CN1035524C - 罐基组合式采油平台及施工方法 - Google Patents

Abstract

一种石油工业浅海，(高潮3～15米)采油用的罐基组合式采油平台及施工方法。该组合式采油平台主要由罐基平台(油罐、支撑桩、通道及上层生活动力平台)、靠船桩、栈桥和采油平台组成。油罐经喷冲气举排泥下入海底泥内，栈桥把生活动力平台和采油平台连通起来。采出原油进入油罐存储，达到一定数量后再外运，和目前浅海其它类型的储油量相同平台比，建造简单易行，可节约钢材300～500吨，并可重复利用。

Description

罐基组合式采油平台及施工方法

本发明涉及石油工业的浅海采油领域，特别是罐基组合式采油平台及施工方法。

到目前为至，在浅海勘探开发领域中，原石油工业部浅海石油勘探会战领导小组编写的《浅海石油资料汇编》下册第295～296页，介绍巴西研制一种“圆筒支柱型固定式平台”，实际也是以也是罐为基础钻井平台，但它在筒内打有数根桩定位，筒(罐)内装满砂，它是“重力式”罐基平台。1992年11月胜利石油管理局钻井工艺研究院情报室译编《国外浅海、滩海油田勘探与开发》第40～44页介绍，在巴西乌巴纳油田还有一种钻采平台，它也是以储油罐为基础的钢筋混凝土采油平台，其储油能力是23000m³，平台重量近1.5万吨，靠压载水座在海底面，该类平台吃水较深，在有冰的海域受到限制，这种形式不能适应浅海水域中小油田的开发。此外，1992年第5期《中国海洋平台)》在210～213页介绍，南海已有一种可在深水中使用的“油水自换”储油罐，一般情况下它建在海底，风浪对它没有多大的影响，是利用油和水的比重差实现进油出水或出油进水的自动交换，罐不承受海水的压力，可做到结构重量轻。但在浅海区域的风浪运动直接影响到海底，一有5～6级风，海水就改变颜色，海水的含沙量达到2～4％，随着风浪的加大，含沙量增大。假若在浅海区域采用油水自换罐将有两大难题：一是海水进罐以后容易沉淀大量泥沙，难以处理；二、主要因为潮涨潮落和波浪的影响，原油加温困难，原油极容易凝结。

目前，除上述三类储油方式以外，还有三种水上储油方式；一、世界上采用比较多的还有以桩为基础的导管架采油平台，油罐建在导管架平台上，这样平台基本上要分三个区域，一个是生产平台，一个是储油平台，一个生活平台(渤海石油公司已采用)，所以用钢量是比较多，并且在海上施工期长，投资高。这种平台一般不容易移动，在小区块油田不经济。二、在胜利油田以《胜利一号坐底式钻井平台》为模式，开始建造座底式采油平台，该方式解决了移动问题，但油罐、生产平台和生活都在一起，安全问题不容易处理好。三、还有一种“浮式采油方式”；在深海叫“单点系泊”，即井口的油通过桩为基础的平台上或锚链固定的漂浮结构上，然后将油输送到系靠在平台旁边的储油船，该油船一般是几万吨以上，渤海石油公司采用50000万吨级的，南海石油公司为140000吨，由该船将油输送到其它油船上运回陆地，这样大的工程在11～12级风情况下也没有危险，但工程投资大，现在需要1.5亿元以上。如果在浅海区域采用这样的方案，主要受水深的限制，装载量一般在1000～2000吨的范围内，并且船的干舷和吃水之比都很大，受风浪影响比一般船要大的多。每次大风到来之前，原油驳船都要离开井位，在大风停了以后才能拖往井口平台。这样原油驳可能只装了半舱就要离开井位，来往频繁，造成原油驳船和拖船的极大浪费。油井也是关关停停，油井底部容易砂卡和结蜡，造成生产不正常，作业次数多。总之一句话，产油少，经费高，极不经济。

本发明的目的是为了提供一种安全可靠、油罐储量大、可重复利用的罐基组合式采油平台及施工方法。尽量集中上述几种平台的优点，从经济效益出发，采取桩基平台分区域处理安全感强的一方面，又采用以油罐为基础其储量大和坐底式可移动重复利用的优点，并有施工简单，节约材料，适合小区块开发，减少油井关井的次数，降低生产成本，投资少见效快的特点。

