是我国海洋工程装备发展的瓶颈，只有突破若干关键技术、系统地提高设计研发能力，才能够推进我国海洋装备产业和深海资源开发的全面发展。
由于深海自然环境条件严酷，深海平台必须具备进入恶劣的海洋环境作业的能力。
300米～3000米范围的深海工程问题是我国海洋工程学术界和工业部门的热点，其核心问题是深海平台的安全性。
国内对深海工程施工过程的研究较少，结构物下水、拖运、施工、安装问题的研究也不充分。
在海洋环境条件中，最重要的科学问题之一就是海洋波浪，非线性水波动力学问题的研究是深海和超深海资源开发中的一个重要的、前提性的共性研究领域。
深海基础工程研究领域中其他重要科学问题还有：复杂应力条件下海洋土的变形与强度特性的试验研究与理论分析等；需突破的关键技术有：新型深水海洋基础型式的建造与施工技术、海洋工程地质灾害与土工破坏的监测技术与实时监控系统等。
海洋平台
• •
自升式平台结构
自升式平台结构的形式可以按平台主体的 形状、桩腿的数目、形式及升降装置的类 型等进行区分。自升式平台由平台结构、 桩腿结构、桩腿下端部结构组成。
平台结构 桩腿结构 桩腿下端部结构
Hale Waihona Puke 三角形矩形五角形 壳体式桩腿结构
桩靴结构 桁架式桩腿
沉垫型结构
半潜式钻井平台 SemiSemisubmersible Platform
• 半潜式钻井平台，又称立柱稳定式钻井平台。它是大部分
半潜式平台 SemiSemi-submersible Platform
浮体沉没于水中的一种小水线面的移动式钻井平台，它从 坐底式钻井平台演变而来，由平台本体、立柱和下体或浮 箱组成。此外，在下体与下体、立柱与立柱、立柱与平台 本体之间还有一些支撑与斜撑连接，下体间的连接支撑一 般都设在下体的上方，这样，当平台移位时，可使它位于 水线之上，以减小阻力；平台上设有钻井机械设备、器材 和生活舱室等，供钻井工作用。平台本体高出水面一定高 度，以免波浪的冲击。下体或浮箱提供主要浮力，沉没于 水下以减小波浪的扰动力。平台本体与下体之间连接的立 柱，具有小水线面的剖面，主柱与主柱之间相隔适当距离， 以保证平台的稳性，所以又有立柱稳定式之称。
桩基式平台
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。
海洋平台发展简史
21世纪国外海洋平台发展状况
国外深水油气勘探经过多年的勘探，在南美、西非大西洋沿岸、西哥沟、 北海、巴伦支海、喀拉海以及东南亚、澳大利亚西北大陆架等海域相继 发现了很多大型油气田，其勘探领域已扩展到水深3000m的深海区。.西 哥海、南大西洋两岸的巴西与西非海城己成为世界油气勘探的热点.被称 为深水油气勘探的金三角，这里集中了当前世界大约已知的深水油气勘 探活动。随着深海油田的不断发现.石油工业界对开发深海石油的生产处 理的兴趣日益增长.并且创新了一些适用于深海开发的海上石油生产处理 装置。这些海上石油的生产处理装大多为浮式的海上石油生产系统。由 于深海的环境条件相对比较恶劣以及投资成本的加剧.人们在降低投资及 减少海上结构物的受力等方面做出了不断的努力。
新世纪国外海洋平台
张力腿平台
半潜式平台
浮船式平台
国外海洋平台发展特点
在建海洋平台数量大，
增长快
专业化程度相对较高， 已逐渐想传统海洋平台 向新型海洋平台更新换 代
海洋平台适应水深已
达到300-3000米的深 海水域
总结
在海洋平台的各种类型中，桩基式，座底式，重力式多应用于 浅水海域，而从世界范围来讲，浅水海域的海洋油气资源已经 开发很多，各国和石油公司已经将目光瞄准深海油田，半潜式， 张力腿式，竖筒式等类型的海洋平台已成为目前海洋工程领域 的热点，我国的海洋平台技术研究也正在向深海领域发展，多 多借鉴先进国家的技术经验。
半固定式 海洋平台
张力腿式平台
拉索塔式平台
国内海洋平台发展之初
我国海洋平台发展主要集中在 大陆架区块，最早的海洋石油 开发始于60年代末期渤海湾地 区，水深局限在20m左右 ， 到了80年代，开始在南海 100m水深进行勘探和生产。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
全球海洋平台及中国自升式平台概述0842813409 曹剑锋今年1-10月，航运业持续低迷，BDI指数仍在低处徘徊，许多中小型船厂面临破产风险，大型船厂纷纷转向海工市场，今天就来说说海工装备的重头戏——钻井平台。
一、全球海洋钻井平台市场发展迅速过去几十年，石油工业从浅海到深海再到超深海不断扩张。
海洋油气总产量占全球油气总产量的比例已从1997年的20%上升到目前的40%以上，其中深海油气产量约占海洋油气产量的30%以上。
