[拼音]：haiyang pingtai

[外文]：offshore platform

為在海上進行鉆井、采油、集運、觀測、導航、施工等活動提供生產和生活設施的構筑物。按其結構特性和工作狀態(tài)可分為固定式、活動式和半固定式三大類。固定式平臺的下部由樁、擴大基腳或其他構造直接支承并固著于海底，按支承情況分為樁基式和重力式兩種?；顒邮狡脚_浮于水中或支承于海底，能從一井位移至另一井位，接支承情況可分為著底式和浮動式兩類。近年來正在研究新穎的半固定式海洋平臺，它既能固定在深水中，又具有可移性，張力腿式平臺即屬此類。

固定式平臺

樁基式平臺

（1）導管架型平臺。在軟土地基上應用較多的一種樁基平臺。由上部結構（即平臺甲板）和基礎結構組成。上部結構一般由上下層平臺甲板和層間桁架或立柱構成。甲板上布置成套鉆采裝置及輔助工具、動力裝置、泥漿循環(huán)凈化設備、人員的工作、生活設施和直升飛機升降臺等。平臺甲板的尺寸由使用工藝確定。基礎結構（即下部結構）包括導管架和樁。樁支承全部荷載并固定平臺位置。樁數(shù)、長度和樁徑由海底地質條件及荷載決定。導管架立柱的直徑取決于樁徑，其水平支撐的層數(shù)根據(jù)立柱長細比的要求而定。在冰塊飄流的海區(qū)，應盡量在水線區(qū)域（潮差段）減少或不設支撐，以免冰塊堆積。對深海平臺，還需進行結構動力分析。結構應有足夠的剛度以防止嚴重振動，保證安全操作。并應考慮防腐蝕及防海生物附著等問題。導管架焊接管結點的設計是一個重要問題，有些平臺的失事，常由于管結點的破壞而引起。管結點是一個空間結點，應力分布復雜；近年應用譜分析技術分析管結點的應力，取得較好的結果。導管架由導管（即立柱）和導管間的水平桿和斜桿焊接組成，鋼樁沿導管打入海底。打樁完畢后，在兩者的環(huán)形空隙內用水泥漿等膠結材料固結，使樁與導管架形成一個整體，以承受巨大的豎向和水平荷載。若樁的承載能力不能滿足要求時，可在立柱之間和角立柱的周圍增設鋼樁。這種平臺施工時一般先在陸地上預制導管架，再用駁船拖運就位進行安裝，通過調節(jié)壓艙水使駁船傾斜，然后用卷揚機將導管架送入水中，由其自身浮力懸浮在水中，再向導管架立柱內灌水，同時用起重船把導管架豎立就位于海底井址，再將樁逐段連續(xù)打入海底土層固定。用于深海的導管架高度很大，整體運輸困難，可采用分段制造，分段下水連接而成。

（2）塔架型平臺。另一種適于軟土地基的樁基平臺。由腿柱（通常直徑達6米）、水平桿和斜桿及大梁(圓形或箱形)組成。為減小擋水面積，樁均設置在腿柱內，排成圓形，樁頂與腿柱焊接，空隙內灌入水泥漿，以防止薄壁腿柱發(fā)生局部壓屈，并使樁固定在腿柱下端。施工時將塔架側放并拖運就位，注入壓艙水，使塔架直立，然后打樁，最后安裝平臺甲板。在自然條件惡劣的深水區(qū)，目前多采用導管架和塔架的組合方式。

重力式平臺

（1）鋼筋混凝土重力式平臺。依靠自身重量維持穩(wěn)定的固定式海洋平臺。主要由上部結構、腿柱和基礎三部分組成?；A分整體式和分離式兩種。整體式基礎一般是由若干圓筒形的艙室組成的大沉墊。沉墊也可采用平板分倉的蜂窩式結構，其側表面可做成多波形或平板形。分離式基礎用若干個分離的艙室做基礎，它對地基適應性強，受力明確，抗動力性能好，腿柱間距大，在拖航及下沉作業(yè)時較安全。

（2）鋼重力式平臺。也屬于分離式基礎型，由鋼塔和鋼浮筒組成，浮筒也兼作儲油罐。

（3）鋼-鋼筋混凝土重力式平臺。上部結構和腿柱用鋼材建造，沉箱底座用鋼筋混凝土建造，可充分發(fā)揮兩種材料的特性。

以上三種重力式平臺適用于較深海域。整體式基礎多建造在密實的砂土上，避免建在松散砂或較厚的軟土地基上。分離式基礎由于基礎面積視地質條件而定，立柱的間距隨水深而變，故對地基和水深的適應性很強，可用于地質條件較差的場合。重力式平臺的施工分兩個階段，前階段在干塢中進行，后階段在近岸可避風浪的深水區(qū)進行。施工程序是；在干塢中建造基礎下部，至預定高度后向干塢中灌水，把已建成的基礎下部連同起重設備一起浮運至能避風浪的深水區(qū)，并牢牢系泊，繼續(xù)建造基礎的上部及立柱，直至混凝土工程全部完成，再向基礎內部灌水，使平臺下沉，然后將預制的平臺甲板構件用駁船運到立柱上，使基礎排水，稍稍起浮，直至立柱恰好頂在平臺甲板的預定位置。最后把立柱與平臺甲板牢固地連在一起，形成平臺。重力式平臺設計時應防止基礎艙壁失穩(wěn)或壓壞。當基礎兼做儲油罐時，應考慮由于內外溫差所產生的溫度應力。平臺要有足夠的整體穩(wěn)定性?；A下邊可設有插入地基的裙板，防止基礎底座沿海底滑動。此外，結構的傾斜度，總沉降量及動力效應都要求不超過限值。

