[00089466]船扶獨柱式海上平臺

　　船扶獨柱式海上勘探平臺介紹

　　一、概述

　　目前我國的近海勘探工程多用改裝鉆船進行，改裝船具有技術簡單改裝費用較低，船的社會存量大，易形成規模生產，對海況的適應性較好，應對海上風險靈活等優點。其缺點也很明顯，主要是改裝船受風浪和潮差的影響狀態不穩定，不能進行精準高質量的作業，無法進行靜力觸探等對穩定性要求高的項目，在進行一般的鉆探時受晃動和要經常接卸套管等干擾，工作效率低，有效工作時間短。為提高工作質量近年也出現了一批簡易的自升式海上勘探平臺，簡易平臺的適用水深多在15m以內，隨著水深的增加自升式平臺的造價急劇增加，水深超30m的平臺造價達數千萬元，高昂的造價使一般的工程難以承受，也難以大量普及。

　　船扶獨柱式平臺的工作條件和資金投入與改裝鉆探船相近，作業環境和勘察質量卻與自升式平臺相近，它是用一根剛度和強度都很大的立柱支撐在海底，立柱的頂部設有一個類似普通鉆場的工作平臺，在海面的扶正船上有一扶正圈，通過四條錨泊系統的調正使立柱始終呈豎直狀態，其結構有點類似高層建筑施工中的塔吊。它適合于水深10m-50m可錨泊定位的海域。

　　二、技術要點

　　1、船扶獨柱式海上勘探平臺的立柱靠固定在扶正船上的扶正圈扶正，讓立柱始終呈豎直狀態，扶正圈與立柱之間為間隙配合，立柱支撐在海底，當扶正船與扶正圈一起隨海浪和潮差上下波動和搖擺時，立柱和扶正圈之間可產生差動，差動消除了扶正圈對立柱的上下影響，也基本消除了搖晃對立柱的影響。當扶正船隨海流和風流的變化而產生有限的橫向漂移時，立柱上的豎直儀可即時顯示，顯示精度可達0。1%，依據顯示數據適當調整錨系統的松緊，使豎直度波動范圍在1%以內，保證其穩定狀態與自升式海上平臺相近。

　　2、平臺的立柱由雙層鋼管組焊而成，雙層鋼管形成的封閉體的浮力略大于立柱的自重，即處于海水中的立柱相當于一根沒有重量的鋼柱，立柱只承載水上設備的重量和施工操作中出現的荷載，如軸向荷載和橫向的水流和風流的壓力等，就立柱本身的穩定性而言可在水深大于50m的條件下工作，最合適的水深為10m-50m。

　　3、立柱的中心具有自上至下的φ160的空間，即安裝立柱的同時就相當于下入了一根內徑φ160的與海水隔離了的套管，為下一步的鉆探或原位測試創造了條件，當水深度較大時，其它海上勘探工法常為下置海水隔離管而消耗大量精力。

　　4、為滿足獨柱式平臺在海上的安裝與運行要求設計了專用的吊機，吊機起吊力大，結構簡單，工作穩定。可合理起吊和擺放底靴，立柱和上部工作平臺等部件，工作平臺是連上面的設備和器材整體吊裝，對接后即可開始勘探工作，為配合勘探工作的實際需要，還配有專用的豎直度儀及顯示警報裝置，有可以反應不同貫入力的測深器，還有專用的防巖粉套管管頭，供靜力觸探用的扶正套管等。

　　5、工作平臺和船體有兩套爬梯供人員上下，保證工作人員安全。

　　三、平臺的安裝過程

　　1、平臺以扶正船為母體，對扶正船的要求與作鉆探用的改裝船相近，即船的大小為1000t左右，能自航，甲板的寬度大于10m，長大于30m，船上應有四套可靠的錨鉑系統，有必要的生活條件和自持能力。在扶正船的對應側宜設有適量的配載，增大船體的平衡度。

　　2、獨柱式平臺設備總重約70t（不包括發電機，鉆探設備和測試設備），設備適合于陸上運輸，在扶正船已到位的條件下，設備在扶正船上的初始安放與固定的時間為2-3天。

　　3、扶正船行至孔位和錨泊定位過程與改裝鉆船相近，對海況的要求也與一般鉆船相同。錨泊定位后即可開始獨柱式平臺的安裝作業。

　　4、獨柱式平臺的安裝

　　1）測量水深，首先用聲波測深，再用不同貫入力的測錘測深，在測深的同時大致判斷海底表層的承載力和底靴的大致沉降量，在同一區域有一定經驗后，測深過程可適應簡化。

　　2）配置底靴的重量，一般鉆探時底靴不要另配重，若是靜力觸探孔配重要大于靜探時的最大反力。（設備按30t反力設計）

　　3）選配立柱的長度和下入順序，按序下入立柱管，當底靴離海底0。5m左右時，測量并大致調整立柱的豎直度，保持該狀態緩慢下至海底。

　　4）復核立柱長度是否合適，合適的長度是高潮時扶正環距工作平臺底面約0。5m，若不合適應適當增減立柱長度。

　　5）將工作平臺安裝到立柱頂部，并安好爬梯等附件。

　　6）開始在平臺上進行鉆探或各種測試作業。

　　預計當水深近50m時完成上述作業的時間為2-3小時，平臺的安裝宜在接近高潮的平潮期進行。

　　勘探作業后起吊立柱的過程與上述相反，開始起拔時，可能底靴與地層有一定的吸力，設備有壓水上抬破吸的功能，再加上吊機較大的強拔力，預計起拔難度不大，若開始起拔有困難，在波浪的晃動下慢慢就松動了。

　　5、平臺上的勘探作業

　　平臺上的作業較船上穩定，平臺上備有近乎直立的鉆桿筒，起下鉆的效率較高，在安裝吊機的協助下，平臺上鉆機和靜力觸探機的安裝和換裝也方便。平臺上只放必備的物件，多余的物件可由吊機及時轉放至扶正船的甲板上，動力系統，制漿供漿系統等可以與平臺設備軟連接的都安裝在船的甲板上，立柱的豎直度設有搖測顯示與警報，由船的控制室控制與調整。

　　四、現狀與展望

　　2016年獲悉我國海上風電等項目多規劃在水深較大的海域，現有的勘探設備難以應對新的要求，受以往開發淺海自升式勘探平臺和多年從事海上勘探的啟發，產生了船扶獨柱式海上勘探平臺的構想，經過一年多的研究漸漸形成了一個完整的方案，現已完成加工圖設計，關鍵問題和部件作了重點調研、模型試驗和加工工藝研究，并申報了實用新型和發明專利，2017年9月22日實用新型專利權已被授予。希望該技術成果得到有關勘察設計單位和從事海上勘察施工單位的關注，進行開發合作，實現共贏。平臺本身的加工時間約兩個月，總質量約70t，第一臺資金投入約100萬元?；谄涓叩目碧劫|量，簡單高效的作業方式和較低的投入，有可能廣泛應用于近?？碧剑刮覈慕？碧焦ぷ鞒霈F新的局面。