本发明的技术解决方案如下：罐基平台的油罐直接下入海底泥内，生活动力平台靠支撑桩和通道支撑于油罐之上，生活动力平台和采油平台之间用栈桥连通起来。油罐底部为倒锅底式，内有泵房，中央设有通道，内有管线，罐底外部周围设有喷嘴，喷嘴的供水管线经油罐在泵房和储水环相通，储水环再与通道中的管线相接。

在泵房和之间有水密人孔，油罐可分隔为数个舱。

罐基组合式采油平台的施工方法是：在陆岸预制成各种构件后，其罐基平台，用拖船拖到井位，靠辅助船舶提供的动力水和气，经喷嘴对油罐倒锅底下的泥面进行喷冲和气举抽吸下沉，达到预定深度后，停止喷冲，用泵交替抽吸倒锅底的水和气体，使其形成负压，使油罐没有浮力，然后在油罐周围铺碎石或沙袋。在井位将采油平台的支撑桩打下去，再用水泥固在海底，然后吊装采油平台和作业井架。安装栈桥将采油平台和生活动力平台连通，打好靠船桩。

本发明较之现有的浅海采油平台相比，具有以下优点和效果：

1、该平台与巴西乌巴拉纳重力式罐基平台相比，重量轻，拖航吃水浅，易移动，抗冰性强，更适应浅海小块油田的开发；和油水自换罐相比，解决了浅海油罐保温和沉沙的问题，适应性强。

2、与桩基式平台相比，储油量1000～3500吨时，可节30～50％钢结构，重量可节省结构钢600～1000吨以上，海上施工不需要大型浮吊，周期短，并且可以移动，重复利用，投资少。

3、与坐底式采油平台相比，其储量为1500～3500吨时，可节省钢材400～1000吨，并且易于建造，且安全程度高。如果井位水深大于6米以上，有合适的施工地，油罐可采用钢筋混凝土，将更加经济可靠。

4、与浅海浮式采油平台相比，受气候的影响少，如不考虑油井本身的因素，全年生产日期可增加一倍多，船舶利用率高，综合经济效益好。

附图为本发明中罐基组合式采油平台示意图。

参见附图下面对本发明做进一步的详述：

采油平台2用采油平台桩7支撑，也可根据实际施工措施改为3桩支撑；假如是多井组，可根据实际情况确定打桩的数量，在施工措施许可的情况下，应尽量减少桩的数量；平台上可设修井用井架1(如果有专门的修井设施可不设)和生产设施。油罐9位于海平面低潮水线以下并沉入海底泥土中。支撑桩8和通道11将生活动力平台4支撑于油罐9之上，在其上安装生活、动力房5和生产所需要设备；支撑桩8不仅作支撑用，还是原油进入油罐9的通路；栈桥3将采油平台2与生活动力平台4连通起来，并可在栈桥上铺设各种管线及电缆等；如果需要可以在井口生产平台一端设计满足修井作业时摆放油管场地。油罐9的底部为倒锅底，中央有通道11直通生活动力平台4，内有多种管线；罐底下面周围设有喷嘴，喷嘴供水管线经油罐9在泵房10和储水环相通，储水环和通道11管线相接；泵房10内还有油水输送泵、罐内和罐底下液位显示器及通风等设施；油罐9与泵房10的隔舱壁设有水密人孔，便于清沙和检修。靠船桩12设在罐基平台与栈桥相对称的一侧，其主要作用是船舶带缆靠船，并防止船舶碰撞油罐9。

罐基组合式采油平台的所有构件均可在陆岸预制，在海上施工；罐基平台可整体用拖船拖到井位，由辅助船舶(拖船)向油罐9灌水下沉；辅助船舶(拖船)提供动力水和气经管线在生活动力平台4通道11口与管线连接，水进入泵舱10储水环，经储水环再均匀分配到数根管线送到罐底周围的喷嘴，冲击罐底下面的泥土，形成水泥浆；气体进入通道底部的喷冲气举抽吸装置将水泥浆排到罐外。储水环到喷嘴的每根管线，在储水环下面都设有阀门，以便控制喷嘴的排水量，达到调整油罐9平稳下沉的目的。到达预定的深度(经计算罐周围摩擦力和吸附力满足要求)以后，停止喷冲，用泵(当油罐直径大于17m时，可在泵房加真空泵)交替抽吸油罐倒锅底下面的水和气体，使倒锅底下形成一定的负压，对罐底基础进行预压；随后在油罐周围堆铺碎石或砂袋，同时可安装生活动力平台4上的生活动力设备房及遥控设施5和其它设施。

