深海海洋平台发展现状及特性研究

管文浩

摘 要：面积广阔的海洋蕴藏了非常丰富的油气资源，世界各国對于油气资源的巨大需求推动了石油开采从浅海到深海的发展，深海海洋平台成为了研究的前沿课题。当前世界上主流的深海海洋平台主要有以下四种：张力腿平台、单柱式平台、半潜式平台和浮式生产储油系统。本文对于深海海洋平台的发展现状及各类型平台的特性进行了研究。

关键词：海洋；平台；深海

随着我国经济社会的发展，油气资源的消耗也越来越大，陆地上的资源已经无法满足这个缺口。海洋尤其是深海，拥有着比陆地更加丰富的油气资源，为了开采这些资源，深海海洋平台成为了研究的前沿课题。

1 深海海洋平台的发展现状

根据国际上通用的浅海、深海和超深海的划分方法，通常将水深小于500m的海称为浅海，水深大于500m小于1500m的海称为深海，水深大于1500m的海为超深海。当前世界上主流的深海海洋平台主要有以下四种：张力腿平台（TLP）、单柱式平台（SPAR）、半潜式平台（Semisubmersible）和浮式生产储油系统（FPSO）。

2 张力腿平台特性研究

张力腿平台，又称TLP平台，它是一种顺应式的深水采油平台，它的概念最早是由美国学者R.D.Marsh于1954年提出的。张力腿平台由平台主体结构、张力腿结构和海底锚固结构三大部分组成。平台主体结构上层模块、立柱模块和下层模块。上层模块为生产和生活模块，进行生产和生活作业，立柱模块和下层模块为张力腿平台提供巨大的浮力，该浮力远远超过平台自身的重量，使得张力腿产生张紧力。在张紧力的作用下，平台容易维持一个较稳定的状态，几乎不会发生竖向位移和转动。张力腿平台适合采用干式采油树结构，可以大大降低生产成本。张力腿平台又可以细分为传统式张力腿平台（Conventional TLP）、海之星张力腿平台（Seastar TLP）、伸张式张力腿平台（ETLP）和MOSES张力腿平台（MOSES TLP）。

张力腿平台的主要优点是水平面内的运动为顺应式，平台整体较为平稳，运动特性好，横摇、纵摇和垂荡的幅度较小，适宜于采用干式采油树结构，张力腿平台的主要缺点是张力腿的连接部位容易产生应力集中，通常不具备储油能力。

3 单柱式平台特性研究

单柱式平台，又称SPAR平台，它是一种通常呈圆柱形的深水采油平台。它由Edward E.Horton于1987年在张力腿平台的基础上提出。单柱式平台的重心通常低于浮心，能保证较好的稳性，它的运动性能好，适用水深范围广。单注式平台的吃水较深，水线面积较小，可以采用干式采油树结构，同时还具备较大的储油能力。单柱式平台可以分为平台上体结构、平台主体结构和平台系泊结构三部分。单柱式平台按照发展历程可以分为三代。

第一代是经典式Spar平台（Classic Spar），又称箱式Spar平台，第二代是桁架式Spar平台，第三代是蜂巢式Spar平台。这三种平台的主要区别在于平台的主体结构，其平台的上体结构和系泊结构基本相同。

单柱式平台的主要优点有平台构造简单、稳定性较强、水线面面积较小、运动特性好，具备储油能力，可以采用干式采油树结构，单柱式平台的缺点主要有建造成本较高、施工难度较大、安装过程和运输过程比较困难等。

4 半潜式平台特性研究

1961年诞生了全球第一座半潜式平台（Semisubmersible），至今半潜式平台

已经发展到了第六代。半潜式平台主要包括平台上体结构、下部浮体结构和连接平台上体结构和下部浮体结构的立柱结构。平台的上体结构通常高于水面一定的距离，这样可以减少波浪的作用力，平台的下部浮体结构位于水下一定的深度，以减少波浪的扰动，立柱结构具有较小的水线面，使得平台的固有周期较大，减小共振，可以维持平台的稳定。半潜式钻井平台通常可以采用锚泊定位和/或动力定位进行定位。

半潜式平台的优点主要有设计和建造技术比较成熟，相对容易，具有一定的储油能力，工作水深范围广。半潜式平台的缺点主要有只能采用湿式采油树，操作较为困难，运动性能均较差。

5 浮式生产储油系统特性研究

浮式生产储油系统，又称FPSO，它是集成石油生产、储存和装卸于一体的综合性的深海海洋平台。它的外形与普通油轮比较相似，但是复杂程度和功能却不可同日而语。它通常包括上部结构、船体和系泊结构三大部分。上部结构位于船体主甲板以上，为工作人员的生产和生活区域，船体的主甲板以下可以设置储油舱室，用来储存开采的石油。浮式生产储油系统通常采用单点系泊的方式进行系泊，并且船体通常具有转塔部件，可以使得船体自由转动，以减少海浪等载荷对船体的干扰。

浮式生产储油系统的优点主要在于相关设计和建造技术比较成熟，投资较少，周期较短，维修和保养方便，储油能力较强，抵抗风浪干扰能力较强，移动方便，浮式生产储油系统的缺点主要有采用湿式采油树，操作复杂。

6 总结

随着陆地的油气资源逐渐走向枯竭，人类加快了向海洋进军的步伐。我国的南海蕴藏了非常丰富的石油和天然气资源，它必然会成为我国未来海洋战略的重中之重。而开发合适的深海海洋平台，已经刻不容缓。与西方发达国家相比，我国目前关于深海海洋平台的科研能力还远远不足，今后应当更加重视深海海洋平台的开发和研究，为我国的经济和社会发展提供源源不断的能源支持，这对于维护我国的海洋权益和提升我国能源的稳定供应具有重要的现实意义和深远的战略意义。

参考文献：

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