浅谈海上采油平台结构设计

汪　姗　薄景富　饶云松　刘士杰　杨　雷　（海洋石油工程股份有限公司，天津　300451）

浅谈海上采油平台结构设计

汪姗薄景富饶云松刘士杰杨雷
（海洋石油工程股份有限公司，天津300451）

本文主要针对海上采油平台的结构设计进行了探究，在对海上采油平台结构特定以及海上采油平台的结构设计原理分析的基础上，得出如何在海上进行采油平台设计的方法，从而通过对海上采油平台结构设计的分析，使得相关人员能够更好的在海上开展采油工作，这对我国能源结构的优化具有重要的影响作用。希望本文的研究能够为相关的人员提供一定的参考。

海洋；采油平台；结构设计

石油是重要的能源之一，我国在经济发展的进程中，不断对石油资源进行开采，而就目前我国陆地上的石油资源已经无法满足现今社会发展的需求，因此，我国开始在海洋中进行石油资源的开采。但是海洋毕竟不同于陆地，海洋环境也较为复杂，因此，必须要建立海上采油平台，依据相应的设计方案对海上采油平台结构进行合理的设计，从而可以保障海上采油工作的顺利开展。

1　具体实例

某海域在对石油资源进行开采的过程中，搭建了相应的海上采油平台，该海域利用所搭建的采油平台进行钻井、采油工作，并且随时进行滚动开发。该海域水较深，并不适宜进行砂石平台的搭建，因此，针对该海域的具体情况，相关的设计人员制定出了一个有效的平台结构设计方案，针对该方案进行采油平台的搭建，所采用的平台结构为导管架结构，搭建了导管架采油平台，实现了钻井、采油以及修井工作的一体化，因此，该平台也被称为钻采修一体平台。该海域的生活平台采用的是固定式导管架采油平台结构设计，其与钻采修一体平台之间通过栈桥实现连接，并且连接的距离为30m。

2　平台结构设计原则和设计思想

（1）设计原则。该海域在涨潮期间水位会不断的上涨，而退潮后，水位又会大幅度下降，在对采油平台进行施工的过程中，也需要充分注意到该海域的这一特点，在对平台进行设计时，要选用合适的施工技术，制定出最佳的建造周期，对生产期间可能出现的影响因素进行具体分析，从而使得平台的设计更加的合理和科学。

（2）平台结构设计的思想

首先，实施模块化施工。根据海域的具体环境特点以及该平台具体的应用功能，来对平台结构进行模块化设计，在陆地上先对模块化进行制造，在模块化制造完成后，再将其放到海上进行安装，这样有利于对施工的环境进行优化，同时也能够有效提升平台施工的质量，使得平台可以顺利的进行作业，从而能够最大限度的缩减工期，使得相应的施工费用得到缩减。然后，对平台的位置进行优化配置。在对石油的分布情况做到具体的了解后，就可以开始进行平台选址，一般来说，平台都会选择在入海口的河道口处，平台要尽可能的设置在水位较深的区域，这样可以降低涨潮落潮对平台结构的影响。同时，将平台设置在水位较深的区域，也有利于船舶停靠位置的设计，从而使得船舶可以停靠在海边，有利于保障施工进度和施工的安全。

3　海上平台结构设计

（1）设计标准。针对本文所提到的海域来说，平台的使用寿命设计在15年，而在环境条件下，重现期间隔需要控制在50年。

（2）结构总体布置。就该海域平台结构设计的具体使用功能来说，该平台在结构设计上，主要采用的结构形式为单层以及导管架组合的钢质桩基结构，该结构表面的大小为67m×28m，该海域由于具有明显的涨潮和退潮现象，就需要在对其海底的高程进行设计时，最佳的高程应该选取在海下5m处。而平台上的甲板设置的高度需要控制在9.0m处。

（3）平台用钢。该平台结构主要采用的施工材料为钢，所选择的钢材具有一定的韧性，能够承受-40℃的冲击，针对所选择的钢材在进行过严格的检验合格之后，才能够正式的投入到平台结构施工中。针对导管架中的各个特殊节点，应该选用更高质量的钢材，这样可以有效的提升节点施工的质量，在一定程度上也能够保障抗层状的完整性，使得抗层状撕裂的性能要求能够得到最大限度的满足。

（4）平台主要构件设计。该海域的平台主要采用的是钻采修一体平台，在该平台中，主要的附属设施包括导管架、钢管桩、上部甲板以及防护栏等。其中导管架主要是由8个平台导管架所构成，这8个平台导管架主要分为两排布置，在纵向上，每个导管架之间的距离都在8.0m，而就横向上来说，每个导管架之间的距离都在7m。所有的导管架都是四腿设计，其表面的尺寸大小为8m×8m，导管架的支腿的应用材料为钢管，钢管的类型为直缝卷钢管，导管架的高程均为5m，在导管架中，设置有3道横拉筋，而这3个横拉筋的高程分别为-5m，-3m和4m，其高程的确定适宜泥面为参考。而钢管桩则主要采用的材料为直缝卷钢管，钢管桩共有30根，都从导管架的支腿部位进行插入。为了保障其稳定性，需要选择地质条件较好的土层，对桩尖形成支撑，在入土深度的确认上，需要依据地质的具体情况，最好将入土的深度控制在20m。在导管架腿与钢桩的间隙部位进行水泥浆的注入，以保障导管架和钢桩的稳定性。平台甲板除在井口区主梁采用焊接工字钢H800×300×16×24外，其他主梁采用H型钢HM600×300，次梁采用H型钢HN400×200，小梁采用H型钢HN300×150。平台铺板除走道区铺8mm花纹钢板外，其他区域均满铺8mm厚钢板。铺板材质采用Q235-A。

4　施工方案

钢平台施工场地主要有三个场地：陆上钢结构加工车间、岸边组对场地和海上工地。（1）陆上车间。其包括钢板号料、切割；钢管桩和钢管的分段卷制和焊接接长、坡口加工。（2）岸边组对场地。岸边组对场地应满足钢结构组对焊接、上船的要求。在岸边预制厂主要包括钢管桩二次接长、导管架焊接及上部甲板分模块焊接。在满足运输船运输能力及钢桩的自身稳定性等要求情况下，应尽量增加钢桩分段长度。导管架整体预制。上部甲板组块的组装应根据驳船的运输能力、岸上和海上的吊装能力等因素将上部甲板分成若干单元模块进行组装。多个导管架和钢桩按计划顺序采用驳船运输到施工现场。

结语

综上所述，针对海上平台结构进行合理的设计，可以有效的保障采油工作的顺利开展。采用适宜的平台结构，可有效的提升采油的效率，从而为我国经济发展提供丰富的石油资源，进而实现现代社会的可持续发展。

[1]何学谦.对结构设计中两个关键问题的探讨[J].山西建筑，2011（08）.

[2]赵英年.海洋石油生产平台平面布置设计原则[J].中国海上油气，工程，2012（01）.

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