“海洋石油982”號定位作業(yè)的策略選擇

李 捷

（交通運輸部上海打撈局，上海 20090）

0 引言

HYSY982是中海油服（COSL）面向中國南海水域升級改造后的COSL系列第五座深水半潛式鉆井平臺。HYSY982的成功交付，標志著中海油服的深水鉆井平臺梯隊建設(shè)更加完善，進一步提高了我國海洋石油開發(fā)的國際市場競爭力。然而近幾年由于國際油價的持續(xù)低迷，海上油井開發(fā)項目受其影響日趨減少，海上鉆井平臺作業(yè)競爭日趨殘酷激烈，為了確保生存，從淺水到深水的各項作業(yè)開發(fā)均已成為鉆井作業(yè)公司的必爭之地。如何充分發(fā)揮HYSY982的作業(yè)特點，合理運用HYSY982配備的DP3動力定位系統(tǒng)和接泊式錨泊系統(tǒng)組成的雙套定位系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)平臺從70 m到1 500 m不同水深的海上勘探作業(yè)，來獲取海上油井勘探作業(yè)合同是十分重要的。本文通過對平臺動力定位和接泊式錨泊系統(tǒng)的介紹，分析平臺在不同水深下的定位模式選擇所需考量的各類因素，討論不同水深下平臺定位模式的策略選擇，從而實現(xiàn)不同作業(yè)水深定位作業(yè)模式的最優(yōu)組合，為平臺海上鉆井作業(yè)提供指導(dǎo)，為租家提供經(jīng)濟高效的作業(yè)方案選擇。

1 HYSY982平臺概況

1.1 平臺主要參數(shù)

HYSY982屬于第六代深水半潛式鉆井平臺，船舶主要參數(shù)見表1。

表1 HYSY982主要參數(shù)

圖1 HYSY982鉆井平臺示意圖

1.2 平臺錨泊系統(tǒng)

與其他半潛式鉆井平臺比較，HYSY982配備的是一套八點接泊式絞纜定位系統(tǒng)，為非完整型深水錨泊定位系統(tǒng)，其錨泊系統(tǒng)參數(shù)參表2。

2 背景介紹

目前我國南海海洋石油開采主要集中在60 m ～1 500 m水深范圍內(nèi)，大于1 500 m乃至3 000 m以上水深仍然處于鉆探開采的實驗階段。而自升式鉆井平臺由于其樁腿高度設(shè)計限定等因素主要集中在75 m～100 m以下水深作業(yè)范圍內(nèi)，100 m～1 000 m水深的作業(yè)勘探任務(wù)主要由我國南海的幾座非自航半潛式鉆井平臺承擔(dān)，但由于目前的南海二號、南海五號、南海八號、南海九號均為上世紀八十年代的老舊鉆井平臺，其設(shè)備老化，定位作業(yè)模式單一落后，顯然已不能滿足南海復(fù)雜氣象海況等類似水域?qū)Ω咝с@井和安全作業(yè)的更深要求[1]。以HYSY982為代表的COSL系列第六代半潛式鉆井平臺正是兩者作業(yè)模式的有機結(jié)合，實現(xiàn)60 m～1 500 m水深鉆井作業(yè)的全覆蓋。由于HYSY982鉆井平臺采用動力和錨泊雙定位作業(yè)模式選擇的設(shè)計，如何合理地選擇一種經(jīng)濟高效和安全便捷的作業(yè)模式顯得尤為重要。一套優(yōu)化的作業(yè)模式選擇不僅能為平臺操作者提供合理的作業(yè)指導(dǎo)，而且還能為租家提供質(zhì)高價廉的作業(yè)方案選擇，提高海上鉆井資源利用率，保障海上安全生產(chǎn)[2]。

表2 HYSY982錨泊系數(shù)參數(shù)

3 HYSY982幾種定位作業(yè)模式及其特點

HYSY982可根據(jù)不同作業(yè)水深和作業(yè)要求等情況采用錨泊定位、動力定位輔助錨泊作業(yè)和動力定位作業(yè)3種主要作業(yè)模式。如果平臺要采用錨泊定位作業(yè)模式，則需要起拋錨作業(yè)拖輪提前將8套預(yù)拋錨定位系統(tǒng)提前布置到油田作業(yè)井口周圍，然后等待平臺到達井口附近后，由輔佐拖輪完成后續(xù)的平臺錨纜和預(yù)拋錨系統(tǒng)的連接工作[3]。

