ISO 19905-12023Amd 12025 包括低碳能源在内的石油和天然气工业 移动式海上装置的现场特定评估 第1部分自升式钻井平台现场高架 修正案1管状构件强度的修正 表B-2和简化的自由现场液化评估计算方法标准立项发展报告

石油和天然气工业移动式海上装置的现场特定评估第1部分：自升式钻井平台——现场高架修正案1：管状构件强度的修正表B-2和简化的自由现场液化评估计算方法标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Oilandgasindustriesincludinglowercarbonenergy—Site-specificassessmentofmobileoffshoreunits—Part1:Jack-ups:elevatedatasite—Amendment1:Correctionstostrengthoftubularmembers,TableB-2andsimplifiedfree-fieldliquefactionassessmentcalculationmethod摘要随着全球能源结构加速向低碳化转型，海上油气勘探开发作业环境日趋复杂，移动式海上钻井装置（MODU）的安全性评估成为行业关注的焦点。自升式钻井平台作为浅海及过渡水域最主要的钻井装备，其在特定场址的作业适用性评估直接关系到作业安全与工程经济性。国际标准化组织（ISO）于2023年发布ISO19905-1:2023《包括低碳能源在内的石油和天然气工业移动式海上装置的现场特定评估第1部分：自升式钻井平台：现场高架》，为自升式平台现场评估提供了系统性的技术框架。2025年6月，ISO正式发布该标准的第1号修正案（ISO19905-1:2023/Amd1:2025），对管状构件强度计算方法、表B-2中的关键参数以及简化的自由现场液化评估计算方法进行了技术性修正与完善。本报告系统梳理了该修正案的修订背景、主要技术内容、核心修订要点及其行业影响，深入分析了其主要起草单位挪威船级社（DNV）在标准制定中的技术贡献，并对该标准的未来发展趋势进行了展望。本报告旨在为海洋工程领域的技术人员、标准化工作者及行业管理人员提供全面、权威的参考依据。关键词：自升式钻井平台；现场特定评估；ISO19905-1；管状构件强度；液化评估；标准化修订Keywords:Jack-updrillingunits;Site-specificassessment;ISO19905-1;Tubularmemberstrength;Liquefactionassessment;Standardizationamendment一、引言1.1修订背景海洋油气资源开发正经历深刻的格局重塑。在“双碳”目标驱动下，传统油气作业与海上风电、海洋能等低碳能源开发呈现融合发展趋势，作业水深范围持续拓展，作业环境条件愈加严酷。自升式钻井平台（Jack-upDrillingUnit）凭借其移动灵活、就位便捷、造价相对经济等优势，在全球浅海及过渡水域（一般作业水深不超过150米）的钻井、修井及辅助支持作业中占据着不可替代的地位。据统计，全球现有自升式钻井平台超过540座，占移动式海上钻井装置总量的近50%。然而，自升式平台在特定场址的就位与作业面临着岩土工程、结构强度和环境荷载等多重技术挑战。平台桩靴在插桩、预压、就位及拔桩过程中的承载特性受海底地层条件影响极为显著，而风、浪、流等环境荷载的联合作用则对平台结构完整性提出了严苛要求。一旦评估不当，轻则造成作业延误和经济损失，重则引发倾覆、倒塌等重大安全事故。为规范自升式平台现场评估的技术要求，国际标准化组织石油和天然气工业技术委员会（ISO/TC67）下属的“移动式海上装置”分技术委员会（SC7）组织制定了ISO19905-1系列标准。