张力腿平台2.pdf

张力腿平台知识介绍张力腿平台知识介绍张力腿平台知识介绍张力腿平台知识介绍 目目目目录录录录 海洋工业前景展望海洋工业前景展望海洋工业前景展望海洋工业前景展望 张力腿平台的发展与简介张力腿平台的发展与简介张力腿平台的发展与简介张力腿平台的发展与简介 张力腿平台建造与海上运输安装张力腿平台建造与海上运输安装张力腿平台建造与海上运输安装张力腿平台建造与海上运输安装 第一部分第一部分第一部分第一部分 海洋工业前景展望海洋工业前景展望海洋工业前景展望海洋工业前景展望 1 1 深水和超深水占了海洋面积的深水和超深水占了海洋面积的深水和超深水占了海洋面积的深水和超深水占了海洋面积的 绝绝绝绝 大大大大 部部部部 分分分分 2 2 普通水深的油气开采已接近饱和普通水深的油气开采已接近饱和普通水深的油气开采已接近饱和普通水深的油气开采已接近饱和 而深水和超深水海而深水和超深水海而深水和超深水海而深水和超深水海 洋具有令人鼓舞的油气储藏洋具有令人鼓舞的油气储藏洋具有令人鼓舞的油气储藏洋具有令人鼓舞的油气储藏 在 在 在 在2020世纪世纪世纪世纪90 90 年代前年代前年代前年代前 世世世世 界油气开发主要集中在界油气开发主要集中在界油气开发主要集中在界油气开发主要集中在400m 400m 以内常规水深范围内 历以内常规水深范围内 历以内常规水深范围内 历以内常规水深范围内 历 时约半个世时约半个世时约半个世时约半个世 纪纪纪纪 的的的的 采采采采 油油油油 常常常常 规规规规 水水水水 深深深深 的的的的 油油油油 气气气气 资资资资 源源源源 已已已已 被大部分发现和开采 被大部分发现和开采 被大部分发现和开采 被大部分发现和开采 3 3 普通水深的油气开发技术 工艺与装备的发展普通水深的油气开发技术 工艺与装备的发展普通水深的油气开发技术 工艺与装备的发展普通水深的油气开发技术 工艺与装备的发展 提供提供提供提供 了向深水和超深水采油必要的条件 了向深水和超深水采油必要的条件 了向深水和超深水采油必要的条件 了向深水和超深水采油必要的条件 19701970年年年年 最深勘探最深勘探最深勘探最深勘探 钻井水深为钻井水深为钻井水深为钻井水深为456m 456m 到到到到2003 2003 年年年年2 2月中旬月中旬月中旬月中旬 钻井工作水深已钻井工作水深已钻井工作水深已钻井工作水深已 达达达达3052m 3052m 4 4 深水和超深水采油成本由于高的采油量而不深水和超深水采油成本由于高的采油量而不深水和超深水采油成本由于高的采油量而不深水和超深水采油成本由于高的采油量而不 再再再再 高高高高 攀 由十多年前的当量桶油成本攀 由十多年前的当量桶油成本攀 由十多年前的当量桶油成本攀 由十多年前的当量桶油成本6 6美元下降为美元下降为美元下降为美元下降为2002 2002 年年年年 不足不足不足不足4 4美美美美 元元元元 5 5 高的油价更驱使深水和超深水油气田开发高的油价更驱使深水和超深水油气田开发高的油价更驱使深水和超深水油气田开发高的油价更驱使深水和超深水油气田开发 海洋石油工业展望海洋石油工业展望 快速发展的深水和超深水钻井采油平台快速发展的深水和超深水钻井采油平台快速发展的深水和超深水钻井采油平台快速发展的深水和超深水钻井采油平台 图图1 图图2 第二部分第二部分第二部分第二部分 张力腿平台发展与简介张力腿平台发展与简介张力腿平台发展与简介张力腿平台发展与简介 导管架平台和重力平台导管架平台和重力平台导管架平台和重力平台导管架平台和重力平台 由于其自重和工程造价随由于其自重和工程造价随由于其自重和工程造价随由于其自重和工程造价随 水深大幅度地增加水深大幅度地增加水深大幅度地增加水深大幅度地增加 已经不已经不已经不已经不 适应深水域油气开发适应深水域油气开发适应深水域油气开发适应深水域油气开发 所以所以所以所以 本世纪本世纪本世纪本世纪60 60 年代提出了顺应年代提出了顺应年代提出了顺应年代提出了顺应 式平台的概念式平台的概念式平台的概念式平台的概念 并在近并在近并在近并在近20 20 年的平台设计中得到了广年的平台设计中得到了广年的平台设计中得到了广年的平台设计中得到了广 泛的发展应用 顺应式结泛的发展应用 顺应式结泛的发展应用 顺应式结泛的发展应用 顺应式结 构的典型实例是张力腿平构的典型实例是张力腿平构的典型实例是张力腿平构的典型实例是张力腿平 台台台台 