海洋工程类型与特点.ppt
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1、海洋工程海洋工程类型与特点类型与特点海洋工程是指以开发、利用、保护、恢复海洋资海洋工程是指以开发、利用、保护、恢复海洋资海洋工程是指以开发、利用、保护、恢复海洋资海洋工程是指以开发、利用、保护、恢复海洋资源为目的,并且工程主体位于海岸线向海一侧的源为目的,并且工程主体位于海岸线向海一侧的源为目的,并且工程主体位于海岸线向海一侧的源为目的,并且工程主体位于海岸线向海一侧的新建、改建、扩建工程。新建、改建、扩建工程。新建、改建、扩建工程。新建、改建、扩建工程。具体包括:围填海、海具体包括:围填海、海上堤坝工程,人工岛、海上和海底物资储藏设施、上堤坝工程,人工岛、海上和海底物资储藏设施、跨海桥梁、海
2、底隧道工程,海底管道、海底电跨海桥梁、海底隧道工程,海底管道、海底电(光)缆工程,海洋矿产资源勘探开发及其附属(光)缆工程,海洋矿产资源勘探开发及其附属工程,海上潮汐电站、波浪电站、温差电站等海工程,海上潮汐电站、波浪电站、温差电站等海洋能源开发利用工程,大型海水养殖场、人工鱼洋能源开发利用工程,大型海水养殖场、人工鱼礁工程,盐田、海水淡化等海水综合利用工程,礁工程,盐田、海水淡化等海水综合利用工程,海上娱乐及运动、景观开发工程,以及国家海洋海上娱乐及运动、景观开发工程,以及国家海洋主管部门会同国务院环境保护主管部门规定的其主管部门会同国务院环境保护主管部门规定的其他海洋工程。他海洋工程。什么
3、是海洋工程?什么是海洋工程?大连老虎滩填海造地大连老虎滩填海造地大连老虎滩填海造地大连老虎滩填海造地青岛胶州湾跨海大桥青岛胶州湾跨海大桥青岛胶州湾跨海大桥青岛胶州湾跨海大桥青岛胶州湾海底隧道青岛胶州湾海底隧道青岛胶州湾海底隧道青岛胶州湾海底隧道山东龙口人工岛山东龙口人工岛山东龙口人工岛山东龙口人工岛填海造地填海造地成立南沙省成立南沙省!中国西沙、南沙及中沙群岛中国西沙、南沙及中沙群岛300300亿填海造陆亿填海造陆海洋石油海洋石油海洋石油海洋石油981981海洋工程可分为海岸工程、近海工程和深海工程海洋工程可分为海岸工程、近海工程和深海工程海洋工程可分为海岸工程、近海工程和深海工程海洋工程可分
4、为海岸工程、近海工程和深海工程等等等等3 3类。类。类。类。海岸工程(海岸工程(海岸工程(海岸工程(coastal engineeringcoastal engineering):主要包括):主要包括):主要包括):主要包括海岸防护工程、围海工程、海港工程、河口治理海岸防护工程、围海工程、海港工程、河口治理海岸防护工程、围海工程、海港工程、河口治理海岸防护工程、围海工程、海港工程、河口治理工程、海上疏浚工程、沿海渔业设施工程、环境工程、海上疏浚工程、沿海渔业设施工程、环境工程、海上疏浚工程、沿海渔业设施工程、环境工程、海上疏浚工程、沿海渔业设施工程、环境保护设施工程等。保护设施工程等。保护设施
5、工程等。保护设施工程等。自古以来就很受重视。自古以来就很受重视。自古以来就很受重视。自古以来就很受重视。近海工程(近海工程(近海工程(近海工程(offshore engineeringoffshore engineering):又称离岸):又称离岸):又称离岸):又称离岸工程。工程。工程。工程。2020世纪中叶以来发展很快。主要是在大陆世纪中叶以来发展很快。主要是在大陆世纪中叶以来发展很快。主要是在大陆世纪中叶以来发展很快。主要是在大陆架较浅水域的海上平台、人工岛等的建设工程,架较浅水域的海上平台、人工岛等的建设工程,架较浅水域的海上平台、人工岛等的建设工程,架较浅水域的海上平台、人工岛等的建