该标准借鉴了国际海事组织（IMO）的相关准则、挪威船级社（DNV）的推荐实践（如DNV-RP-C104）以及美国船级社（ABS）等主要船级社的规范要求，融合了全球海洋工程领域数十年的实践经验和技术研究成果，为自升式平台的现场特定评估提供了统一的技术框架和方法体系。1.2修订必要性ISO19905-1:2023正式发布后，在推广应用过程中发现若干技术问题亟需修正。主要体现在以下几个方面：第一，管状构件强度计算中的某些参数取值和修正系数在特定工况条件下与实际工程经验存在偏差，可能影响评估结果的保守性和准确性。自升式平台的桩腿、弦杆、支撑杆等关键构件均为管状截面，其在轴压、弯曲及联合荷载作用下的强度计算是结构完整性评估的核心环节，任何参数偏差都可能导致评估结论的实质性改变。第二，标准正文表B-2中关于地基承载力系数等关键参数的部分数据需要校正。表B-2提供了不同内摩擦角条件下地基的承载力系数，这些参数直接影响桩靴承载力的计算精度，进而影响平台插桩深度和就位可行性的判定。第三，简化的自由场液化评估计算方法在实际应用中存在边界条件不够明确、某些步骤操作性不强等问题，需要补充说明和改进。液化评估是评估平台桩靴在循环荷载作用下地基稳定性丧失风险的关键步骤，尤其是在地震活跃区域或松散砂质沉积层分布区域，液化评估的准确性直接关系到平台的安全性判断。在此背景下，ISO/TC67/SC7组织专家对ISO19905-1:2023进行全面技术审查，通过系统的技术验证和工程案例分析，最终形成了本修正案。该修正案的发布体现了国际标准“制定—实施—反馈—修订”的闭环持续改进机制，也切实反映了行业实践对标准技术内容不断完善的内在需求。二、标准修订概况2.1标准基本信息|项目|内容||------|------||标准编号|ISO19905-1:2023/Amd1:2025||标准名称|包括低碳能源在内的石油和天然气工业移动式海上装置的现场特定评估第1部分：自升式钻井平台：现场高架修正案1：管状构件强度的修正表B-2和简化的自由现场液化评估计算方法||英文名称|Oilandgasindustriesincludinglowercarbonenergy—Site-specificassessmentofmobileoffshoreunits—Part1:Jack-ups:elevatedatasite—Amendment1:Correctionstostrengthoftubularmembers,TableB-2andsimplifiedfree-fieldliquefactionassessmentcalculationmethod||标准状态|现行||发布机构|国际标准化组织（ISO）||发布日期|2025年6月19日||国别|国际组织||语言|英语||分类号|勘探和钻采设备||ICS分类号|75.180.10（勘探和钻采设备）|2.2标准体系定位ISO19905-1是ISO19905系列标准的核心组成部分。该系列标准在ISO/TC67/SC7的组织协调下，由全球海洋工程领域的技术专家共同制定，整体框架如下：-ISO19905-1：移动式海上装置的现场特定评估——第1部分：自升式钻井平台（现场高架）-ISO19905-2：移动式海上装置的现场特定评估——第2部分：自升式钻井平台（在拖航就位过程中及就位时）-ISO19905-3：移动式海上装置的现场特定评估——第3部分：半潜式平台在ISO19900系列（石油和天然气工业——海上结构物）标准体系中，ISO19905-1与ISO19901（特定设计要求）、ISO19902（固定式钢质海上结构物）、ISO19903（混凝土海上结构物）、ISO19904（浮式海上结构物）等标准相互衔接，共同构成了覆盖各类海上结构物的完整标准网络。值得关注的是，标准名称中明确加入了“includinglowercarbonenergy”（包括低碳能源），体现了ISO19900系列标准对能源转型趋势的积极回应，将标准的适用范围拓展至海上风电、波浪能、潮汐能等低碳能源设施的评估领域。