Tension Leg Tension Leg Platform Platform 简称为简称为简称为简称为TLP TLP 张力腿平台最重要的特点是平台的竖向运动很小张力腿平台最重要的特点是平台的竖向运动很小张力腿平台最重要的特点是平台的竖向运动很小张力腿平台最重要的特点是平台的竖向运动很小 水平方水平方水平方水平方 向的运动是顺应式的向的运动是顺应式的向的运动是顺应式的向的运动是顺应式的 结构惯性力主要是水平方向的回弹结构惯性力主要是水平方向的回弹结构惯性力主要是水平方向的回弹结构惯性力主要是水平方向的回弹 力 张力腿平台的结构造价一般不会随水深增加而大幅力 张力腿平台的结构造价一般不会随水深增加而大幅力 张力腿平台的结构造价一般不会随水深增加而大幅力 张力腿平台的结构造价一般不会随水深增加而大幅 度地增大 度地增大 度地增大 度地增大 近二十年来近二十年来近二十年来近二十年来 经过张力腿平台设计生产的实践经过张力腿平台设计生产的实践经过张力腿平台设计生产的实践经过张力腿平台设计生产的实践 证明张力腿平台具有良好的运动性能证明张力腿平台具有良好的运动性能证明张力腿平台具有良好的运动性能证明张力腿平台具有良好的运动性能 是深水海域油气生是深水海域油气生是深水海域油气生是深水海域油气生 产适宜的平台形式 产适宜的平台形式 产适宜的平台形式 产适宜的平台形式 当前世界工作水深最深的十艘当前世界工作水深最深的十艘当前世界工作水深最深的十艘当前世界工作水深最深的十艘TLPTLP平台平台平台平台 张力腿平台张力腿平台张力腿平台张力腿平台 简简简简 称称称称 TLP TLP 适用于较深水域适用于较深水域适用于较深水域适用于较深水域 300 300 1500m 1500m 且可采油气储量 且可采油气储量 且可采油气储量 且可采油气储量 较大的油田 较大的油田 较大的油田 较大的油田 TLP TLP 一一一一 般由般由般由般由 上部模块上部模块上部模块上部模块 Topside Topside 甲 甲 甲 甲 板板板板 船体 船体 船体 船体 下沉箱下沉箱下沉箱下沉箱 张力 张力 张力 张力 钢索及锚系 底基等几部钢索及锚系 底基等几部钢索及锚系 底基等几部钢索及锚系 底基等几部 分组成 其船体分组成 其船体分组成 其船体分组成 其船体 下沉箱下沉箱下沉箱下沉箱 可以是三 四或多组沉箱可以是三 四或多组沉箱可以是三 四或多组沉箱可以是三 四或多组沉箱 下设下设下设下设 3 3 6 6组或多组张力钢组或多组张力钢组或多组张力钢组或多组张力钢 索索索索 垂直与海底锚定 垂直与海底锚定 垂直与海底锚定 垂直与海底锚定 张力腿平台结构张力腿平台结构 张力腿平台张力腿平台 平台及其下部沉箱受海水平台及其下部沉箱受海水平台及其下部沉箱受海水平台及其下部沉箱受海水 浮力浮力浮力浮力 使张力钢索始终处于使张力钢索始终处于使张力钢索始终处于使张力钢索始终处于 张紧状态张紧状态张紧状态张紧状态 故在钻井或采油故在钻井或采油故在钻井或采油故在钻井或采油 作业时作业时作业时作业时 TLP TLP几乎没有升沉几乎没有升沉几乎没有升沉几乎没有升沉 运动和平移运动 其微小运动和平移运动 其微小运动和平移运动 其微小运动和平移运动 其微小 的升沉和平移运动的升沉和平移运动的升沉和平移运动的升沉和平移运动 平移运平移运平移运平移运 动仅为水深的动仅为水深的动仅为水深的动仅为水深的1 5 1 5 2 2 在钻井和完井时主要在钻井和完井时主要在钻井和完井时主要在钻井和完井时主要 由水中和井内相对细长的由水中和井内相对细长的由水中和井内相对细长的由水中和井内相对细长的 钻具及专用短行程补偿器钻具及专用短行程补偿器钻具及专用短行程补偿器钻具及专用短行程补偿器 补偿 补偿 补偿 补偿 张力腿平台技术特点张力腿平台技术特点 张力腿式钻井平台是利用绷紧状态下的锚索产张力腿式钻井平台是利用绷紧状态下的锚索产张力腿式钻井平台是利用绷紧状态下的锚索产张力腿式钻井平台是利用绷紧状态下的锚索产 生的拉力与平台的剩余浮力相平衡的钻井平台或生生的拉力与平台的剩余浮力相平衡的钻井平台或生生的拉力与平台的剩余浮力相平衡的钻井平台或生生的拉力与平台的剩余浮力相平衡的钻井平台或生 产平台 产平台 产平台 产平台 张力腿式钻井平台也是采用锚泊定位的 张力腿式钻井平台也是采用锚泊定位的 张力腿式钻井平台也是采用锚泊定位的 张力腿式钻井平台也是采用锚泊定位的 