海洋平台结构物简介
海洋平台结构概述
邓忠超 2010.4.9
地区
墨西哥湾
海湾
巴西 1997年 储量达
169亿桶
地区
非洲
深 水 工 程 技 术 研究中 心 Deepwater Engineering Research Center
海洋平台结构形式概述
邓忠超 2010.4. 9
2.海洋平台需要具有哪些功能?
海洋平台结构形式概述
邓忠超 2010.4. 9
生产平台
1、重力式采油平台
它一般都足钢筋混凝土结构，作为采油、贮存和处理用的大型 多用途平台，它由底部的大贮油罐、单根或多根立柱、平台甲板和 组装模块等部分组成，规模较大的，可开采几十口井，贮油十几万 吨，平台的总重量可高达数十万吨。各类平台，根据作业要求，配 备相应的采油，处理及生活等设施。
平台是进行海上钻井与采油作业的一种海洋工程结构。海洋平台一
般都高出海面，能够避免波浪的冲击。型式有三边形、四边形或多 边形。上下两层甲板或单层甲板面供安装、储存钻井或采油设备用。
深 水 工 程 技 术 研究中 心 Deepwater Engineering Research Center
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海洋平台结构形式概述
邓忠超 2010.4. 9
海洋平台:
海洋平台是在海洋上进行作业的场所。海洋石油钻探与生产所 需的平台，主要分钻井平台和生产平台两大类。在钻井平台上设钻 井设备，在生产平台上设采油设备。平台与海底片口有立管相通。
海洋平台结构形式概述
2、导管架式平台
邓忠超 2010.4. 9
03020107038 海洋平台之综合介绍
海洋平台之综合介绍为在海上进行钻井、采油、集运、观测、导航、施工等活动提供生产和生活设施的构筑物。
按其结构特性和工作状态可分为固定式、活动式和半固定式三大类。
固定式平台的下部由桩、扩大基脚或其他构造直接支承并固着于海底，按支承情况分为桩基式和重力式两种。
活动式平台浮于水中或支承于海底，能从一井位移至另一井位，按支承情况可分为着底式和浮动式两类。
近年来正在研究新颖的半固定式海洋平台，它既能固定在深水中，又具有可移性，张力腿式平台即属此类。
一、固定式平台1、桩基式平台① 导管架型平台在软土地基上应用较多的一种桩基平台。
由上部结构（即平台甲板）和基础结构组成。
上部结构一般由上下层平台甲板和层间桁架或立柱构成。
甲板上布置成套钻采装置及辅助工具、动力装置、泥浆循环净化设备、人员的工作、生活设施和直升飞机升降台等。
平台甲板的尺寸由使用工艺确定。
基础结构（即下部结构）包括导管架和桩。
桩支承全部荷载并固定平台位置。
桩数、长度和桩径由海底地质条件及荷载决定。
导管架立柱的直径取决于桩径，其水平支撑的层数根据立柱长细比的要求而定。
在冰块飘流的海区，应尽量在水线区域（潮差段）减少或不设支撑，以免冰块堆积。
对深海平台，还需进行结构动力分析。
结构应有足够的刚度以防止严重振动，保证安全操作。
并应考虑防腐蚀及防海生物附着等问题。
导管架焊接管结点的设计是一个重要问题，有些平台的失事，常由于管结点的破坏而引起。
管结点是一个空间结点，应力分布复杂；近年应用谱分析技术分析管结点的应力，取得较好的结果。
导管架由导管（即立柱）和导管间的水平杆和斜杆焊接组成，钢桩沿导管打入海底。
打桩完毕后，在两者的环形空隙内用水泥浆等胶结材料固结，使桩与导管架形成一个整体，以承受巨大的竖向和水平荷载。
若桩的承载能力不能满足要求时，可在立柱之间和角立柱的周围增设钢桩。
这种平台施工时一般先在陆地上预制导管架,再用驳船拖运就位进行安装,通过调节压舱水使驳船倾斜，然后用卷扬机将导管架送入水中，由其自身浮力悬浮在水中，再向导管架立柱内灌水，同时用起重船把导管架竖立就位于海底井址，再将桩逐段连续打入海底土层固定。
