黃新生* 劉占廣

（1.中國石油天然氣集團(tuán)公司咨詢中心；2.遼河油田淺海石油開發(fā)公司）

模塊化技術(shù)在灘海油田開發(fā)海洋工程中的應(yīng)用

黃新生*1劉占廣2

（1.中國石油天然氣集團(tuán)公司咨詢中心；2.遼河油田淺海石油開發(fā)公司）

在灘海油田開發(fā)海洋工程中，應(yīng)用模塊化技術(shù)，可以多次重復(fù)使用、降低成本，降低海上施工難度等。論述了模塊化技術(shù)在灘海生產(chǎn)作業(yè)平臺(tái)中的應(yīng)用：采用大型專用模塊建造特定用途的生產(chǎn)平臺(tái)；采用標(biāo)準(zhǔn)化模塊建造通用生產(chǎn)作業(yè)平臺(tái)；以及采用模塊化層疊式基座擴(kuò)大坐底式移動(dòng)平臺(tái)的適應(yīng)水深范圍。采用不同組裝設(shè)計(jì)，標(biāo)準(zhǔn)化的浮箱模塊可以拼裝成運(yùn)輸駁船、小型浮吊起重浮筏、鋪管駁船、工程地質(zhì)鉆孔取芯平臺(tái)或其他工程作業(yè)平臺(tái)、泥橇、大型氣墊運(yùn)輸平臺(tái)等。最后，介紹了勝利埕島油田根據(jù)油田實(shí)際情況，開發(fā)了修井、采油一體化平臺(tái)新模式。

灘海油田；模塊化技術(shù)；平臺(tái)；建造；裝備；應(yīng)用

1 模塊化技術(shù)在灘海油田開發(fā)海洋工程中的作用

1.1 多次重復(fù)使用，降低成本

我國灘海油田中，除個(gè)別大型整裝油田外，分散和小型油田居多，其中不少油田能否得到開發(fā)，在很大程度上取決于是否能達(dá)到經(jīng)濟(jì)界限。因此，降低開發(fā)建設(shè)投資和生產(chǎn)運(yùn)行費(fèi)用，對于激活這些邊際性油田具有決定性的意義。模塊化技術(shù)和設(shè)計(jì)概念，不僅可以通過工廠預(yù)制、減少現(xiàn)場施工工作量、便于維護(hù)等方面節(jié)約投資和費(fèi)用，提高其經(jīng)濟(jì)性，而且，對于生產(chǎn)周期不長的小型油田，在生產(chǎn)結(jié)束后，模塊化的設(shè)施還可以遷移再用，可大大減少建設(shè)投資。

1.2 降低海上施工難度

灘海油田的特點(diǎn)之一是位于淺水水域，同時(shí)還受浪、潮、冰等氣象和海況影響。海上施工時(shí)，不僅受氣象窗的限制，而且大型浮吊和工程船舶難以進(jìn)入和通行。雖然可以開挖航道進(jìn)入，但不僅增加施工費(fèi)用，而且還受海洋環(huán)保法規(guī)的制約以及海床回淤的影響。采用模塊化技術(shù)，可以降低海上安裝時(shí)的起重要求，便于選用淺吃水的輕型工程船舶，有效降低施工難度，縮短海上施工工作量和施工工期。

1.3 組成短期使用的工程裝備

由于灘海油田位于近岸和淺水等特定海域，適用的工程船舶和裝備也多具有相應(yīng)的特性。這一特殊性也是局限性，使得此類裝備不能通用于近海（offshore）和較深水域的海洋工程。由于灘海油田的總體規(guī)模和海上工程量相對有限，如果大量造價(jià)昂貴的專用工程船舶和設(shè)施長期處于待用狀態(tài)，則會(huì)因使用率過低而使成本升高。為此，國外以類同舟橋的模塊化方式，開發(fā)出多種模式的可應(yīng)用于淺海水域的模塊化組裝工程船舶和設(shè)施，可根據(jù)需要和具體條件隨時(shí)組裝使用，既可縮短施工準(zhǔn)備時(shí)間，又可大大降低固定投資，取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。

