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【摘要】本文主要从我国海洋工程深水平台发展现状、海洋钻探工艺特点、顺应塔平台安装技术、质量管理等方面进行阐述。
【关键词】海洋工程；深水平台；安装
中图分类号： P75 文献标识码： A
一、前言
海洋中油田所处位置大多在深海，所以对海洋深水平台的建造于安装问题一直是重点也是难点，平台的建造与安装的整个过程都是在不稳定环境中进行，如何保证施工人员的安全及整个施工的顺利进行，都是需要加强的关键问题。
二、我国海洋工程深水平台发展现状
目前的海上石油钻井平台可分为固定式和移动式两种。固定式钻井平台大都建在浅水中，它是借助导管架固定在海底而高出海面不再移动的装置，平台上面铺设甲板用于放置钻井设备。支撑固定平台的桩腿是直接打入海底的，所以，钻井平台的稳定性好，但因平台不能移动，故钻井的成本较高。为解决平台的移动性和深海钻井问题，又出现了多种移动式钻井平台，主要包括：坐底式钻井平台、自升式钻井平台、钻井浮船和半潜式钻井平台。
半潜式钻井平台其结构形式与坐底式钻井平台相似，上部为钻井的工作平台，下部为浮筒结构。它综合了坐底式钻井平台和钻井船的优点，解决了稳定性和深水作业的矛盾。钻井作业时，平台呈半潜状态漂浮在海面上，浮筒在海水下的20m~30m 处，受大海风浪的影响小，所以平台的稳定性比钻井浮船要好，钻井作业结束，排出水形成浮箱后可进行拖航，是目前海上钻井应用较广泛的一种石油钻井平台。
从高技术高投资角度来看，以目前水平计算，海洋钻井每米耗资约1 万元人民币，海上钢结构平台每平方米造价高达2 万美元，建设一个中型海上油田投资总要在6 亿美元以上，一个大型油田总投资至少数十亿美元。尽管这样，海上油田的丰富蕴藏是诱人的。1990 年以来，我国石油开采增量的一半来自海洋油田。进入21 世纪，这一趋势更加明显。根据专家推测，我国南海的曾母盆地、沙巴盆地、万安盆地的石油总储量将近200 亿t，是世界上尚待开发的大型油藏之一，其中有一半以上的储量分布在我国海域。
三、海洋钻探工艺特点
深海钻探涉及海上固定平台或深海浮动式平台的泊位、深水海床的不稳定地质因素、浮动状态下的深水井控问题以及有效的保护深海环境等。相对于传统的
陆上钻井工艺而言，海洋钻探工艺呈现以下特点：
1.油气勘探中如何确定油气藏的精确位置。随着水深的增加，油藏流体更加复杂化，由于海上钻井工程直接面对深水环境下的油气勘探技术，这些技术包括长缆地震信号测量和分析技术、多波场分析技术、深水大型储层识别技术及隐蔽油气藏识别技术等。由于海洋油气勘探费用一般是陆地油气勘探费用的5～6倍，钻井成本每米耗资在1万元以上，建设海上中型油田投资约3～6亿美元，海上大型油田投资约在20～30亿美元。鉴于这种高投入和高风险，这就要求综合利用各种分析评价技术深入分析区域地质构造及油气聚集规律，尽可能精确地定位油气储量大、产能高的油气构造，这对各种测量分析技术和目标识别手段的整合是一个挑战。
2.深水钻井所需的高新技术集成。深水钻井面临的困难与浅水钻井相比区别很大，主要包括深水海床的不稳定地质因素、浅层地质灾害、海底低温的影响、天然气水合物、深水井控问题及有效的保护深海环境等。特别是超深水海域更有着浅水所不可想象的困难，有许多浅水的钻井工具和技术在深水钻井中就不能适用。国外进行海底勘探调查，必须配备深水机器人（ROV）、深海取样钻机等设备，有的还用载人潜器和深海钻探船等顶尖设备，同时要求掌握深水油气钻井关键技术（包括动力定位技术、海上大型自升式钻井船技术、3000m水深半潜式钻井平台和深水浮式钻井船关键技术、钻井液和完井液以及水下施工技术等）和深水油气开发技术（包括深海采油技术、深水平台技术、深海油气田总体开发技术、深海海底管道、电缆设计技术、水下作业技术等）。所有这些都需要特别的高新技术和特殊手段进行应对，每向海底深入一米，对技术的要求就更高一层。
