05 国外SPAR平台发展现状与趋势研究综述.doc

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1、国外SPAR平台发展现状与趋势研究综述张辉，王慧琴，王宝毅（中国石油集团海洋工程有限公司，北京100176）摘要：近些年来，国外海洋油气资源开发的步伐已经逐步迈向深水，很多新型海洋平台被不断开发出来并投入深水钻井和采油作业，立柱式生产平台（SPAR）就是近年发展起来的应用于深水的浮式平台之一，国内对SPAR平台设计和关键技术的研究还处于起步阶段。本文对国外现有17座SPAR平台的发展现状进行综述，对SPAR平台的发展、整体组成和主要特点进行了研究，介绍了SPAR平台的作业海域、作业水深、平台尺度等关键技术参数，对平台上部组块的

2、功能和配置进行了对比分析。通过分析明确了当前国外SPAR平台的发展现状与趋势，以期能够对国内相关项目的开展起到借鉴和指导作用。关键词：立柱式生产平台；深水；上部组块；关键技术参数一、概述随着人类开发海洋的步伐逐渐迈向深海海域，很多新型的海洋平台被不断开发出来并投入深水钻井和采油作业，SPAR平台就是近年发展起来的应用于深海的浮式平台之一。自20世纪90年代以来，SPAR平台被应用于人类开发深海油气资源作业中，担负了钻探、生产、海上原油处理、石油储藏和装卸等各种工作，被很多石油公司视为下一代深水平台的发展方向之一。目前世界上常用

3、的深水生产装备有FPSO、半潜式生产平台、SPAR、TLP等。SPAR平台相较于其它深水浮式生产平台，具有稳性好，运动性能更优的特点。SPAR是一种深吃水平台，因其重心位于浮心下方而具有恒稳性，恶劣海洋环境条件下安全性具有无可比拟的优势。由于吃水深、水线面积小，SPAR平台的垂荡运动比半潜式平台小，与张力腿平台相当，在系泊系统和主体浮力控制下，具有良好的运动特性，特别是垂荡运动和漂移小，适合于深水锚泊定位，对系泊系统和立管的相关技术要求相对较低，工程成本具有明显优势。特别因其优秀的运动性能，使SPAR成为目前主要的适用深水干式

4、井口作业的浮式平台，可大大降低运营周期内的维护费用，深受业主青睐，具有非常好的市场应用前景。目前世界上建成的SPAR平台有三种类型，按出现的时间顺序分别是：传统型（ClassicSPAR）、桁架型（TrussSPAR）、蜂巢型（CellSPAR），如图1所示。这三种类型的平台的主体部分都可以划分为硬舱、中间段、软舱三部分。其中硬舱的作用主要是提供浮力，保护中央井及立管，提供可变压载；软舱的作用主要是提供固定压载，降低平台重心；传统型SPAR的中间段可以储油，桁架型和蜂巢型SPAR的中间段主要起连接作用，同时位于中间段的垂荡板还

5、可以起到增加附加质量，降低垂荡响应，延长固有周期的作用。固定压载舱室一般位于软舱底部，主要起到降低平台重心的作用；可变压载舱室一般位于软舱上部及硬舱底部，主要起到调节平台平衡、改变平台吃水的作用；其它部分的舱室一般为空舱。SPAR平台目前在国际上属于高度垄断的技术，仅有Technip和J.Ray.McDermott两家公司能够进行完整的设计、建造、安装，在已投入使用的所有17座SPAR平台都出自这两家公司，其技术壁垒严重，专利费用高昂[1]。图1现有SPAR平台分类中国石油集团海洋工程有限公司工程设计院作为工信部“立柱式生产平

6、台（SPAR）关键设计技术研究”课题的参研单位，负责“SPAR平台功能及设备确定”、“SPAR平台作业系统方案设计”、“SPAR平台上部组块方案设计”和“SPAR平台电气系统设计研究”专题的研究开发工作。通过课题研究完成自主知识产权SPAR平台设计方案并形成工程项目需要的初步开发设计技术能力，为将来工程项目提供技术参考和与国外技术机构相衔接所必需的技术基础，尽快提高国内海洋工程装备的制造能力，对国家资源安全有着重要意义。二、SPAR平台的发展现状SPAR平台技术应用于海洋开发已经超过30年的历史，但在1987年以前，SPAR平

7、台主要是作为辅助系统而不是直接的生产系统。到目前为止SPAR平台已经发展到第三代：第一代传统型SPAR平台（ClassicSPAR）的主要特点是主体为封闭式单柱圆筒结构，结构外形巨大。世界上第一座传统型SPAR平台是于1996年建成的Neptune平台。传统型SPAR平台共有三座，其他两座分别是1999年建成的Genesis平台和Hoover/Diana平台，其中Genesis平台也是世界上第一座配备钻井模块的、同时具备钻采功能的SPAR平台。第二代桁架型SPAR平台（TrussSPAR）解决了ClassicSPAR由于其主体

8、尺寸较大、有效载荷能力不高、平台建造成本较大等问题。与ClassicSPAR相比，TrussSPAR的最大优势在于其钢材用量大大降低，从而能有效地控制建造费用，因此得到广泛的应用。世界上第一座TrussSPAR平台是于2001年建成的Nansen平台（见图2）。TrussSP