1、1总公司设计指南 第 5 篇 海上平台结构导读：就爱阅读网友为您分享以下“总公司设计指南 第 5 篇 海上平台结构”资讯，希望对您有所帮助，感谢您对 的支持!第五篇 海上平台结构第一章 海上平台结构设计总则第一节 平台结构设计的范围海上平台结构设计是海上平台设计的一个非常重要的组成部分。特别是对于海上平台的安全性和可靠性至关重要。海上平台结构设计包括设计导管架结构及甲板结构和附属结构等各个方面内容。例如确定结构布置原则，正确地选用材料和计算荷载方法，选取适用的荷载系数，确定荷载组合方式，进行强度刚度和稳定性计算，编制材料表以2及有关设计文件等。本章的内容和要求主要适合于导管架固定平台，部分内
2、容也适合于浮式系统的模块设计。 为了设计一座既能可靠运行而又经济安全的海上平台，首先要进行平台总体规划。所谓总体规划通常是指按照一般的设计准则、法规和标准确定平台上部的工艺机电仪表等设施的布置与支承结构选型的总体问题。根据使用要求决定的上部设施与设备的总体布置是支承结构规划布置的依据，反过来支承结构的选型也必须满足工艺机电仪表等设施布置的要求。两者之间有着极为密切的关系。平台总体布置的目的就是要寻求平台总体的，而不是各个独立部分的最优设计方案。实际上，平台设计过程就是反复进行工艺机电仪表等设施布置与结构选型相互配合的过程。海上平台结构设计范围的分类，可以有不同的方法。总体而言，平台结构设计的最
3、终成果包含下述内容。一、图纸文件目录二、规格书1 结构设计规格书2 结构材料规格书3 制造规格书（包括焊接检验要求）4 安装规格书三、设计报告31 在位分析（包括计算机的输入输出结果）2 施工分析（1） 吊装分析（包括吊点分析）（2） 拖航分析（3） 打桩分析（4） 装船分析（5） 下水分析3 局部分析4 附属构件分析（1） 防沉板计算（2） 靠船件计算5 重量控制报告6 其他分析计算和报告四、材料表1另外，平台结构又分为许多部分。从大的方面来分，可以分为上部结构和下部结构，不过为了叙述的方便，我们分为如下几个方面。一、导管架结构设计二、甲板结构设计三、浮式系统模块及火炬塔结构设计4四、栈桥设
4、计五、桩结构设计六、生活楼和工作间设计七、其他结构设计对于以上各部分的具体内容，将在后面论述。需要指出的是，以上所叙述的平台结构设计范围，仅对一般情况而言。对于某些特殊情况，需要对设计范围进行必要的调整与补充。第二节 平台结构设计的原则平台结构设计总的原则是：先进合理安全经济满足规范要求，且方便采办制造安装检验和维护等。结构总体布置的基本原则是：总体布局合理，传力路径短，构件综合利用性好，材料利用率高，满足其他专业对结构型式的要求。结构材料选取的基本原则是：结构材料的选取既要考虑强度要求，又要考虑结构工作场所的环境条件，在结构中的部位和可能使用的加工方法等。结构总体布置，结构构件选取，结构材料
5、选取等方面的一般考虑，参见本编的第二章及其他章节。为了具体实施平台结构设计的原则，设计人员应当不断5地总结经验，有所发现，有所发明，有所创造，有所前进。第三节 平台结构设计应遵循的规范和标准一、平台结构设计应遵循的规范和标准除特殊情况(如业主要求)指明外，所用标准、规范和法规均应为最新版本。 平台结构设计应遵循的主要规范和标准如下。1. 中国国家标准、行业标准和企业标准1）国家标准GB/T 699 优质碳素结构钢GB/T 700 碳素结构钢GB/T 1591 低合金高强度结构钢2GB/T 3077 合金结构钢2）行业标准SY/T 100022000 结构钢管制造规范SY/T 100041996
