深吃水立柱式平台(SPAR)由上部组块、柱式浮体、系泊缆、顶部浮筒式井口立管、悬链式立管(外输/输入)和桩基础构成。

概述深吃水立柱式平台(SPAR)由上部组块、柱式浮体、系泊缆、顶部浮筒式井口立管、悬链式立管(外输/输入)和桩基础构成。浮体的作用是保持足够的浮力以支撑上部组块、系泊缆和悬链式立管的重量,并通过底部压载使浮心高于平台重心,形成不倒翁的浮体性能。系泊缆一般是由锚链+钢缆+锚链构成,其作用是把浮式平台锚泊在海底的桩基础上,使平台在环境力作用下的运动处在允许的范围内。顶部浮筒式井口立管由自带浮筒支撑。1

优点深吃水立柱式平台被广泛应用于水深较大的油田。它的主要优点如下:(1)可支持水上干式采油树,可直接进行井口作业,便于维修,井口立管可由自成一体的浮筒或顶部液压张力设备支撑。(2)升沉运动和张力腿式平台相比要大得多,但和半潜式或浮(船)式平台比较仍然很小。平台的重心通常较低,这样运动相对减小。(3)对上部结构的敏感性相对较小。通常上部结构的增加会导致浮体主体尺度的增加。但对锚固系统的影响不敏感。(4)机动性较大。通过调节系泊系统可在一定范围内移动进行钻井,重新定位较容易。(5)对特别深的水域,造价上比张力腿平台有明显优势。1

缺点深吃水立柱式平台的缺点主要表现在以下一些方面:(1)井口立管及其支撑结构的疲劳损伤较严重。由于平台的转动和立管的转动可以是反方向,立管系统在底部支撑的疲劳是一个主要控制因素,立管浮筒和支撑的设计长期以来也是工程上的一项挑战。(2)深吃水浮体可能发生涡激振动,会引起各部分构件的疲劳,如立管浮筒、立管和系泊缆等。(3)由于主体浮筒结构较长,需要平躺制造,安装和运输使用的许多设备会同主体结构发生冲突,造成很多困难,因此建造、运输和安装方案对设计影响很大。1

形式深吃水立柱式平台目前主要有3种形式:传统式(Clas—sical)、桁架式(Truss)和多筒式(Cell)。

传统式SPAR的长度通常在200m以上。浮力由上部“硬舱”提供,中部的“软舱”起整体连接作用,下部的固定式压载舱主要起到降低重心的作用。

桁架式SPAR的上部浮力系统和下部压载系统与传统式相似,中部“软舱”由桁架取代。这样不仅减少了钢结构重量,同时也减少了水流阻力,对锚固系统的设计提供了帮助。所以桁架式立柱平台目前已取代了传统式立柱平台,被广泛使用。近几年的十余个深吃水立柱式平台全为桁架式。

多筒式SPAR是由几个直径较小的筒体(约6~7m直径)组成一个大的立柱来支撑上部结构。其主要优点是可以采用制造常规导管架的制管工艺进行筒体的制造,极大地简化了SPAR平台的建造工艺,缩短了建造基层。1

本词条内容贡献者为:

李航 - 副教授 - 西南大学