但与一般半潜式平台不同 其所用锚索绷紧成直但与一般半潜式平台不同 其所用锚索绷紧成直但与一般半潜式平台不同 其所用锚索绷紧成直但与一般半潜式平台不同 其所用锚索绷紧成直 线 不是悬垂曲线 钢索的下端与水底不是相切线 不是悬垂曲线 钢索的下端与水底不是相切线 不是悬垂曲线 钢索的下端与水底不是相切线 不是悬垂曲线 钢索的下端与水底不是相切 的 而是几乎垂直的 用的是桩锚的 而是几乎垂直的 用的是桩锚的 而是几乎垂直的 用的是桩锚的 而是几乎垂直的 用的是桩锚 即打入水底的桩即打入水底的桩即打入水底的桩即打入水底的桩 为锚为锚为锚为锚 或重力式锚或重力式锚或重力式锚或重力式锚 重块重块重块重块 等 不是一般容易起放的抓等 不是一般容易起放的抓等 不是一般容易起放的抓等 不是一般容易起放的抓 锚 张力腿式平台的重力小于浮力 所相差的力量锚 张力腿式平台的重力小于浮力 所相差的力量锚 张力腿式平台的重力小于浮力 所相差的力量锚 张力腿式平台的重力小于浮力 所相差的力量 可依靠锚索向下的拉力来补偿 而且此拉力应大于可依靠锚索向下的拉力来补偿 而且此拉力应大于可依靠锚索向下的拉力来补偿 而且此拉力应大于可依靠锚索向下的拉力来补偿 而且此拉力应大于 由波浪产生的力 使锚索上经常有向下的拉力 起由波浪产生的力 使锚索上经常有向下的拉力 起由波浪产生的力 使锚索上经常有向下的拉力 起由波浪产生的力 使锚索上经常有向下的拉力 起 着绷紧平台的作用 作用于张力腿式钻井平台上的着绷紧平台的作用 作用于张力腿式钻井平台上的着绷紧平台的作用 作用于张力腿式钻井平台上的着绷紧平台的作用 作用于张力腿式钻井平台上的 各种力并不是稳定不变的 各种力并不是稳定不变的 各种力并不是稳定不变的 各种力并不是稳定不变的 在重力方面会因载荷与压载水的改变而变化 浮力方在重力方面会因载荷与压载水的改变而变化 浮力方在重力方面会因载荷与压载水的改变而变化 浮力方在重力方面会因载荷与压载水的改变而变化 浮力方 面会因波浪峰谷的变化而增减 扰动力方面因风浪的面会因波浪峰谷的变化而增减 扰动力方面因风浪的面会因波浪峰谷的变化而增减 扰动力方面因风浪的面会因波浪峰谷的变化而增减 扰动力方面因风浪的 扰动会在垂向与水平方向产生周期变化 所以张力腿扰动会在垂向与水平方向产生周期变化 所以张力腿扰动会在垂向与水平方向产生周期变化 所以张力腿扰动会在垂向与水平方向产生周期变化 所以张力腿 的设计 必须周密考虑不同的载荷与海况 一般张力的设计 必须周密考虑不同的载荷与海况 一般张力的设计 必须周密考虑不同的载荷与海况 一般张力的设计 必须周密考虑不同的载荷与海况 一般张力 腿式平台的重心高 浮心低 非锚泊情况时要求初稳腿式平台的重心高 浮心低 非锚泊情况时要求初稳腿式平台的重心高 浮心低 非锚泊情况时要求初稳腿式平台的重心高 浮心低 非锚泊情况时要求初稳 性高为正值 为此要求稳心半径大或水线面的惯性矩性高为正值 为此要求稳心半径大或水线面的惯性矩性高为正值 为此要求稳心半径大或水线面的惯性矩性高为正值 为此要求稳心半径大或水线面的惯性矩 大 这样在平台发生严重事故时 仍能正浮于水面 大 这样在平台发生严重事故时 仍能正浮于水面 大 这样在平台发生严重事故时 仍能正浮于水面 大 这样在平台发生严重事故时 仍能正浮于水面 要求达到此目的 就要把立柱设计得较粗 这样必然要求达到此目的 就要把立柱设计得较粗 这样必然要求达到此目的 就要把立柱设计得较粗 这样必然要求达到此目的 就要把立柱设计得较粗 这样必然 会使平台在波浪中的运动响应较大 也有一种把立柱会使平台在波浪中的运动响应较大 也有一种把立柱会使平台在波浪中的运动响应较大 也有一种把立柱会使平台在波浪中的运动响应较大 也有一种把立柱 设计得很细 虽然初稳性高可能出现负值 但在锚索设计得很细 虽然初稳性高可能出现负值 但在锚索设计得很细 虽然初稳性高可能出现负值 但在锚索设计得很细 虽然初稳性高可能出现负值 但在锚索 拉力的作用下也是稳定的 这种平台在波浪中的运动拉力的作用下也是稳定的 这种平台在波浪中的运动拉力的作用下也是稳定的 这种平台在波浪中的运动拉力的作用下也是稳定的 这种平台在波浪中的运动 响应较小 造价也可能低些 不过安全性差些 响应较小 造价也可能低些 不过安全性差些 响应较小 造价也可能低些 不过安全性差些 响应较小 造价也可能低些 不过安全性差些 