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。钻井时固定牢靠,不受海洋环境的影响。但其作业水深有限,工作高度恒定不能调节,拖航时阻力大,受到海底基础(平坦及坚实程度)的制约严重。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。20世纪80年代初,人们开始注意北极海域的石油开发,设计、建造极区坐底式平台也引起海洋工程界的兴趣,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
自升式钻井平台又称甲板升降式或桩腿式钻井平台,是目前国内外应用最广泛的钻井平台。工作时靠其桩腿插人海底支撑工作平台,钻井场所稳定;可适用不同的海底土壤条件和百米左右不同水深;移动性好,便于搬运重复使用;若不带底垫则钢的用量少,便于建造,造价较低,经济性好。但其缺点较明显:拖航较困难,因桩腿伸出较长,抵御风暴能力差;插桩容易穿刺,拔桩容易拔不出来;平台就位和离位时操作复杂,对波浪敏感;工作水深受限,一般在120m以内,否则桩腿长度、截面尺寸和重量均随水深增加,且工作状态及拖航状态的稳定性也随之变差;大型桩腿还存在振动问题。
未来几年大型自升式钻井平台及装备市场向好,前景乐观。新建自升式钻井平台基本都突出两个主要因素——满足越来越严格的安全标准和扩大作业能力。主要原因在于:现役钻井平台和设备“老龄化”现象加重带来的更新需求;自升式钻井平台工作范围逐步扩大,需要更大的作业能力。
半潜式
半潜式平台又称柱稳式平台(stable column platform),是在坐底式平台基础上发展起来的一种深水浮式平台(仅从海上结构看二者极其相似),解决了固定式平台不适于深水开发的问题。自1961年第一代半潜式平台诞生以来已发展到第六代,平台结构与坐底式平台相似,主要由上船体、立柱、下浮体及立柱间或下浮体间的连接横撑构成。2000年以前,世界上的半潜式平台以锚泊定位为主,工作水深1500m,钻井深度超过6000m,船体结构逐步趋于合理,但操作自动化程度不高。2000年以后,世界上的半潜式平台以动力定位为主,工作水深3000m,钻井深度10000m,船体结构更优、可变载荷更大、适应恶
劣海况能力更强,同时配备了自动排管等高效作业设备。
优点:外形结构简单,减少了建造成本;运动性能优良(纵横摇小于±2°、垂荡小于士1m、飘移小于1/20水深):抗风浪能力强(抗风100~120kn、波高16~32m);甲板面积和可变载荷大(高达9000t);多用途(钻井、固井、测井、试油、修井、生产、起重、铺管等):适应水深范围广(90~3000m):钻机能力强(钻并深度6000~10000m),钻并物资诺存多,适应全球远海、超深水、全天候和长时间作业的需求。
缺点:自航航速较低,大多数满载航速低于8kn,而钻并浮船可达8~l4kn;造价较高(与自升式平台相比),一般在10亿美元以上。
钻井船
钻井船是以船体作为钻井平台的海上移动式钻井平台,有单体、双体船等不同的类型。其具有机动性好、可自航、航速较大,货物存储容量大,后勤供应工作量少,造价比半潜式平台低且易维护等优点,但钻井船稳定性不如半潜式钻井平台,钻井作业受海洋环境影响较大,对风浪极为敏感,稳定性差,被道停工率高,一般在深水区域,钻探井多选用钻井船。
平台定位系统
在钻井作业中,一般浮式钻井装置由一根隔水管串接于海底,该隔水管只能允许有限的钻并装置运动,并有几个临界钻井装置运动极限,当超出这些极限时,必须终止钻并作业。为了保证浮式钻井装置能稳定地固定在设计的作业位置上,必须配备相应的定位系统。