6、 海上平台管节点用碳锰钢板规范SY/T 100082000 海上固定式钢质石油生产平台的腐蚀控制SY/T 100092002 海上固定平台规划、设计和建造的6推荐作法荷载和抗力系数设计法（增补）SY/T 100111997 海上油田总体开发方案编制指南SY/T 100282002 海洋石油工程制图规范SY/T 100302002 海上固定平台规划、设计和建造的推荐作法工作应力设计法（增补）SY/T 100312000 寒冷条件下结构和海管规划、设计和建造的推荐作法SY/T 100362000 海洋石油工程设计文件编制规程SY/T 100382002 海上固定平台直升机场规划、设计和建造的推荐作
7、法SY/T 10039 海上钢结构焊接规范SY/T 100402002 浮式结构物定位系统设计与分析的推荐作法SY/T 10049 海上钢结构疲劳强度分析的推荐作法SY/T 10050 环境条件和环境荷载SY/T 10051 用于海上结构的锰碳钢轧钢板的规范SY/T 10052 浮式生产系统规划、设计及建造的推荐作法7SY/T 480592 海上结构物上生产设施的推荐作法3）企业标准Q/HSn 30002002 中国海海冰条件及应用规定Q/HS 30032002 渤海海域钢质固定平台结构设计规定Q/HS 30052003 海上钢结构疲劳强度分析的推荐作法Q/HS 30072003 环境条件和环
8、境荷载指南Q/HS 40102003 易燃易爆危险场所安全管理规定Q/HS 7002-93海洋石油工程设计文件编制规程 Q/HS 7003-93海洋石油工程制图标准2. 国外标准AISC S335 Specification for Structural BuildingAllowable StressDesign and Plastic Design with Commentary(钢结构建筑物规范容许应力设计和塑性设计)API RP 2A-WSD Recommended Practice for Planning, Designing and constructingFixed Offsh
9、ore Platform-Working Stress Design(海上固定平台规划、设计和建造的推荐作法工作应力设计法)8API RP 2A-LRFD Recommended Practice for Planning, Designing and constructingFixed Offshore Platform-Load and Resistance Factor Design(海上固定平台规划、设计和建造的推荐作法荷载和抗力系数设计法)API RP 2L Recommended Practice for Planning, Designing and constructing 3
10、Heliports for Fixed Offshore Platforms(海上固定平台直升飞机场的规划、设计和建造的推荐作法)API RP 2N Recommended Practice for Planning, Designing and constructingFixed Offshore Structures in Ice Environments(北极条件下结构和海底管线的规划、设计和建造推荐作法)API Spec. 2BSpecification for Fabricated Structural Steel Pipe (结构钢管制造规范) API Spec. 2H Speci