张力腿平台发展类型张力腿平台发展类型张力腿平台发展类型张力腿平台发展类型 张力腿平台迄今张力腿平台迄今张力腿平台迄今张力腿平台迄今 共有两种类型共有两种类型共有两种类型共有两种类型 一 一 一 一 典型性张力腿平台典型性张力腿平台典型性张力腿平台典型性张力腿平台 二 二 二 二 迷你型张力腿平台小型张力腿平台 迷你型张力腿平台小型张力腿平台 迷你型张力腿平台小型张力腿平台 迷你型张力腿平台小型张力腿平台 Hutton Hutton 张力腿平台张力腿平台张力腿平台张力腿平台 HuttonHutton张力腿平台是第一座张力腿平台是第一座张力腿平台是第一座张力腿平台是第一座 张力腿平台张力腿平台张力腿平台张力腿平台 由由由由 Co Co noconoco公司公司公司公司 于于于于19841984年在北海建造 安年在北海建造 安年在北海建造 安年在北海建造 安 装 装 装 装 它是一座中等水深油气它是一座中等水深油气它是一座中等水深油气它是一座中等水深油气 钻探 生产的综合性平台 在钻探 生产的综合性平台 在钻探 生产的综合性平台 在钻探 生产的综合性平台 在 中等水深条件下钢导管架平台中等水深条件下钢导管架平台中等水深条件下钢导管架平台中等水深条件下钢导管架平台 是较经济的石油平台是较经济的石油平台是较经济的石油平台是较经济的石油平台 当时选当时选当时选当时选 择张力腿平台形式的一个重要择张力腿平台形式的一个重要择张力腿平台形式的一个重要择张力腿平台形式的一个重要 目的是希望在中等海况下获得目的是希望在中等海况下获得目的是希望在中等海况下获得目的是希望在中等海况下获得 关于张力腿平台运动性能的一关于张力腿平台运动性能的一关于张力腿平台运动性能的一关于张力腿平台运动性能的一 些实测数据些实测数据些实测数据些实测数据 为进一步在深水为进一步在深水为进一步在深水为进一步在深水 域设计应用提供一些科学依域设计应用提供一些科学依域设计应用提供一些科学依域设计应用提供一些科学依 据 据 据 据 本体由六根立柱和四个浮筒组成本体由六根立柱和四个浮筒组成本体由六根立柱和四个浮筒组成本体由六根立柱和四个浮筒组成 平台每根角柱与四平台每根角柱与四平台每根角柱与四平台每根角柱与四 根厚壁钢管组成的张力腿与海底地基基础连接根厚壁钢管组成的张力腿与海底地基基础连接根厚壁钢管组成的张力腿与海底地基基础连接根厚壁钢管组成的张力腿与海底地基基础连接 同时同时同时同时 张力腿通过平台本体的浮力保持张拉的受力状态张力腿通过平台本体的浮力保持张拉的受力状态张力腿通过平台本体的浮力保持张拉的受力状态张力腿通过平台本体的浮力保持张拉的受力状态 张张张张 力腿通过角柱在水平面之上和甲板相锚固力腿通过角柱在水平面之上和甲板相锚固力腿通过角柱在水平面之上和甲板相锚固力腿通过角柱在水平面之上和甲板相锚固 Hutton Hutton张张张张 力腿平台所处的海底地基为中等强度粘土力腿平台所处的海底地基为中等强度粘土力腿平台所处的海底地基为中等强度粘土力腿平台所处的海底地基为中等强度粘土 选择了四选择了四选择了四选择了四 个相互独立的重力式基础个相互独立的重力式基础个相互独立的重力式基础个相互独立的重力式基础 这种基础在通常的土质下这种基础在通常的土质下这种基础在通常的土质下这种基础在通常的土质下 计算简单计算简单计算简单计算简单 设计可靠设计可靠设计可靠设计可靠 Hutton Hutton 张力腿平台张力腿平台张力腿平台张力腿平台 SnorreSnorre张力腿平台张力腿平台张力腿平台张力腿平台 SnorreSnorre 平台由平台由平台由平台由 Sage1992 Sage1992 建建建建 成投产成投产成投产成投产 位于位于位于位于 300m300m深是当时深是当时深是当时深是当时 北海开发最深的海域 与北海开发最深的海域 与北海开发最深的海域 与北海开发最深的海域 与 HuttonHutton平台相比平台相比平台相比平台相比 水深较深机水深较深机水深较深机水深较深机 构尺寸较大 平台本体由四根构尺寸较大 平台本体由四根构尺寸较大 平台本体由四根构尺寸较大 平台本体由四根 立柱浮筒组成立柱浮筒组成立柱浮筒组成立柱浮筒组成 张力腿的直径较张力腿的直径较张力腿的直径较张力腿的直径较 大大大大 壁厚较簿 壁厚较簿 壁厚较簿 壁厚较簿 平台张力腿的平台张力腿的平台张力腿的平台张力腿的 连接方式与连接方式与连接方式与连接方式与Hutton Hutton 平台的相平台的相平台的相平台的相 