03-海洋石油钻探与生产装置-导管架-自升式
海洋油井平台概述
各类海洋油井平台概述海洋石油钻采设备是海上油气田钻井与采油所用的工具和装备，它的种类繁多包罗万象，但归纳起来大体可以分为四类：1．海洋石油钻井平台；2.海洋石油采油平台；3.水上钻井机械设备；4.水下钻井机械设备。
本文主要介绍前两类，即：海洋石油钻井平台及海洋石油采油平台。
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（SEMI）、张力腿式平台(TLP)、牵索塔式平台、浮式生产处理系统（FPSO）、筒状平台（SPAR）。
（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。
移动式平台坐底式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30米以下的浅水域。
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。
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。
然而我国渤海沿岸的胜利油田、大港油田和辽河油田等向海中延伸的浅海海域，潮差大而海底坡度小，对于开发这类浅海区域的石油资源，坐底式平台仍有较大的发展前途。
目前已有几座坐底式平台用于极区，它可加压载坐于海底，然后在平台中央填砂石以防止平台滑移，完成钻井后可排出压载起浮，并移至另一井位。
自升式钻井平台自升式钻井平台被设计成为驳船的模样，具有可以升降的可延伸到海底的桩腿。
虽然有些设计能使其在海深500英尺（152米）的海域工作，但通常用于海深400英尺（122米）的地方，适合于近海。
其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目的地。
到达钻井目的地后，工作时桩腿下放插入海底，平台及平台上所有的钻井设备及其他器械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。
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
海洋油田多功能自升式平台研制
摘 要 ：文 章根 据 目前 海洋 石油 作业 的 需要及 市场 前景 为前 提， 提 出 了多功 能 自升式平 台的思路 。对 其作 业工况 进行 了阐述。 同时对平 台建 立 模型， 以一典 型作 业条件 和作 业 工况 为例， 利 用ＡＮＳ 软件 进行 ＹＳ 强度计 算； 对 其稳 性进 行 了校核 计 算。 证 明多功 能平 台在其作 业环境 条件 下是 安 全 可靠 的， 满足 作 业 的需
施工 的工程量 随着油价 的高位徘徊 与 日俱增 。海 上石
该平 台是一 艘三桩 腿 ，尾 二首一 。平 台主体 为箱
４ １、型 宽４ １ ９ 油一个 油 田的开 采一般过 程是 ：钻探井一 安装导 管架 形 结构 ，平 面形 状 接 近三 角形 ，型长 ５ １ ． ３ ． 一钻 开发井 和完 井一安装 生产模块及 钻机一石 油开采 ｍ、型深５２ｍ、固桩 区８ｍ、桩腿 ７ ×３２ｍ、悬臂 梁 ４ｍ ． ｍ。 ７ 一钻 调整井一石 油开采一修 井一 石油 开采等等 ，这些 长３ ×高４
． 作业 过程需要 非悬臂和悬 臂移动式 钻井 平 台 、固定平 ２２ 多 功 能 简 述 多 功 能 平 台能 提 供 海 上 生 活 支持 、工 程 支 持 和 台钻机 、移 动式 工程 支 持平 台／ 、移动 式生 活 支持 船
平 台／ 以及 海上 浮 吊相 继完 成 。根 据 以往海 洋石 油 探井 、开 发井 及 调整 井 的 钻井 、修井 等 工程 支 持服 船 开采经 验 ，这些设 备 的利用 率受海上石 油生产情 况和 务 。移 动生 活模块 和钻 修井 机 进行 移 动转 换 ，可分 周期 的影 响 。在 开发初期使用海 上浮 吊和移动式钻 井 别实 现 生活 支 持 或钻 修 井作 业 功 能 的能力 。移 动生 平 台 比较多 ，在 中后 期使 用工 程 支持 平 台／ 、生 活 活模 块 由单 个 模块 进 行 组合 成 移 动生 活模 块 ，在组 船
