海洋那么深,钻井平台为何能扎进海底?工作深度极限是多少?

2023年01月02日21:10:04 科学 1993

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地球被誉为“海洋星球“,超过70%的面积被海洋所覆盖。海洋不仅是生命的摇篮,更富含着丰富的油气等多种资源,目前世界范围内已探明的油气资源中,有超过70%位于海洋。

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作为当代工业和经济发展重要动力,油气资源的重要性不言而喻。各国也开始加紧对海洋中的油气资源的勘探和开采,钻井平台也如雨后春笋一般,不断的出现在海面之上。

不过海洋那么深,这些钻井平台又是怎么扎进海里的?他们能够抵挡多大的风浪?又是怎样工作的呢?

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海上钻井平台的固定方式

对于生活在海边的朋友,一定非常熟悉,海边的风浪有多大。

对于海上钻井平台而言,其不仅要面对着是来自海洋强劲的风,还有由于洋流和海浪所带来的各种冲击。因此,固定就成为了设立海上钻井平台首先要面临的问题。

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出于安全,稳定性的考量,目前海上的钻井平台的固定方式主要2种,分别是固定式与移动式,而移动式下面又涵盖两种,分别是半潜式和升降式。

(1)固定式钻井平台

首先我们来看固定式的钻井平台,看它的名字我们也可以大概推测着重要固定方式,即将整个平台利用某种方式,固定在海底的大陆架,而后就可以开始相应的开采工作的。

事实亦是如此,工程建造团队会通过稳定管架结构,将做牢牢的锁定在海底的某处,将整个平台锁死在海上。

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这种连接方式,在一定的时间内,可以保证整个平台的稳定性,非常的牢固,可以充分的满足平台对某一点的开采的需求。

但海洋的环境是变化万千的,人为的固定在短时间内可以达到牢靠稳固的效果,但是时间久了,仍然会受到风浪的破坏,稳定的破坏下,钻井平台便无法在进行相应的工作。

因此,考虑到成本,这种固定方式,一般的工作限定水深在20米左右,不会超过90米,应用范围有一定的局限性。

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相较于固定式的,移动式的钻井平台的灵活性更强,特别是半潜式,其可以深入1000米的海水,对于需要深海作业的钻井平台而言,无疑是上上之选。

(2)升降式钻井平台

升降式钻井平台,主要的构成部分包含桩腿、升降机以及平台三个部分。这种平台可以通过升降机和桩腿的配合,实现上下升降的目的,因此,它在部分需要区域性多点位的钻探工作中,广受好评。

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在工作的过程中,平台通过升降机上升到一个安全的高度,然后将桩腿继续宁预压固定,这样的操作下,桩腿就像植物的根系一般,牢牢的将自己抓在海底,保证了平台的稳定性。这样的操作下,平台可以轻松的抵挡海浪、海风的冲击,安全有序的完成开采任务。

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在对特定区域完成勘探、开采工作后,平台会收起自己桩腿,然后再通过拖轮将整个平台拖拉拽至另一个区域,重复同样的动作,进行开采。

从他的工作原理,我们可以发现,升降式钻井平台非常依赖桩腿,因此他的钻井深度和应用范围是受到桩腿长度的限定。

相较于固定式的管道结构,目前国际上通用的桩腿长度达到了120米,对于200米内的大陆架区域的钻井工作,应用性较强。

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(3)半潜式钻井平台

半潜式钻井平台可以说是目前应用范围最广的钻井平台固定方式,他主要由工作的平台和两个下船体和支撑立柱组成。

在工作的过程中,下船体将会整个进入水体中,通过锚链和动力系统对平台进行控制。由于其整个平台的操纵主体系于下船体中,因此他可以有效的对抗海上横纵摇晃。

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在过程中,即便受到外力的影响,发生了平台发生了飘移,但是可以凭借平衡动力装置,将平台拉回到原来预定的位置。

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这种固定方式,摒弃了前面两种依赖桩或者链条的锁定位置的方式,因此,他的工作水深可以达到1000米以上,成为各国深海钻探工程首选。

我国的钻井平台技术

石油钻井平台已经各国开发海底石油资源的主要方式,我国也不例外。那么我国的钻井平台技术究竟怎样呢?

相较于发达国家而言,我国的石油工业起步较晚。上个世纪50年代,在政府的号召下, 无数的石油工作者前赴后继,为中国石油工业的发展做出了巨大的贡献。

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1963年,通过对海南岛一带的海域进行地质探测后发现,我国的南海地区蕴含着丰富的油气资源,决定建造海上石油平台,我国的石油工业也掀起了全新的篇章。

从上个世纪60年代浮筒式的钻井平台,到1981年第一台半潜式的钻井平台。我国的石油产业在短短几十年的时间里,取得了惊人的成绩。

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2008年,当时世界上最大的坐底式石油平台在我国渤海海域正式投放使用,这引起了世界各国对中国石油钻井技术的关注。很难想象,一个在上个世纪60年代初涉海上油气资源开采的国家,在半个世纪后,就成功的进入石油钻井技术领先行列。

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而中国在这一领域的发展当然不会止步于此。2011年,当时全球最先进的半潜式深海钻井平台“海油981”在上海下水,它开采的深度达到了惊人的3000米,是当时全球开采深度最大的石油钻井平台之一。

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六年后,伴随着可燃冰能源的发现,对全球的钻井平台技术有了全新的要求。

相较于此前的石油资源,可燃冰资源多数分布在1000米的深海区域,传统的固定式或者升降式无法满足开采需求。

为了开采我国渤海地区已探明的可燃冰资源,我国开发了当时全球最大半潜式的钻井平台“蓝鲸1号”,2017年于山东烟海正式投入使用。

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伴随着我国科技的发展,我国正逐步走入钻井平台技术强国的行列。未来,相信我国在这一领域将会取得更大的成就。

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