同同同同 都是张力腿上端与平台连接都是张力腿上端与平台连接都是张力腿上端与平台连接都是张力腿上端与平台连接 底端与张力腿连接底端与张力腿连接底端与张力腿连接底端与张力腿连接 见图见图见图见图2 a 2 a 这样的张力腿造价昂贵这样的张力腿造价昂贵这样的张力腿造价昂贵这样的张力腿造价昂贵 安装困安装困安装困安装困 难难难难 因此后来的张力腿设计都在因此后来的张力腿设计都在因此后来的张力腿设计都在因此后来的张力腿设计都在 柱外锚固柱外锚固柱外锚固柱外锚固 见图见图见图见图2 b 2 b 平台的海底土质条件是 上层为非常软的软粘土平台的海底土质条件是 上层为非常软的软粘土平台的海底土质条件是 上层为非常软的软粘土平台的海底土质条件是 上层为非常软的软粘土 整整整整 体土质不稳定体土质不稳定体土质不稳定体土质不稳定 存在一定的孔穴和塌陷性土层存在一定的孔穴和塌陷性土层存在一定的孔穴和塌陷性土层存在一定的孔穴和塌陷性土层 大约在大约在大约在大约在 60m60m深处粘土变为含有砾石的冰碛 在这样的土层情深处粘土变为含有砾石的冰碛 在这样的土层情深处粘土变为含有砾石的冰碛 在这样的土层情深处粘土变为含有砾石的冰碛 在这样的土层情 况下 选择了裙式重力基础形式 如图况下 选择了裙式重力基础形式 如图况下 选择了裙式重力基础形式 如图况下 选择了裙式重力基础形式 如图3 3 它由四个 它由四个 它由四个 它由四个 混凝土基座组成混凝土基座组成混凝土基座组成混凝土基座组成 每个基座截面为每个基座截面为每个基座截面为每个基座截面为720m 720m 2 2 由三个高由三个高由三个高由三个高 为为为为20m 20m 成成成成 每个舱的直径为每个舱的直径为每个舱的直径为每个舱的直径为17m 17m 裙的壁厚为裙的壁厚为裙的壁厚为裙的壁厚为 135m 135m 舱上部设有密封的圆形顶盖舱上部设有密封的圆形顶盖舱上部设有密封的圆形顶盖舱上部设有密封的圆形顶盖 物 混凝土基物 混凝土基物 混凝土基物 混凝土基 础实际重量为础实际重量为础实际重量为础实际重量为5 660 t 5 660 t 水下重量为水下重量为水下重量为水下重量为3 500t 3 500t 再附加放再附加放再附加放再附加放 置在舱顶盖张力腿平台的力学模型置在舱顶盖张力腿平台的力学模型置在舱顶盖张力腿平台的力学模型置在舱顶盖张力腿平台的力学模型3 500t 3 500t 的压载的压载的压载的压载 压压压压 载物一般为铁或橄榄石载物一般为铁或橄榄石载物一般为铁或橄榄石载物一般为铁或橄榄石 最终基础的水下总重为最终基础的水下总重为最终基础的水下总重为最终基础的水下总重为7 7 000t000t SnorreSnorre张力腿平台张力腿平台张力腿平台张力腿平台 基础最初贯入是在自重作用下基础最初贯入是在自重作用下基础最初贯入是在自重作用下基础最初贯入是在自重作用下 产生的产生的产生的产生的 然后通过吸出裙舱内的水然后通过吸出裙舱内的水然后通过吸出裙舱内的水然后通过吸出裙舱内的水 形成舱内负压实现进一步贯入形成舱内负压实现进一步贯入形成舱内负压实现进一步贯入形成舱内负压实现进一步贯入 最最最最 终达到设计深度 混凝土基础基座终达到设计深度 混凝土基础基座终达到设计深度 混凝土基础基座终达到设计深度 混凝土基础基座 上部中央和张力腿相连 由于海底上部中央和张力腿相连 由于海底上部中央和张力腿相连 由于海底上部中央和张力腿相连 由于海底 并非是一个平面并非是一个平面并非是一个平面并非是一个平面 所以在基础的贯所以在基础的贯所以在基础的贯所以在基础的贯 入过程中通过调整对应的舱内负压入过程中通过调整对应的舱内负压入过程中通过调整对应的舱内负压入过程中通过调整对应的舱内负压 来控制各基座的贯入深度来控制各基座的贯入深度来控制各基座的贯入深度来控制各基座的贯入深度 为张力为张力为张力为张力 腿提供一个水平面 腿提供一个水平面 腿提供一个水平面 腿提供一个水平面 SnorreSnorre平台平台平台平台 作为第一座北海真正意义的深水平作为第一座北海真正意义的深水平作为第一座北海真正意义的深水平作为第一座北海真正意义的深水平 台结构台结构台结构台结构 包含了许多技术创新包含了许多技术创新包含了许多技术创新包含了许多技术创新 SnorreSnorre张力腿平台张力腿平台张力腿平台张力腿平台 