11、fication for Carbon Manganese Steel Plate for OffshorePlatform Tubular Joints9(海上平台管节点用碳锰钢板规范)AWS D1.1 Structural Welding Code-Steel(钢结构焊接规范)Det norske Veritas DnV Rules for the Design Construction and Inspection ofOffshore Structures挪威船级社近海结构物的设计、建造和检验规范Appendix A Environmental Conditions(附录 A 环境条件
12、)Appendix B Loads(附录 B 荷载)Appendix C Steel Structures(附录 C 钢结构物)Appendix D Concrete Structures(附录 D 混凝土结构)Appendix E Hydrostatic Stability and Anchoring(附录 E 水静力稳性及锚泊)Appendix F Foundations(附录 F 地基)Appendix G Dynamic Analysis(附录 G 动力分析 )Appendix H Marine Operations10(附录 H 海上操作 )Appendix I In Service
13、 Inspection(附录 I 使用期的检验)Appendix J Documentation(附录 J 文件)3. 规范和标准的应用下面简述规范和标准的应用中应注意的问题。进行平台结构设计时，应特别注意强制性标准和推荐性标准的区别。以下内容制定为强制性标准：1） 有关国家安全的技术要求；2） 保障人体健康和人身、财产安全的要求；43） 产品及产品生产、储运和使用中的安全、卫生、环境保护、电磁兼容等技术要求；4） 工程建设的质量、安全、卫生、环境保护要求及国家需要控制的工程建设的其他要求；5） 污染物排放限值和环境质量要求；6） 保护动植物生命安全和健康的要求；117） 防止欺骗、保护消费者
14、利益的要求；8） 国家需要控制的重要产品的技术要求。强制性标准分为全文强制和条文强制两种。当标准的全部技术内容需要强制时，为全文强制形式。对于全文强制形式的标准在“前言”的第一段以黑体字写明：“本标准的全部技术内容为强制性。 ”当标准中部分技术内容需要强制时，为条文强制形式。对于条文强制形式的标准，根据具体情况，在标准“前言”的第一段及有关部分以黑体字写明强制的章、条及有关内容。下面简述可以直接利用的标准设计。目前可以直接利用的标准设计及有关文件：1） 平台标准化设计规定该文件主要涉及平台标准化设计，这里不拟详细叙述。2） 渤海钢质固定平台设计规定本标准目前仅适用于渤海海域钢质固定式平台，对在
15、其他海域的应用，应做适当的调整和补充。本标准将会逐步充实完善，力求成为整个中国海域海上钢质固定平台结构设计的指导性文件。二、国内外优秀设计和科技文献资料的应用在设计、施工中参考国内外优秀设计，能提高设计质量12和效率，在加快工程进度、降低造价、保证安全等方面有着明显的经济、社会效益。因此，在平台结构设计中应尽量参考国内外优秀设计。为了跟踪国内外先进水平，科技文献和资料也可以供设计时参考。参考文献19 可供平台结构设计时参考。参考文献1011可供计算波浪力时参考。其他参考资料可参见有关科技期刊，学术会议（如 OTC 等）论文集，出国考察报告等。第四节 固定设施的类型下面简述固定设施的类型。一、固
