自升式钻井平台特征
自升式钻井平台(见图3-1)是能够沿桩腿升降的钻井平台,一般为非自航。桩腿既是平台屹立在海上的支柱,又是平台升降的梯子。工作时桩腿下放插入海底,平台被升至离开海面的安全工作高度,并对桩腿进行预压,以保证平台遇到风暴时桩腿不致下陷。因此平台在固定状态下进行钻井作业,完成任务后平台降到海面,拔出桩腿并全部提起,平台在海面成为浮态,由拖船拖到新的井位。自升式钻井平台的作业水深范围为20~160米,其成本随作业水深增加而显著增加,同时桩腿结构设计也受到水深限制。

图3-1 自升式钻井平台
自升式钻井平台海上作业包括拖航就位、升船压桩、钻井完井和降船拔桩等过程。
拖航是指平台作为被拖物由拖船拖带,由某一海域向另一海域转移的状态或过程。拖航分为干拖和湿拖两种。干拖时采用半潜驳船和拖船,先将桩腿全部升到自升式钻井平台船体上并固定,然后半潜驳船下潜,拖船将平台拖到半潜驳船甲板上方,半潜驳船起浮托起平台离开水面。平台在半潜驳船甲板上绑扎固定后,由拖船将半潜驳船拖到作业海域。将平台松绑后,半潜驳船再次下潜,平台呈漂浮状态,由拖船拖出。湿拖时自升式钻井平台的桩腿升到船体之上并固定,船体漂浮在海面上,由拖船拖到作业海域。(https://www.daowen.com)
当自升式钻井平台被拖到作业海域时处于就位状态。如果只是打探井,则定位要求较低。如果打生产井,需靠近导管架平台,则定位要求较高,就位状态包括初就位和精就位。初就位时,拖船将平台拉到作业区域约5海里时,平台降桩准备减速。拖船协助平台调头,使平台船尾对准导管架靠船一侧。精就位时,拖船协助放锚,使锚泊系统精确就位,平台船尾两根锚链提供拉力,靠近导管架,平台船首锚链和拖船连接调整方向。
自升式钻井平台就位后开始升船压桩。自升式钻井平台的压桩,是将桩腿下面地基的承载力预先压到风暴状态时所要求的地基承载力,避免极限环境条件下桩腿出现不均匀下沉,造成平台倾斜和倾覆事故发生。压桩一般是靠平台自重和压载水的重量实现的。浪高、潮汐、入泥计算曲线是影响压载方法和措施的重要因素,需要操作者权衡各方面风险才能做出相对安全的决定。压桩方式分为三桩同时压桩和单桩压桩两种。若压桩入泥计算曲线明确存在刺穿风险,必须使用单桩压桩方式。通常推荐的单桩压桩顺序是平台船首桩腿、右舷侧桩腿、左舷侧桩腿。压载完成后,一般要观察3小时。
当自升式钻井平台压桩升船作业完成后,即可按一般的钻井作业程序进行钻井作业。
平台在一个井位完成作业后,需要通过降船拔桩将平台恢复到漂浮状态,以便移动到下一个井位。首先将船体降到水面,然后依靠船体的浮力将桩靴从泥中拔出。当桩靴入泥较深时,为了顺利拔桩,拔桩前一般先进行冲桩,利用高压水冲掉附在桩靴上的泥土,以消除桩靴底部的吸附力。