其中包括引进了一种简单经济的海洋浮式结构的锚固其中包括引进了一种简单经济的海洋浮式结构的锚固其中包括引进了一种简单经济的海洋浮式结构的锚固其中包括引进了一种简单经济的海洋浮式结构的锚固 基础基础基础基础 裙式重力基础裙式重力基础裙式重力基础裙式重力基础 第一次将混凝土基础作为大第一次将混凝土基础作为大第一次将混凝土基础作为大第一次将混凝土基础作为大 型的吸力锚 经过大量的模型实验测定以及实际检测型的吸力锚 经过大量的模型实验测定以及实际检测型的吸力锚 经过大量的模型实验测定以及实际检测型的吸力锚 经过大量的模型实验测定以及实际检测 证明证明证明证明 SnorreSnorre混凝土基座是一种新型经济的海洋浮体混凝土基座是一种新型经济的海洋浮体混凝土基座是一种新型经济的海洋浮体混凝土基座是一种新型经济的海洋浮体 结构的基础形式结构的基础形式结构的基础形式结构的基础形式 比较适合软粘土海底地基比较适合软粘土海底地基比较适合软粘土海底地基比较适合软粘土海底地基 并以其经并以其经并以其经并以其经 济性和安全性在软土地基中取代了桩基础济性和安全性在软土地基中取代了桩基础济性和安全性在软土地基中取代了桩基础济性和安全性在软土地基中取代了桩基础 这种裙式重这种裙式重这种裙式重这种裙式重 力基础还可动力基础还可动力基础还可动力基础还可动 实现重复使用 实现重复使用 实现重复使用 实现重复使用 SnorreSnorre张力腿平台张力腿平台张力腿平台张力腿平台 jollietjolliet张力腿平台张力腿平台张力腿平台张力腿平台 JollieJollie t t张力腿平台于张力腿平台于张力腿平台于张力腿平台于19891989 年由年由年由年由Co no coCo no co公司承建公司承建公司承建公司承建 位位位位 于墨西哥海湾于墨西哥海湾于墨西哥海湾于墨西哥海湾542m542m深的深的深的深的G G reenreen峡谷峡谷峡谷峡谷184184海域 它与海域 它与海域 它与海域 它与 HuttonHutton平台相比结构尺寸平台相比结构尺寸平台相比结构尺寸平台相比结构尺寸 小很多小很多小很多小很多 主要由钻探基座 主要由钻探基座 主要由钻探基座 主要由钻探基座 基础系统 张力腿系统和平基础系统 张力腿系统和平基础系统 张力腿系统和平基础系统 张力腿系统和平 台本体四大部分组成台本体四大部分组成台本体四大部分组成台本体四大部分组成 通常通常通常通常 称之为井口张力腿平台 称之为井口张力腿平台 称之为井口张力腿平台 称之为井口张力腿平台 JollietJolliet平台由四个立柱和四平台由四个立柱和四平台由四个立柱和四平台由四个立柱和四 个浮筒组成个浮筒组成个浮筒组成个浮筒组成 立柱下端与四立柱下端与四立柱下端与四立柱下端与四 组 十二根张力腿筋腱锚固组 十二根张力腿筋腱锚固组 十二根张力腿筋腱锚固组 十二根张力腿筋腱锚固 从而把平台与海底基础相连从而把平台与海底基础相连从而把平台与海底基础相连从而把平台与海底基础相连 首次将张力腿筋腱锚固在平首次将张力腿筋腱锚固在平首次将张力腿筋腱锚固在平首次将张力腿筋腱锚固在平 台立柱外侧台立柱外侧台立柱外侧台立柱外侧 使张力腿的安使张力腿的安使张力腿的安使张力腿的安 装过程大大简化 装过程大大简化 装过程大大简化 装过程大大简化 平台的海底比较平整 平台的海底比较平整 平台的海底比较平整 平台的海底比较平整 通过现场勘探实验表明通过现场勘探实验表明通过现场勘探实验表明通过现场勘探实验表明 平平平平 台地基土质情况较好台地基土质情况较好台地基土质情况较好台地基土质情况较好 海底表面的软粘土硬度随水海底表面的软粘土硬度随水海底表面的软粘土硬度随水海底表面的软粘土硬度随水 深逐渐增大深逐渐增大深逐渐增大深逐渐增大 到到到到586m 586m 深处为非常硬的粘土深处为非常硬的粘土深处为非常硬的粘土深处为非常硬的粘土 到到到到 201m 201m 深土质为超固结粘土 深土质为超固结粘土 深土质为超固结粘土 深土质为超固结粘土 平台基础采用桩基础形式平台基础采用桩基础形式平台基础采用桩基础形式平台基础采用桩基础形式 由一个矩形的基座和基座由一个矩形的基座和基座由一个矩形的基座和基座由一个矩形的基座和基座 四角十六根深入海底的桩组成四角十六根深入海底的桩组成四角十六根深入海底的桩组成四角十六根深入海底的桩组成 基座面积大约为基座面积大约为基座面积大约为基座面积大约为 62m 62m 2 2 水下重为水下重为水下重为水下重为700t 700t 