6、设工程,和在大陆架较深水域的建设工程,如浮船式平台、和在大陆架较深水域的建设工程,如浮船式平台、和在大陆架较深水域的建设工程,如浮船式平台、和在大陆架较深水域的建设工程,如浮船式平台、移动半潜平台(移动半潜平台(移动半潜平台(移动半潜平台(mobile semi-submersible unit mobile semi-submersible unit)、自升式平台)、自升式平台)、自升式平台)、自升式平台(self-elevating unit)(self-elevating unit)、石油和天然气勘探开采平台、浮式贮油库、浮式石油和天然气勘探开采平台、浮式贮油库、浮式石油和天然气勘探开采
7、平台、浮式贮油库、浮式石油和天然气勘探开采平台、浮式贮油库、浮式炼油厂、浮式飞机场等项建设工程。炼油厂、浮式飞机场等项建设工程。炼油厂、浮式飞机场等项建设工程。炼油厂、浮式飞机场等项建设工程。深海工程(深海工程(深海工程(深海工程(deep-water offshore deep-water offshore engineeringengineering):包括无人深潜的潜水器和遥控):包括无人深潜的潜水器和遥控):包括无人深潜的潜水器和遥控):包括无人深潜的潜水器和遥控的海底采矿设施等建设工程。的海底采矿设施等建设工程。的海底采矿设施等建设工程。的海底采矿设施等建设工程。由于海洋环境变化复杂
8、,海洋工程除考虑海水条由于海洋环境变化复杂,海洋工程除考虑海水条由于海洋环境变化复杂,海洋工程除考虑海水条由于海洋环境变化复杂,海洋工程除考虑海水条件的腐蚀、海洋生物的污着等作用外,还必须能件的腐蚀、海洋生物的污着等作用外,还必须能件的腐蚀、海洋生物的污着等作用外,还必须能件的腐蚀、海洋生物的污着等作用外,还必须能承受地震、台风、海浪、潮汐、海流和冰凌等的承受地震、台风、海浪、潮汐、海流和冰凌等的承受地震、台风、海浪、潮汐、海流和冰凌等的承受地震、台风、海浪、潮汐、海流和冰凌等的强烈自然因素,在浅海区还要经受得了岸滩演变强烈自然因素,在浅海区还要经受得了岸滩演变强烈自然因素,在浅海区还要经受得
9、了岸滩演变强烈自然因素,在浅海区还要经受得了岸滩演变和泥沙运移等的影响。和泥沙运移等的影响。和泥沙运移等的影响。和泥沙运移等的影响。1 1、按运动方式,可分为固定式与移动式两大类、按运动方式,可分为固定式与移动式两大类 群柱式群柱式桩基式桩基式腿柱式腿柱式海洋平台海洋平台固定式固定式移动式移动式桩式桩式重力式重力式浮式浮式坐底式坐底式顺应式顺应式船式船式半潜式半潜式坐底式坐底式自升式自升式独立腿式独立腿式沉垫式沉垫式牵索塔式牵索塔式张力腿式张力腿式海洋平台的分类海洋平台的分类海洋平台的分类海洋平台的分类海上固定平台:一种借助于桩腿扩展基础或用其它海上固定平台:一种借助于桩腿扩展基础或用其它方法
10、支撑于海底,而上部露出水面,为了预定目的方法支撑于海底,而上部露出水面,为了预定目的能在较长时间内保持不动的平台。能在较长时间内保持不动的平台。海上移动平台:指可根据需要从一个作业地点转移海上移动平台:指可根据需要从一个作业地点转移到另一个作业地点的海上平台。它是海洋油气勘探、到另一个作业地点的海上平台。它是海洋油气勘探、开发的主要手段。除了钻井平台以外,生活动力平开发的主要手段。除了钻井平台以外,生活动力平台、作业平台、生产储油平台等也可以采用移动平台、作业平台、生产储油平台等也可以采用移动平台的形式。台的形式。2 2 2 2、按按按按功功功功能能能能,海海海海洋洋洋洋平平平平台台台台的的的
