海洋平臺上部結(jié)構(gòu)安裝方法研究

韓延波

摘 要：當今社會，經(jīng)濟全球化的發(fā)展，科學技術也逐漸呈現(xiàn)出世界一流水準，人們生活水平以及生活質(zhì)量的不斷提升，對我國各行各業(yè)的發(fā)展提出了更高的要求。以油氣開發(fā)為例，人們對石油的需求只增不減，能源損耗的日漸嚴重，為我國的海上油氣開采事業(yè)帶來了推動力。本文就針對當前開發(fā)油氣田的海洋平臺結(jié)構(gòu)進行闡述，針對其上部安裝工程方法展開細致研究。

關鍵詞：深海;油氣開采;平臺上部;結(jié)構(gòu)安裝

近年來，我國經(jīng)濟水平的快速提升，帶動了各行各業(yè)在市場經(jīng)濟中的迅猛發(fā)展，對能源的需求量也創(chuàng)造了歷史新高度。在此背景下，國家為解決戰(zhàn)略性石油能源的需求，開始加強海上石油勘探，以達到緩解當前石油生產(chǎn)的局限性。但在目前的海洋平臺構(gòu)建過程中，仍存在諸多的問題影響著工程的質(zhì)量。因此，必須對其安裝方法進行深入分析，對其進行改善，努力實現(xiàn)可持續(xù)的發(fā)展。

1 海洋油氣開發(fā)工程的發(fā)展現(xiàn)狀

就目前世界上來看，石油資源的總儲量十分豐富，但社會生活發(fā)展對其需求量的大幅增加，也帶來了前所未有的能源危機，也因此各國把石油的開發(fā)轉(zhuǎn)到了海洋上。當前的海洋油氣儲量相當豐富，近占全球總資源總量的35%，可以滿足大量的石油產(chǎn)出。對我國而言，在海洋油氣開采工程起步較晚，不能與先進國家的技術、設備等相媲美，且以前呈歐美等企業(yè)壟斷形勢。隨著我國國力的增強，也不斷掌握了一些勘探以及開采手段，但也僅包括中海油總公司具備較強的“整裝”能力。相比之下，我國的海洋油氣開采工程有以下特征：首先，目前僅掌握了基本的水深鉆采技術，還沒有相對關鍵的建造技術。并且當前的鉆井平臺和一些主要生產(chǎn)裝置都只能滿足較淺水域的油氣開采需求，還沒有完全具備深水及超深海域的作業(yè)能力和技術水平。其次，我國目前所擁有的鉆采設備還不完善，其相關的配套設備沒有達到高新技術的水準，更大的依賴于外國引進，所以整體上還受限于國外，不能進行獨立的創(chuàng)新研究，阻礙發(fā)展進程。最后，在平臺設計和安裝方面，技術和方法都無法達到先進水平，平臺設計安裝屬于工程的關鍵技術，結(jié)構(gòu)形式的差異可以為經(jīng)濟帶來兩種不同的變化，制約著其發(fā)展步伐。

2 海洋平臺上部結(jié)構(gòu)安裝方法研究

2.1 平臺上部組塊吊裝技術方案

該種技術屬于傳統(tǒng)的固定式海上平臺安裝技術，隨著海洋平臺規(guī)模的不斷增大，對其上部組塊結(jié)構(gòu)的載重量要求越來越高。上部組塊的吊裝工序是整個工程的關鍵部分，對整個平臺建設過程的施工進度、造價成本以及安全指數(shù)等都起著制約作用，所以企業(yè)在這一工序的施工過程要投入很大的心力。所以在其設計階段，吊裝的計算分析步驟的精準度是一重要節(jié)點。

首先，對確定該上部組塊的吊裝重量，以及重心位置。這一步驟主要根據(jù)平臺結(jié)構(gòu)自身的重量，所涉及的機械設備、電氣、儀表等各種設備的自重，并通過利用平臺的設計圖紙加以確定。該種技術主要采用SACS軟件的模擬性能，對其整體因素進行虛擬化分析，比如說平臺上部組塊的靜力、防震等方面的分析。其次，在完成上一步驟后要將分析的數(shù)據(jù)信息整合到重控報告內(nèi)，并可以進行及時的調(diào)整。根據(jù)報告數(shù)據(jù)，對吊裝的吊點進行定位。整個吊裝過程，都要考慮結(jié)構(gòu)以及吊繩的荷載系數(shù)，防止因強度不夠發(fā)生安全隱患。最后進行吊裝方案的制定，其作為整個工序的核心，要對運輸駁船和海上浮吊進行科學準確的選擇。兩者之間的距離、各自的外形尺寸、上部組塊與導管架的距離以及整體的安全指數(shù)等因素。對于海上平臺上部結(jié)構(gòu)安裝過程，所需的結(jié)構(gòu)物體積都較大，所需的技術水平相對較高，工程復雜，所以對吊裝技術方案的改進越來越緊迫。

2.2 平臺上部模塊的浮托法技術方案

這一方式是上述吊裝法的加強版，這一技術方案不再依賴起重船的作用，可直接對超重結(jié)構(gòu)物進行安裝。由于其浮托性能，可以在進行上部模塊安裝時不占用船舶空間，減少其工作界面，很大程度節(jié)省了安裝進度。浮托法可根據(jù)不同設計原理有不同的分類。像一般情況下，其下部結(jié)構(gòu)的形式分為固定式和浮動式。主要是根據(jù)下部與海洋接觸的結(jié)構(gòu)的類型。浮動式的浮托所指的是其下部結(jié)構(gòu)是利用浮式的結(jié)構(gòu)物，通過壓力和水重量進行作業(yè)。而固定式的下部結(jié)構(gòu)要與海底想接觸，是當前最為常見的一種方式。通過導管架等在海底進行固定，來支撐上部模塊的安裝工作。

再利用浮托法進行上部結(jié)構(gòu)安裝時，對其安裝船的位置確定過程至關重要，其決定了整個施工過程的安全系數(shù)。一般會選擇動力定位浮托技術，因為該方式通過利用半潛船進行定位，運用過程相對簡單，大大減少了安裝所花費的時間成本，還可以有效控制不必要的費用支出，降低施工的安全風險。最突出的優(yōu)勢就是其不受海洋深度的限制，可以為我們的深海油氣開采工程提供最大的支持，這也是未來深海作業(yè)的首選技術。該技術在我國的開發(fā)時間較短，但也在不斷的創(chuàng)新完善，以便為海洋油氣開采行業(yè)發(fā)揮最大的價值。

3 結(jié)束語

綜上所述，可以發(fā)現(xiàn)海洋平臺的關鍵作用，為后期的海上鉆井采油工作、運輸?shù)裙こ添椖刻峁┌踩煽康膱鏊Ｆ渖喜拷Y(jié)構(gòu)的安裝質(zhì)量以及穩(wěn)定性決定了未來海上油氣開采的順利進行。只有保證其在安裝過程中的高質(zhì)量、結(jié)構(gòu)高穩(wěn)定性，才能提供一個科學合理的海洋生產(chǎn)平臺，為我國的石油開發(fā)事業(yè)提供更大的發(fā)展動力，為社會做出更大的貢獻。

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（海洋石油工程股份有限公司，天津 300450）