16、定设施的类型5海上油田的生产必须以固定设施为基地。固定设施是指建立在海上的固定建筑物。固定设施的工作年限较长，一般都在 15 年以上，而且在使用期内又不能移动，所以固定设施的安全性和可靠性非常重要，它要承受在使用期限内该海域可能出现的最大环境荷载，而且要在最恶劣的环境13条件下能够生存和继续工作，否则将造成严重的人员伤亡设备损失、油田停产与环境污染等危害事件。由于海上固定设施是用于海底石油开发及采油储运等工作以及工作人员的生活居住，加上海洋水深及海况的差异、油藏面积的不同、开采年限不一，因此固定设施类型众多。其分类方法也是仁者见仁，智者见智。在不同的文献资料中，有不同的分类方法。为了保持海洋石
17、油系统内部文献的统一性，采用海洋石油系统常用的分类方法。根据这种方法，固定设施基本上可分为五大类：二、各种固定设施简介固定设施是用桩基、座底式基础或其他方法固定在海底，并具有一定稳定性和承载能力的海上结构物。海上固定设施有各种各样的形式，按其结构形式可分为桩基式平台、重力式平台和人工岛以及顺应型平台；按其用途可分为井口平台、生产处理平台、储油平台、生活动力平台以及集钻井、井口、生产处理、生活设施于一体的综合平台。另外，还有一种被称为简易平台的固定设施，也显示出良好的应用前景。例如海上简易平台筒型基础技术。为经济有效的开发海上边际油田，中国海油正在研制多种类型的简易式平台。继无人平台、二腿三桩平
18、台之后，又自行研制了可移动式筒型基础平台。该项技术已在渤海锦州 9-3 的系14缆平台取得成功。筒型基础技术可使平台基础呈筒型结构，利用负压自动下沉就位，待该平台的生产结束后，可将基础拔起，再重复使用。1桩基式固定设施桩基式固定设施一般系指桩基式固定平台，通常为钢质固定平台，是目前海上油（气）生产中应用最多的一种结构形式。1）钢质固定平台的结构钢质固定平台中最多的是导管架式平台，主要由四大部分组成：导管架、桩、导管架帽和甲板。在一般情况下，甲板由模块组成。模块：也称组块。由各种组块组成平台甲板。平台可以是一个多层甲板组成的结构，也可以是单层甲板组成的结构，视平台规模大小而定。如钻井区域的模块可
19、称为钻井模块；机械动力区可称为动力模块；生活区称为生活模块等。在许多情况下，导管架帽和甲板模块合二为一，所以这时导管架式平台仅分为导管架、桩和甲板模块三部分。如图 5-1-1 所示。615图 5-1-1 钢质固定平台的结构7（1） 导管架导管架系钢质桁架结构，由大直径、厚壁的低合金钢管焊接而成。钢桁架的主柱（也称大腿或腿柱）作为打桩时的导向管，故称导管架。其主管可以是三根的塔式导管架，也有四柱式、六柱式、八柱式等，视平台上部模块尺寸大小和水深而定。导管架的腿柱之间由水平横撑与斜撑、立向斜撑作为拉筋，以起传递负荷及加强导管架强度的作用。在导管架的结构设计中，确定导管架的主要轮廓尺寸是一项很重要的
20、工作，其主要内容如下：导管架的顶高程导管架底高程导管架层间高程导管架腿柱的倾斜度水面附近的构件尺度（2）桩导管架依靠桩固定于海底，桩结构有主桩式，即所有的16桩均由主腿内打入；也有裙桩式，即在导管架底部四周布置桩，裙桩一般是水下桩。桩结构设计内容包括：根据平台总体规划设计所选定的尺度，分析在最不利荷载组合作用下桩结构的构件出现的内力；根据桩所承受的最大轴向力和弯矩，校核桩身强度；由桩所承受的最大轴向力和横向力，确定桩的入土深度；根据导管架在施工和使用阶段各构件出现的内力（轴力、弯矩和剪力） ，该校各构件的强度、刚度和稳定性。海上导管架平台的承载能力主要取决于打入海床的钢管桩基础。打入海床的钢管
