第六讲海上钻井平台[研究材料]
第6章 半潜式海洋钻井平台2
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二.半潜式钻井平台的发展
第五代半潜式钻井平台：
2000 - 2005 年期间,出现了以Ocean Rover ,Sedco Energy ,Sedco Express 为代表的第5代半潜式钻井平台,其作业水深达1800～3600 m , 钻深能力在7620 ～11430 m (25000 ～37500 英尺) 之间,采用动力定位 为主,锚泊定位为辅的定位方式,能适应更加恶劣的海洋环境。由Sedco Forex公司设计的第5代半潜式平台采用模块化的甲板构件和2台独立 的管子垂直移运排放机等自动化设备,提高了钻管移放速度。同期平台 有Friede & Goldman 设计的GSF Development Driller I & II 和Reading & Bates RBS-8D and RBS-8M 设计的Deepwater Horizon , Deepwater Nautilus。
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六代半潜式海洋平台及典型配置
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三.国内外半潜式钻井平台研制现状
国外半潜式钻井平台研制现状
国内半潜式钻井平台研制现状
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1.国外半潜式钻井平台研制Байду номын сангаас状
截止2007年12月 ,全球在册登记的半潜式钻井平台共有210 座, 其中包括部分在建平台和维修平台(如下表) ,在册的210座半潜式钻井 平台中,工作水深以304. 8～914. 4m(1000～3000 英尺) 居多,工作深水> 3048m(10000 英尺) 的仅有30座,其中有26座为在建平台(如下表) 。
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深海半潜式钻井平台技术参数
海上钻井平台各系统简介
海上钻井平台各系统简介钻井平台各系统简介不知道从什么时候起，石油的价格节节攀升。
能源越来越紧张的今天，很多国家把目光从陆地转向了海洋。
自从世界上第一个海洋钻井平台制造出来以后，海洋工程有了长足的发展。
在几十米甚至上3~4000米深的海底钻一口井并不是一件容易的事，因为在海上环境的复杂多变以及恶劣。
经常要承受巨浪和暴风的袭击。
而钻井又要保持一个相对稳定的作业环境。
才能把一根根长长的钻杆钻进海底。
钻井平台从近海到深海，主要可以分为座底式，自升式，半潜式、钻井船等。
座底式是指，平台的结构直接座在海床上，几乎和陆上钻井没多大区别。
所以它们的可钻探深度很有限。
只能在几十米的水深的浅海区域作业。
自升式，又叫jack-up。
顾名思义，这种平台可以象千斤顶一样可以升降它的高度。
它典型的特征就式3-4条腿。
高高的绗架结构。
上面安装又齿条。
平台本体安装有齿轮。
它们一起啮合，传动。
在到达钻井区域的时候，腿就慢慢的伸到海床上。
平台就靠这几条腿站在海里了。
因为考虑到拖航的稳性，腿不能太长。
所以这种平台一般在120~150米水深的近海区作业。
半潜式，最新的已经到了第6代了。
这种平台综合了钻井船和坐底式驳船的优点，是漂浮在海面上的。
这样的话，它们就可以在更深的水域工作了；船体灌放水，可以调节吃水深度，保持船体稳定。
塔的下部是相当容积的浮筒，上面是若干个中空的立柱，支撑着上部平台平台上面是全部的钻井装备和必要的生活设施。
整个平台靠浮筒浮在水面。
它们带有2~3级动态定位系统，海底声纳定位系统，卫星定位系统等来保证平台的相对稳定的坐标。
它们有各种位移补偿装置来补偿海况带来的不稳定状况。
钻井船，钻井船是设有钻井设备，能在水面上钻井和移位的船，也属于移动式(船式)钻井装置。
较早的钻井船是用驳船、矿砂船、油船、供应船等改装的，现在已有专为钻井设计的专用船。
目前，已有半潜、坐底、自升、双体、多体等类型。
钻井船在钻井装置中机动性最好，但钻井性能却比较差。
海洋钻井工程技术简介课件
利用海洋丰富的风能资源，建设海上 风电场，为可再生能源产业提供支持 。
海洋波浪能开发
利用海洋波浪的能量，研发波浪能发 电技术，为偏远岛屿和海上设施提供 电力。
海洋科学研究
海洋地质研究
通过钻井获取海底地层样本，研究海洋地质构造、沉积物分布和地球物理特征 。
海洋生物研究
利用钻井技术获取海底沉积物和岩心样本，研究海洋生物群落、生态系统和古 生物遗迹。
包括半潜式和浮式钻井平 台，可在不同水深作业， 灵活性高。
人工岛
