122m自升式鉆井平臺(tái)設(shè)計(jì)型號(hào)對(duì)比淺析

孔得臣，陳尚周

（1.中國(guó)石化集團(tuán)上海海洋石油局鉆井分公司，上海 201206；2. 中國(guó)石油化工股份有限公司上海海洋油氣分公司海洋石油工程技術(shù)研究院，上海 200120）

122m自升式鉆井平臺(tái)設(shè)計(jì)型號(hào)對(duì)比淺析

孔得臣1，陳尚周2

（1.中國(guó)石化集團(tuán)上海海洋石油局鉆井分公司，上海 201206；2. 中國(guó)石油化工股份有限公司上海海洋油氣分公司海洋石油工程技術(shù)研究院，上海 200120）

摘 要：當(dāng)前，122 m作業(yè)水深的自升式鉆井平臺(tái)成為全球石油公司競(jìng)相投資建造的熱點(diǎn)，其中以Friede & Goldman公司設(shè)計(jì)的JU2000E型號(hào)最多。通過(guò)對(duì)全球已建和在建122 m作業(yè)水深不同設(shè)計(jì)型號(hào)的自升式鉆井平臺(tái)的統(tǒng)計(jì)分析和在建四種主要設(shè)計(jì)型號(hào)船型的對(duì)比，得出該類型的鉆井平臺(tái)正是我國(guó)目前急需發(fā)展的結(jié)論。同時(shí)，概括了未來(lái)新一代自升式鉆井平臺(tái)的特點(diǎn)，可為建造自升式鉆井平臺(tái)提供選型參考。

關(guān)鍵詞：自升式鉆井平臺(tái)；設(shè)計(jì)型號(hào)；對(duì)比分析

Comparison and Analysis about Design Model of

122m Jack-up Drilling Platform

KONG Dechen1, CHEN Shangzhou2

（1. Drilling Division of SINOPEC Shanghai Offshore Petroleum Bureau, Shanghai 201206, China;
2. Offshore Petroleum Engineering Institute of SINOPEC Shanghai Offshore Oil and Gas Company, Shanghai 200120, China）

Abstract:At present, the 122 m deepwater jack-up drilling platform is becoming a hot spot for global oil companies to compete investing and building, in which the modes of JU2000E designed by Friede & Goldman Company are the most advanced. Through statistical analysis of different design models of 122 m deepwater jack-up drilling platform, which are already set up or are being setting up all over the world, and comparison on four main design models being setting up currently, it is concluded that this type of platform can meet the urgent development in our country at present. At the same time, the characteristics of future new generation of selfelevating drilling platform has been summarized, which can provide reference for selection of jack-up drilling platform in the future. Keywords: jack-up rig; rig design; comparison and analysis

隨著海洋油氣勘探開(kāi)發(fā)日益深入推進(jìn)，自升式鉆井平臺(tái)發(fā)展迅速，122 m作業(yè)水深的自升式鉆井平臺(tái)將逐漸成為全球大陸架勘探開(kāi)發(fā)的主力軍。相對(duì)于渤海和黃海，我國(guó)南海和東海近海海域水深較深，部分正在勘探的油氣田所在區(qū)域的水深接近、甚至超過(guò)122 m，接近我國(guó)目前自升式鉆井平臺(tái)作業(yè)的臨界水深[1]。因此，122 m作業(yè)水深的自升式鉆井平臺(tái)成為全球石油公司競(jìng)相投資建造的熱點(diǎn)，其中以Friede & Goldman公司設(shè)計(jì)的JU2000E型號(hào)最多。

1　海洋鉆井平臺(tái)現(xiàn)狀

目前全球已建各類海洋鉆井平臺(tái)1 265座，其中，自升式鉆井平臺(tái)521座，122 m自升式鉆井平臺(tái)67座。在建各類鉆井平臺(tái)231座，其中，自升