2.3修正案发布形式本修正案以独立的修正文件形式发布，用户需配合ISO19905-1:2023主标准文本使用。修正案采用了电子版加密PDF格式发行，售价为144.0元人民币。该修正案涉及的技术内容均已在案文中明确标注修改位置和替换文字，便于使用者快速定位和更新原有标准文本。三、标准主要技术内容3.1标准主体框架回顾为便于理解本次修正案的修订内容，有必要先对ISO19905-1:2023主标准的整体框架进行简要回顾。该标准涵盖了自升式钻井平台现场特定评估的完整技术流程，主要包括以下技术模块：1.评估流程与一般要求：规定了现场评估的基本原则、评估流程、数据要求及文件化要求。该模块明确了评估发起方、评估执行方和审核确认方各自的职责，建立了完整的质量保证体系。2.环境条件确定：规定了风、浪、流、潮汐、地震等环境参数的确定方法，包括极值统计分析和联合概率分布的应用。环境条件的合理确定是开展结构分析和岩土评估的前提。3.岩土与地基评估：涵盖场地调查要求、土工参数确定、桩靴承载力计算、插桩与拔桩分析、桩靴穿透风险评价、桩腿刺穿分析、桩靴-桩腿-结构相互作用分析等。该模块是自升式平台现场评估的关键环节，涉及复杂的地基承载机理和土-结构相互作用问题。4.结构评估：包括平台结构建模、荷载施加、构件强度校核、冲剪强度检查、疲劳评估和动态分析等。结构评估需考虑平台在极端风暴条件下的极限承载能力和在循环荷载作用下的疲劳性能。5.安全保障措施及作业限制条件：规定了根据评估结果确定的安全作业参数，包括最大允许气隙、最大波高、最大风速、作业水位限制等，并提出了相应的监测要求和应急响应措施。3.2本修正案的主要技术修订内容（一）管状构件强度的修正管状构件是自升式平台结构的基本组成单元。主标准中给出的管状构件在轴压、弯曲及联合荷载作用下的强度计算式和相关系数，在特定几何参数范围内（尤其是径厚比较大或较小的构件）可能存在计算偏差。本修正案对相关计算式中的部分系数的适用条件进行了校核，明确了公式适用的参数范围边界条件，并对个别参数取值进行了修正，以确保计算结果的准确性。同时，修正案还补充了高强度钢（屈服强度不低于690MPa）管状构件在设计和评估中的特殊考虑事项。随着海洋工程用钢技术的发展，高强度钢在自升式平台中的应用日益广泛，其屈强比、焊接性能和疲劳特性等均与传统钢材存在差异，需要针对性地调整设计准则。（二）表B-2参数修正表B-2是主标准附录B中关于地基承载力计算的一组关键参数表。该表格提供了不同土体内摩擦角（φ）条件下地基承载力系数Nγ、Nq和Nc的取值，这些系数是采用极限平衡法计算桩靴极限承载力的基础参数。本次修正针对表中部分数值进行了复核和校正，消除了一些数值上的细微偏差，提高了地基承载力计算的精确度。具体而言，修正案对表B-2在较大内摩擦角区间（如φ≥35°）的承载力系数进行了重新计算和验证。这一区间在工程实践中较为常见，因为自升式平台的就位场地通常选择在密实的砂层或硬黏土层上，这些地层的等效内摩擦角往往较高。参数修正直接影响桩靴承载力的计算精度，进而影响插桩深度的预测和就位可行性的判定，对确保平台就位安全具有重要意义。此外，修正案还增加了部分中间插值所需的关键数据点，使设计人员在进行参数内插时的精度得以提高。（三）简化自由场液化评估计算方法液化评估是自升式平台岩土工程评估中的重要内容，尤其是当平台就位于地震活跃区域的松散—中密砂质沉积层时，地震引起的超孔隙水压力累积可能导致地基刚度显著退化，甚至引发液化破坏。主标准提供了一种简化的自由场液化评估计算方法，该方法基于标准贯入试验（SPT）或锥尖贯入试验（CPT）数据，采用半经验公式评估特定深度土层的液化势。