1.4 周期性搬遷使用，替代大型生產(chǎn)設(shè)備

油田生產(chǎn)過程中，需要如修井等一些周期性的作業(yè)。例如，在井?dāng)?shù)不多的平臺(tái)上裝設(shè)大型油井作業(yè)設(shè)備，會(huì)因利用率不高而影響成本，而建造眾多大型移動(dòng)式作業(yè)平臺(tái)則需增加大量投資。采用模塊化的修井設(shè)備配合小型井組平臺(tái)，則可較好地解決此類問題，有效地節(jié)約投資。

1.5 便于工廠預(yù)制

油田開發(fā)生產(chǎn)對生產(chǎn)設(shè)施和裝備的要求會(huì)因生產(chǎn)條件的不同和變化而具有多樣性和多變性。采用模塊化技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，有利于在最短的時(shí)間內(nèi)完成這些裝備和設(shè)施的設(shè)計(jì)和建造。此外，由于模塊化技術(shù)更有利于實(shí)現(xiàn)工廠預(yù)制、調(diào)試和現(xiàn)場的單元整體安裝，因而也有利于質(zhì)量控制、降低成本和縮短工期。模塊化裝置還便于分體運(yùn)輸，可減少運(yùn)輸困難和費(fèi)用。

2 模塊化技術(shù)在灘海生產(chǎn)作業(yè)平臺(tái)中的應(yīng)用

2.1 采用大型專用模塊建造特定用途的生產(chǎn)平臺(tái)

卡沙干油田位于哈薩克斯坦里海北部4～6m水域，該海域具有強(qiáng)海流，冬季溫度為-36℃。為了遵循有關(guān)海洋環(huán)境法規(guī)，并盡可能從工程構(gòu)筑物的結(jié)構(gòu)選擇和施工上，減少對海洋環(huán)境的干擾，并且在惡劣的氣象和海況條件下縮短海上的施工工期，同時(shí)考慮到油田生產(chǎn)終結(jié)時(shí)的環(huán)境恢復(fù)，確定采用模塊化生產(chǎn)平臺(tái)方案。

平臺(tái)上部結(jié)構(gòu)由7艘模塊化油田生產(chǎn)設(shè)施駁船（95m×16m×5.5m）組成，各駁船上的生產(chǎn)設(shè)施均根據(jù)該油田的生產(chǎn)條件和工藝系統(tǒng)設(shè)計(jì)。其中：3艘為油氣分離模塊駁船；2艘為伴生氣脫水及乙二醇再生模塊駁船；1艘為應(yīng)急發(fā)電和公用設(shè)施模塊駁船；1艘為消防及海水處理模塊駁船，每條駁船自成一個(gè)獨(dú)立的模塊（見圖1）。

圖1 組成生產(chǎn)平臺(tái)上部結(jié)構(gòu)的駁船模塊

各駁船模塊均具有錨泊、拖航、船底噴射系統(tǒng)，同時(shí)具有坐底以及漂浮狀態(tài)下工作的能力。各駁船模塊及其所設(shè)置的生產(chǎn)設(shè)施分別在不同船廠預(yù)制建造完成后，整體拖到預(yù)定位置，并在預(yù)設(shè)的樁基上就位安裝。

由于采用了模塊化建造的策略，不僅可以同時(shí)在不同船廠進(jìn)行建造，縮短建造周期，而且還可以根據(jù)不同設(shè)備的技術(shù)特點(diǎn)，選擇最佳的專業(yè)廠家進(jìn)行工廠制造和廠內(nèi)調(diào)試，使質(zhì)量和建造成本得到最佳控制。模塊化技術(shù)的應(yīng)用大大減小了單體拖運(yùn)的重量，降低了對航道的吃水要求和安裝就位時(shí)所需的起重能力。由于海上施工量小，不僅有利于在嚴(yán)格的海洋環(huán)境法規(guī)限制下順利完成平臺(tái)的就位安裝，而且還在該海域海況氣象惡劣的條件下，在狹窄的氣象窗內(nèi)，安全迅速地完成了海上施工。