3.1 錨泊定位作業(yè)

具有動力定位系統(tǒng)的HYSY982與非自航式的半潛式鉆井平臺不同，為減輕平臺自身重量，有效增加平臺的甲板可變載荷，HYSY982采用的是一套八點接泊式非完整系錨泊系統(tǒng)。平臺可根據(jù)作業(yè)水深設(shè)計要求，設(shè)計配備不同的錨泊系統(tǒng)，定位作業(yè)時，先完成外部錨系的預(yù)拋錨操作，然后再接入平臺，最終完成錨泊定位。平臺錨泊作業(yè)模式又可分2種，分別為保留錨標的錨泊作業(yè)和拆除錨標的錨泊作業(yè)（圖2）。

圖2 HYSY982預(yù)拋錨錨系圖

1）保留錨標的預(yù)拋錨作業(yè)

當(dāng)平臺作業(yè)水深較淺時，HYSY982錨系的布置可先通過起拋錨船先期完成井口附近海域錨泊系統(tǒng)的布置，然后平臺根據(jù)作業(yè)需要到達錨泊系統(tǒng)中心即井口上方附近，完成接泊定位操作。如圖3所示，起拋錨拖輪在完成單根錨纜浮筒端與平臺絞纜系統(tǒng)的連接工作過程中，錨標浮筒仍然保留在單根錨系中，平臺起錨時拖輪可通過錨標浮筒逆向操作完成平臺錨纜的解脫和預(yù)拋錨系統(tǒng)的回收。整個錨泊系統(tǒng)接入平臺后，通過平臺錨機絞泊調(diào)整完成定位要求后關(guān)閉自身動力定位系統(tǒng)。

圖3 預(yù)拋錨作業(yè)圖

保留錨標的預(yù)拋錨作業(yè)主要有以下特點：錨泊系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡潔，系統(tǒng)接泊與解脫方便快捷。起拋錨船要求低，只需單艘起拋錨拖輪便可完成單根錨纜浮筒端與平臺絞纜系統(tǒng)的連接工作。臺風(fēng)季節(jié)響應(yīng)快，定位作業(yè)費用低廉，但由于平臺自身錨泊系統(tǒng)中錨纜最大出纜長度的限制，此種錨泊作業(yè)適用于70 m～300 m以內(nèi)的淺水區(qū)油田井口群的勘探開發(fā)作業(yè)。

2）拆除錨標的預(yù)拋錨作業(yè)

根據(jù)深水域預(yù)拋錨系統(tǒng)設(shè)計要求，起拋錨船在先期完成井口附近海域錨泊系統(tǒng)的布置，HYSY982根據(jù)作業(yè)到達錨泊系統(tǒng)中心即井口上方附近后，需要2艘起拋錨拖輪共同協(xié)作才可完成單根錨纜浮筒端與平臺絞纜系統(tǒng)的連接工作，待整個錨泊系統(tǒng)接入平臺后，通過平臺錨機絞泊調(diào)整完成定位要求后關(guān)閉自身定位系統(tǒng)。由于平臺錨纜滾筒出纜長度的較短和深水域錨標浮筒的錨纜長度過大，從而導(dǎo)致平臺與錨標浮筒因風(fēng)流影響發(fā)生碰撞及影響拖輪靠泊作業(yè)的風(fēng)險，需要將預(yù)拋錨定位浮筒解除，如圖4所示。

圖4 所示深水預(yù)拋錨錨系結(jié)構(gòu)圖

拆除錨標的預(yù)拋錨作業(yè)的主要特點：由于作業(yè)水深相對較深，錨泊系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計復(fù)雜，起拋錨作業(yè)流程相對繁瑣，對起拋錨船和操作人員要求高，系統(tǒng)啟動布置耗時長，費用較高，但系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，適用于深水區(qū)油田生產(chǎn)井的長周期開發(fā)作業(yè)。

3.2 動力定位輔助錨泊作業(yè)

平臺錨泊定位模式作業(yè)過程中，由于各種原因?qū)е碌膯胃蛘邘赘^纜定位失效，以及遇到海上亂流或者強對流天氣擾動時，單憑平臺錨纜系統(tǒng)無法滿足鉆井作業(yè)需要時，平臺可啟動船舶動力定位系統(tǒng)，輔助鉆井平臺完成后續(xù)的定位作業(yè)[4]。

