探索半潜式平台技术发展

半潜式钻井平台是由坐底式平台演化而来。1962年，诞生了世界上第一座半潜式钻井平台，该平台由坐底式钻井平台“蓝水1”号加装立柱后改造而成。20世纪70年代之前设计的半潜式钻井平台均没有推进器，无自航能力。考虑到平台移位的便利性和满足定位要求，后续平台设计均加装了推进系统。

历经半个多世纪的发展，目前全球共有半潜式钻井平台146座。在石油行业内有所谓“代”的提法，以作业水深等特征指标划分，半潜式钻井平台已经由第一代发展到目前引领潮流的第六代，关键技术已经过了多次改造和革新。

国内工业和信息化部正组织中国船舶工业集团公司第七〇八研究所（简称“七〇八所”）、中国海洋石油集团有限公司、上海交通大学等单位攻克研发配置更先进、钻井能力更强的第七代半潜式钻井平台。相信不久的将来，我国自主研发、技术国际领先的新一代半潜式钻井平台将屹立于我国深水海域，为我国海洋能源战略铺路。

第一代半潜式钻井平台

建造于20世纪60年代，结构形式不是很合理，设备自动化程度低。“蓝水1”号、“Sedco135”就是第一代半潜式平台。

表2　各代半潜式钻井平台的技术状态

注：甲板可变载荷是半潜式钻井平台的上平台和立柱所装载物资的重量；DP即动力定位系统，后缀1、2、3是指动力定位系统级别。

＞图66　“蓝水1”号半潜式平台

＞图67　作业中的“Sedco135”半潜式平台

第二代半潜式钻井平台

建造于20世纪70年代中后期，结构形式仍不是很合理，设备自动化程度不高，如“南海2”号、“Sedco702/703”、“Stena Spey”。

第三代半潜式钻井平台

＞图68　“南海2”号半潜式平台

＞图69　码头停靠的“Sedco702”半潜式平台

＞图70　湿拖中的“Stena Spey”半潜式平台

建造于20世纪80年代中期，结构较为合理，设备操作自动化程度不高，为80—90年代主力平台，建造数量最多，如“南海5”号、“南海6”号、“Atwood Hunter”。

＞图71　工作中的“Stena Spey”半潜式平台

＞图72　“南海5”号半潜式平台

＞图73　“Atwood Hunter”半潜式平台的甲板设备

第四代半潜式钻井平台

建造于20世纪90年代末，推进器辅助锚泊定位，配有部分自动化程度较高的钻台甲板机械，设备能力与甲板可变载荷都有提高，如“Jack Bates”、“Scarabeo”、“西方阿尔法”。

＞图74　作业船驶向“Jack Bates”半潜式平台(www.xing528.com)

＞图75　“Scarabeo”半潜式平台

第五代半潜式钻井平台

建造于20世纪90年代末，动力定位为主，锚泊定位辅助作用，配有全自动化的钻井系统，如“Deepwater Horizon”、“West Venture”、“Aker—H3.2”。

＞图76　“Deepwater Horizon”半潜式平台

＞图77　“West Venture”半潜式平台

＞图78　“Aker-H3.2”半潜式平台

第六代半潜式钻井平台

建造于21世纪初，船体结构更为优化，重量轻，配置双联井架系统，DP3动力定位，全自动化控制的钻井系统操作和甲板操作，平台可变载荷更大，如“West E—drill”、“Deepsea Atlantic”、“Aker—H6e”、“海洋石油981”等。

第七代半潜式钻井平台

＞图79　拖航中的“West E-drill”半潜式平台

＞图80　停靠码头的“Aker-H6e”半潜式平台

2015年，第七代半潜式平台“Frigstad D90”在山东烟台中集来福士建造基地成功合龙。该平台长122.5米，宽92.7米，最大排水量7万吨，平台甲板可变载荷1万吨，最大钻井深度15 240米。这一海上钻井平台最大作业水深首次突破3 600米。

深水半潜式钻井平台目前以第五代、第六代为主，主要特点有：

＞图81　“Frigstad D90”半潜式钻井平台

（1）引入优良的设计理念，使平台的可变载荷与总排水量的比例超过20%，空船重量与总排水量的比例小于25%。

（2）可变载荷大、平台主尺度大、钻井作业配套物资（如水泥粉、重晶石粉、钻井泥浆、燃油、淡水等）的储存能力强。

（3）外部结构加强的节点少，无斜撑连接各立柱的简单主体形式。

（4）平台抗风暴能力强，安全性高。同时，较大的燃油、水储藏能力使自持能力更长，满足全球远海、超深水、全天候、长时间的迁移和作业模式。

（5）可实现3 000米的超深水作业。预计未来20年，将出现具有5 000米水深钻探能力的半潜式钻井平台。

（6）装备大功率的新一代先进钻井设备、动力定位设备和变频发电设备。