海洋平台结构作业——自升式海洋平台升降结构
常见自升式海洋平台升降结构对比分析班级：学号：姓名：目录一、自升式平台简介 (3)二、现有常见升降结构 (4)1、圆柱型桩腿一单环梁液压升降装置 (4)2、方壳型桩腿—双环梁液压升降装置 (6)3、桁架型桩腿一齿轮齿条升降装置 (7)三、升降系统的对比 (8)1、桩腿结构形式对比 (8)2、触底形式对比 (9)3、升降装置对比 (10)4、动力源对比 (11)一、自升式平台简介自升式平台是一种海上活动式钻井装备，目前是我国海洋石油勘探中使用最多的一种钻井平台，由于其作业稳定性好和定位能力强，在大陆架海域的油气勘探开发中居极其重要的地位。
自升式平台主要由平台主体、桩腿、升降锁紧装置、钻井装置(包括动力设备和起重设备)以及生活楼(包括直升飞机平台)等组成。
平台在工作时用升降装置将平台主体提升到海面以上，使之免受海浪冲击，依靠桩腿的支撑稳定的站立在海底进行钻井作业。
完成任务后，降下平台主体到海面，拔起桩腿并将其升至拖航位置，即可拖航到下一个井位作业。
因此，支撑升降系统的结构对自升式海洋工作平台的安全有着至关重要的作用。
自升式平台的工作状态如图一所示。
图一二、现有常见升降结构支撑升降系统作为自升式平台中的核心部分，在平台的设计建造中历来受到高度重视，其性能的优劣直接影响到平台的安全和使用效果。
最常用的升降装置是齿轮齿条式和顶升液压缸式。
具体可见下表壳体桩腿是封闭型桩腿，其桩腿截面有圆形和方形两种形式；桁架式桩腿截面有三角形和四方形两种形式。
不同截面形状的桁架式和壳体式桩腿与不同类型的升降驱动方案相互组合，衍生出多种能够实现升降平台功能的支撑升降系统类型。
1、圆柱型桩腿一单环梁液压升降装置销子、销孔和项升液压缸是一种升降装置。
系统原理图如图二。
图二每一桩腿有两组液压动作的插销和一组顶升液压缸。
当装在环梁上的一组环梁销插入到桩腿的销孔中时，一组顶升液压缸的同步动作即可使环梁及销子带动桩腿(或平台主体)升降一个节距，然后进行换手：将锁紧销推入到桩腿的销孔中，退出环梁销，液压缸和环梁复位，下一个工作循环开始。
海洋平台图文并貌介绍
海洋平台海洋平台概述海洋平台是在海洋上进行作业的场所，是海洋石油钻探与生产所需的平台。
海洋平台从功能上分有钻井平台、生产平台、生活服务平台、储油平台等。
从型式及原理上分有，桩基式、坐底式、重力式、自升式、半潜式、张力腿式、竖筒平台等多种，桩基式、坐底式、重力式平台用于浅水海域，而从世界范围来讲浅水海域的海洋油气资源已很有限，各国和石油公司已将目光瞄准深海油田，自升式、半潜式、张力腿式、竖筒式等类型的海洋平台成为目前海洋工程领域的热点，下面主要介绍这四种类型的平台。
1 自升式钻井平台Jack-up Platform（Self-elevating Platform）自升式平台由平台体和可以升降的桩腿组成，作业时桩腿支撑在海底，平台升起离开水面一定高度，因此只有桩腿受到波浪和海流的作用，受到的外界负荷较小。
自升式平台的作业水深按作业水域的要求确定，但通常不超过90m。
大多数自升式平台是非自航平台。
拖航时，平台浮在水面上，桩腿高高升起，此时平台如同一艘驳船，应符合各种规则、规范对非自航船舶在海上拖航时，包括完整稳性和破舱稳性及干舷等各种要求。
到达井位后，桩腿下降插入海底，平台升起，进行钻井作业。
现今的自升式平台桩腿数为３根或４根，深水平台采用３条桁架式桩腿。
自升式平台的升降结构主要有两种型式，即液压插销式升降结构和齿轮条式升降结构。
自升式平台的布置与其形状有关，三角形平台的井架总是布置在某一边的中部，而生活区布置在与该边相对的角端，直升机平台则设在靠近生活区附近，矩形平台则将井架与生活区布置在相对的两端边处。