四、顺应塔平台安装技术
Guyed型顺应塔平台基本上已属于淘汰的技术,其安装方式极为复杂；本文所介绍的安装方法主要针对后两种类型的顺应塔平台。
1.安装阶段
顺应塔平台的安装可以划分为两个阶段。顺应塔平台属于细长体结构, 尤其是底部尺度较导管架小得多, 因此其底部不是常规的防沉板型式, 而是一套复杂的基础结构。
第一阶段是安装基础结构的部分, 包括: 钻井基盘及其基础, 定位基盘和定位桩, 调平基盘和调平桩, 底部结构和桩。一般在海上安装前,各部分的对接要进行陆地试验。
第二阶段安装顺应塔主体的上部和底部, 以及上部组块, 如果采用了非常规的固定式立管, 则还需要安装立管。顺应塔平台的顺应特性是就平台整体而言的, 未安装组块前置于海中的顺应塔平台很容易导致疲劳破坏, 这要求水下结构与组块的安装要紧密衔接。
尽管个别平台采用了安装临时组块( 同样重量的水箱), 但这样大大增加了安装工作量。第二阶段的安装涉及很多复杂的水下连接操作, 导致工期也较长, 因此在确定安装方案时, 要充分考虑并寻找一段合适的时间。
2.安装方案
首先, 第一步安装的是钻井基盘, 这项工作通常由一艘半潜式钻井船完成。钻井基盘是一种带有井槽的隔板型结构, 设有导向槽, 有助于平台与基盘间的定位连接, 这是安装定位基盘的关键部件。
然后, 第二步安装定位基盘, 同样设有导向结构, 其上的导向柱插入钻井基盘的导向槽内, 这个基盘由桩基固定。第三步是安装下部基础, 此时要打调平桩, 以确保平台的主体结构置于水平的基础上。
3.施工机具
顺应塔平台安装, 使用到的资源主要是浮吊和驳船。在中深水海域作业, 起重船必须具有动力定位能力。由于长度的限制, 桩在装船时通常也会用到浮吊。在选择起重船时, 除了要满足静载的要求外, 在下放过程中须考虑动力引起的钩载的增加。由于大量的水下对接作业,DSV 和ROV是必不可少的。此外, 还会用到如ADV,ILT 等的专用工具。
五、质量管理
1、制作相关的建造与质量管理清单为了加强对质量管理过程的控制，在建造工程的实施过程中，需要制作一系列的清单如涂装检验清单、焊接检验清单、验收清单等，在清单中对施工中的每一个细节的施工质量都作出明确的要求，这样每一个员工在施工的过程中只要是按照清单上的施工要求进行施工，都能实现高水平的建造质量管理。
2、做好质量手册的培训工作，做好焊接人员的资质复验工作为了保证平台建造过程中的焊接质量，在焊接工作开始前，应该对焊接师傅的焊接资质进行严格的把关，通过考核的焊接师傅才能参与到平台的焊接工作当中，同时，要加强对每一个焊接师傅的质量手册的培训工作，并且定期的做好焊接师傅的焊接质量及焊接标准的抽查工作，保证平台施工过程中的焊接质量。
3、制定出高标准的焊接工艺。在半潜式海洋平台的建造过程中，要用到大量的高强度钢及超高强度钢，而这些材料的可焊性较差，对这些材料进行焊接时，对焊接的温度非常的敏感，并且焊接完成后很容易出现延时裂纹，因此，为了保证平台的整体建造质量，在焊接施工的过程中，应该制定出高标准的焊接工艺要求，焊接工艺的要求应该超过一半的船级社的焊接要求，从而有效的提高平台焊接工艺的可靠性。
4、对超高强度的钢焊接进行全程的监控管理。平台的建造过程中需要用到超高强度钢，这种材料在一般的工程中很少用到，具有一定的特殊性，為了保证工程的施工质量，参与超高强度钢的焊接的焊接师傅应该经过严格的考核，焊接人员的技术必须过硬，通过对焊接过程的全程监控，提高超高强度钢的焊接合格率。
六、结束语
海洋深水平台建设存在着极大的风险，整个过程也极其复杂，加强施工前预测、施工中检测及整个施工过程科学的管理都是质量得以保证的前提。
参考文献：
[1]佟玉军.海洋深水平台的建造与安装.科技传播.2013年3月，第2期，166-168.
[2]吴连强.半潜式海洋平台的建造与质量管理研究.才智.2012年4月，第4期,243-247.
