自升式平台
由筒形或桁架腿支撑可升降船体结构,具备油气勘探、开发功能的海上移动式开采设施。
自升式平台可以进行地质勘探钻井,或者钻生产开发井,平台主要包括主船体和桩腿两个结构部分。自升式平台通常无自航能力,适用水深为10~150米,多用于滩涂和水深较浅海域作业。自升式平台通过拖航或自航的方式移动至指定位置。自升式平台在开始作业前需通过齿轮、齿条升降系统降下桩腿着地,随桩腿继续上移主船体升起至海面上方一定距离处,随后可以开始作业。当自升式平台需要移位时,通过升降系统将船体降下至水面,桩腿继续上升与海底分离,船体完全漂浮在水面上,通过拖航或自航的方式移动至新的位置。
主要组成
典型的自升式平台一般由以下几部分组成。 ①主船体。自升式平台主船体常用于布置各种舱室,安放各种机械设备,提供生产作业和生活的场地,并在拖航过程中提供浮力,从而保证拖航的稳定性。第一座自升式平台“德隆1号”拥有10个桩腿,现在自升式平台多以3个桩腿的三角形和4个桩腿的四边形主船体形状为主。 ②升降系统。自升式平台升降系统主要包括动力系统、船体上的升降装置和桩腿上的升降装置,主要作用是在钻井作业时保持主船体位置固定,在拖航操作时保持桩腿位置固定。常用的桩腿升降装置有两种:齿轮齿条式和顶升液压缸式。齿轮齿条式升降装置由电动机经减速齿轮驱动;液压式则通过连接船体和桩腿的液压缸活塞运动带动桩腿的升降。当主船体漂浮于水面时,通过升降系统使桩腿升降。当桩腿支撑在海底时,则可使主船体升降。 ③固桩结构。固桩结构也称为载荷传递结构,包括上下导向板、固桩楔块和减震器等设备。固桩结构的主要功能是把主船体与桩腿间的空隙通过楔块固定在一起,从而将主船体的荷载传递至桩腿,进而经桩腿传递至海底地基。 ④桩腿。自升式平台船体主要依靠桩腿支撑升离水面,使平台处于钻井作业状态。桩腿除了支撑平台的全部重量,还要经受各种环境载荷的作用。自升式平台的桩腿主要有壳体式和桁架式两种形式。壳体式一般采用3~4根圆柱桩腿,外径约为2~6米,通过液压或气动控制升降。桁架式桩腿为桁架结构,一般也是3~4个桩腿,截面可以是三角形或正方形,通常使用齿轮齿条式升降装置。 ⑤桩靴。自升式平台的桩腿底部通常安装有桩靴,多为带尖头的锥形结构。这种结构型式可以增大桩腿与土体的接触面积,减小入泥深度并保持足够的承载力,从而降低拔桩难度,改善平台的移动性。常见的桩靴形状还有矩形,中国渤海12号自升式平台即采用正方形桩靴。