在近岸浅水区建造的人工 岛屿，用于支持钻井作业 。
海洋钻井设备与工具
钻机
泥浆泵
井口装置
防喷器
用于破碎海底岩层，形 成钻孔。
将钻屑从钻孔中排出。
用于控制和密封钻孔的 设备。
在钻井过程中控制井内 压力，防止井喷。
海洋钻井工程设计
地质勘探
智能化与自动化
自动化钻井系统
通过自动化控制系统，实现钻井设备的远程监控和操作，减少人 工干预和操作风险。
智能化钻井决策支持系统
利用人工智能技术，开发智能化的钻井决策支持系统，提供实时钻 井优化方案和风险预警。
智能化钻井装备
研发智能化的钻井装备，如智能钻头、智能稳定器等，提高钻井过 程的稳定性和安全性。
海洋钻井工程技 术简介
目录
• 海洋钻井工程概述 • 海洋钻井工程技术 • 海洋钻井工程应用 • 海洋钻井工程挑战与解决方案 • 未来海洋钻井工程技术展望
01
海洋钻井工程概述
海洋钻井工程定义
01
海洋钻井工程是指利用钻井技术 ，在海洋环境中进行石油、天然 气等资源的勘探和开发的过程。
02
海洋钻井工程涉及多个学科领域 ，包括地质学、地球物理学、海 洋工程学、石油工程学等。
海上石油钻井平台
五、钻井船
钻井船从结构上说很简单，外形就是一条船。所有的钻井 设备、工具，材料以及作业人员的工作间和生活区，直升飞机 平台等都在船上。
钻井船在海上只能进行浮式钻井作业。
作业期间，船体受到风、浪、流的作用，会产生各种运动。 这些运动有时非常剧烈，例如严重的摇摆，升沉和横向漂移， 给钻井作业带来很大的影响，甚至使钻井作业无法进行而中断。 所以，钻井浮船需要使用锚泊系统定位，或者使用自动动力定 位系统定位。
缺点：抗海水腐蚀性能差。
所以，有的地方，曾采用过抗海水腐 蚀性能好的铝制平台，但因造价昂贵，未 能普遍应用。
结构：基础部分和上层建筑。
基础部分是由导管架和桩管组成。导 管可事先在岸上预制好。然后，用驳船运 至目的地，或依靠中空的浮力拖至目的地， 下沉并坐在海底上。再将桩管由导管内插 入，并用打桩机打入海底一定深度。
升降任务完成之后，升降机构应当停止工作，以便检修。在拔桩以后并 将桩腿升起，准备拖航移位时，也存在桩腿与船体之间的位置的固定问题。 解决此间题的方法是用楔子自锁固定。拖航时上楔系统锁定，钻井作业期间 下楔系统锁定。
实际的升降系统，除了上述动力设备外，还要有一套控制系统，在中央 控制室集中进行控制操作。
3、绷绳塔式平台
如1983年建于墨西哥湾水深305米 的海域，塔架高329米，重19000吨，用 钢桩打入海底。但该塔架又瘦又高，柔 性较大，在波浪作用下可以允许轻微摇 摆。整个塔架靠20根直径227毫米的钢 绳作为绷绳向四面八方的海底拉紧，并 固定于海底。由于该平台的固有频率， 所以平台的摇摆不会对人员健康和生产 作业有大的影响。
钻井船的发展：
钻井平台发展历史论文
钻井平台发展历史论文钻井平台是海洋石油勘探与开采的关键设施之一，历史悠久且发展迅速。
最早的钻井平台可以追溯到19世纪下半叶，最初是在陆地上使用的。
随着石油勘探的不断深入，人们开始将钻井平台移至陆地以外的海洋中，以寻找更加丰富的石油资源。
随着技术的不断进步，钻井平台的结构和设计也在不断创新。
20世纪初，钻井平台主要是通过驳船、船舶或者其他海上设施进行作业，但受限于技术和设备的限制，工作效率并不高。
随着科技的不断进步，人们开始研发更加稳固和独立的海洋钻井平台，以适应远离陆地的深海勘探需求。
1953年，美国的一艘石油运输船被改装成了世界上第一艘海洋钻井平台，这标志着海上钻井平台的新篇章的开始。
之后，钻井平台的设计不断得到改良，出现了各种形式和类型的钻井平台，包括半潜式钻井平台、钻井船、定位式钻井平台等等。
随着海洋石油勘探的深入，钻井平台的技术和设计也在不断提高，使得钻井作业更加高效和安全。
同时，钻井平台的发展也推动了海洋工程技术的进步，为人类在海洋中开发资源提供了重要的支持。
总的来说，钻井平台经过了数百年的发展历程，在逐步提高效率和安全性的过程中，成为了海洋石油开发的不可或缺的设施之一。
随着技术的不断创新，相信钻井平台将会迎来更加辉煌的发展前景。
钻井平台的发展历程是一个不断创新和超越的过程。
随着海洋石油勘探的深入和石油需求的增加，钻井平台已经成为现代海洋工程领域中的一个重要组成部分。
除了传统的陆地钻井平台和海上钻井平台外，近年来，随着深海油气资源的不断开发，更加先进的超深海钻井平台也开始出现，这些平台可以在更深的海域进行石油勘探和开采作业，满足了人们对深海石油资源的需求。
除此之外，随着对环境保护和安全性的要求越来越高，钻井平台的设计和设备也在不断升级。
现代的钻井平台配备了各种高科技设备，例如动态定位系统、智能化控制系统、远程监控系统等，以确保钻井作业的安全和高效进行。
同时，在环保方面，钻井平台也着重研发了环保设备和技术，以减少对海洋生态的影响，注重可持续发展。
矿山地质学复习资料