井架及其底座通常为可移动式，拖航时移至平台中间以减少平台的纵倾。
新型的自升式平台，有的将井架及其底座设置在伸至平台外面的悬臂梁上。
由于自升式平台可适用于不同海底土壤条件和较大的水深范围，移位灵活方便，拖船可以轻松把它从一个地方拖移到另一个地方，因而得到了广泛的应用。
目前，在海上移动式钻井平台中它仍占绝大多数。
海洋平台结构设计-第章--平台甲板结构及附属设施设计课件 (一)
海洋平台结构设计-第章--平台甲板结构及附
属设施设计课件 (一)
海洋平台是用于在海洋上进行能源开发和科学研究的重要工程，平台
甲板结构及附属设施设计是平台结构设计的重要组成部分。
关于海洋
平台结构设计-第章--平台甲板结构及附属设施设计课件，本文进行了
一些总结和归纳。
首先，平台甲板结构应该具备一定的牢固性和承载能力，才能够稳定
的维持平台的使用效率。
对于这一点，要考虑到平台使用环境的不同，如海面的波动大小、海浪的冲击力等等因素。
因此，在平台甲板结构
的设计上，需要充分考虑材料的选择以及各组件的连接方式，确保平
台甲板的刚性和稳定性。
其次，附属设施包括了供应设施、监控设施、消防设施以及生活设施等。
这些设施不仅可以方便平台操作与使用，还能够应对突发事件，
保证员工和环境的安全。
其中，监控设施和消防设施尤为重要，监控
设施可以对平台所在区域进行实时监测，发现危险情况及时处理，而
消防设施则可以有效的防范平台火灾风险，降低平台安全事故发生的
风险。
最后，平台甲板结构和附属设施设计都需要考虑到舒适性，特别是生
活设施的设计，比如宿舍，餐厅，卫生间等。
这些设施的设计需要符
合人性化的标准，不仅要让员工感到舒适便捷，同时还需要符合相关
的安全标准。
综上所述，平台甲板结构及附属设施设计课程为海洋平台设计提供了
有益的指导。
在平台设计中，需要充分考虑到海洋环境的特殊性，同
时为员工提供优秀的工作和生活条件，保证平台在安全、健康和舒适的条件下稳定的发挥出其使用效率。
海洋工程各种平台分类与介绍
海洋工程各种平台分类与介绍下面图文并茂简单介绍下海洋平台分类、钻井船、FPSO SEVAN平台，纯属胡扯，各位看官不要喷我，海洋平台简单可以分为以下2大类（1）固定式平台:导管架式平台重力式平台（2）移动式平台: 坐底式平台自升式平台半潜式平台张力腿式平台牵索塔式平台SPAR平台第一个导管架平台(Jacket)，适用于浅近海。
导管架平台可以看作最原始，最直接的将钻井设备与海底连接起来的措施。
钢桩穿过导管打入海底，并由若干根导管组合成导管架。
导管架先在陆地预制好后，拖运到海上安装就位，然后顺着导管打桩，桩是打一节接一节的，最后在桩与导管之间的环形空隙里灌入水泥浆，使桩与导管连成一体固定于海底。
重力式（混凝土）钻井平台: 混凝土重力式平台的底部通常是一个巨大的混凝土基础(沉箱)，用三个或四个空心的混凝土立柱支撑着甲板结构，在平台底部的巨大基础中被分隔为许多圆筒型的贮油舱和压载舱，这种平台的重量可达数十万吨，正是依靠自身的巨大重量，平台直接置于海底。
坐底式钻井平台是早期在浅水区域作业的一种移动式钻井平台。
平台分本体与下体（即浮箱），由若干立柱连接平台本体与下体，平台上设置钻井设备、工作场所、储藏与生活舱室等。
钻井前在下体中灌入压载水使之沉底，下体在坐底时支承平台的全部重量，而此时平台本体仍需高出水面，不受波浪冲击。
自升式钻井平台(Jack-up)又称甲板升降式或桩腿式平台。
这种石油钻井装置在浮在水面的平台上装载钻井机械、动力、器材、居住设备以及若干可升降的桩腿，钻井时桩腿着底，平台则沿桩腿升离海面一定高度；移位时平台降至水面，桩腿升起，平台就像驳船，可由拖轮把它拖移到新的井位。
半潜式平台(Semi)是大部分浮体沉没于水中的一种小水线面的移动式平台，它从坐底式平台演变而来，由平台本体、立柱和下体或浮箱组成。