活動式平臺

著底式平臺

（1）坐底式平臺。最早的活動平臺采用鉆井駁船。后來隨著海洋石油鉆探水深的不斷增加，鉆井駁船進一步發(fā)展成坐底式平臺，它由沉墊、立柱和平臺甲板三部分組成，適用于水深為5～30米而且海底比較平坦的場合。沉墊可以是整體式，也可以是分離式。向沉墊內灌水，平臺即下沉坐落在海底。把水排出，平臺就能浮起，故這種平臺又有沉浮式之稱，要求沉得下，坐得穩(wěn)，浮得起。中國建成的勝利一號平臺即屬淺海坐底式平臺。

（2）自升式平臺。由一個駁船式船體和若干能升降并能起支撐作用的樁腿組成，船體有足夠的浮力以運載鉆井設備和給養(yǎng)到達工作地點。作業(yè)時平臺被樁腿支撐并抬升到海面以上。轉移時，把樁腿拔起，駁船式船體下降浮于水面，即可拖運到另一地點。

自升式平臺分為插樁自升式和沉墊自升式。樁腿可插入海底，也可在樁腿下面設置“樁靴”或獨立的小沉墊。樁腿結構可以是封閉殼體式，也可以是構架式。樁腿升降機構，有電動液壓式和電動齒輪齒條式。船體平面形狀可以是三角形、矩形或五邊形，其特點是浮運方便，作業(yè)時穩(wěn)定性好，適用水深為5～90米。這種平臺的應用較廣。

浮動式平臺

（1）鉆井船。把鉆井設備安裝在船體上，靠錨系或動力定位，在漂浮的狀態(tài)下鉆井。一般都有自航能力，可在幾百米或上千米水深的海域工作，但對風浪極為敏感，當風力超過7～8級，波高超過3～4米時就要停止作業(yè)。

（2）半潛式平臺。主要由上部結構、下潛體、立柱及斜撐組成，下潛體有靴式、矩形駁船船體式、條形浮筒式。其外形與坐底式平臺相似，上部結構裝設全部鉆井機械、平臺操作設備以及物資儲備和生活設施、它是一個由頂板、底板、側壁和若干縱橫倉壁組成的空間箱形結構，水密性較高，能提供較大的浮力，作業(yè)時下潛體灌入壓艙水使其潛入水下一定深度，靠錨纜或動力定位。拖航時排出壓艙水，使下潛體浮在水面。在淺水區(qū)作業(yè)時可使下潛體坐落在海底，類似坐底式平臺。它既可在10～600米深的海域工作，又能較好地適應惡劣的海況，但其經濟水深一般為100～300米。

在深水海域中開發(fā)石油時，坐底式鉆井平臺不能滿足要求；自升式平臺雖然使用水深較大，但不經濟；浮動式鉆井船可適用于較大水深，然而受海況的影響，其開工率很低；而半潛式平臺既可在很深的海域工作，又較能適應惡劣的海況，有良好的運動特性。因此，半潛式平臺是目前深海鉆井的主要裝置。（見彩圖）

半固定式平臺

（1）張力腿式平臺。上部結構是浮體，通過收緊錨固在海底的纜索，使浮體的吃水深度比靜平衡狀態(tài)大一些，浮力大于浮體重力，剩余浮力由纜索的張力來平衡。當平臺受到擾動力時，纜索張力改變而產生彈性變形，因此，平臺只產生微量位移。纜索可豎向或斜向布置。對于深水海域，如果采用固定平臺，則造價隨水深增大而劇增，海上安裝工程也趨于困難，相應配備的工程船舶均需大型化，而張力腿式平臺僅需加長纜索，對造價影響不大，這種平臺在工作完成后可浮運到其他地點。施工時整座平臺在工廠建造，工作地點定位，適用于開采周期較短的深水井小型油田。

（2）拉索塔式平臺。是一種新型的海洋平臺結構，其支承塔架下端著地，上端一般用4～8根鋼索張緊固定。這種平臺用料少，工作水深大，適用于大深度水域。

各類平臺的適用范圍

活動式平臺，由于機動性能好，故一般均用于鉆井。坐底式平臺特別適合于淺海(10米左右及岸邊的潮間區(qū))油田的鉆井和采油工作。 自升式平臺和半潛式平臺主要是供鉆井之用，當油田的規(guī)模很小而又不宜設置固定式平臺時，也可做采油用。活動式平臺整體穩(wěn)定性較差，對地基及環(huán)境條件有一定的要求。

固定式平臺整體穩(wěn)定性好，剛度較大，受季節(jié)和氣候的影響較小，抗風暴的能力強。缺點是機動性能差，一經下沉定位固定，則較難移位重復使用。樁基平臺屬鉆井、采油平臺，工作水深一般在十余米到200米的范圍內（個別平臺超過300米），是目前世界上使用最多的一種平臺。從設計理論和建造技術來衡量，它都是一種最成熟和最通用的平臺型式。鋼筋混凝土重力式平臺是70年代初開始發(fā)展起來的一種新型平臺結構，目前主要用于歐洲的北海油田。這種平臺具有鉆井、采油、儲油等多種功能，水深在200米以內均可采用，最佳水深為100～150米。

半固定的張力腿式平臺及拉索塔式平臺是兩種適合于大深度海域（200米以上）的平臺結構。 是近年來發(fā)展起來的新結構型式，具有明顯的優(yōu)點。但仍處于研究試制的階段。

參考書目

1. W.J.Graff，Introduction to Offshore Structures，Desi??n， Fabrication， Installation， Gulf Pub.Co.，Houston，1981.

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標簽：海洋平臺

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