2.2 采用標(biāo)準(zhǔn)化模塊建造通用生產(chǎn)作業(yè)平臺(tái)

與采用大型專用模塊建造特定用途的生產(chǎn)平臺(tái)不同，使用標(biāo)準(zhǔn)化的模塊單體，可以拼裝構(gòu)建不同用途和形式的平臺(tái)，供油田開發(fā)使用。

秘魯亞馬遜河雨林地區(qū)雨季被淹沒，旱季露出，沒有道路，一般重型交通工具和施工機(jī)械難以進(jìn)入。建造平臺(tái)的主要困難在于：在沼澤無路的條件下，解決構(gòu)件運(yùn)輸、工作場地準(zhǔn)備、初期人員居住等問題。采用常規(guī)工程手段難以進(jìn)行平臺(tái)建造。

1975年，美國一家石油公司為配合在此沼澤地中使用5 380m鉆機(jī)進(jìn)行鉆井的需要，采用了樁柱式模塊化箱梁平臺(tái)結(jié)構(gòu)，成功建造了鉆井平臺(tái)（100m×22m），解決了上述問題。

2.2.1 標(biāo)準(zhǔn)化的基本模塊構(gòu)件

2.2.1.1 空心水密的工字型箱梁

平臺(tái)的基本模塊構(gòu)件是空心水密的工字型箱梁。由于沒有陸上通道，模塊構(gòu)件的設(shè)計(jì)適應(yīng)了包括直升機(jī)空運(yùn)在內(nèi)的多種運(yùn)輸要求。構(gòu)件模塊單體約為3.7m×5m，重1.8t，具有一倍于自重的浮力。模塊構(gòu)件用直升機(jī)或水上拖航運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場后，可以在水面上漂浮存放，無需預(yù)設(shè)料場。工字形箱梁構(gòu)件可在漂浮狀態(tài)下水面拼裝。

2.2.1.2 圓柱摩擦樁

圓柱管樁直徑?322mm，每根樁段長 12m，重約 1t。在一般工程地質(zhì)條件下，每樁約可獲得 25t的承載力，在泥線以上可留出足夠裕度，以供平臺(tái)起升后切除。樁帽裝于樁頂，在平臺(tái)起升時(shí)承受液壓千斤的推力。平臺(tái)起升后，用鎖緊承載環(huán)帽與平臺(tái)結(jié)構(gòu)鎖緊，將平臺(tái)與樁固定，并將平臺(tái)的載荷傳加到樁上。

2.2.1.3 泡沫塑料輕質(zhì)浮體構(gòu)件

輕質(zhì)浮體構(gòu)件使用聚苯乙烯泡沫塑料，用以組成臨時(shí)輕載浮動(dòng)平臺(tái)并作為浮體提供浮力。聚苯乙烯泡沫輕質(zhì)浮體構(gòu)件具有鋼質(zhì)外殼，單體尺度為1.2m×11m×0.8m，在浮體上直接鋪放承載用的木甲板。每個(gè)單體在65%沒入水中時(shí)，可以承載約11t。

2.2.2 平臺(tái)的水上建造

2.2.2.1 臨時(shí)浮動(dòng)平臺(tái)的建造

第一階段需建造作為工程基地的6個(gè)臨時(shí)浮動(dòng)平臺(tái)（見圖2），供人員生活、物資設(shè)備儲(chǔ)放，共包括：直升機(jī)平臺(tái)、臨時(shí)營房平臺(tái)、設(shè)備工具平臺(tái)、管樁儲(chǔ)放平臺(tái)、附屬品存放平臺(tái)以及 18t輪式吊車平臺(tái)。這些臨時(shí)浮動(dòng)平臺(tái)以后即作為構(gòu)筑生產(chǎn)作業(yè)平臺(tái)的模塊。其中，輪式吊車平臺(tái)作為生產(chǎn)作業(yè)平臺(tái)的初始核心模塊。