11、的分分分分类类类类有有有有钻钻钻钻井井井井平平平平台台台台、生生生生产产产产平台、生活平台、储油平台等。平台、生活平台、储油平台等。平台、生活平台、储油平台等。平台、生活平台、储油平台等。海洋平台的分类海洋平台的分类坐底式钻井平台(坐底式钻井平台(submersible drilling platform)又叫钻驳或插桩钻驳,亦称)又叫钻驳或插桩钻驳,亦称“沉浮沉浮式钻井平台式钻井平台”,具有构造比较简单,投资较,具有构造比较简单,投资较少,建造周期较短等优点,钻井时坐落于海少,建造周期较短等优点,钻井时坐落于海底,移位时浮到海面上,适用于河流和海湾底,移位时浮到海面上,适用于河流和海湾等等3
12、0m以下的浅水域,海床平坦的浅海区域以下的浅水域,海床平坦的浅海区域进行油气勘探进行油气勘探开发作业。开发作业。坐底式平台一般用于水深较浅的海域,当水坐底式平台一般用于水深较浅的海域,当水深增大时,结构重量大,不经济。深增大时,结构重量大,不经济。坐底式平台有两个船体,上船体又叫工作甲坐底式平台有两个船体,上船体又叫工作甲板,安置生活舱室和设备,通过尾郡开口借板,安置生活舱室和设备,通过尾郡开口借助悬臂结构钻井;下部是沉垫,其主要功能助悬臂结构钻井;下部是沉垫,其主要功能是压载以及海底支撑作用,用作钻井的基础。是压载以及海底支撑作用,用作钻井的基础。两个船体间由支撑结构相连。这种钻井装置两个船
13、体间由支撑结构相连。这种钻井装置在到达作业地点后往沉垫内注水,使其着底。在到达作业地点后往沉垫内注水,使其着底。因此从稳性和结构方面看,作业水深不但有因此从稳性和结构方面看,作业水深不但有限,而且也受到海底基础限,而且也受到海底基础(平坦及坚实程度平坦及坚实程度)的的制约。所以这种平台发展缓慢。制约。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。油资源,坐
14、底式平台仍有较大的发展前途。胜利二号步行坐底式钻井平胜利二号步行坐底式钻井平台台胜利二号步行坐底式钻井平台是一种能在浅胜利二号步行坐底式钻井平台是一种能在浅海步行的坐底式钻井平台,是世界上第一艘海步行的坐底式钻井平台,是世界上第一艘能在滩海能在滩海“步行步行”的钻井平台船,在漂浮状的钻井平台船,在漂浮状态下,可以被拖航,且能够在浅海区域内下态下,可以被拖航,且能够在浅海区域内下沉坐底后钻井;在海陆过渡地带的极浅水区沉坐底后钻井;在海陆过渡地带的极浅水区搁浅后,能够以搁浅后,能够以“步行步行”方式前进到设计井方式前进到设计井位地点后钻井,由胜利石油管理局钻井工艺位地点后钻井,由胜利石油管理局钻井
15、工艺研究院总工程师顾心怿主持设计。研究院总工程师顾心怿主持设计。胜利二号步行坐底式钻井平台是由胜利油田胜利二号步行坐底式钻井平台是由胜利油田与上海交通大学、青岛北海船厂联合研制的与上海交通大学、青岛北海船厂联合研制的中国第一艘极浅海步行坐底式钻井平台,是中国第一艘极浅海步行坐底式钻井平台,是一座能够一座能够“涉水、步行涉水、步行”的两栖钻井平台,的两栖钻井平台,是中国产、学、研联合研制新型重大技术装是中国产、学、研联合研制新型重大技术装备的成功范例,属国际首创。备的成功范例,属国际首创。1988年建成投年建成投产,到产,到1992年底累计钻井年底累计钻井11口。口。2008年年1月月18日,胜