在世界已发现的油气可采储量中，海洋油气约占41%。
一些海域尤其是深海和北极地区的勘探程度还很低，因此海洋油气资源的潜力仍然很大。
海洋油气的产量和储量一直保持较快增长，也带动了海洋钻井平台市场的发展。
上世纪四十年代驳船首次用于近海勘探钻井，1956年出现了钻井船，1961年半潜式钻井平台问世。
目前海洋钻井平台大致可以分为8类，即钻井驳船、钻井船、内陆驳、自升式钻井平台、平台钻机、半潜式钻井平台、座底式平台和钻井模块。
根据RIGZONE网站统计，截至2009年9月，全球海洋钻井平台总数（包括商用平台和非商用平台）达到1249部。
海洋钻井平台的作业能力也发展迅速，目前深水钻井平台的最大作业水深已经达到3600米（12000英尺），最大钻井深度达到11800米（39000英尺）。
例如，Noble公司新建的半潜式平台Danny Adkins和Frontier Drilling公司的Bully Ⅰ和Bully Ⅱ钻井船等都达到了这种能力。
随着作业水深能力的不断进步，深水的定义也在不断扩大。
1998年以前，水深大于200米就认为是深海，1998年以后深水定义扩大到300米，而现在国际上认为水深大于1350米（4500英尺）才为深水。
目前，全球共有约143家公司从事海上钻井，其中海上钻井承包商大约90家，其余为综合性石油公司。
钻井承包商中拥有5部钻井平台以上的约50家，拥有作业水深能力超过600米的钻井平台承包商43家；另外一些综合性公司以及巴西、印度、俄罗斯等国家石油公司也拥有相当数量的海洋钻井平台，但几乎不参与市场竞争。
目前，我国只有中海油田服务股份有限公司（COSL）一家真正参与国际钻井平台市场竞争，但仍以浅海和中深海钻井平台为主，虽然目前已开始深海钻井平台的建造，但我国海洋钻井装备的发展已落后于美国、挪威、巴西等国家。
二新建钻井平台市场情况在金融危机爆发前几年的高油价时期，钻井平台公司在利益的驱动下，带动了新一轮的建造钻井平台的高峰，从2007年开始新建平台的订单数量不断增长。
此外，一些造船厂根据以往的经验和自身对经济形势的乐观估计，除了建造承包商委托的钻井平台之外，自己也建造了一部分投机性的钻井平台。
2009年3月，ODS-Petrodata根据当时的新建平台订单和在建情况统计，预计到2012年底之前，将有71部新建的自升式平台和91部浮式平台交付使用。
金融危机对平台市场的一个积极影响是，这些新建平台的上市可能会加速平台市场的更新换代，一些老旧的平台将退役。
据ODS-Petrodata预测，到2012底自升式平台和半潜式平台的平均年龄都将明显下降。
这些新建的自升式平台的作业水深范围在300430英尺之间，而新建的浮式平台主要针对7500英尺以上的超深水。
其中80%以上的新建半潜式钻井平台的作业水深能力在7500英尺以上，而新建钻井船的作业水深能力几乎全部在10000英尺以上。
平台的建造成本近几年也大幅攀升，同样标准的自升式平台在2008年底的造价（名义价格）是2003年的3倍左右；深水浮式平台在1998－2003年的建造周期内，名义价格在2亿5亿美元之间，而2007年之后涨到5亿9亿美元之间。
受金融危机影响，从2008年底开始，钻井平台的建造订单明显减少，名义价格也大幅下滑，到2009年9月时，自升式平台的名义价格比2007年12月最高时平均下降近50%。
在71部在建的自升式平台当中，截至2009年8月，仅有9部在出厂前与作业者签订了服务合同，签约率仅为13%。
这些新建平台的交付使用将进一步扩充目前已处于饱和状态的自升式平台市场，使原本严峻的市场形势进一步恶化。
由于这些平台的建造成本相对较高，如果作业者不能给出一个令承包商满意的日费，这些平台很可能在出厂后就处于闲置，好一些的情况是取代一些老的低标准的平台。
相对自升式钻井平台而言，新建浮式平台的签约率较高。
截至2009年9月，新建半潜式平台签约率达到73%，钻井船达到62%，这些浮式平台的签约率目前仍呈上升趋势。
可以看出，深海钻井平台市场一直比较乐观。
在中国，自升式平台为主体，现今渤海，东海，南海上大多数都是自升式平台。
如勘探一到六号等，以及振华重工自行设计的振海一号等。
三，自升式平台概述自升式钻井平台主要由平台结构、桩腿、升降机构、钻井装置(包括动力设备和起重设备) 以及生活楼(包括直升飞机平台) 等组成。
平台在工作时用升降机构将平台举升到海面以上,使之免受海浪冲击,依靠桩腿的支撑站立在海底进行钻井作业。
完成任务后,降下平台到海面,拔起桩腿并将其升至拖航位置,即可拖航到下一个井位作业。