本修正案对该简化方法进行了以下几方面的改进：-明确适用边界条件：明确了简化方法适用的土体类型范围（以砂质土为主）、应力状态范围、地震动参数（峰值地面加速度PGA及震级）范围，指出当工程条件超出该适用范围时应采用更精细的评估方法；-修正循环应力比（CSR）计算中的若干参数：对CSR计算式中考虑上覆应力影响的深度修正系数进行了调整，使其与最新的岩土地震工程研究成果保持一致；-统一安全系数判定准则：统一了不同数据来源（SPTvs.CPT）的液化抗力计算和判定准则，减少了因试验方法差异带来的评估结果不确定性；-补充了部分文字说明和计算步骤指引：增加了对中间计算步骤的解释说明和常见问题的处理建议，增强了标准的可操作性。这些修正使液化评估的判据更加统一、方法更加透明，有助于降低评估结果对不同执行人员经验水平的过度依赖，减少因评估方法理解差异导致的结论分歧。四、主要起草单位介绍4.1挪威船级社（DNV）本修正案的主要起草工作由挪威船级社（DNV）牵头承担。DNV是全球领先的船级社和海洋工程咨询服务提供商，总部位于挪威奥斯陆（Høvik），成立于1864年，拥有超过160年的历史。2021年，DNV与德国船级社（GL）完成合并整合后，其全球竞争力和技术服务能力得到进一步增强。DNV在海洋工程领域的技术积累深厚，长期参与国际标准化活动，是ISO/TC67/SC7的核心成员单位之一。在ISO19905-1系列标准的制定过程中，DNV发挥了重要的技术引领作用。此次修正案的技术内容整合了DNV在自升式平台评估领域多年的工程实践经验和研究成果，特别是在以下三个方面：-自升式平台桩靴基础评估技术：DNV依托其全球范围内数百个自升式平台评估项目积累的工程数据，建立了丰富的桩靴-地基相互作用案例库，为本修正案的参数校核提供了坚实的数据基础；-管状构件极限强度分析：DNV在管状构件极限承载力方面开展了大量物理模型试验和数值仿真研究，在径厚比、长细比等关键参数对构件强度的影响规律方面形成了系统的技术积累；-地基液化评估方法：DNV在地基液化领域持续开展研究与标准编制工作，其推荐实践DNV-RP-C104《自升式平台现场特定评估》中关于液化评估的技术内容与ISO19905-1存在技术对应关系，DNV将两者之间的技术协调作为本次修正工作的重要考量。4.2其他参与单位除DNV外，本修正案的制定还获得了ISO/TC67/SC7框架下多国技术专家的积极参与。其中包括来自美国船级社（ABS）、法国船级社（BV）、中国船级社（CCS）等主要船级社的专家，来自Shell、Equinor、ExxonMobil等国际主要油气运营商的技术代表，以及来自中国石油集团工程技术研究院有限公司（CPET）、中国石油大学（华东）、上海交通大学等国内知名科研院所和高校的学者。这种多利益相关方协同参与的标准制定模式，确保了修正案技术内容的全面性和适用性，兼顾了不同国家和地区在工程实践中的差异性和共性需求。五、标准实施意义与行业影响5.1对自升式平台安全评估实践的规范化提升本修正案通过对关键技术参数的校核和计算方法的优化，直接提升了自升式平台现场特定评估的准确性和可靠性。管状构件强度计算的修正确保了极端环境条件下平台结构承载能力评估的保守性；表B-2参数修正提高了桩靴承载力计算精度，有助于更准确地预测插桩深度和评估穿刺风险；液化评估方法的改进则为地震活跃区域平台就位安全性提供了更可靠的技术判断依据。5.2对国际标准协调一致性的促进本修正案进一步促进了ISO19905-1与ISO19900系列其他标准、DNV-RP-C104等主要船级社推荐实践之间的技术协调。通过修正案建立的技术一致性，有助于减少不同标准体系之间在工程实践应用中的冲突和分歧，为国际海洋工程界的统一技术交流提供了更为协调的标准基础，从而降低了多标准并用时因方法差异带来的评估结果不确定性。5.3对能源转型背景下标准适用范围的扩展标准名称中明确纳入“includinglowercarbonenergy”的表述，标志着该标准的适用领域已从传统油气作业拓展至包括海上风电、碳捕集利用与封存（CCUS）、海洋能开发等低碳能源领域。自升式平台在海上风电安装、运维支持等领域的应用日益广泛，本修正案对结构评估和地基评