●第一讲绪论矿山地质：是指矿床经过地质勘探之后，在矿山基建和矿山生产中，在已建或拟建矿山范围内，为保证矿山基建与生产工作顺利进行，而对矿床所作的一系列地质工作的综合称为矿山地质。
●1.矿山地质学研究的概念和任务是什么？基本任务:进行矿床的开发勘探和研究工作，提高储量级别，扩大矿山资源远景，延长矿山服务年限，监督矿产资源的合理开发利用。
主要任务：●1.进行开发勘探（基建勘探和生产勘探）。
●2.随着探采工程的进展，做好地质编录、取样等日常基础地质工作，不断补充和修改矿山地质资料，为采掘生产提供可靠的地质依据。
●3.矿产资源的合理开采、综合利用，实行有效的监督。
●4.按期计算并分析地质储量和生产矿量的保有和变动情况；●5.开展采矿贫化与损失的计算与分析；●6.进行矿山采掘（剥）工作的地质技术管理。
●7.开展矿山水文地质、工程地质及环境地质工作，为矿山防治水，控制露采边坡和井下地压活动及环境保护提供地质资料。
●8.开展矿区综合地质研究，总结成矿规律，指导隐伏矿体找寻及矿区的矿产预测。
●9.加强矿山地质科技情报交流，研究和推广新技术、新方法、新手段，提高矿山地质工作水平，促进矿山地质工作现代化。
2.简述矿山地质学的学科性质和特点。
学科性质：1、矿山地质学是由地质学与采矿学相结合而产生的一门应用地质学科，是运用地质学理论和方法研究在矿山建设、生产直至开采结束不同阶段遇到地质问题，为矿山生产服务的一门学科。
2、矿山地质学是一门直接为矿山生产建设服务的应用地质学科，它主要研究矿床开发过程的地质及其相关的矿产资源经济、环境问题的理论和方法。
学科特点：1、实践性矿山地质学是直接联系矿山采掘生产并为矿山开采活动服务的应用学科，具有鲜明的实践性。
2、综合性矿山地质学又是一门综合性很强的学科，他与基础地质学、矿床资源学和其他地质学科有着广泛的联系。
3、经济性从矿山的经济特点进行回答第二章采矿基本知识开采矿产资源的过程和作业叫采矿。
《海上钻井平台》课件
浮式钻井平台
只有主平台浮在海面上，稳定 性差一些。但价格，可移动性 都比半潜式更好。
固定式钻井平台
类似于平台式海洋平台，用于 淺海和陆架地理位置优越时使 用。
海上钻井平台的构造和工作原理
构造
主平台、井架、液气分离装置、液压系统、钻具， 电气系统，办公区等。
工作原理
平台攻破海底，钻井设备开展钻井工作并通过各种 设施进行油气开采。
海上钻井平台的应用领域
1
海上钻探
搜寻和钻探油气。
2
海上采集
生物资源调应对油船事故或平台意外的抢险救灾，进行设备维修和大规模施工等。
海上钻井平台的优势和挑战
1 优势
可设备强度大，平台空间大，工作效率高，可移动性强。
2 挑战
生产和施工难度大，对环境要求高，风险和安全隐患比较大。
海上钻井平台的未来发展
技术创新
未来将会运用数字化技术、自动化设备，有望实现 代工厂式作业。
绿色环保
针对生态环境考虑更多，研发智能钻探设备，建设 绿色低碳的能源平台。
结束
海上钻井平台是为满足人们对石油能源不断增长的需求而发展出来的高科技 产品。未来，我们期待更加高效、环保、智能的钻井平台的出现，为人们带 来更多方便，同时也保护着整个地球的生态。
《海上钻井平台》PPT课 件
从定义、类型到未来发展，一篇关于海上钻井平台的全面介绍，让你更深入 了解这项关键的工程技术。
海上钻井平台的定义
作用
搜寻、开发海底油气资源的 基础设施。
位置
搭建在海洋上的固定或移动 平台，用以钻探海底。
特点
结构复杂，属于油气行业重 要的高端装备之一。
海上钻井平台综述
在石油钻井领域中，目前国际上对深水的定义不尽相同：2002年在巴西召开的世界石油大会上提出将400 m作为划分深水的标志线口；Shell及BP公司规定水深超过500 m是深水；全球主要深水钻井承包商之一的Oceaneering公司认为水深超过910 m才属于深水；我国目前采用的深水标准是500 m。
由于全球对原油的消耗量不断增长，陆上和浅水区域的原油产量已不能满足需求，因此深水油气勘探与开发引起各国的高度重视。
而随着深水油气勘探开发受到重视，全球深水钻井装备、深水钻井高新技术研究与应用得到了快速发展，深水钻井关键技术不断取得突破。
1 深水钻井技术的挑战与发展状况1．1 深水钻井技术的挑战水深带来的挑战。
随着水深的增加，钻具、钻井液、隔水管用量和海洋环境复杂性都相应增加，这对平台承载能力、钻机载荷、甲板空间等提出了更高的要求。
随着工作水深的增加，作为深水油气开发的主要装备——浮式钻井平台已经开发出了六代产品。
工作水深从几百米增加到超过3 000 m；载荷也从几千吨增加到上万吨。
另外，随着水深的增加，隔水管需要具备更大的抗挤压能力，对钻井液、完井液的流变性也提了新的要求，同时，海底的所有装备也要承受更低的温度和更高的压力。
风浪流带来的挑战。
深水环境的风浪流会引起钻井船的移位，导致隔水管发生变形和涡激振动，因此对其疲劳强度设计提出了更高的要求。