[3]陶永宏.我国海洋工程发展现状.中外船舶科技.2013年10月，第9期，110-115.
【关键词】海洋工程；深水平台；安装
中图分类号： P75 文献标识码： A
一、前言
海洋中油田所处位置大多在深海，所以对海洋深水平台的建造于安装问题一直是重点也是难点，平台的建造与安装的整个过程都是在不稳定环境中进行，如何保证施工人员的安全及整个施工的顺利进行，都是需要加强的关键问题。
二、我国海洋工程深水平台发展现状
目前的海上石油钻井平台可分为固定式和移动式两种。固定式钻井平台大都建在浅水中，它是借助导管架固定在海底而高出海面不再移动的装置，平台上面铺设甲板用于放置钻井设备。支撑固定平台的桩腿是直接打入海底的，所以，钻井平台的稳定性好，但因平台不能移动，故钻井的成本较高。为解决平台的移动性和深海钻井问题，又出现了多种移动式钻井平台，主要包括：坐底式钻井平台、自升式钻井平台、钻井浮船和半潜式钻井平台。
半潜式钻井平台其结构形式与坐底式钻井平台相似，上部为钻井的工作平台，下部为浮筒结构。它综合了坐底式钻井平台和钻井船的优点，解决了稳定性和深水作业的矛盾。钻井作业时，平台呈半潜状态漂浮在海面上，浮筒在海水下的20m~30m 处，受大海风浪的影响小，所以平台的稳定性比钻井浮船要好，钻井作业结束，排出水形成浮箱后可进行拖航，是目前海上钻井应用较广泛的一种石油钻井平台。
从高技术高投资角度来看，以目前水平计算，海洋钻井每米耗资约1 万元人民币，海上钢结构平台每平方米造价高达2 万美元，建设一个中型海上油田投资总要在6 亿美元以上，一个大型油田总投资至少数十亿美元。尽管这样，海上油田的丰富蕴藏是诱人的。1990 年以来，我国石油开采增量的一半来自海洋油田。进入21 世纪，这一趋势更加明显。根据专家推测，我国南海的曾母盆地、沙巴盆地、万安盆地的石油总储量将近200 亿t，是世界上尚待开发的大型油藏之一，其中有一半以上的储量分布在我国海域。
三、海洋钻探工艺特点
深海钻探涉及海上固定平台或深海浮动式平台的泊位、深水海床的不稳定地质因素、浮动状态下的深水井控问题以及有效的保护深海环境等。相对于传统的
陆上钻井工艺而言，海洋钻探工艺呈现以下特点：
1.油气勘探中如何确定油气藏的精确位置。随着水深的增加，油藏流体更加复杂化，由于海上钻井工程直接面对深水环境下的油气勘探技术，这些技术包括长缆地震信号测量和分析技术、多波场分析技术、深水大型储层识别技术及隐蔽油气藏识别技术等。由于海洋油气勘探费用一般是陆地油气勘探费用的5～6倍，钻井成本每米耗资在1万元以上，建设海上中型油田投资约3～6亿美元，海上大型油田投资约在20～30亿美元。鉴于这种高投入和高风险，这就要求综合利用各种分析评价技术深入分析区域地质构造及油气聚集规律，尽可能精确地定位油气储量大、产能高的油气构造，这对各种测量分析技术和目标识别手段的整合是一个挑战。
2.深水钻井所需的高新技术集成。深水钻井面临的困难与浅水钻井相比区别很大，主要包括深水海床的不稳定地质因素、浅层地质灾害、海底低温的影响、天然气水合物、深水井控问题及有效的保护深海环境等。特别是超深水海域更有着浅水所不可想象的困难，有许多浅水的钻井工具和技术在深水钻井中就不能适用。国外进行海底勘探调查，必须配备深水机器人（ROV）、深海取样钻机等设备，有的还用载人潜器和深海钻探船等顶尖设备，同时要求掌握深水油气钻井关键技术（包括动力定位技术、海上大型自升式钻井船技术、3000m水深半潜式钻井平台和深水浮式钻井船关键技术、钻井液和完井液以及水下施工技术等）和深水油气开发技术（包括深海采油技术、深水平台技术、深海油气田总体开发技术、深海海底管道、电缆设计技术、水下作业技术等）。所有这些都需要特别的高新技术和特殊手段进行应对，每向海底深入一米，对技术的要求就更高一层。
四、顺应塔平台安装技术
Guyed型顺应塔平台基本上已属于淘汰的技术,其安装方式极为复杂；本文所介绍的安装方法主要针对后两种类型的顺应塔平台。