圖2 作為工程臨時(shí)基地的6個(gè)浮動(dòng)平臺(tái)

直升機(jī)、臨時(shí)營房、設(shè)備工具、管樁儲(chǔ)放以及附屬品存放臨時(shí)浮動(dòng)平臺(tái)的建造：這5個(gè)浮動(dòng)平臺(tái)的尺度和組態(tài)相同，每個(gè)平臺(tái)的組裝程序，由在水面漂浮存放的每5個(gè)工字型箱梁構(gòu)件組裝成一個(gè)尺度為3.66m×15.24m的平臺(tái)基礎(chǔ)（浮動(dòng)）模塊，每3列平臺(tái)基礎(chǔ)模塊橫向組成一個(gè) 10.9m×15.24m的浮動(dòng)平臺(tái)構(gòu)架。浮動(dòng)平臺(tái)構(gòu)架組成后，在其中央部分的箱梁構(gòu)件上鋪放鋼甲板，并在左右兩側(cè)的箱梁構(gòu)件上鋪放木甲板，完成各浮動(dòng)平臺(tái)的組裝。

18t輪式吊車臨時(shí)浮動(dòng)平臺(tái)的建造：本平臺(tái)分為兩層：底層為聚苯乙烯泡沫輕質(zhì)浮體，頂層為鋼質(zhì)工字型箱梁構(gòu)件。本浮動(dòng)平臺(tái)初期為 18t輪式吊車及打樁工作提供支持，然后用作鉆井平臺(tái)的初始核心模塊，并以其為基礎(chǔ)展開后續(xù)擴(kuò)展施工，最終建成生產(chǎn)作業(yè)平臺(tái)。

2.2.2.2 生產(chǎn)作業(yè)平臺(tái)初始模塊的建造

首先在18t輪式吊車浮動(dòng)平臺(tái)上完成18t輪式吊車的裝配。然后，將浮動(dòng)平臺(tái)按未來鉆井平臺(tái)的位置要求拖放就位。

將管樁儲(chǔ)放浮動(dòng)平臺(tái)拖放到便于吊車吊運(yùn)的位置。用吊車吊運(yùn)兩根樁，并沿 18t輪式吊車浮動(dòng)平臺(tái)“上甲板”框架對角工字箱梁的導(dǎo)孔中分別插入成為定位樁。定位完成后，再按規(guī)定位置插入另外兩根樁。將打樁錘吊運(yùn)到平臺(tái)，并用吊車吊起打樁錘，將所有4根樁打到所需的持力深度。在4根樁上都裝上樁帽和鎖緊承載環(huán)帽，并且安裝液壓起升架。液壓起升架固定在平臺(tái)“上甲板”主體框架結(jié)構(gòu)上。用液壓泵加壓，將18t輪式吊車浮動(dòng)平臺(tái)（即生產(chǎn)作業(yè)平臺(tái)的初始核心模塊）起升到位，用鎖緊承載環(huán)帽將樁與平臺(tái)結(jié)構(gòu)鎖緊，然后拆除4臺(tái)液壓起升架。

輪式吊車浮動(dòng)平臺(tái)在完成起升后，繼續(xù)按各工字箱梁構(gòu)件導(dǎo)孔位置完成其他6根樁的打樁工作。至此，生產(chǎn)作業(yè)平臺(tái)初始模塊的建造即告完成，繼而轉(zhuǎn)入平臺(tái)的擴(kuò)展階段。

2.2.2.3 平臺(tái)的橫向擴(kuò)展

將一個(gè)浮動(dòng)平臺(tái)模塊（原臨時(shí)工作筏）拖放到已起升的平臺(tái)初始模塊一旁平行漂置，并用間隔定位梁按設(shè)定的位置與平臺(tái)初始模塊的樁柱連接，確保此浮動(dòng)平臺(tái)模塊與平臺(tái)初始模塊的正確相對位置。然后，將4根樁分別按設(shè)定的位置沿工字型箱梁構(gòu)件的導(dǎo)孔插入，并按設(shè)計(jì)要求打入到要求的持力深度。