16、利石油管理局对参加胜利二号步行式日,胜利石油管理局对参加胜利二号步行式钻井平台研制的有功人员奖励钻井平台研制的有功人员奖励15万元,其中万元,其中奖励平台课题组负责人、钻井工艺研究院总奖励平台课题组负责人、钻井工艺研究院总工程师顾心怿个人工程师顾心怿个人2万元万元。缺点:缺点:适用水深较浅适用水深较浅作业水深不能调节,对地形和土壤基作业水深不能调节,对地形和土壤基础础有一定要求有一定要求滑移时出现废井滑移时出现废井在极浅海域拖航就位困难在极浅海域拖航就位困难自升式(自升式(Jack-up)平台)平台自升式平台产生于自升式平台产生于1950年,年,主要由主要由工作平台工作平台、桩腿桩腿和和升降机
17、构升降机构组成。组成。作业水深范围从作业水深范围从12/14 英英尺直至尺直至550 英尺。大多数自英尺。大多数自升式钻井平台的作业水深在升式钻井平台的作业水深在250至至300 英尺范围内。英尺范围内。桩腿能够自由升降,作业桩腿能够自由升降,作业时桩腿下伸到海底,站立在时桩腿下伸到海底,站立在海床上,利用桩腿托起船壳,海床上,利用桩腿托起船壳,并使船壳底部离开海面一定并使船壳底部离开海面一定的距离的距离(气隙气隙Airgap)。拖航时桩腿收回,船壳处拖航时桩腿收回,船壳处于漂浮状态,但在风大浪急于漂浮状态,但在风大浪急的海面不能进行拖航。的海面不能进行拖航。平台就像驳船,可由拖轮拖平台就像驳
18、船,可由拖轮拖动。动。平台稳定站立后,大多数悬臂梁可以将钻台外伸平台稳定站立后,大多数悬臂梁可以将钻台外伸到固定平台。到固定平台。自升式平台的优点是所需钢材少,造价低,在各自升式平台的优点是所需钢材少,造价低,在各种海况下都能平稳地进行钻井作业;种海况下都能平稳地进行钻井作业;缺点是桩腿长度有限,使它的工作水深受到限制,缺点是桩腿长度有限,使它的工作水深受到限制,最大工作水深在最大工作水深在120米左右。超过此水深,桩腿重量米左右。超过此水深,桩腿重量增加很快,同时拖航时桩腿升的过高,对平台的稳增加很快,同时拖航时桩腿升的过高,对平台的稳性和桩腿的强度很不利。性和桩腿的强度很不利。目前我国已具
19、备深水自升式平台建造能力。目前我国已具备深水自升式平台建造能力。外高桥外高桥“勘探勘探5号号”勘探勘探5 5号是中国船舶工业集团公司建造的第一座自升式钻井平台,号是中国船舶工业集团公司建造的第一座自升式钻井平台,20142014年年5 5月月2828日在位于临港的海工基地命名交付。日在位于临港的海工基地命名交付。该座自升式钻井平台型长该座自升式钻井平台型长70.3670.36米,型宽米,型宽7676米,型深米,型深9.459.45米,设米,设计吃水计吃水6.46.4米,甲板面积相当于米,甲板面积相当于1313个标准篮球场,生活楼可容纳个标准篮球场,生活楼可容纳140140人居住。平台作业水深人
20、居住。平台作业水深400400英尺(英尺(122122米),钻探深度米),钻探深度3500035000英尺(英尺(1066810668米)。该钻井平台的桩靴、升降机构、三角型桁架米)。该钻井平台的桩靴、升降机构、三角型桁架桩腿、悬臂梁等均是上海首次建造的特殊钢结构,显示了建造桩腿、悬臂梁等均是上海首次建造的特殊钢结构,显示了建造者雄厚的技术制造能力。者雄厚的技术制造能力。这座为挪威船东设计和建造的这座为挪威船东设计和建造的JU-2000EJU-2000E型自升式钻井平台,型自升式钻井平台,当当天被命名为天被命名为“勘探勘探5 5号号。它是继。它是继3030万吨海上浮式生产储油船万吨海上浮式生产