环境载荷超出隔水管作业极限载荷时，需要断开隔水管系统和水下防喷器的连接。
悬挂隔水管的动态压缩也可能造成局部失稳，增大隔水管的弯曲应力和碰撞月池的可能性。
强烈的海洋风暴对钻井平台具有灾难性的破坏作用，因此深水钻井对海洋风暴的预测及钻井平台快速撤离危险海域提出了更严格的要求。
低温带来的挑战。
海水温度随水深增加而降低，海底温度(即使在热带)一般为4℃左右，有些地区达 3℃，海水的低温可以影响到海底泥线以下约数百米的岩层。
低温带来的问题主要包括：海水低温环境使隔水管中的钻井液流变性发生变化，可使钻井液的黏度和密度增大。
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调研学习Biblioteka 8孤独号——建造通往海岸的输油管
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光明号——负责装置巨大的锚椿
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巨僕三号——运送中央处理平台
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作业
• 海上钻井平台的组成部分有哪些？
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钻井平台的分类
• 海洋钻井平台是主要用于钻探井的海上结 构物。平台上装钻井、动力、通讯、导航 等设备，以及安全救生和人员生活设施， 是海上油气勘探开发不可缺少的手段。
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混凝土重力式平台
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• 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。
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FPSO
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• FPSO俨然一座“海上油气加工厂”把来自油井 的油气水等混合液经过加工处理成合格的原油或 天然气，成品原油储存在货油舱，到一定储量时 经过外输系统输送到穿梭油轮。
• FPSO系统----作为海上油气生产设施，FPSO系 统主要由系泊系统、载体系统、生产工艺系统及 外输系统组成，涵盖了数十个子系统。
• FPSO是英文Floating Production Storage & Offloading的缩写，中文翻译“浮式生 产储存卸货装置”。
• 它集生产处理、储存外输及生活、动力供 应于一体。
• 同时它还具有高投资、高风险、高回报的 海洋工程特点。
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三、由中国与韩国合资的江苏韩通船舶重工有限公司承担建 造、舍凡钻井公司(SevanDrilling)拥有的“舍凡钻工 (SevanDriller)”号半潜式平台，工作水深达当前创世界纪录 的12500英尺(3810米)；中部具有双井架的、钻深能力亦达 当前创世界纪录的40000英尺(12200米)超深井钻机；是世 界第一艘SSP（即舍凡稳定性（减摇）钻井平台）。
四、由上海船厂与美国Frontter公司签订于2007年3季末以后
开始建造4-5万吨动力定位深水钻井船。
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南海二号半潜式海洋钻井平台
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渤海渤西岐口18-1平台
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张力腿式钻井平台
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• 张力腿式钻井平台（TLP）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。
• 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。
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自升式钻井平台由平台
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• 自升式钻井平台由平台、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。