在井位将采油平台的支撑桩7用打桩机打下去，或利用钻井平台钻机钻孔送下后，再用水泥固在海底；然后吊装采油平台2和作业井架(如果有作业船能修井作业，可以不设作业井架)。吊装栈桥3将采油平台2和生活动力平台4连通，打好靠船桩12，调试设备，抽出油罐9的水，检查倒锅底下的水位，投入生产。

采油时，原油从井口出来进入管线，沿着栈桥3到生活动力平台4，如果油温低需要进入换热器加热再进油气分离器等设施，从分离器出来的油经支撑桩8.(其中1根)进入油罐9.储存；从分离器出来的气经管线返回采油平台2到井架1顶部火炬烧掉(如果没有井架，火炬设计悬臂式或另外设单桩火炬)。原油外输时，生活动力平台4上的吊机6将原油船舶的缆绳吊上生活动力平台4，由管理人员把缆绳扣系到靠船桩12上，吊机6，再把输油管线吊到装油的船舶上，即可启动泵房10的油泵，实现原油装船。

当采油生产井枯竭废弃后，该罐基平台可整体起浮移动到陆岸进行检修，再到其它井位继续使用。移位时先将油罐9清洗干净，将内底舱根据水深情况注一定的水，外上舱的浮力略大于罐基平台使其在任何情况下都具有稳性或浮心高于重心。然后用拖船的消防泵经管道往油罐9倒锅底下面注水，破坏泥土对罐的吸附力及摩擦力，使罐基平台慢慢上升，避免过大的跳动现象而漂浮在水上，试其航道的水深情况，从油罐9中抽出适量水，使之达到拖航状态。

Claims (5)

1、一种罐基组合式采油平台，包括采油平台(2)、栈桥(3)、靠船桩(12)，其特征在于：

a：罐基平台由油罐(9)、活动力平台(4)、支撑桩(8)和通道(11)构成，油罐(9)下入海底泥内，生活动力平台(4)靠支撑桩(8)和通道(11)支撑于油罐(9)之上，生活动力平台(4)和采油平台(2)之间用栈桥(3)连接；

b：油罐(9)底部为倒锅底式，内有泵房(10)，中央设有通道(11)，内有管线，罐底外部周围设有喷嘴，喷嘴的供水管线经油罐(9)在泵房(10)和储水环相通，储水环再与通道(11)中管线相接。

2、根据权利要求1所述的罐基组合式采油平台，其特征在于泵房(10)和油罐(9)之间有水密人孔，油罐(9)可分隔为数个舱。

3、根据权利要求1所述的罐基组合式采油平台，其特征在于罐基平台的侧面打有靠船桩(12)。

4、一种罐基组合式采油平台的施工方法，在陆岸预制成各种构件后，将罐基平台，用拖船拖到井位，其特征在于罐基平台，靠其辅助船舶提供的动力水和气，经管线送至喷嘴对油罐(9)底下面泥土进行喷冲和气举抽吸下沉，达到预定深度以后，停止喷冲，用泵交替抽吸倒锅底的水和气体，使其形成负压，使油罐(9)没有浮力，然后在油罐(9)周围铺碎石或沙袋，在井位将采油平台的支撑桩(7)打下去，再用水泥固在海底，然后吊装采油平台(2)和作业井架，安装栈桥(3)使采油平台(2)和生活动力平台(4)连通，打好靠船桩(12)。

5、根据权利要求4所述的施工方法，其特征在于将罐基平台移位时，把油罐(9)中的下底舱灌注适当液体，使外上舱的浮力略大于罐基平台的重量，然后用辅助船舶(拖轮)向罐底下面注水，破坏泥土对罐的吸附力和罐周围的摩擦力，使罐基平台慢慢上升，视其航道的深度，从油罐(9)中抽出适量水，使之达到拖航状态。