海洋石油——精选推荐
海洋⽯油海洋⽯油钻井技术⼀、名词解释1、预钻井：先⽤⾃升式或半潜式平台通过海底基盘进⾏预先的钻井。
2、平台回接：将预钻井的海底井⼝与导管架平台上进⾏连接，称之为回接。
3、井⼝平台：常规井⼝平台上安装⼀定数量的采油树，井液经采油树采出后，通过胆经计量系统计量，⽤海底管线输送到中⼼处理平台或其他⽣产处理设备上进⾏处理。
4、单点系泊系统：⼀种在海上将船舶与其系泊，并通过它来对船舶完成⽯油输运和装卸作业的终端。
5、局部破损稳定性：平台受到局部破损的情况下仍能保持稳定性。
6、酸性⽓体：天然⽓中经常含油⼀定数量的H2S和CO2等酸性组分，其遇⽔后呈酸性。
7、分离质量：指分离器出⼝处标准⽴⽅⽶⽓体所带液量多少。
8、分离程度：指分离器在分离的温度，压⼒下，从其出液⼝中拍出的液体所携带的液离⽓体体积之⽐。
9、脱⽔：油⽓分离器的基本原理是破坏乳化液油⽔界⾯膜的稳定性，使其破裂促进⽔颗粒，凝聚成⼤⽔滴，使⽔从原油中沉降下来。
⼆、填空题1、海洋平台的分类依据功能、移动性与海底是否有接触。
2、移动式平台分类：1）底撑式;①坐底式②⾃升式2）浮动式①半潜式②浮船式3、半潜式平台的组成分类：1）按移动⽅式：⾃航式、⾮⾃航式2）定位式；锚泊定位、动⼒定位、组合定位。
4、固定式钻井平台的分类：桩基式平台、重⼒式平台、张⼒腿平台、绷绳塔式平台。
5、⾃升式平台的作业内容：降、拔、拖、压、升。
6、⾃升式平台可能出现的问题：摇摆、下沉、横向漂移。
7、坐底式平台的可能出现的问题：滑移、掏空、和倾斜。
8、⽔下井⼝装置的核⼼部分是防喷器。
9、浮式坐底平台三种直线运动：进退、横漂、升沉；三种绕合运动：纵摇、平摇、横摇。
10、海洋浮式钻井专⽤设备包括：海洋浮式钻井⽔下设备和⽔⾯专⽤设备；包括；钻柱运动补偿器与紧张器系统。
11、钻井船的定位⽅式：重⼒定位、锚泊定位。
托运⽅式：湿拖与⼲拖。
12、⾃升式平台的升降装置的分类：液压、⽓压、齿轮齿条；形状：圆柱形、衡架形。
我国海洋石油钻井平台现状与技术发展分析
我国海洋石油钻井平台现状与技术发展分析随着我国经济持续高速增长，油气资源供应不足将成为阻碍经济发展的主要矛盾。
为提高对油气资源的占有量,海洋油气的开发己经成为我国实现能源可持续发展的战略重点，加快国内油气勘探开发，大力拓展海外充分利用国内外2种资源、2 个市场，保证石油的安全稳定供应己成为我国的国策。
海洋石油钻井装备产业是以资本密集和技术密集为主要特征、为海洋油气资源开发提供生产工具的企业集合，是海洋油气产业与装备制造业的有机结合体。
我国海洋石油钻井平台现状11我国海洋石油钻井装备产业取得骄人业绩我国油气开发装备技术在引进、消化、吸收、再创新以及国产化方面取得了长足进步。
(1)建造技术比较成熟海洋石油钻井平台是钻井设备立足海上的基础。
从1970年至今，国内共建造移动式钻采平台53座，己经退役7座，在用46座。
目前我国在海洋石油装备建造方面技术已经日趋成熟，有国内外多个平台、船体的建造经验，己成为浮式生产储油装置(FPSO)的设计、制造和实际应用大国，在此领域我国总体技术水平己达到世界先进水平。
(2)部分配套设⑵ 部分配套设备性能稳定海洋钻井平台配套设备设计制造技术与陆上钻井装备类似，但在配置、可靠性及自动化程度等方而都比陆上钻井装备要求更苛刻。
国内在电驱动钻机、钻井泵及井控设备等研制方而技术比较成熟，可以满足7000m 以内海洋石油钻井开发生产需求。
宝石机械、南阳二机厂等设备配套厂有着丰富的海洋石油钻井设备制造经验, 其产品完全可以满足海洋石油钻井工况的需要。
(3)深海油气开发装备研制进入新阶段目前，我国海洋油气资源的开发仍主要集中在200m水深以内的近海海域，尚不具备超过500m深水作业的能力。
随着海洋石油开发技术的进步,深海油气开发己成为海洋石油工业的重要部分。
向深水区域推进的主要原因是由于浅水区域能源有限，满足不了能源需求的快速增长需求，另外，随着钻井技另外，随着钻井技术的创新和发展，己经能够在许多恶劣条件下开展深水钻井。
2022-2023学年北京市东城区高三一模语文试题(含答案解析)
2022-2023学年北京市东城区高三一模语文试题阅读下面材料，完成各题。