第六讲 海上钻井平台
油气井田的开拓
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1
一、海上钻井平台的组成部分
油井钻探
输油气管道铺设
中央处理平台
运输油气管道架设
电缆铺设
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海上钻井平台组成
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中央处理平台
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深水千禧号——钻井
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魔女号——铺设输送管网路（气井—中央平台）
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英仙座号——沿输送管铺设控制电缆
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钻井船
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• 钻井船是浮船式钻井平台，它通常是在机 动船或驳船上布置钻井设备。平台是靠锚 泊或动力定位系统定位。
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半潜式钻井平台
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• 半潜式钻井平台（SEMI）由坐底式平台发 展而来，上部为工作甲板，下部为两个下 船体，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，新发展的 动力定位技术用于半潜式平台后，工作水 深可达900-1200米。
• 原油一般是通过管线运 输，在深水中可用近海 装油设施进行输送。
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固定平台
• 固定平台包括导管架式平台、混凝土重力 式平台、深水顺应塔式平台等。
• 钢质导管架式平台使用水深一般小于300米， 通过打桩的方法固定于海底，它是目前海 上油田使用广泛的一种平台。
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导管架式平台
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• 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。
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牵索塔式钻井平台
• 牵索塔式钻井平台得名 于它支撑平台的结构如 一桁架式的塔，该塔用 对称布置的缆索将塔保 持正浮状态。
• 在平台上可进行通常的 钻井与生产作业。
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• 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，通过尾郡开 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。
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• 主要分为移动式平台和固定式平台两大类。 其中按结构又可分为：
（1）移动式平台：坐底式平台、自升式平 台、钻井船、半潜式平台、张力腿式平台、 牵索塔式平台
（2）固定式平台：导管架式平台、混凝土 重力式平台、深水顺应塔式平台
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坐底式钻井平台
• 胜利二号坐底式钻井平台
• FPSO（浮式生产储油船）、TLP（张力腿平台）、 SPAR是最主要的采油设备，其中，TLP和SPAR 主要位于美国墨西哥湾，其余国家现在主要是 FPSO。
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目前我国正在设计、建造的超深水钻井平台
一、由708所与上海外高桥造船厂设计、建造3000米工作水 深的半潜式钻井平台。
二、中国船舶重工集团公司大连造船新厂建造了BG9000型4 艘超深水半潜式钻井平台。