動力定位輔助錨泊作業(yè)特點：作業(yè)應(yīng)急雙備份，應(yīng)急響應(yīng)快，安全節(jié)能，適合復(fù)雜井口區(qū)域的錨纜布置和類似南海水文氣象，突顯新一代鉆井平臺的作業(yè)優(yōu)勢。

3.3 平臺定力定位作業(yè)

平臺定位作業(yè)不需要錨纜系統(tǒng)，鉆井平臺到達井口上方后，完全依靠船舶自身具備的動力定位系統(tǒng)來控制船舶艏向和位置實現(xiàn)船舶定位作業(yè)要求。

平臺定力定位作業(yè)的特點：平臺動力定位作業(yè)不受水深和海底井口復(fù)雜情況的影響，平臺就位和轉(zhuǎn)場方便，費用高，適合深水區(qū)油氣田的勘探和生產(chǎn)作業(yè)。

4 HYSY982定位作業(yè)模式?jīng)Q定因素

決定平臺定位作業(yè)模式不僅要考慮海上油田作業(yè)區(qū)域的水文氣象條件，還要考慮平臺本身的作業(yè)能力限制，此外還應(yīng)考慮輔助作業(yè)拖輪的能力限制和后期平臺供應(yīng)拖輪的作業(yè)影響等因素。

4.1 海上作業(yè)區(qū)域的水文氣象

海上平臺定位作業(yè)的主要目的是確保鉆井平臺在海上作業(yè)時具有穩(wěn)定的艏向和船舶位置[5]。實現(xiàn)海上作業(yè)定位不僅要考慮實時的風(fēng)、流、涌和浪多船舶的外力影響，而且還要考慮1年、5年和10年周期的環(huán)境因素對鉆井作業(yè)狀態(tài)進行動態(tài)分析；由于HYSY982主要為面向南海作業(yè)升級改造后的船型，所以，南海海區(qū)特有的水文氣象環(huán)境將是船舶定位作業(yè)模式關(guān)鍵因素[6]。

4.2 HYSY982錨泊定位系統(tǒng)的能力及作業(yè)限制

根據(jù)當(dāng)前HYSY982平臺滾筒設(shè)計，平臺目配備的鋼纜直徑為90 mm，長750 m。根據(jù)作業(yè)計算，在60 m～300 m以內(nèi)淺水區(qū)，預(yù)拋錨系統(tǒng)的鋼纜浮筒部署不會影響平臺的系統(tǒng)定位接入工作和后期的船舶靠泊工作，但在水深300 m～1 500 m，如果要使用錨泊定位系統(tǒng)需要雙拖輪聯(lián)合完成預(yù)拋錨的接泊作業(yè)工作。

4.3 錨泊定位作業(yè)輔助拖輪的可操作性

實現(xiàn)預(yù)拋錨作業(yè)的隨著深水鉆井作業(yè)平臺的升級建造，與之配套的輔助工作船也在設(shè)計和功能上逐步完善和進一步加強。大馬力深水起拋錨作業(yè)船超大的甲板面和滾筒存儲能力可一次性實現(xiàn)8套或者4套海上預(yù)拋錨系統(tǒng)的布置。但是隨著船舶尺度的變大，平臺相對較小的船型尺度和錨纜布局給船舶布錨作業(yè)和后續(xù)的供應(yīng)作業(yè)帶來了較大的限制，特別是南海冬季較強的季風(fēng)區(qū)，平臺因錨泊作業(yè)艏向的固定，給供給船舶靠泊的艏向選擇帶來了選擇限制和風(fēng)險增加[7]。

5 HYSY982南海定位作業(yè)的策略選擇

通過分析 HYSY982幾種定位作業(yè)模式和特點，并通過平臺作業(yè)模式的所要考慮的幾個關(guān)鍵因素，能為平臺制定各類海上石油勘探任務(wù)所要選擇的定位作業(yè)模式提供選擇，如表3所示。

表3 HYSY982定位作業(yè)策略表

表3 HYSY982定位作業(yè)策略表（續(xù)）

6 結(jié)論

面向南海水域開發(fā)設(shè)計的HYSY982即將走向鉆井服務(wù)市場，本文通過對平臺動力定位和錨泊式定位雙系統(tǒng)的作業(yè)功能介紹，結(jié)合平臺自身特點、作業(yè)水文氣象和輔助拖輪作業(yè)限制等方面作以分析討論，為HYSY982海上定位的作業(yè)模式的策略選擇提供依據(jù)，以便平臺更加充分地發(fā)揮自身海上作業(yè)能力。