自升式(桩腿式)钻井平台的类型

自升式钻井平台类型很多,可按不同方式进行分类。按支撑形式可分为桩靴式和沉垫式,按升降装置可分为液压缸升降式(插桩式)和齿条/齿轮箱式,按桩腿结构型式可分为壳体桩腿式和桁架桩腿式;按桩腿数量可分为3腿式和4腿式;按平台用途可分钻井平台、采油平台、修井平台、生活平台、施工作业平台等。

自升式钻井平台种类繁多,用途广泛,下面简单介绍几类常见平台。

(1)桩靴式平台

桩靴式平台桩腿直接插入海底,用桩腿支撑整个平台站立在海上作业。桩靴式由平台和桩腿组成,各桩腿互相独立,不相连接,整个平台的重量由各桩腿分别支承,桩腿底部常设有桩靴,桩靴有圆形的、方的或多边形的,面积较小。自升式钻井平台在移位前,必须知道新井位的容许承载压力,以便加大支承面积,减小插入深度。一般来说,桩靴式虽可在任何地方工作,但通常适用于硬土区、珊瑚区或不平整的海底,“渤海5”号、“渤海7”号、“渤海9”号和“渤海11”号自升式平台均是这种类型的平台。

(2)沉垫式平台

沉垫式平台由平台、桩腿和沉垫组成,设在各桩腿底部的沉垫将各桩腿联系在一起,整个平台的重量由相连的各桩腿支承。沉垫连接在自升式钻井平台的桩腿下端,用于将整个平台支承于海底的公共箱形基座。平台沉垫增大了平台坐底的支承面积,减小了支承压坐力,使桩腿或立柱陷入海底的深度减小。在平台拖航时,沉垫浮于水面或接近水面,有提供浮力与稳性的作用。为了防止坐底时海底受海流流速的冲刷作用影响,一般在沉垫四周底部设有能插入海底的裙板,以防止周围的海底被掏空,影响平台的安全。桩腿下部带有沉垫,将沉垫坐在海上作业能有效地传递并分配桩腿载荷。这种自升式平台属于重力式平台,用沉垫和平台的重量保证平台的抗倾和抗滑稳性。该平台适用于泥土剪切值低的地区,要求承受的载荷力较低,吃入海底深度很小,在1.5~1.8米之间。平台作业区要求海底相当平,不平整的海底可能会破坏平台结构,因此不适用于有珊瑚层或大块岩层地区作业。“渤海8”号(如图2-21所示)属该类型平台。

(3)壳体桩腿自升式平台

它是封闭型桩腿,其桩腿截面有圆形和方形,结构简单,刚性大,一般适用于60米水深以下的浅水海域。如果工作水深再增大,波浪力随桩腿尺度增加而大大增加,桩腿重量也大大增加,用壳体式桩腿则变得不够经济,但也有的壳体式桩腿工作水深达90米和115米。

(4)桁架桩腿自升式平台

桁架式桩腿常用于深水海域作业。它是透空式桁架桩腿,其截面为三角形或者正方形。由于透空,桩腿上的波浪力和海流力得到大大减少。该类型平台桩腿舷杆上带有齿条,与齿轮齿条升降装置配合。

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