基座由八根相互交叉的直基座由八根相互交叉的直基座由八根相互交叉的直基座由八根相互交叉的直 立钢架组成立钢架组成立钢架组成立钢架组成 钢架之间由水平支撑相连钢架之间由水平支撑相连钢架之间由水平支撑相连钢架之间由水平支撑相连 基座四角基座四角基座四角基座四角 外伸外伸外伸外伸的水平钢架设有筋腱插孔和桩基套筒的水平钢架设有筋腱插孔和桩基套筒的水平钢架设有筋腱插孔和桩基套筒的水平钢架设有筋腱插孔和桩基套筒 分别在分别在分别在分别在 上方与筋腱连接 在下方与贯入海底的桩连接 上方与筋腱连接 在下方与贯入海底的桩连接 上方与筋腱连接 在下方与贯入海底的桩连接 上方与筋腱连接 在下方与贯入海底的桩连接 jollietjolliet张力腿平台张力腿平台张力腿平台张力腿平台 Auger Auger 张力腿平台位于墨西哥海湾张力腿平台位于墨西哥海湾张力腿平台位于墨西哥海湾张力腿平台位于墨西哥海湾Garden Bank s Garden Bank s 区域区域区域区域 水深为水深为水深为水深为882m882m Auger Auger 平台代表着当时张力腿平平台代表着当时张力腿平平台代表着当时张力腿平平台代表着当时张力腿平 台概念设计的前沿台概念设计的前沿台概念设计的前沿台概念设计的前沿 它的结构尺寸和它的结构尺寸和它的结构尺寸和它的结构尺寸和Hutton Hutton 平台相同平台相同平台相同平台相同 却位于比却位于比却位于比却位于比Jolliet Jolliet 平台更深的海域 平台更深的海域 平台更深的海域 平台更深的海域 Auger Auger 张力腿平台张力腿平台张力腿平台张力腿平台 由十二根筋腱将平台本体与基础连接由十二根筋腱将平台本体与基础连接由十二根筋腱将平台本体与基础连接由十二根筋腱将平台本体与基础连接 其中每根角柱连其中每根角柱连其中每根角柱连其中每根角柱连 接三根筋腱接三根筋腱接三根筋腱接三根筋腱 三根筋腱作为一个张力腿与一个基础基座三根筋腱作为一个张力腿与一个基础基座三根筋腱作为一个张力腿与一个基础基座三根筋腱作为一个张力腿与一个基础基座 连接 连接 连接 连接 除了张力腿 除了张力腿 除了张力腿 除了张力腿 AugerAuger平台还有侧向的锚链 它们平台还有侧向的锚链 它们平台还有侧向的锚链 它们平台还有侧向的锚链 它们 可以增加结构的侧向刚度 减小平台由于风 流 浪引可以增加结构的侧向刚度 减小平台由于风 流 浪引可以增加结构的侧向刚度 减小平台由于风 流 浪引可以增加结构的侧向刚度 减小平台由于风 流 浪引 起的静态偏移 使平台在钻探 维修等过程中有一个允起的静态偏移 使平台在钻探 维修等过程中有一个允起的静态偏移 使平台在钻探 维修等过程中有一个允起的静态偏移 使平台在钻探 维修等过程中有一个允 许的偏移量 许的偏移量 许的偏移量 许的偏移量 Auger Auger 张力腿平台张力腿平台张力腿平台张力腿平台 Auger Auger 张力腿平台张力腿平台张力腿平台张力腿平台 海底地基由正常固结软粘土海底地基由正常固结软粘土海底地基由正常固结软粘土海底地基由正常固结软粘土 组成 地基表面有一层海洋组成 地基表面有一层海洋组成 地基表面有一层海洋组成 地基表面有一层海洋 沉积物和塌陷性沉积物 结沉积物和塌陷性沉积物 结沉积物和塌陷性沉积物 结沉积物和塌陷性沉积物 结 构基础是四个相互独立的桩构基础是四个相互独立的桩构基础是四个相互独立的桩构基础是四个相互独立的桩 基础基座 每一个基础基座基础基座 每一个基础基座基础基座 每一个基础基座基础基座 每一个基础基座 由四根深入海底地基的桩安由四根深入海底地基的桩安由四根深入海底地基的桩安由四根深入海底地基的桩安 全定位 桩顶通过导向套筒全定位 桩顶通过导向套筒全定位 桩顶通过导向套筒全定位 桩顶通过导向套筒 与基座相连与基座相连与基座相连与基座相连 图图图图6 6为为为为AugerAuger张力腿平台张力腿张力腿平台张力腿张力腿平台张力腿张力腿平台张力腿 基础基座 四个基座和十六根基础基座 四个基座和十六根基础基座 四个基座和十六根基础基座 四个基座和十六根 桩的详细尺寸及重量如下 基桩的详细尺寸及重量如下 基桩的详细尺寸及重量如下 基桩的详细尺寸及重量如下 基 座长宽高分别为座长宽高分别为座长宽高分别为座长宽高分别为1 81 8米 米 米 米 1 81 8米米米米 和和和和1414米 实际重量为米 实际重量为米 实际重量为米 