平台的布置和结构形式

20.9.1　SPAR平台的布置和结构形式

目前投入实际生产的SPAR平台，在整体组成上一般可分为六大系统：即顶部甲板模块、主体外壳、浮力系统、中央井、立管系和系泊系统。从结构上讲，一般将SPAR平台分为三部分：即顶部甲板模块（平台上体）、平台主体以及系泊系统（包括锚固基础），其中平台上体和平台主体并称为平台本体。平台主体又可以分为硬舱、桁架和软舱，各个组成部分见图20.9－1。

图20.9－1　SPAR平台结构组成图

1）顶部甲板模块

顶部甲板模块是一个多层桁架结构，它可以用来进行钻探、油井维修、产品处理或其他组合作业。用来支撑钻探设备和生产设备的顶层甲板及中间甲板与固定平台的甲板底层很接近。

2）平台主体

现代SPAR生产平台的主体是圆柱体结构，垂直悬浮于水中。有的SPAR平台将主体分为几个部分，其中，部分为全封闭式结构，部分为开放式结构，但是各部分的横截面都具有相同的直径。由于主体吃水很深，平台的垂荡和纵荡运动幅度很小，这使得SPAR平台能够安装刚性的垂直立管系统，承担钻探、生产和油气输出工作。水线以下部分为密封空心体，以提供浮力，称为浮力舱。舱底部一般装压载水或用以储油（柱内可储油也成为SPAR平台的显著优点），中部由锚链呈悬链线状锚泊于海底。平台主体的组成：

（1）硬舱和软舱。主体中有四种形式的舱，自上而下分别为：第一层是硬舱，位于壳体的上部，其作用是提供平台的浮力，硬舱通常是长60～80m、直径30～40m的中空圆柱体，由多个圆环总段对接而成。

第二层即中间部分是储存舱，在存储舱下的第三层为平衡/稳定舱。第四层为软舱，设在主体底部，在桁架下面，为板式钢结构舱室，主要用于布置固定压载舱。硬舱和软舱主要是板架结构，均设有中心井口，以便生产、钻探立管的通过。

（2）桁架。开放式桁架结构位于平台主体中部，连接硬舱和软舱，通常由4个无内倾立腿，以及斜角撑杆、垂直撑杆和水平撑杆等组成。垂荡板为水平布置的平板，上下有数层，这些平板由带支架（Girders）的刚性金属结构组成，由水平撑杆支撑，通过增加垂直和正交的撑杆来减小垂荡板之间的跨距。垂荡板为SPAR平台增加垂直运动的附加质量和阻尼，还为顶端张紧立管和刚性立管（Steel Catenary Risers，SCRs）提供侧向支撑。

3）系泊系统

现代SPAR平台采用半张紧的悬链线系泊索动态定位，能够保证平台在钻探、完井、修井和生产过程中具备良好的稳定性。系泊索与主体的连接处位于平台重心附近，该点处的运动幅度较小。海底基础大多采用大抓力锚、桩基或吸力式基础固定。

SPAR平台的油气产品有两种输出方式，它既可以通过柔性输油管、钢悬链线立管（Steel Catenary Riser，SCR）或顶张紧式立管将油气产品直接输送到海底管道系统，也可以先将石油储藏在SPAR平台的主体中，然后用油轮将石油向岸上运输。