平台抛起锚作业第一章 海上钻井平台与三用拖轮简介第1章.doc

第一章海上钻井平台与三用拖轮简介一、海上钻井平台简介 （一）自升式钻井平台（Jack up rig）（图1-1-1）：由平台、桩腿和升降机构组成，平台能沿桩腿升降，一般无自航能力。工作时桩腿下放插入海底，平台被抬起到离开海面的安全工作高度，并对桩腿进行预压，以保证平台遇到风暴时桩腿不致下陷，完井后平台降到海面，拔出桩腿并全部提起，整个平台浮于海面，由拖轮拖到新的井位。 （二）半潜式钻井装置（Semi-submersible drilling rig）（图1-1-2）：一船情况下半潜式钻井装置由8个锚缆系泊，每个角两根锚缆。 二、海上系泊系统简介（一）悬链锚腿系泊浮筒（CALM buoy）：由4根或多根锚缆以相同的夹角系固，通常锚缆均有一定的悬垂度，船舶通过一根系泊缆系在浮筒上随风旋转。 （二）单锚腿系泊浮筒（SALM buoy）：通过一根锚缆将浮筒系到海底的锚点上，此锚点可以是重力式的或是打桩式的。（三）转塔系泊系统（Turret mooring system）（图1-2-1）：此系统常用于在恶劣天气下FPSO或FSO的系泊，使用多根锚缆接到转台上，FPSO或PSO在风流的作用下绕转台旋转。图1-1-1图1-1-2图1-2-1图1-2-1（四）多点系泊系统（Spread mooring system）：在海况较好的情况下用于FPSO和FSO的系泊，通常将锚缆直接连到船舶的船首和船尾。 随着海洋石油由浅海至深海的开发，系泊系统也逐渐发生变化。水深越深锚链的悬垂长度也越长，锚链的重量也在相应的增加，最后平台将难以承受如此大的重量。为解决此问题，开始由单纯的锚链系泊变成锚链与钢缆的组合，把锚链铺在海底，在其两端接上钢缆，其中一端接锚另一端接平台，在悬垂的地方换上钢缆，相比锚链而言轻了一些。但在一些超深的水域钢缆的重量也已超过平台的承受能力，为解决此问题更先进的系泊技术出现了：将钢缆换成合成纤维缆，区别在于图（1-2-1）锚缆有一定的悬垂度，并且在海底有一定的水平长度，图(1-2-3)为绷腿系泊系统（taut leg mooring system），其系泊锚缆与海底有一定的角度，它承受水平与垂直方向的分力。在悬垂锚腿系统中固定平台的力来自锚缆悬垂度的改变，而在绷腿系泊系统中固定平台的力来自合成纤维缆的弹性。同样可以理解绷腿系泊系统中锚缆的半径小于悬垂系泊系统。图1-2-3绷腿系泊系统图1-2-2悬垂系泊系统 图1-3-1三、海上常用拖轮简介在海上油田作业中常用拖轮的主要类型有：专业抛起锚拖轮AHT、三用拖轮AHTS、远洋救助拖轮等。下面就每个类型的拖轮主要特性、适用性及局限性进行分析、比较（注：其中所列船舶数据只是此类船型中较典型的船舶，实际中每条船差异很大）。（一）专业抛起锚拖轮AHT（北欧式）Anchor Handing Tug (North European design) 船舶数据：船长45.7米，船宽13米，型深6.3米，吃水4.7米，功率9900 HP，系柱拖力120吨，拖缆1200m64mm，侧推2600HP。 Boa Pride级9700马力抛起锚拖轮（AHT）船舶特性：、 在恶劣天气中有很好的适航性能、操纵性能、工作性能。、 配备两个滚筒，能长时间连续工作。、 相对较低的干舷，易于抓取浮筒和抛起锚作业。、 船舷配有较大的碰垫，能在海上有风浪时进行傍拖作业。、 从拖带作业转到抛起锚作业不需增加额外设备。 、船尾部的设计可以使锚链及短索经过船尾下方，而不会碰到舵、浆等设备。、船首配有碰垫，能进行顶推作业。 图1-3-2船舶适用性：1、能为驳船及平台进行抛起锚作业，特别适用于驳船的高速抛起锚作业。、良好的操纵性和大功率设计适用于恶劣天气中受限水域的锚泊作业。、特别适用于在海上为铺管船、建台驳船进行拖带和装卸货作业，因为此类拖轮可以最大限度的靠近驳船。、能适用于强风、强流、水深250米以下的抛起锚作业。船舶局限性：、 当进行抛起锚作业时，因其甲板面积较小，不能存放较大的锚和浮筒。、因其锚链舱较小，不能存放平台或驳船较多的锚链。、在抛起锚作业中，当其作为“机动锚”时，因其功率较小，不能在强风、强流中保持住既定的船位。、在深水（300米）或粘性底质中没有足够的功率进行超长、超重锚链的抛起锚作业。、滚筒较小不能存放较长的抛起锚短索。、续航力受限，不能进行远距离拖航。、系柱拖力较小，在恶劣天气中不能保证有足够的拖力。