在每根樁上安裝樁帽和鎖緊承載環(huán)帽后，吊放和安裝液壓起升架。然后，將原由3列平臺(tái)基礎(chǔ)模塊橫向用鋼纜液壓張緊組成的臨時(shí)浮動(dòng)平臺(tái)，解除張緊連接，還原為相互獨(dú)立的3列平臺(tái)基礎(chǔ)模塊。其中，已打入4根樁的一列，即用作第一個(gè)被起升的橫向（平行）擴(kuò)展模塊。

依照相同于平臺(tái)初始模塊起升的程序，用液壓起升架將此橫向擴(kuò)展模塊升起并定位。在平臺(tái)初始模塊和第一列橫向擴(kuò)展模塊間，裝設(shè)“I”字型橫向支梁，并在其上和第一列橫向擴(kuò)展模塊上鋪設(shè)甲板，完成第一橫向模塊擴(kuò)展。

2.2.2.4 平臺(tái)的縱向懸伸擴(kuò)展

平臺(tái)的縱向懸伸擴(kuò)展以工字形箱梁構(gòu)件為單位，逐個(gè)懸伸擴(kuò)展。將工字型箱梁構(gòu)件吊起并與平臺(tái)初始模塊的結(jié)構(gòu)端部連接，使該工字型箱梁構(gòu)件固定在平臺(tái)模塊結(jié)構(gòu)上。沿?cái)U(kuò)展工字型箱梁構(gòu)件的導(dǎo)孔打樁，并用鎖緊承載環(huán)帽與擴(kuò)展箱梁構(gòu)件鎖緊。

重復(fù)以上程序，直到將平臺(tái)結(jié)構(gòu)沿平臺(tái)初始模塊的縱向延伸擴(kuò)展到約 18m，然后在此框架結(jié)構(gòu)上鋪設(shè)甲板。

2.2.2.5 完成平臺(tái)建造

以長18m的平臺(tái)初始延伸結(jié)構(gòu)為核心，再重復(fù)以上有關(guān)程序，通過兩次橫向擴(kuò)展，增加兩列3.66m×15.24m的平臺(tái)基礎(chǔ)模塊，使平臺(tái)結(jié)構(gòu)的寬度達(dá)到最終的約 22m。繼續(xù)進(jìn)行平臺(tái)結(jié)構(gòu)的縱向擴(kuò)展，達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定最長部分的約101m，平臺(tái)的結(jié)構(gòu)建造即告完成。建造一座平臺(tái)需要約22天。

2.2.3 平臺(tái)的拆除和搬遷

生產(chǎn)工作完成后，可用逆向的方法，以原來的施工機(jī)具將平臺(tái)拆解成初始的構(gòu)件和模塊，并搬運(yùn)到新的地點(diǎn)重新裝配使用。

2.3 采用模塊化層疊式基座

在灘海油田開發(fā)中，坐底式移動(dòng)平臺(tái)廣泛應(yīng)用于鉆井、試采、作業(yè)以及儲(chǔ)油等各種生產(chǎn)作業(yè)之中。這些不同作業(yè)性質(zhì)的平臺(tái)，均具有專業(yè)性強(qiáng)、用途相對單一、造價(jià)昂貴等特點(diǎn)。因而，提高這些平臺(tái)的利用率，對于取得最佳效益至為關(guān)鍵。

為擴(kuò)大坐底式移動(dòng)生產(chǎn)作業(yè)平臺(tái)的工作水深范圍和便于搬遷使用，Exxon公司在油田勘探開發(fā)中，開發(fā)了一種混凝土層疊基座鉆井平臺(tái)系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括一條鉆井駁船（或一條其他生產(chǎn)作業(yè)駁船）以及若干模塊化的增高基墊。這一系統(tǒng)既可用于鉆井，也可配以不同坐底式生產(chǎn)作業(yè)駁船，實(shí)施其他生產(chǎn)作業(yè)。