式鉆井平臺(tái)124座，122 m自升式鉆井平臺(tái)79座[2]。

由表1可以看出，全球在建鉆井平臺(tái)中自升式鉆井平臺(tái)數(shù)量最多達(dá)124座，建造比例約為54%；而122 m作業(yè)水深的自升式鉆井平臺(tái)建造數(shù)量多達(dá)79座，建造比例約為64%。同時(shí)，作為海上移動(dòng)式平臺(tái)，自升式鉆井平臺(tái)同時(shí)具有定位能力強(qiáng)且作業(yè)穩(wěn)性好的特點(diǎn)。由此可見(jiàn)，122 m作業(yè)水深自升式鉆井平臺(tái)將逐漸成為全球大陸架海域勘探開(kāi)發(fā)的主力軍。

表1　海洋鉆井平臺(tái)統(tǒng)計(jì)

2　自升式平臺(tái)設(shè)計(jì)型號(hào)（122 m）

當(dāng)前，隨著近海40 m以內(nèi)水域的勘探開(kāi)發(fā)接近成熟，油氣勘探逐漸向環(huán)境更惡劣的區(qū)域和更深更遠(yuǎn)水域邁進(jìn)。在建自升式鉆井平臺(tái)以作業(yè)水深107 m、114 m和122 m為主流，特別是作業(yè)水深122 m的建造比例最高，約占64%，可選的船型有美國(guó)Friede & Goldman公司的JU2000E、Le Tourneau公司的WORKHORSE、荷蘭的Gusto MSC CJ50、新加坡的Keppel FEEL等，見(jiàn)表2。

表2　全球正在建造122 m自升式平臺(tái)Rig Design統(tǒng)計(jì)分析

由表2和圖1可以看出，目前全球正在建造的122 m作業(yè)水深的自升式平臺(tái)中F&G JU2000E設(shè)計(jì)型號(hào)的最多，多達(dá)30座，設(shè)計(jì)占比約38%；其次是Keppel FEEL設(shè)計(jì)型號(hào)的，為18座，所占比例22.78%；而Keppel Super A、Le Tourneau WORKHORSE兩種設(shè)計(jì)型號(hào)相對(duì)較少。

圖1　全球在建122 m自升式鉆井平臺(tái)設(shè)計(jì)型號(hào)所占比例

3　船型對(duì)比

目前，122 m作業(yè)水深自升式鉆井平臺(tái)中，F(xiàn)riede & Goldman公司設(shè)計(jì)的JU2000E、Le Tourneau公司設(shè)計(jì)的WORKHORSE和荷蘭Gusto MSC CJ50均能在國(guó)內(nèi)船廠建造，而Keppel Supper A Class只能在新加坡建造。其中，F(xiàn)&G JU2000E設(shè)計(jì)型號(hào)的平臺(tái)建造數(shù)量最多，市場(chǎng)占有率最高。

3.1 主體結(jié)構(gòu)

四種設(shè)計(jì)型號(hào)的平臺(tái)中，Keppel Super A Class船體尺寸最大，平臺(tái)作業(yè)空間相對(duì)較大；F&G JU2000E單樁靴面積最大，壓載時(shí)所適應(yīng)的海床地層更加廣泛，適應(yīng)性更強(qiáng)；Gusto MSC CJ50懸臂梁采用了獨(dú)特的專利技術(shù)“XY”懸臂梁結(jié)構(gòu)形式，懸臂梁縱向和橫向移動(dòng)范圍最廣，單次就位可鉆井?dāng)?shù)量最多，大大提高了鉆井效率[2-4]。表3為典型主體結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)比。

3.2 作業(yè)能力

四型平臺(tái)最大作業(yè)水深（122 m）和最大鉆井深度（10 668 m）均相同，Gusto MSC CJ50各種工況下的可變載荷更大，作業(yè)能力更強(qiáng)；同時(shí)，四型平臺(tái)的額定載員均有較大幅度的提高，達(dá)到140～150人，作業(yè)能力對(duì)比見(jiàn)表4。