桩腿是自升式钻井平台的关键。
当作业水深加大时,桩腿的长度、尺寸和质量迅速增加,作业和拖航状态的稳性则变差。
所以,自升式钻井平台最大的作业水深受到制约,作业范围限于大陆架200m 水深以内。
桩腿结构形式有柱体式和桁架式两大类。
柱体式桩腿由钢板焊接成封闭式结构,其断面有圆柱形和方箱形两种,一般用于作业水深60m 以下的自升式平台。
水深加大,波浪载荷更大,结构质量增大,宜采用桁架式桩腿。
它由弦杆、水平撑杆和斜撑杆组成,在弦杆上装有齿条。
桩腿可按地质条件需要设置桩靴,桩靴的平面形状有圆形、方形和多边形几种四自升式钻井平台在我国的应用自行设计建造的“渤海一号”和“渤海五号”世界上第一艘自升式钻井平台产生于20 世纪50 年代。
我国第一艘自升式钻井平台“渤海一号”于1967 年由七○八所完成设计,1972 年在大连造船厂建成交船。
总长60. 4 m ,总宽32. 5 m ,型深5 m ,井槽尺寸10. 5 ×10. 8 m ,作业水深30 m ,最大钻井深度4000 m ,满载排水量5700 t ,吃水3. 3 m。
4 根圆柱形桩腿, 直径2. 5 m ,长度73 m ,为摩擦支承桩。
设计了液压油缸升降横梁插销式升降机构,每桩举升力1600 t 。
甲板可变载荷1400 t (包括大钩载荷) ,自持能力30 天,定员90 人。
投入使用后,在渤海打了几十口井,其间经历过1976 年8 月唐山大地震的严峻考验。
实践证明,该平台基本上是成功的,开创了我国自升式钻井平台的先例。
此后,渤海石油公司在“渤海一号”的基础上,设计了40 m 自升式钻井平台,1983 年由大连造船厂建成“渤海5 号”和“渤海7号”两艘自升式钻井平台。
总长76 m ,总宽46. 6 m ,型深5. 5 m ,井槽尺寸11 ×8. 4 m ,作业水深5. 5～40 m ,满载排水量6400 t ,吃水3. 5 m。
钻井装置(包括动力设备和起重设备) 从国外进口,最大钻井深度6000 m ,平台一次定位可打9 口井。
4 根圆柱形桩腿,直径3. 0 m ,长度78 m ,为摩擦支承桩,采用液压插销式升降机钻井装置(包括动力设备和起重设备) 从国外进口,最大钻井深度6000 m ,平台一次定位可打9 口井。
4 根圆柱形桩腿,直径3. 0 m ,长度78 m ,为摩擦支承桩,采用液压插销式升降机构,每桩举升能力1800 t 。
甲板可变载荷1950 t (包括大钩载荷450 t) 。
自持力20 天,定员86 人。
设有17. 2 ×21 m 的直升飞机平台,具有中国和挪威船级社双重船级。
是渤海石油公司的主力平台,已成功地打了多口井。
值得一提的是升降机构作了重大改进,设计了双移动环梁插销式升降机构,解决了“渤海一号”液压升降机构的不同步问题五新形势提出新要求我国海洋油气勘探开发从20 世纪60 年代起步于渤海湾,逐步走向南黄海、东海、南海,现又准备走向世界。
自升式钻井平台适用于大陆架(水深200m 以内) 海域的油气勘探开发。
我国渤海海域最大水深(包括潮差) 在40m 以内,所以,已开发的40m 自升式钻井平台的技术性能已能满足要求,只需增加平台的数量即可。
但是,南黄海、东海以及南海大陆架水深大, 需要作业水深76m(250f t) 、91m(300 f t ) 、107m(350f t ) 、122m(400f t ) 乃至152～183m (500 ～600f t) 的自升式钻井平台,而这些平台正是我国目前急需发展的。
六新一代自升式钻井平台的主要特点(1)最大作业水深超过122m (400f t ) ,将增至152～183m (500～600f t) ;(2) 采用高强度钢甚高强度钢,以降低平台自重;(3) 增大可变载荷和自持能力;(4) 采用先进的桩腿(包括桩靴) 结构和升降机构;(5) 配备钻井能力更强、自动化程度更高的先进钻井设备;(6) 更加注重健康、安全、环保。
七综述我国自升式平台经过这么多年的发展，有了长足进步，部分能赶上世界先进水平。
但是我们也要清楚的看到，我们的和欧美的差距是全方面的，从前期设计，详细设计到生产设计都落后于挪威和美国。
因此我们更要投身于海工事业，为保卫我国的海洋疆土出一份力！参考文献：中国海洋平台第23 卷第4 期全球海洋平台发展现状级趋势迟愚 [中国石油海外勘探开发公司]刘照伟 [中国石油海外勘探开发公司]史海东 [中国石油勘探开发研究院]我国自升式钻井平台的发展与前景汪张棠, 赵建亭(中国船舶工业集团公司第七○八研究所,上海200011)文章数据主要来源于ODS－Petrodata网站和Rigzone网站。