混凝土層疊基座鉆井平臺(tái)系統(tǒng)采用組合方式，共由3個(gè)部分組成。即：作為底層的金屬基座、位于中層的混凝土增高基墊以及坐放于其上的鉆井駁船。

底座采用金屬結(jié)構(gòu)，可以在盡量少增加重量的同時(shí)，有效擴(kuò)大接地承壓面積，降低壓強(qiáng)和便于設(shè)置防滑結(jié)構(gòu)。金屬底座為封閉沉箱結(jié)構(gòu)，體內(nèi)分為若干隔艙，以便進(jìn)行沉放和起浮。

中層的混凝土層疊基座主體，由一層或幾層混凝土增高基墊疊裝而成，層數(shù)可根據(jù)水深和需要加以設(shè)定。增高基墊用輕質(zhì)混凝土制成，為蜂巢狀沉箱。使用混凝土結(jié)構(gòu)不僅不需要過多的維護(hù)，而且安裝就位后，位于冰載區(qū)的混凝土層疊基座主體，可具有良好的抗冰能力。

混凝土層疊基座鉆井平臺(tái)系統(tǒng)拼裝就位時(shí)，先將金屬底座和中層的混凝土增高基墊在水中疊裝在一起，組成層疊基座主體后，拖到水深較大的水域沉放。然后，將與其配套的鉆井駁船拖到上方，將水中沉放的混凝土層疊基座主體起浮，貼接于鉆井駁船船底，并將二者固定連接，完成混凝土層疊基座鉆井平臺(tái)系統(tǒng)的整體組裝。最后，將其拖航到所需的淺水水域坐底就位，進(jìn)行作業(yè)。

3 模塊化拼裝式海洋工程作業(yè)裝備

在渤海灣和遼東灣灘海油田的開發(fā)中，潮間帶以及0～2m水深的極淺海區(qū)約占灘海油氣勘探區(qū)面積的70%，為今后勘探開發(fā)工作量的重點(diǎn)區(qū)域。

從提高裝備的靈活性、適應(yīng)多種用途、提高裝備的利用率以及減少過于專業(yè)化的固定投資和減少投資風(fēng)險(xiǎn)出發(fā)，美國某公司開發(fā)出了浮箱模塊拼裝式淺水工程裝置技術(shù)，并已在淺水水域油田開發(fā)建設(shè)中經(jīng)過了40多年的應(yīng)用。

3.1 標(biāo)準(zhǔn)化的浮箱模塊構(gòu)件

浮箱模塊具有水密性，空載時(shí)吃水很淺，便于在灘涂和極淺水區(qū)用多種方式運(yùn)輸至工作區(qū)和實(shí)施水上拼裝（見圖3）。

圖3 浮箱模塊及其水上拼裝

標(biāo)準(zhǔn)浮箱模塊的甲板承載能力為24.4t/m2。浮箱模塊具有系列化的標(biāo)準(zhǔn)尺度和承載能力，具有如艏、艉、接岸跳板、樁套等形式的模塊，還附有插樁、自升、錨系、絞車等附屬裝置，供配套使用。

3.2 浮箱模塊拼裝式淺水工程裝置技術(shù)的應(yīng)用

根據(jù)勘探開發(fā)中經(jīng)常變化的多種需要，采用不同組裝設(shè)計(jì)，可拼裝成不同專用功能和尺度的浮吊、作業(yè)平臺(tái)、海上工程施工平臺(tái)和鋪管船、運(yùn)輸駁船等多種灘海淺水工程裝備，也可拼裝組合成泥橇或加裝氣墊而成為具有兩棲運(yùn)移功能的運(yùn)載工具。

3.2.1 組裝成運(yùn)輸駁船

在施工過程中，常有加長管段需要運(yùn)送到淺水工地。為此，可根據(jù)具體需要選用適當(dāng)浮箱模塊組合，組成專用駁船進(jìn)行運(yùn)輸。駁船的尺度可根據(jù)管段以及允許吃水深度確定，組裝駁船的形狀也可因運(yùn)載物的不同而異。

