1海上采油平台
海上采油平台主要是用来开采石油和天然气并对油气进行初步处理(如油气分离、油水分离)的海上建筑物。它是单口或多口生产井和油气处理的基础设施,故必须有相应的甲板面积和承载能力,还必须能适应各种海况条件或可能发生的作业条件。海上采油平台的类型没有统一的规格和形式,其类型与油田的大小、产量高低、原油性质以及水深、海况、气象、腐蚀、海底地质等各种因素有关。因此,平台设计和建造的类型多种多样,各有特点。
海上采油平台按平台的布置方式分类:
(1)综合式采油平台
在一个钢质或混凝土制成的导管架上铺设平台甲板,用以布置钻井、采油、油气处理、储油、动力、生活等多种设施,完成各种作业。这种大型采油平台多用于深海,造价较高。
(2)群式采油平台
在浅海油田分别建造生产平台、储油平台、生活平台(或生活、动力平台),平台之间用栈桥相通,这种形式的平台,造价较低,我国渤海的埕北油田就是采用这种形式。
海上采油平台按平台制造的材料及在海床上的固定方式分类:
(1)钢质桩基导管架式平台
这种平台一般是从导管架的腿内打桩,少数是从固定在导管架腿下端外部的导桩套内打桩,使平台牢固地固定在海底。
(2)混凝土重力式平台
重为式平台是靠巨大的自重稳定地坐在海底,一般用混凝土制造,少数也有钢质的。目前在300m以上的深水海区建造桩基导管架式平台和重力式平台,无论在设计、建造技术以及材料方面均不成问题。但是随着水深的增加,导管架式和重力式平台的造价增长很快,这样势必大幅度地增加开采石油的成本。然而,海洋石油开发却面临着不断向深水海区发展的趋势,因此就出现了顺应式平台。这类平台主要有牵索塔式平台(亦称绷绳塔式平台)、浮力塔式平台和张力腿式平台等。
2水下采油设备
应用固定平台在海上采油,由于平台的工作水深有限,平台上的井数及各种设施的使用寿命也有限,而随着水深的增加,应用平台也就越不经济。为了合理利用资金,开发深水油田,目前已采用并且正在发展水下(海底)采油的工艺和设备。水下采油是60年代初期出现的一种采油方式。根据采油设备安装位置的不同,水下采油又可分为湿式水下采油系统和干式水下采油系统。最早提出采用水下采油系统是为了避开水面的浮冰,而由潜水员将一套陆上的自喷采油井口装置安装在水深20多米的海底。由于这套装置的主要设备全浸在水中,故称为湿式系统;采用海底完井的采油系统,井口是在一个常压的干燥装置内,采油设备与海水隔离,这种采油系统称为干式水下采油系统。使用泵送工具的海底采油树和带有清洗出油管线弯管的常规海底采油树通常安置在海底井口,直接和海水接触,故称湿式采油树。用罩密闭起来保持常压的采油树,是与海水隔绝的,故称干式采油树。这三种典型采油树属于单井口采油树。海底采油树闸阀都是液压遥控型,采油树中的部件以卡箍连接。
3井下作业设备
为了在采油过程中进行各种井下作业,在井口房顶要布置井下作业的设备,或留出布置井下作业的场地。在一些海况条件恶劣的海区,固定平台上的井下作业设备就用原来的钻井设备,或专门安装一套井下作业的设备。海况条件较好的海区,则只在平台上留出井下作业场地,需要进行井下作业时,将作业所用的设备调运来即可。井下作业的机械设备通常是组装在一个能移动的底座上,大多数能像自升式平台一样升起移到平台上,或用较大的起重机吊到平台上。有的还可以将全套井下作业设备拆成几大件,每件的质量不超过8吨,用直升飞机运送到平台上再组装起来。这类平台上用的井下作业设备总质量是100多吨,它的井架大钩负荷是450~1800kN,可以在6000m深的井内进行起下作业,它的泵压可达80MPa,排量可以在较大范围变动,所以能实施挤水泥、油层酸处理和油层压裂等增产措施。