21、桩穿过软弱的压缩性土层，把来自海洋环境引起的荷载及上部设施和设备荷载传递到更硬或更密实的、且压缩性较小的土层中。对于受压桩，其承载能力主要来自桩身表面所发挥出来的摩擦阻力和桩端阻力。大多数情况下，桩承载能力主要是由桩身摩擦阻力提供，其承载能力随着桩身表面的增加而增大，因此海上导管架平台通常用深（桩）基础。桩的尺寸主要取决于桩的数量、上部设施与设备荷载、海底土质性状及沉桩方法。导管架平台桩基础，各单桩之间的间距一般都比较大，通常是桩径的 5 倍至 10 倍，往往可忽略桩端（尖）压力的某些作用重叠的影响，桩基的承载能力可简单地采用各单桩承载能力之和表示。由于桩打的比较深，作用于桩上的17荷载主要是
22、通过桩身侧摩擦阻力传递到桩周土壤中，且在整个使用寿命期，作用于桩基础的荷载小于极限荷载，故一般情况下桩基的沉降可忽略不计。在导管架平台中，桩基础按其施工方法可分为三类。打入桩基础钻孔灌注桩基础钟型桩基础上述三种桩基础型式，打入桩施工最简单，费用最便宜，是海洋工程中首先选用的一种桩基础型式；钻孔灌注桩和钟型桩，一般是在不得已的情况下采用。在实际工程中到底采用何种桩基主要考虑土质条件、桩的用途、桩的承载能力、地基类型及施工条件等因素。对上述诸因素的考虑主要取决于设计者的经验及对工程全貌的认识。（3）导管架帽导管架帽是指导管架以上，模块以下带有甲板的这部分结构。它是导管架与模块之间的 8过渡结构。对
23、于导管架帽的设计，可以参照导管架、甲板和甲板模块等部分的内容，此处不再详细论述。（4）甲板和甲板模块为方便计，将甲板和甲板模块（包括导管架帽等）统称为上部结构。进行上部结构设计时，首先要确定上部结构的主要轮廓18尺度。平台上部结构轮廓尺度主要指甲板面积和甲板高程。甲板面积和甲板高程是平台总体规划中的两个重要尺度，它对决定支承结构轮廓尺度有重要影响。(5) 生活模块供海上工作人员生活、娱乐和休息的场所称为生活区。生活区可以布置在一个专门的平台上，通常称为生活平台；生活区也可以与钻井区和生产区布置在同一平台上。如所周知，这种平台称为综合平台。生活区是平台上部设施的一部分，通常制做成一个独立的吊装单
24、元，一般称为生活模块。生活平台作为一个独立工作的平台，对于操作员的安全、舒适的生活是十分理想的，但投资比较高。主要是经济上的原因，目前大多采用生活模块，作为平台上部设施的一部分供平台上工作人员休息和居住。下面主要讨论生活模块的结构设计特点及一般分析方法。生活模块总体布置的特点安装在综合平台上的生活模块从外观来看，类似于一座高楼，通常为 26 层，所以有人称它为平台上的“生活楼”。生活模块设计要综合考虑防火、防爆、防震、防潮、保温、隔音、通风、采光等要求。例如，卧室应设计成为在井口和加工区万一出现紧急情况的避难场所。它可以直接19通向逃生通道。卧室与卧室之间采用防火壁，这种防火壁要有一定的燃烧时
25、间，以便逃生。在总体布置上还要考虑与生活膳宿有关的一些其他问题。例如：污水及污物处理系统；若男女共处一个平台，则卧室、厕所、卫生间要合理布置；当平台上工作人员民族不同，则平台要考虑设置两个厨房和两个餐室。生活模块结构的受力分析生活模块是一个多层的框架结构，通常可简化为横向刚架计算简图。主梁通常在横向与立柱刚性连接，纵向梁与立柱采用铰接或柔性连接。这种结构体系也可以按空间框架进行分析，但在一般情况下，当纵向刚度较大时可忽略它的空间作用而取平面横向框架来计算。(6) 直升飞机甲板直升飞机甲板是设在海上平台上的直升飞机起降场。直升飞机甲板必须具有足够的面积供直升机起落和装卸作业；必须具有足够的强度能
26、承受飞机降落时的冲击荷载。直升飞机甲板设计依据及一般布置a. 设计依据(a) 直升飞机甲板的功能。是停泊单直升飞机作业用的，还是停泊多直升飞机作业用的。 (b) 直升飞机的性能。包括飞机的毛重、总长、总高、旋翼直径以及主轮间距等。(c) 直升飞机甲板位置。20(d) 环境条件。b. 一般布置直升飞机甲板通常布置在生活区建筑物的顶上，若顶部面积不够，往往设计成悬臂式结构型式，以满足机杨甲板面积要求。直升飞机甲板的平面型式有圆型、方型及六角型的。一般在确定直升飞机甲板尺度时， 9要综合考虑平台的轮廓、设备布置、平台方位、到障碍物距离、所选飞机型号、以及经常出现的环境条件。当平台结构型式和设备布置对