3.2.2 拼裝成小型浮吊起重浮筏

在灘海油田開發(fā)建設(shè)中，經(jīng)常需要不同能力和型式的小型浮吊。采用模塊組裝成筏體并配以陸用吊車，可以快速提供專門用途的小型浮吊。筏體尺度和吊車能力可根據(jù)具體條件靈活選擇配置，在短期使用完畢后，可以解體復(fù)原，無需長期停用保養(yǎng)。

3.2.3 拼裝成鋪管駁船

專業(yè)鋪管船造價(jià)昂貴而且難以適應(yīng)淺海和潮間帶的極端、多變的環(huán)境條件。根據(jù)具體條件，可以用浮箱模塊快速拼裝成適應(yīng)特定條件的專業(yè)化鋪管船，效果十分顯著。

3.2.4 拼裝成工程地質(zhì)鉆孔取芯平臺(tái)或其他工程作業(yè)平臺(tái)

工程地質(zhì)研究是灘海油田工程建設(shè)中不可或缺的環(huán)節(jié)。浮箱模塊組裝的超輕型自升式地質(zhì)鉆孔取芯平臺(tái)，可以適應(yīng)在淺水水域工程地質(zhì)取芯的工作要求。組裝自升式平臺(tái)時(shí)，除標(biāo)準(zhǔn)的浮箱模塊外，還需使用配套的樁、樁套以及液壓起升系統(tǒng)等標(biāo)準(zhǔn)附件。

3.2.5 拼裝成泥橇

一般的水上運(yùn)載工具難以在灘涂地區(qū)以及潮間帶通行，因而需要有兩棲能力的運(yùn)載工具。如環(huán)境條件適宜，使用浮箱模塊組裝的泥橇，不僅可以滿足此類地區(qū)的輕型運(yùn)輸需要，而且還可以拼裝成坐底式泥上平臺(tái)，供生產(chǎn)作業(yè)使用。特別是在使用頻率不高的情況下，這種臨時(shí)性的簡易裝置更具實(shí)用性。

3.2.6 拼裝成大型氣墊運(yùn)輸平臺(tái)

氣墊平臺(tái)是專業(yè)化的兩棲運(yùn)載工具，但其造價(jià)昂貴，長期保有的投資和維護(hù)成本較高。為適應(yīng)運(yùn)輸不同尺度和重量的物資的需要，英國氣墊船公司設(shè)計(jì)建造了載重50～200t的4種模塊化非自航氣墊平臺(tái)。

這種模塊化非自航氣墊平臺(tái)由6種標(biāo)準(zhǔn)模塊組成（見圖4）。通過不同的設(shè)計(jì)組合，可以組裝成50t、100t、150t和200t的4種氣墊載重平臺(tái)。

圖4 載重50～200t的模塊化氣墊平臺(tái)組成

這種模塊化的平臺(tái)靈活、適應(yīng)性強(qiáng)，而且可在短時(shí)間內(nèi)針對需要組成所需尺度和載重的平臺(tái)，用畢后可拆解備作他用，從而可以提高投資效益和縮短準(zhǔn)備工期。

3.2.7 拼裝成小型自升式氣墊工程平臺(tái)

在灘涂區(qū)或潮間帶的工程建設(shè)中，有時(shí)需要自升式平臺(tái)作為支持，而氣墊平臺(tái)的兩棲通行能力可以滿足這種需要。

4 勝利埕島油田模塊化修井設(shè)備

模塊化技術(shù)作為一種理念，并無固定的格局，可以根據(jù)不同的需要和條件，得出靈活多樣的解決方案。配合模塊化技術(shù)的應(yīng)用，需要針對經(jīng)常性的工作類型，做出標(biāo)準(zhǔn)化的系列設(shè)計(jì)，并在此基礎(chǔ)上，建立相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)模塊儲(chǔ)備，保證模塊化技術(shù)的順利實(shí)施。

隨著海上開發(fā)規(guī)模的逐步增大、油井?dāng)?shù)量的逐漸增多，勝利油田原有的移動(dòng)式修井平臺(tái)作業(yè)能力已不能滿足生產(chǎn)的需要，而且使用移動(dòng)式修井平臺(tái)作業(yè)費(fèi)用較高。