表3　平臺(tái)主體結(jié)構(gòu)對(duì)比

表4　平臺(tái)作業(yè)能力對(duì)比

3.3 環(huán)境參數(shù)

在典型作業(yè)工況時(shí)，Keppel Super A Class最大作業(yè)波高更高，平臺(tái)氣隙更大，因此其作業(yè)環(huán)境適應(yīng)能力更強(qiáng)；同樣，在風(fēng)暴狀態(tài)下，Keppel Super A Class能適應(yīng)的最大波高更高，波浪周期更大，風(fēng)暴狀態(tài)自存能力更強(qiáng)，見(jiàn)表5中參數(shù)對(duì)比。

通過(guò)對(duì)比分析，新一代122 m作業(yè)水深的自升式鉆井平臺(tái)，甲板設(shè)計(jì)尺寸、作業(yè)能力、環(huán)境適應(yīng)能力、可變載荷均有較大幅度的改進(jìn)和提升，船型設(shè)計(jì)更加成熟，能夠適應(yīng)更加惡劣的海域環(huán)境，該類型的平臺(tái)正是我國(guó)目前急需發(fā)展的。

4　認(rèn)識(shí)和結(jié)論

表5　兩型平臺(tái)典型作業(yè)工況的環(huán)境適應(yīng)能力對(duì)比

我國(guó)海洋油氣勘探開(kāi)發(fā)從20世紀(jì)60年代起步于渤海灣，逐步走向南黃海、東海、南海，現(xiàn)

又不斷走向世界。南黃海、東海以及南海大陸架水深大，大量需要作業(yè)水深122 m乃至150～180 m的自升式鉆井平臺(tái)。鑒于海洋油氣勘探的趨勢(shì)，未來(lái)新一代自升式鉆井平臺(tái)應(yīng)具有以下特點(diǎn)：

（1）最大作業(yè)水深已達(dá)到122 m，具有增至150～ 180 m更深的趨勢(shì)；

（2）采用高強(qiáng)度鋼和甚高強(qiáng)度鋼，以降低平臺(tái)自重，增大可變載荷和自持能力；

（3）采用先進(jìn)的樁腿（包括樁靴）結(jié)構(gòu)和升降機(jī)構(gòu)，提升自升式平臺(tái)插樁壓載時(shí)的海床地層適應(yīng)性；

（4）采用獨(dú)特的懸臂梁結(jié)構(gòu)形式（XY專利形式），增大懸臂梁縱向和橫向移動(dòng)范圍，大大提高鉆井效率；

（5）配備鉆井能力更強(qiáng)，自動(dòng)化程度更高的先進(jìn)鉆井設(shè)備；

（6）更加注重健康、安全、環(huán)保和高效。

參考文獻(xiàn)：

[1]汪張?zhí)?，趙建亭．自升式鉆井平臺(tái)在我國(guó)海洋油氣勘探開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用和發(fā)展[J]．船舶，2008，19（1）：10-15．

[2]任憲剛，白勇，賈魯生．自升式鉆井平臺(tái)總布置的研究[J]．船舶工程，2010，32（S2）：121-125．

[3]朱啟憲．海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)可靠性的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]．中國(guó)海上油氣，3（2）：1-10+22+3.

[4]王鳳輝，孫廣彬，賀相軍．自升式鉆井平臺(tái)懸臂梁負(fù)荷試驗(yàn)方法研究[J]．海洋石油，2014，34（2）：111-114．

作者簡(jiǎn)介：第一孔得臣，男，1982年生，碩士研究生，2011年7月畢業(yè)于中國(guó)石油大學(xué)（華東）油氣井工程專業(yè)，從事海洋石油鉆井技術(shù)研究及鉆井監(jiān)督工作。E-mail：kongdechen.shhy@sinopec.com。

收稿日期：2014-06-25；改回日期：2014-09-09

文章編號(hào)：1008-2336（2015）01-0095-04

中圖分類號(hào)：TE54

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI:10.3969/j.issn.1008-2336.2015.01.095