27、直升飞机有影响时，应该把直升飞机甲板架高。在确定直升飞机甲板空间时，要充分考虑直升飞机甲板上部空气扰动。直升飞机甲板的设备，例如灯具、加油软管、灭火器、系留点及系留绳索、风向指示器及直升飞机甲板上下出口等，都应布置得避免成为直升飞机平台区域的障碍物。设计时，还应注意在甲板上布置适当的排水设施，以便把甲板表面的积水减至最少。飞行甲板表面应能防滑，并且无实体建筑物，以便旋翼产生的向下气流形成地面气垫。对于在恶劣环境区域作业的轮式着陆直升飞机，直升飞机甲板提供锁紧装置，例如格栅，以保证直升飞机着陆后的安全。为了固定住每架飞机，在飞行甲板上要布设系留点。为了保证工作人员安全，应沿直升飞机甲板周边铺设安
28、全21网或安全架。为了保证夜间能停降飞机，甲板四周应布设灯具。设计荷载及荷载组合设计荷载及荷载组合见有关规范。直升飞机甲板结构设计概述直升飞机甲板结构由两部分构成，一部分是为直升飞机起飞和着陆而提供甲板表面区域，一般称为飞行甲板；一部分是飞行甲板的支承结构。当生活模块顶部有足够面积可供布置飞行甲板时，生活模块顶部甲板梁格按飞行甲板支承结构设计，用以支承飞行甲板；当生活模块顶部没有足够的面积可供作为飞行甲板时，通常在模块顶部挑出一悬臂甲板，挑出部分由三角型桁架支承。甲板外伸部分由支撑桁架支承，支承桁架采用管型截面，悬臂桁架之间采用支撑桁架以加强侧向刚度。这里特别要注意的是直升飞机甲板的板、梁、柱
29、等构件的设计一定要按照直升飞机最不利的着陆位置来考虑。(7) 栈桥栈桥是平台上部设施的一部分，是连接相邻两个平台的通道。栈桥的主要作用：除了作为海上相邻两个平台的交通通道外，同时也用来做为各种管道的支撑结构，例如原油管道 、饮用水管道、公用水管道、电缆导管、通讯线路以及22气管道和燃烧管线等。栈桥的结构型式及一般布置连接相邻两个平台间的栈桥，通常设计成直的、单跨的钢管结构桥，由于栈桥功能不同，每座栈桥的长、宽、高和构架的型式都各不相同。一般来说，海上栈桥都是多功能汇集于一桥。既是人们行走的通道，也是各种管线的支撑。一个多功用的栈桥，其断面型式可以设计为矩型，也可设计为呈三角形。在各种栈桥型式中
30、，以正三角型截面型式的栈桥应用的较为普遍。设计荷载与荷载组合设计荷载与荷载组合见有关规范。栈桥结构设计要点连接两个相邻平台的栈桥，一般跨度在 3060m 之间，最长可达 100m 左右，例如采油平台与火炬平台之间的栈桥。栈桥设计的是否合理，对节约钢材、节省工时，降低造价具有重要意义，因此在栈桥设计中，要根据结构的用途、考虑多种方案，进行技术和经济比较，选择最优方案。(8) 火炬塔（或火炬臂）10火炬塔（或火炬臂）主要用于安放主气管道线、火焰管线及引焰线（火焰发生器） ，以便处理油气分离出来的伴生气。另外还有一条从油井引出的出油管线，以便在紧急情23况下需要暂时把采出来的原油全部烧掉。火炬塔通常
31、安装在一个小导管架上（火炬臂则安装在平台上部结构之上） ，这种导管架一般称为火炬导管架。火炬导管架是一座由三腿柱或四腿柱构成的框架结构，用桩固定于海底，火炬塔立柱直接焊在桩顶上，做成一个单体结构。火炬塔的结构型式类似导管架，但它是最简单的一种钢管桁架结构物；主腿柱通常是垂直的，它与斜支撑共同构成三角型构架，主燃烧管成为火炬塔一部分。火炬塔设计要考虑的主要荷载是风荷载。其受力分析类似塔式结构，这里就不详述了。2）钢质固定平台的施工钢质固定平台的施工是一个复杂的过程，分为陆上预制和海上安装两种作业。陆上预制是在专门的场地上进行。导管架、上部模块和导管架帽分别在陆上预制好。 海上安装包括海上运输和海