实际重量为611t611t 桩 桩 桩 桩 直径为直径为直径为直径为2 2米 高为米 高为米 高为米 高为1313米 实际重米 实际重米 实际重米 实际重 量为量为量为量为203t203t Auger Auger 张力腿平台张力腿平台张力腿平台张力腿平台 UrsaUrsa 张力腿平台是目前张力腿平台是目前张力腿平台是目前张力腿平台是目前 墨西哥海湾最大最深的平台墨西哥海湾最大最深的平台墨西哥海湾最大最深的平台墨西哥海湾最大最深的平台 水深为水深为水深为水深为1226m 1226m 排水量为排水量为排水量为排水量为90 90 000t Ursa 000t Ursa 张力腿基础的设张力腿基础的设张力腿基础的设张力腿基础的设 计 建造和安装等是建立在以计 建造和安装等是建立在以计 建造和安装等是建立在以计 建造和安装等是建立在以 前其它张力腿平台的丰富设计前其它张力腿平台的丰富设计前其它张力腿平台的丰富设计前其它张力腿平台的丰富设计 建造经验之上的建造经验之上的建造经验之上的建造经验之上的 但但但但UrsaUrsa 又有又有又有又有 其自身的特点其自身的特点其自身的特点其自身的特点 张力腿由张力腿由张力腿由张力腿由16 16 根根根根 筋腱组成筋腱组成筋腱组成筋腱组成 平均分为四组平均分为四组平均分为四组平均分为四组 筋腱筋腱筋腱筋腱 较大较大较大较大 直径为直径为直径为直径为1 98m 1 98m 壁厚为壁厚为壁厚为壁厚为 46mm 46mm UrsaUrsa 张力腿平台张力腿平台张力腿平台张力腿平台 UrsaUrsa 的土质稍硬一些的土质稍硬一些的土质稍硬一些的土质稍硬一些 基础为十六根独立的桩基基础为十六根独立的桩基基础为十六根独立的桩基基础为十六根独立的桩基 UrsaUrsa 张力腿平台是目前墨西哥海湾最大最深的平台张力腿平台是目前墨西哥海湾最大最深的平台张力腿平台是目前墨西哥海湾最大最深的平台张力腿平台是目前墨西哥海湾最大最深的平台 所以桩基础每个角部从所以桩基础每个角部从所以桩基础每个角部从所以桩基础每个角部从3 3个增加到个增加到个增加到个增加到4 4个个个个 同时桩柱的外同时桩柱的外同时桩柱的外同时桩柱的外 径也从径也从径也从径也从2 16m 2 16m 增大到增大到增大到增大到3m 3m 桩基贯入深度加大到桩基贯入深度加大到桩基贯入深度加大到桩基贯入深度加大到 122m122m UrsaUrsa 张力腿平台的设计实践证明目前的张力腿和基张力腿平台的设计实践证明目前的张力腿和基张力腿平台的设计实践证明目前的张力腿和基张力腿平台的设计实践证明目前的张力腿和基 础的设计法对于深海域是适合的础的设计法对于深海域是适合的础的设计法对于深海域是适合的础的设计法对于深海域是适合的 只要稍加修改不需只要稍加修改不需只要稍加修改不需只要稍加修改不需 要更大的资金投入就可以应用到更深海域要更大的资金投入就可以应用到更深海域要更大的资金投入就可以应用到更深海域要更大的资金投入就可以应用到更深海域 UrsaUrsa 张力腿平台张力腿平台张力腿平台张力腿平台 SeastarSeastar 张力腿平台张力腿平台张力腿平台张力腿平台1998 1998 年在年在年在年在 墨西哥海湾安装投产墨西哥海湾安装投产墨西哥海湾安装投产墨西哥海湾安装投产 是世界上第一是世界上第一是世界上第一是世界上第一 次采用小型张力腿平台概念设计的次采用小型张力腿平台概念设计的次采用小型张力腿平台概念设计的次采用小型张力腿平台概念设计的 平台平台平台平台 首次实现了在深水域中建立非首次实现了在深水域中建立非首次实现了在深水域中建立非首次实现了在深水域中建立非 常经济的单柱张力腿平台生产系统常经济的单柱张力腿平台生产系统常经济的单柱张力腿平台生产系统常经济的单柱张力腿平台生产系统 SeastarSeastar 平台主要组成部分为基平台主要组成部分为基平台主要组成部分为基平台主要组成部分为基 础 张力腿 单浮筒柱的平台本体础 张力腿 单浮筒柱的平台本体础 张力腿 单浮筒柱的平台本体础 张力腿 单浮筒柱的平台本体 SeastarSeastar平台的甲板由一中央柱支平台的甲板由一中央柱支平台的甲板由一中央柱支平台的甲板由一中央柱支 撑 柱下端连接三根矩形截面浮筒撑 柱下端连接三根矩形截面浮筒撑 柱下端连接三根矩形截面浮筒撑 柱下端连接三根矩形截面浮筒 它们在平面上的夹角 它们在平面上的夹角 它们在平面上的夹角 它们在平面上的夹角