材料一随着陆地油气资源日益减少，人们将目光投向海洋。
海洋蕴藏着地球34 %以上的石油和天然气资源，但海洋环境恶劣，油气钻采需要科技含量更高的设备，海洋石油钻井平台是其中关键设备之一。
海洋石油钻井平台一般分为固定式平台和移动式平台两种。
固定式平台包括坐底式、导管架式等，移动式平台包括自升式、半潜式等。
其中，导管架平台具有甲板面积大、可变载荷大、结构安全可靠等优点。
世界上第一座设备齐全的钢质导管架平台，于1947年在美国墨西哥湾水深6米处成功安装。
此后，导管架平台数量迅速增加。
导管架平台主要由导管架、桩和上部结构三部分组成。
其中导管架和桩，通常称为支撑结构。
按腿柱数量分类，导管架通常有以下九种形式：三腿柱导管架、四腿柱导管架、八腿柱导管架。
此外，还有十二腿柱导管架、十六腿柱导管架等。
例如，259米水深的Hondo平台是八腿，313米水深的Cognoc平台是十二腿。
导管架的外形类似细长形的金字塔，腿越多，底座相对越稳固，但也更费钢材，体积也更大。
整个导管架在陆上预制完成，运至海上采油处再定位、安装、合拢。
这大大地减少了海上的工作量，提高了效率，降低了成本。
导管架平台通常用于浅水海域油气资源开发。
但海洋中蕴藏的油气资源有近一半埋于超过300米的深海之下。
300米水深是油气行业划分浅水与深水的界限。
随着水深增加，油气勘探开发技术难度和所需投入也会呈几何倍数增长。
目前，在世界范围内数千座导管架平台中，仅有9座导管架高度超过300米。
我国海上石油开发始于上世纪60年代末期的渤海湾地区，水深局限在20米。
80 年代末期，开始在南海100米水深范围内勘探和生产。
南海是世界上最有前景而又尚未大规模开采的油气资源区，油气田大多在300 米～500米水深范围内。
我国现有导管架平台约300座，最早的是1985年投产的渤海埕北油田，水深在16米左右；2014年投产的荔湾3-1平台是当时亚洲最大的导管架平台，水深达到了190米。
海洋石油勘探开发生产流程简介(干货)
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工程项目组 分项目设计建造
分项目划分设 计与建设评标 ---平台、导管
质量、进度 和费用控制 的重要阶段 （可利用底
架 FPSO与海 盘预钻生产
底管线工程安 井）
装联接
海上安装施工 导管架平台安 装海底管线铺 设与立管锚泊 系统与 FPSO 就位
设施联接 与系统调试
钻生产井/ 完井测试
投产与试
紧锁销。 五、钻36"井眼到预定深度。 六、下入30“导管（同时）最后一根导管头短节连同永久导向基座一起下
入。 注：1）若永久弃井的探井，导管头在海床上的高度为1-2M
2）若要套装生产井口底盘的生产井，其30“导管头到海床（泥线）上 的高度应为4-5M，珠江口地区我认为取4M是合适的。
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七、 用下入工具吊住导管实施注水泥作业，无临时导向基座井，将导管和永久导 向基座 吊住候凝后，倒开并回收下入工具，其找平时，永久导向基座倾斜 <1º。一般井导管斜度<1º-0.5º。
制定油田开发政策,投产井数、层数顺序、产量分配与控制。 人工举升，增产措施和提高采收率。（注水、气举、电潜泵 等） 油井测压（流动压力与井底压力等），含水分析与控制。 油藏动态分析与油层管理。 钻补充井、调整井、修井。 油田化学与油气水分离。 设施维修保养与扩容。 提油终端作业与原油销售。
油田废弃 与生产期 的终结
Stabilizer 稳定器
Hole Opener
扩孔器
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地面安全接头
锁式安全接头
Rotary Reamer 滚轮划眼器
Drilling On Gauge (Dog) Sub
滚轮划眼器
一、海底检查，清查井口障碍物。 二、测深度---用测深板探测井眼位置转盘面到海底（泥线）的距离。 三、下入临时导向基座或支撑永久导向基底的基盘（可不用，倾角≯5º）。 四、检查永久导向基座并将导管头短节坐入永久导向基座内，上紧卡盘或锁
海洋石油,海洋工程钻井平台的分类