（二）专业抛起锚拖轮AHT（美洲式）Anchor Handing Tug(American style)船舶数据：船长35米，船宽10.3米，型深5.64米，吃水4.4米，功率4500 HP，系柱拖力51吨，拖缆800m58mm，侧推1400HP。 图1-3-3船舶特性：、 船宽与船长的比值大，船体吃水大，干舷小。、 大功率，船首配有较大碰垫。、通常配有两个滚筒，一个用于拖航，一个用于抛起锚。、操纵性灵活。 、后甲板面积较小，尾滚筒只有欧式抛起锚拖轮的1/3长。、有相对较大的上层建筑。船舶适用性；图1-3-4）、 特别适用于中等水深以内的铺管船及建台驳船的抛起锚作业。、其特性适合于为装货驳船提供服务，能用顶推、傍拖、吊拖等方式使其就位。、适合于自升式平台的拖带、就位，特别适合于在受限水域或油田内部的拖带、就位。船舶局限性：1、低的干舷和开敞式尾甲板，使拖轮在中等海况下就很容易上浪，增加了甲板工作人员的危险性。、低的干舷、较小的滚筒及尾甲板面积，即使在中等海况下，将较大的锚绞至甲板也是非常困难和危险的。 、较小的滚筒不能进行缠绕较长的锚短索。、首推功率较小使其在强流中的操纵性受限。、尾甲板较小不存放较多的拖航索具。6、功率较小不能从事水深超过90米的抛起锚作业。（三）三用拖轮（AHTSAnchor Handling Tug Supply vessel）图1-3-5 主要用于为平台提供抛起锚作业、移位、物资供应、平台守护、救助等服务。船舶数据：船长74米，船宽16.4米，型深8.0米，吃水5.7米，甲板装货能力1300吨，功率13300 HP，系柱拖力150吨，拖缆1400m72mm，侧推31000HP。 船舶特性：、 船型尺寸、主甲板面积、主机功率、系柱拖力较大。图1-3-6、配有多个侧推及方位桨，具有良好的操纵性能，能适应恶劣天气作业。、配有大功率和大尺寸的主拖缆机和工作拖缆机，以及带有动力的备用滚筒，适合于深水作业。、有较大的锚链舱（存储本船以外的锚链用）。 、具有大面积的尾甲板，在拖轮连续拖航和抛起锚作业中，能将锚、浮筒及其他设备存放于甲板，且能进行相关操作。、能存贮大量的淡水和燃油。、甲板的设计能满足许多特殊用途，如：安装备用动力滚筒、吊车、“A”型架，并可进行ROV作业等。船舶适用性： 、 能满足油田作业的大多要求：拖航、抛起锚、主甲板运输杂货，主甲板下面的甲板配有各种舱及罐，可以装载各种固体散货和液体货。、大面积甲板和大体积的锚链舱能为单点（单浮筒系泊SBM）进行抛锚作业。、在深水中能利用大功率缆车为平台抛起锚作业。、良好的拖带性能、续航力以及其超过130吨的系柱拖力，可以增加远洋拖带适用性。、可以适用于一些特殊的拖带及锚泊作业，如：大型的重力基座平台、张力腿平台（TLP）等相似建筑的拖带及就位。、适用于多种情况下的海上救助。、适用于铺管船、建台驳船的抛起锚作业。船舶局限性：、 在铺管船、建台驳船的抛起锚作业中，相对于专业的抛起锚拖轮（AHT），船体较大限制了其操纵性，主、副拖缆机的收放速度也相对较慢。、因其船首形状限制，不能进行顶推作业，也不太适用于傍拖（较小的碰垫、较宽的驾驶台）。、在载货驳船的装卸货作业中（其周围水域往往受限）显得太大、太慢。、因其系柱拖力很大，在普通拖带中要特别注意被拖物的龙须缆、拖航受力点等拖航设施的安全负荷是否与拖轮的拖力匹配，防止发生意外。、因其相对较小的吃水以及开敞的尾甲板设计，在深水恶劣天气中，容易造成甲板上浪，从而损失部分拖力。 (四）远洋救助拖轮（Ocean Going Salvage Tug） 船舶数据：船长68米，船宽13.5米，型深7.8米，吃水6.9米，功率10000 HP，系柱拖力120吨，拖缆1700m66mm，侧推11000HP。船舶特性：、 较大的功率、系柱拖力、排水量以及船壳外形的设计均是为了适应最恶劣天气的作业。图1-3-7 、单船航行速度快，操纵性较好。、拖缆机经过特殊设计，能存放很长的拖缆，因此能吸收拖航时产生的非常大的张力。、通常配备多个副滚筒、绞盘、吊车、工作艇、消防设施、防污设备等。、配备有大量的救助拖航设施：重型潜水设备、救助用锚及滑车、便携式水泵、发电机、车间常用工具。、尾甲板相对受限，主要用于拖航作业，不能进行抛起锚作业。、燃油和备品存储较多，保证其续航力较长。 船舶适用性：、 所有种类的救助拖轮均可用于火灾救助、破损控制、救助拖航等。、救助搁浅船舶、沉船、飞机等其他目标。、对所有种类的漂浮设施能进行远洋拖带。、高度专业的海上操作，无论是国家还是军队均需要续航力长、适航性好的拖轮。船舶局限性：、 不适合于油田作业。拖缆机的类型不对，尾滚筒