21、储油船(FPSO)“(FPSO)“海洋石油海洋石油117”117”和和30003000米深水半潜式钻井平台米深水半潜式钻井平台“海洋石海洋石油油981”981”之后,上海外高桥造船公司开发建造的又一高端海洋装之后,上海外高桥造船公司开发建造的又一高端海洋装备。标志着上海向世界海工装备建造中心迈出了里程碑式的一备。标志着上海向世界海工装备建造中心迈出了里程碑式的一步。步。凯旋一号凯旋一号凯旋一号,是凯旋一号,是20142014年年0606月月2626日,中海油服以经营性租赁方式租日,中海油服以经营性租赁方式租赁的一座赁的一座400400英尺自升式钻井平台。该平台在英尺自升式钻井平台。该平台在20
22、142014年年0606月月2626日日完成命名仪式。完成命名仪式。“凯旋一号凯旋一号”平台型长平台型长66.7166.71米、型宽米、型宽67.0667.06米、作业水深米、作业水深400400英尺(英尺(122 122 米)、钻井深度米)、钻井深度3500035000英尺,预计将于英尺,预计将于20142014年年7 7月开月开始在中国海域为客户提供钻井服务。始在中国海域为客户提供钻井服务。“凯旋一号凯旋一号”是公司是公司20142014年租赁的第三座自升式钻井平台,是公司利用社会资源快速满年租赁的第三座自升式钻井平台,是公司利用社会资源快速满足日益增长的国内市场需求的重要措施。此前租赁的
23、足日益增长的国内市场需求的重要措施。此前租赁的“海洋石海洋石油油932”932”和和“海湾钻探者一号海湾钻探者一号”已分别于已分别于4 4月月1818日和日和5 5月月1313日投日投入中国近海市场执行作业合同。入中国近海市场执行作业合同。“凯旋一号凯旋一号”经历了多次台风经历了多次台风的考验,顺利开始首次钻探作业。有报道说,钻探深度为的考验,顺利开始首次钻探作业。有报道说,钻探深度为52005200米。米。南海南海981981没动,新下水的没动,新下水的“凯旋一号凯旋一号”开赴钓鱼岛海域。开赴钓鱼岛海域。中国首台自主创新中国首台自主创新CP-300自升式钻井平台自升式钻井平台20112011
24、年年1111月月1919日上午,由辽宁陆海石油装备研究院有限公日上午,由辽宁陆海石油装备研究院有限公司与辽河石油装备制造总公司共同设计,辽河石油装备制司与辽河石油装备制造总公司共同设计,辽河石油装备制造总公司建造的中国第一台具有完全自主知识产权的造总公司建造的中国第一台具有完全自主知识产权的CP-CP-300300自升式钻井平台在辽滨沿海经济区海工基地举行下水仪自升式钻井平台在辽滨沿海经济区海工基地举行下水仪式。式。CP-300CP-300自升式钻井平台可以在全球无限航区作业,自升式钻井平台可以在全球无限航区作业,300300英尺(英尺(91.44 91.44 米)水深以内各种海域环境条件下的
25、钻井作米)水深以内各种海域环境条件下的钻井作业,最大钻井作业深度可达到业,最大钻井作业深度可达到90009000米。悬臂梁转盘中心最米。悬臂梁转盘中心最大外伸大外伸15.24m15.24m,钻台左右横向移动各,钻台左右横向移动各4.57m4.57m,平台一次就位,平台一次就位可钻可钻1515口井。钻井船的船体型长口井。钻井船的船体型长60.9860.98米,型宽米,型宽55.7855.78米,米,型深型深7.627.62米,包括桩靴在内,桩腿全长米,包括桩靴在内,桩腿全长125.3125.3米。设计定员米。设计定员110110人,使用寿命人,使用寿命2525年。年。钻井船钻井船就是在船体或驳船
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