海洋那麼深,鑽井平台為何能扎進海底?工作深度極限是多少?

2023年01月02日21:10:04 科學 1993

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地球被譽為「海洋星球「,超過70%的面積被海洋所覆蓋。海洋不僅是生命的搖籃,更富含着豐富的油氣等多種資源,目前世界範圍內已探明的油氣資源中,有超過70%位於海洋。

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作為當代工業和經濟發展重要動力,油氣資源的重要性不言而喻。各國也開始加緊對海洋中的油氣資源的勘探和開採,鑽井平台也如雨後春筍一般,不斷的出現在海面之上。

不過海洋那麼深,這些鑽井平台又是怎麼扎進海里的?他們能夠抵擋多大的風浪?又是怎樣工作的呢?

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海上鑽井平台的固定方式

對於生活在海邊的朋友,一定非常熟悉,海邊的風浪有多大。

對於海上鑽井平台而言,其不僅要面對着是來自海洋強勁的風,還有由於洋流和海浪所帶來的各種衝擊。因此,固定就成為了設立海上鑽井平台首先要面臨的問題。

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出於安全,穩定性的考量,目前海上的鑽井平台的固定方式主要2種,分別是固定式與移動式,而移動式下面又涵蓋兩種,分別是半潛式和升降式。

(1)固定式鑽井平台

首先我們來看固定式的鑽井平台,看它的名字我們也可以大概推測着重要固定方式,即將整個平台利用某種方式,固定在海底的大陸架,而後就可以開始相應的開採工作的。

事實亦是如此,工程建造團隊會通過穩定管架結構,將做牢牢的鎖定在海底的某處,將整個平台鎖死在海上。

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這種連接方式,在一定的時間內,可以保證整個平台的穩定性,非常的牢固,可以充分的滿足平台對某一點的開採的需求。

但海洋的環境是變化萬千的,人為的固定在短時間內可以達到牢靠穩固的效果,但是時間久了,仍然會受到風浪的破壞,穩定的破壞下,鑽井平台便無法在進行相應的工作。

因此,考慮到成本,這種固定方式,一般的工作限定水深在20米左右,不會超過90米,應用範圍有一定的局限性。

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相較於固定式的,移動式的鑽井平台的靈活性更強,特別是半潛式,其可以深入1000米的海水,對於需要深海作業的鑽井平台而言,無疑是上上之選。

(2)升降式鑽井平台

升降式鑽井平台,主要的構成部分包含樁腿、升降機以及平台三個部分。這種平台可以通過升降機和樁腿的配合,實現上下升降的目的,因此,它在部分需要區域性多點位的鑽探工作中,廣受好評。

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在工作的過程中,平台通過升降機上升到一個安全的高度,然後將樁腿繼續寧預壓固定,這樣的操作下,樁腿就像植物的根系一般,牢牢的將自己抓在海底,保證了平台的穩定性。這樣的操作下,平台可以輕鬆的抵擋海浪、海風的衝擊,安全有序的完成開採任務。

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在對特定區域完成勘探、開採工作後,平台會收起自己樁腿,然後再通過拖輪將整個平台拖拉拽至另一個區域,重複同樣的動作,進行開採。

從他的工作原理,我們可以發現,升降式鑽井平台非常依賴樁腿,因此他的鑽井深度和應用範圍是受到樁腿長度的限定。

相較於固定式的管道結構,目前國際上通用的樁腿長度達到了120米,對於200米內的大陸架區域的鑽井工作,應用性較強。

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(3)半潛式鑽井平台

半潛式鑽井平台可以說是目前應用範圍最廣的鑽井平台固定方式,他主要由工作的平台和兩個下船體和支撐立柱組成。

在工作的過程中,下船體將會整個進入水體中,通過錨鏈和動力系統對平台進行控制。由於其整個平台的操縱主體系於下船體中,因此他可以有效的對抗海上橫縱搖晃。

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在過程中,即便受到外力的影響,發生了平台發生了飄移,但是可以憑藉平衡動力裝置,將平台拉回到原來預定的位置。

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這種固定方式,摒棄了前面兩種依賴樁或者鏈條的鎖定位置的方式,因此,他的工作水深可以達到1000米以上,成為各國深海鑽探工程首選。

我國的鑽井平台技術

石油鑽井平台已經各國開發海底石油資源的主要方式,我國也不例外。那麼我國的鑽井平台技術究竟怎樣呢?

相較於發達國家而言,我國的石油工業起步較晚。上個世紀50年代,在政府的號召下, 無數的石油工作者前赴後繼,為中國石油工業的發展做出了巨大的貢獻。

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1963年,通過對海南島一帶的海域進行地質探測後發現,我國的南海地區蘊含著豐富的油氣資源,決定建造海上石油平台,我國的石油工業也掀起了全新的篇章。

從上個世紀60年代浮筒式的鑽井平台,到1981年第一台半潛式的鑽井平台。我國的石油產業在短短几十年的時間裏,取得了驚人的成績。

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2008年,當時世界上最大的坐底式石油平台在我國渤海海域正式投放使用,這引起了世界各國對中國石油鑽井技術的關注。很難想像,一個在上個世紀60年代初涉海上油氣資源開採的國家,在半個世紀後,就成功的進入石油鑽井技術領先行列。

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而中國在這一領域的發展當然不會止步於此。2011年,當時全球最先進的半潛式深海鑽井平台「海油981」在上海下水,它開採的深度達到了驚人的3000米,是當時全球開採深度最大的石油鑽井平台之一。

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六年後,伴隨着可燃冰能源的發現,對全球的鑽井平台技術有了全新的要求。

相較於此前的石油資源,可燃冰資源多數分佈在1000米的深海區域,傳統的固定式或者升降式無法滿足開採需求。

為了開採我國渤海地區已探明的可燃冰資源,我國開發了當時全球最大半潛式的鑽井平台「藍鯨1號」,2017年于山東煙海正式投入使用。

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伴隨着我國科技的發展,我國正逐步走入鑽井平台技術強國的行列。未來,相信我國在這一領域將會取得更大的成就。

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