顺应塔平台 顺势而动“不倒翁”

2025-08-28 15:16:00

当作业水深超过250米后,导管架平台的成本将随着水深增加而大幅增加,为此,海洋工程界研发了一种新的固定式柔性海洋平台,即顺应塔平台。

在海洋环境荷载作用下,顺应塔平台围绕支点可发生允许范围内某一角度摆动,这个支点有点像人体的关节点,所以顺应塔式平台不像导管架那样,在海洋环境荷载作用下,会随着波浪的作用顺势而动。也正是这种以柔克刚的特点,使它能够应用于300米以上水深的海域。

顺应塔式平台是瘦身版的导管架平台,这是一种细长的框架结构,沿高度方向的横截面宽度一般不变,主体框架结构面积较小。框架每隔一定的高度,结构形式就会重复;在底部每个角设有数根裙桩,钻井井槽设置在平台的中部。

1983年,第一座顺应塔式平台安装在墨西哥湾的莉娜(Lena)油田,水深305米。顺应塔式平台的适用水深有限,实际应用的水深范围在305610米。截至2018年,全球共建造了5座顺应塔平台,3座在美国墨西哥湾,2座在西非海域。水深最深的顺应塔式平台是位于墨西哥湾535米水深的德士古公司的Petronius平台,整个平台重43000吨,甲板模块3850吨,投资5亿美元,平台有10口生产井,最大生产能力为每天产原油60000桶、产天然气283万立方米。

顺应塔平台的主要形式经历了三代演变。第一代为拉索式顺应塔,在平台主体外侧设置拉索,防止外界环境荷载作用使平台主体产生偏移;第一座顺应塔平台采用了这种形式,它通过20根配重拉索固定在海底。平台服役期间经受了多次台风袭击和一艘大型油轮的碰撞,显示了顺应塔结构形式顽强的生命力。第二代为座底式顺应塔平台,通过桩基础固定在海床上,由于所在水深超过250米,底部钢桩承受的弯矩和横向基底剪力非常大,存在较大风险,因此这种形式的平台只是概念设计,没有投入到实际工程应用。第三代为柔性腿式顺应塔,在平台主体外侧设置柔性腿,在环境荷载作用下受到拉压而产生抵抗平台运动的恢复弯矩,墨西哥湾的Petronius顺应塔平台和西非的BBLTTombua-Ladanna顺应塔平台都采用这种形式。

顺应塔式平台沿平台主体结构长度方向不变,建造相对简单,可以分为1002000吨的模块进行分块建造,对场地承载力的要求也比同功能下的导管架要低;用钢量、建造场地的适应性等方面比传统导管架平台更具有优势,从而可降低工程投资。其上部甲板形式与常规固定式平台甲板形式一样,可采用传统的钻修井形式,操作和维护费用低,便于船舶停靠。

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