埕島油田進(jìn)入注水開發(fā)期后，修井次數(shù)大大增加，移動(dòng)式修井平臺(tái)不足和修井作業(yè)費(fèi)用高的問題日漸突出。有鑒于此，針對埕島油田開發(fā)需要，勝利油田推出了由固定式采油平臺(tái)和可搬遷修井作業(yè)模塊兩大部分組成的采油、修井一體化平臺(tái)。該模式平臺(tái)修井可由自身完成，不需要依靠外來移動(dòng)式修井平臺(tái)作業(yè)。

固定式采油平臺(tái)采用埕島油田常規(guī)的井組平臺(tái)模式，由預(yù)設(shè)修井機(jī)模塊裝設(shè)位置的井口平臺(tái)和計(jì)量平臺(tái)組成，中間用棧橋連接。 埕島勝海區(qū)新建6座平臺(tái)全部采用這種模式。一套移動(dòng)式修井作業(yè)模塊可滿足6座平臺(tái)所屬油井的年作業(yè)需要。

移動(dòng)式修井作業(yè)模塊由模塊主體、修井機(jī)模塊及生活樓模塊 3部分組成，可利用浮吊進(jìn)行吊裝搬遷。在正常生產(chǎn)時(shí)，平臺(tái)無人值守；修井時(shí)，利用小型浮吊將可搬遷式修井模塊吊裝到平臺(tái)上進(jìn)行作業(yè)。修井作業(yè)人員的生產(chǎn)、生活均立足于本平臺(tái)。

采用這種新型平臺(tái)和可搬遷修井模塊，可有效緩解現(xiàn)有移動(dòng)式修井平臺(tái)能力不足的問題，還可大幅度降低海上修井作業(yè)成本。此外，可避免移動(dòng)式修井平臺(tái)對工作水深要求的限制，以及平臺(tái)周圍海底管線和電纜造成的移動(dòng)式修井平臺(tái)就位困難，增加了作業(yè)的安全性。

[1] Alvaro Franco. Modular jack-up platform debuts in Peru’s Amazon jungle[J]. The Oil and Gas Journal,1975,8,31: 67-74.

[2] Robinsaw. Flexible floats assembled in Texas lake[J]. Drilling Contractor,1979,12: 65-69.

In the marine engineering of beach oil field development，by the application of modularized technique，modular assembly could be repetitious employed，such that reduction of costs and construction difficulty could be realized. The applications of the modularized technique to the production platform were described. The production platform for a particular purpose was constructed by adopting large special modules，the common production platform was constructed by means of standardized modules，the range of water depth of the bottom sitting mobile platform was expanded by means of modularized hierarchy base. According to different assembly design，the transportation barge，small floating crane，lay barge, geological coring platform and other engineering operation platform，mud sled，and large air cushion transport platform could be assembled by the application of standardized modules. According to the actual situation，the workover and production integrated platform was newly developed in Chengdao oilfield of Shengli area.

Application of the Modularization to the Marine Engineering of Beach Oil Field Development

Huang Xinsheng，et al.

黃新生等. 模塊化技術(shù)在灘海油田開發(fā)海洋工程中的應(yīng)用. 石油規(guī)劃設(shè)計(jì)，2011，22（3）：1～5，9

TE53

A

1004-2970（2011）03-0001-06

* 黃新生，女，教授級(jí)高級(jí)工程師。1966年畢業(yè)于北京石油學(xué)院煉廠機(jī)械專業(yè)，原中國石油天然氣總公司開發(fā)局副總工程師、中國石油天然氣總公司灘海辦公室主任，現(xiàn)在中國石油天然氣集團(tuán)公司咨詢中心開發(fā)部。地址：北京六鋪炕 6號(hào)中國石油天然氣集團(tuán)公司咨詢中心開發(fā)部，100724。E-mail：hxinsheng@yahoo.com.cn

2010-10-20

郜婕