yaojun886@
SWPU
FPSO
v 目前我国正在设计、建造的超深水钻井平台（船）主要有： v 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。 v 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。 v 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）。 v 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。 v 以上均是我国垮入超深水钻井平台建造的重要标志，目前我国在建造 平台、船体吨位总量方面仅次于韩国而居世界第2位，但在自行设计建造用 于平台、船上的主机、特别是浮式钻井专用设备方面几乎还是空白，这需 要国内海洋装备企业瞄准世界顶尖水平继续努力。
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导管架式平台
v 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。自1947年第一次被用在墨西哥 湾6米水域以来，发展十分迅速，到1978年，其工作水深达到312米，目 前世界上大于300米水深的导管架平台有7座。
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潜式钻井平台
v 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。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，需有一套复杂的水下器具，有效使用率低于自升 式钻井平台。到目前为止，半潜式钻井平台已经经历了第一代到第六代的 历程。据统计，目前世界范围内有深水自升式钻井平台65艘，大部分工作 在墨西哥湾和北海。其运营商主要为美国石油公司。
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3.1 概述
• 海上油田常规开采模式（六个程序） • 5.钻生产开发井。开发井中包括生产井和注 入井（注水和注气），这些多数是定向井。 钻生产开发井可用移动式平台，也可用固 定式平台。 • 6.当部分开发井完成后且原油的集中、处理、 储存及输送系统完备后，油田即可投产。
3.1 概述
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主要内容 • 3.1 概述
• 1.平台主体 • 自升式平台的主体通常是一个具有单底或双层底 的单甲板箱形结构。 • 甲板以下布置柴油发电机舱等动力舱室、泥浆泵 舱等钻井工程用舱室和其他工作舱室，以及燃油 舱、淡水舱、压载水舱等液体舱，如设双层底， 则燃油及淡水布置在双层底内。 • 甲板上布置钻台与井架、钻杆与隔水管堆场、管 架、起重机、生活舱室、升降装置室、直升机平 台等。主体的平面形状和桩腿的数目密切相关， 一般有三角形（三腿）、矩形（四腿）和五角形 （五腿）等
3.1 概述
• 海上油田常规开采模式（六个程序） • 3.为了对油气构造进行评价，还要由移动式 钻井平台钻若干评价井与探边井。通过评 价井可以更进一步地掌握该含油构造的油 气范围，性质，产量及储量方面的材料。 • 4.根据上述取得的材料，进行综合性研究， 以确定油田是否开发，进而提出最佳的开 采方案，选择合理的开采工艺。
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3 海洋石油钻探与生产装置
主要内容 • 3.1 概述
• 3.2 钻探装置-钻井平台
• 3.3 生产装置-采油平台
• 3.4 单点系泊系统
• 3.5 早期生产系统
• 3.6 海洋工程特种船
3.1 概述
3.1.1 平台发展史 -从无到有，简单到复杂，浅海到深海
3.1 概述
• 青岛-栈桥
3.1 概述
3.1 概述
• Gravity Base Platform • 重力式平台
3.1 概述
• Compliant Tower • 顺应塔式平台