此外，在下体与下体、立柱与立柱、立柱与平台本体之间还有一些支撑与斜撑连接，在下体问的连接支撑一般都设在下体的上方，这样，当平台移位时，可使它位于水线之上，以减小阻力；平台上设有钻井机械设备、器材和生活舱室等，供钻井工作用。
海洋平台设施的结构与设计原理
海洋平台设施的结构与设计原理海洋平台设施是为了支撑和保护海洋石油、海底矿产等海洋资源开发和利用活动而建造的一种重要设备。
它承载着海洋作业的各种设备和人员，并提供了必要的生活、办公和储存空间。
本文将探讨海洋平台设施的主要结构和设计原理。
在设计海洋平台设施时，首要考虑因素是其安全性和稳定性。
考虑到海洋环境的复杂性、恶劣的气象和水域条件，海洋平台设施的结构需要具备抵御大风、巨浪、海啸和冰冻等自然灾害的能力。
此外，设施的设计也必须能够适应不同的水深、底质和地形条件。
海洋平台设施的主要结构包括：顶部结构、支撑系统和浮力系统。
顶部结构是海洋平台设施上方的建筑物，包括办公楼、居住区、作业平台和设备等。
支撑系统是将顶部结构固定在海底的重要框架，通常由支腿、桥墩或钢管构成。
浮力系统则通过各种浮力体，如船体、浮筒或弹簧吊架来提供平台的浮力。
为了确保在海洋环境下的安全和稳定，海洋平台设施的主要设计原理包括以下几个方面：1. 抗风稳定性：考虑到海上风力较大的环境，海洋平台设施的顶部结构和支撑系统都需要具备较强的抗风能力。
设计中通常会采用钢结构和一定的空气动力学设计，以减小风力对结构的影响。
2. 抗浪稳定性：巨浪是海洋环境的重要威胁之一。
为了保证海洋平台设施的抗浪能力，通常会考虑采用斜坡或斜板来减小波浪对结构的冲击。
此外，在设计过程中还会结合海浪预测模型进行合理的结构设计。
3. 抗冰稳定性：在极地和寒冷地区，海洋平台设施还需要考虑抗冰稳定性。
设计中通常会采用合适的材料和措施来预防冰冻，例如热水灌注、防冰材料覆盖等。
4. 浮力系统设计：海洋平台设施的浮力系统是保证平台上浮并保持平衡的重要组成部分。
设计中通常会考虑到平台的总重量、浮力体积和浮力中心的位置，以保证平台在水体中的稳定性。
5. 地基设计：由于海洋平台设施需要在海底固定，地基设计也是关键因素之一。
不同的地质条件可能需要采用不同的支撑系统和固定方式，如钻井或地基桩基础。
海洋平台结构振动控制
2023-12-02CATALOGUE目录•海洋平台结构概述•振动控制理论•海洋平台结构振动分析•海洋平台结构振动控制设计•海洋平台结构振动控制实验及结果分析•结论与展望海洋平台结构概述01包括重力式、桩基式、张力腿式等，主要通过基础固定在海底。
固定式海洋平台浮式海洋平台新型海洋平台包括半潜式、张力腿式、Spar式等，主要通过浮力支持并固定在海面上。
包括自升式、锚链式等，结合了固定式和浮式平台的特点。
030201用于制造平台的主体结构，如钢柱、钢梁等。
钢材用于制造平台的底座和基础，具有较好的抗风浪性能。
混凝土如玻璃纤维、碳纤维等，用于制造平台的上层结构和辅助结构，具有轻质高强的特点。
复合材料海洋平台结构复杂，尺度较大，需要考虑风浪、地震等自然因素的影响。
大尺度海洋平台需要承受较大的外力，如风、浪、流等，同时还需要承受海底地质条件的影响。
高要求海洋平台结构设计涉及结构力学、材料科学、地质工程、海洋工程等多个学科领域。
多学科性振动控制理论02振动的分类按频率分为低频振动和高频振动。
振动的定义物体围绕平衡位置进行的往返运动。
振动的危害结构疲劳、设备损坏、人员不适等。
振动原理通过优化结构设计，降低结构的固有频率，避免与外力频率匹配。
减震设计通过增加隔震支座或隔震沟等，切断地震波的传播路径。
隔震设计通过增加阻尼材料或阻尼器等，吸收和消耗地震能量。
消震设计振动控制策略通过传感器监测地震动，计算机系统实时调整支撑刚度或阻尼，抑制地震反应。