1.安装阶段
顺应塔平台的安装可以划分为两个阶段。顺应塔平台属于细长体结构, 尤其是底部尺度较导管架小得多, 因此其底部不是常规的防沉板型式, 而是一套复杂的基础结构。
第一阶段是安装基础结构的部分, 包括: 钻井基盘及其基础, 定位基盘和定位桩, 调平基盘和调平桩, 底部结构和桩。一般在海上安装前,各部分的对接要进行陆地试验。
第二阶段安装顺应塔主体的上部和底部, 以及上部组块, 如果采用了非常规的固定式立管, 则还需要安装立管。顺应塔平台的顺应特性是就平台整体而言的, 未安装组块前置于海中的顺应塔平台很容易导致疲劳破坏, 这要求水下结构与组块的安装要紧密衔接。
尽管个别平台采用了安装临时组块( 同样重量的水箱), 但这样大大增加了安装工作量。第二阶段的安装涉及很多复杂的水下连接操作, 导致工期也较长, 因此在确定安装方案时, 要充分考虑并寻找一段合适的时间。
2.安装方案
首先, 第一步安装的是钻井基盘, 这项工作通常由一艘半潜式钻井船完成。钻井基盘是一种带有井槽的隔板型结构, 设有导向槽, 有助于平台与基盘间的定位连接, 这是安装定位基盘的关键部件。
然后, 第二步安装定位基盘, 同样设有导向结构, 其上的导向柱插入钻井基盘的导向槽内, 这个基盘由桩基固定。第三步是安装下部基础, 此时要打调平桩, 以确保平台的主体结构置于水平的基础上。
3.施工机具
顺应塔平台安装, 使用到的资源主要是浮吊和驳船。在中深水海域作业, 起重船必须具有动力定位能力。由于长度的限制, 桩在装船时通常也会用到浮吊。在选择起重船时, 除了要满足静载的要求外, 在下放过程中须考虑动力引起的钩载的增加。由于大量的水下对接作业,DSV 和ROV是必不可少的。此外, 还会用到如ADV,ILT 等的专用工具。
五、质量管理
1、制作相关的建造与质量管理清单为了加强对质量管理过程的控制，在建造工程的实施过程中，需要制作一系列的清单如涂装检验清单、焊接检验清单、验收清单等，在清单中对施工中的每一个细节的施工质量都作出明确的要求，这样每一个员工在施工的过程中只要是按照清单上的施工要求进行施工，都能实现高水平的建造质量管理。
2、做好质量手册的培训工作，做好焊接人员的资质复验工作为了保证平台建造过程中的焊接质量，在焊接工作开始前，应该对焊接师傅的焊接资质进行严格的把关，通过考核的焊接师傅才能参与到平台的焊接工作当中，同时，要加强对每一个焊接师傅的质量手册的培训工作，并且定期的做好焊接师傅的焊接质量及焊接标准的抽查工作，保证平台施工过程中的焊接质量。
3、制定出高标准的焊接工艺。在半潜式海洋平台的建造过程中，要用到大量的高强度钢及超高强度钢，而这些材料的可焊性较差，对这些材料进行焊接时，对焊接的温度非常的敏感，并且焊接完成后很容易出现延时裂纹，因此，为了保证平台的整体建造质量，在焊接施工的过程中，应该制定出高标准的焊接工艺要求，焊接工艺的要求应该超过一半的船级社的焊接要求，从而有效的提高平台焊接工艺的可靠性。
4、对超高强度的钢焊接进行全程的监控管理。平台的建造过程中需要用到超高强度钢，这种材料在一般的工程中很少用到，具有一定的特殊性，為了保证工程的施工质量，参与超高强度钢的焊接的焊接师傅应该经过严格的考核，焊接人员的技术必须过硬，通过对焊接过程的全程监控，提高超高强度钢的焊接合格率。
六、结束语
海洋深水平台建设存在着极大的风险，整个过程也极其复杂，加强施工前预测、施工中检测及整个施工过程科学的管理都是质量得以保证的前提。
参考文献：
[1]佟玉军.海洋深水平台的建造与安装.科技传播.2013年3月，第2期，166-168.
[2]吴连强.半潜式海洋平台的建造与质量管理研究.才智.2012年4月，第4期,243-247.
[3]陶永宏.我国海洋工程发展现状.中外船舶科技.2013年10月，第9期，110-115.