3.1 概述
• Tension Leg Platform • 张力腿式平台
Hale Waihona Puke 3.1 概述• Spar Platform • 深水圆筒式平台
3.1 概述
• 3.1.2 • 海上油田常规开采模式（六个程序） • 1. 由地球物理勘探船对海底地质进行调查， 通常采用的是以地震勘察法为主的各种地 球物理勘探方法，用以找出有希望的含油 气构造。 • 2. 在该构造上进一步采用移动式钻井平台， 按选好的井位钻井取芯，对地层作更详细 更具体的调查。如钻的井有油气发现，而 且数量达到一定标准时，就称这口井为发 现井。
3.2 钻探装置-钻井平台
• 沉垫式由平台、桩腿和沉垫组成，设在各桩腿底部的沉垫， 将各桩腿联系在一起，整个平台的重量由相联各桩腿支承。 沉垫是连接在自升式钻井平台的桩腿下端，或在坐底式钻 井平台立柱的下端，用来将整个平台支承于海底的公共箱 形基座。平台下体的部分构件，用了沉垫就增大了平台坐 底时的支承面积，减小了支承压座力，使桩腿或立柱陷入 海底的深度减小。当平台定位后要升起时，不需要预压。 在平台拖航时，沉垫浮于水面或接近水面，有提供浮力与 稳性的作用。为了防止坐底时海底有海流流速的冲刷作用， 一般在沉垫四周底部设有能插入海底的裙板，以防止周围 的海底被淘空，影响平台的安全。沉垫式平台适用于泥土 剪切值低的地区，要求保持的承载力较低，通常的承载压 力为0.24-0.29巴，其吃入海底深度很小，在1.5-1.8米之间， 作业区的海底要求相当平，海底最大斜度限于1.5°,不适用 于有珊瑚层或大块岩层地区，因为不平整的海底可能会破 坏平台结构。
3.1 概述
3.1 概述
3.1 概述
3.1 概述
小水线面双体船 SWATH
• 拥有优良的耐波性 • 良好稳定性和航态可 控性
3.1 概述
半潜式平台 Semi-submersible platform
• 发展潜力大 • 造价高
3.1 概述
• 采油（生产）平台 • Fixed Jacket Platform 桩基导管架平台 • Gravity Base Platform 重力式平台 • Compliant Tower 顺应塔式平台 • Tension Leg Platform 张力腿式平台 • Spar Platform 深水圆筒式平台
3.1 概述
自升式平台 Self-Elevating Jack-up
• 具有较大的灵活性， 造价也比较低，且在 工作时，一经固定以 后，平台很固定，能 在大风浪中继续工作， 因而用它在较深水中 进行勘探钻并非常有 效。 • 作业水深有限
3.1 概述
钻井船（钻探船）Drillship
• 优点是它的机动性较 高，能适应较大的水 深，有利于扩大海上 作业的范围。它能利 用旧船进行改装，便 于建造和维修又节省 建造时间和费用。
3.2 钻探装置-钻井平台
3.2 钻探装置-钻井平台
3.2 钻探装置-钻井平台
3.2 钻探装置-钻井平台
3.2 钻探装置-钻井平台
3.2 钻探装置-钻井平台
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3.2.1 自升式平台 Jack-up
• 自升式平台的结构 • 1.平台主体 • 2.桩腿 • 3.升降装置
3.2.1 自升式平台 Jack-up
• 3.2 钻探装置-钻井平台
• 3.3 生产装置-采油平台
• 3.4 单点系泊系统
• 3.5 早期生产系统
• 3.6 海洋工程特种船
3.2 钻探装置-钻井平台
3.2 钻探装置-钻井平台
3.2.1 自升式平台 Jack-up
自升式平台由工作平台、桩腿和升降 机构组成
3.2 钻探装置-钻井平台
3.2 钻探装置-钻井平台
桩基导管架平台 Fixed Jacket Platform
• 一，它的用途多样化。 • 二，对恶劣环境适应 性增强。 • 三，节约材料，安全 可靠程度提高。 • 不能移动
3.1 概述
坐底式平台 Submersible Platform
• 最大优越性是，若在某一个井位钻不出油气，可以 很方便地移至另一个井位。 • 最大的毛病是，只能工作在较浅的海上，当水深超 过30m ，由于结构很复杂、又笨重，则不经济。