主动隔震通过传感器监测结构振动，计算机系统实时调整结构阻尼，抑制结构振动。
主动阻尼振动主动控制技术振动被动控制技术被动隔震通过增加隔震沟、隔震支座等，切断地震波的传播路径。
被动阻尼通过增加阻尼材料、阻尼器等，吸收和消耗地震能量。
海洋平台结构振动分析03确定平台结构的固有振动特性，包括固有频率和模态形状。
分析不同振型下平台结构的响应，为振动控制提供参考。
考虑平台结构在不同海域、不同环境条件下的固有振动特性变化。
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座底式海洋钻井平台－胜利2号
胜利2号
• “胜利二号”极浅步行座底式钻井平台是一种两栖型、内外双体结构 移动平台。兼有常规座底式平台和陆用步行机械的特点。平台的内体 与外体均由甲板、立柱和沉垫三部分。
• 胜利二号具体数据： • 主要尺寸： • 总长：75.24m 总宽：43.14m 沉垫长：72.00m • 沉垫宽：42.5m 沉垫高：2.5m 甲板长：72.00m • 甲板宽：42.5m • 设计标准： • 最大作业水深：6.8m 最大钻深：4500m • 最大可变载荷： • 钻井状态：128吨 拖航状态：769吨 • 大钩载荷：450吨 转盘负载：450吨
SPAR平台
座底式海洋钻井平台
坐底式钻井平台又叫钻驳或插桩钻驳，适用于 河流和海湾等30m以下的浅水域。
坐底式平台有两个船体，上船体又叫工作甲板， 安置生活舱室和设备，通过尾部开口借助悬臂结 构钻井；下部是沉垫，其主要功能是压载以及海 底支撑作用，用作钻井的基础。两个船体间由支 撑结构相连。这种钻井装置在到达作业地点后往 沉垫内注水，使其着底。因此从稳性和结构方面 看，作业水深不但有限，而且也受到海底基础(平 坦及坚实程度)的制约。所以这种平台发展缓慢。
胜利3号
胜利4号
自升式钻井平台（ jackup）
自升式钻井平台又称甲板升降式或桩腿式平台。
这种石油钻井装置在浮在水面的平台上装载钻井 机械、动力、器材、居住设备以及若干可升降的 桩腿，钻井时桩腿着底，平台则沿桩腿升离海面 一定高度；移位时平台降至水面，桩腿升起，平 台就像驳船，可由拖轮把它拖移到新的井位。
南海5号
张力腿式平台 TLP
• 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产平台。
• 张力腿式钻井平台也是采用锚泊定位的，但与——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的，而是几乎垂直的。用的是桩 锚(即打入水底的桩为锚)或重力式锚(重块)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，起着绷紧 平台的作用。张力腿式平台自1954年提出设想以来，迄今 已有40年的历史。
半潜式平台用锚和钢丝绳定位，工作水深为 180m左右；用锚和链结合定位，工作水深可提高 到450m。新发展的动力定位技术用于半潜式平台 后，工作水深可达900~1200m,定位精度在1~2% 水深的半径范围内。半潜式与自升式钻井平台相 比，优点是工作水深大，移动灵活；缺点是投资 大，维持费用高，要有一套复杂的水下器具，有 效使用率低的自升式。
自升式平台的优点主要是所需钢材少、造价低， 在各种海况下都能平稳地进行钻井作业；缺点是 桩腿长度有限，使它的工作水深受到限制，最大 的工作水深约在120m左右。超过此水深，桩腿重 量增加很快，同时拖航时桩腿升得很高，对平台 稳性和桩腿强度都不利。体，用支撑立 柱连接。工作时下船体潜入水中，甲板处于水上 安全高度，水线面积小、波浪影响小、稳定性好、 自持力强、工作水深大。