32、上安装两部分。导管架和组块用驳船或其他方法运到油田现场，先将导管架沉放到预定位置，然后沿各导管向海底打桩，再将导管架帽安装在导管架上，最后用起重船将上部模块吊装到导管架帽上，这时平台即告建成。3）海上钢质固定平台用途分类由于油气处理设施的设置不同，用途各异，钢质固定平24台的类型也不同。一般情况下，钢质固定平台按其用途可分为：井口平台、生产处理平台、储罐平台等。（1）井口平台常规井口平台上安装有一定数量的采油树，井液经采油树采出后，通过单井计量系统计量，用海底管线输送到中心处理平台或其他生产处理设施上进行处理。典型的井口平台见图 5-1-2。11图 5-1-2 井口平台（2）生产处理平台生产处
33、理平台（简称生产平台）亦称中心平台，它集原油生产处理系统、工艺辅助系统、公用系统、动力系统及生活楼于一体。典型的生产平台见图 5-1-3。12图 5-1-3 自升式生产平台25（3）储罐平台储罐平台是将原油储罐设置在平台上，中心平台处理合格的原油在储罐平台储存。储罐平台的大小要根据油田规模和穿梭油轮的大小来综合考虑。为了外输原油，有时设置海上码头。典型的储罐平台和海上码头见图5-1-4。图 5-1-4 储罐平台和海上码头134）海上钢质固定平台的优缺点钢质固定平台的优点是：（1）技术成熟、可靠；（2）在浅海和中深海区使用较为经济；（3）海上作业平稳和安全。钢质固定平台的缺点是：（1）随着水深的
34、增加费用显著增加；（2）海上安装工作量大；（3）制造和安装周期长；（4）当油田预测产量发生变化时，对油田开发方案进行调整的适应性受到限制。2重力式固定设施重力式固定设施一般系指重力式平台，是与桩基平台不同的另一种型式的平台。它不需要用插入海底的桩去承担26垂直荷载和水平荷载，完全依靠本身的质量直接稳定在海底。根据建造材料的不同，又分为混凝土重力式平台和钢重力式平台两大类。1）混凝土重力式平台把混凝土重力式结构物用于岸边和浅水地带已有悠久历史，而用于外海却在 20 世纪 70 年代以后。目前，混凝土平台可以适应从浅到深的各种水深。混凝土重力式平台的结构见图 5-1-5。14图 5-1-5 混凝土
35、重力式平台（1）组成部分：混凝土平台由沉垫、甲板和立柱三部分组成。已建成和正在研究、设计的混凝土平台种类繁多，有把底座做成六角形、正方形、圆形，也有把立柱做成三腿、四腿、独腿的等各种形式。底座：底座是整个建筑物的基础。为了抵抗巨大的风浪推力，要求平台有很大的底座结构，而较大的底座又正好可以用来储存原油，这就使得混凝土平台具备了把钻、采、储三者兼顾起来的优点。甲板：甲板为生产提供工作场所，在甲板上可安装各27种生产处理设施和生活设施。 立柱：立柱连接在沉垫和甲板之间，用于支撑甲板。（2）建造过程：混凝土平台的建造相当复杂。图 5-1-6是这种平台建造的简要过程。 第一步：在干坞内建造底座的下半部
36、分，如图 5-1-6（a） 。15图 5-1-6 混凝土平台建造过程第二步：在干坞内建造至预定高度后，注入海水和海平面一致（向底座内注压载水使其固定） ，打开船坞闸，排除压载水，使底座上浮，用拖船把底座从干坞内拖出，如图5-1-6（b ） 。第三步：把底座拖至岸边比较深的、隐蔽较好的施工水域，在海面上锚泊，采用滑动施工法建造底座上部，如图5-1-6（c） 。第四步：用滑动施工法继续浇注立柱，如图 5-1-6（d ） 。第五步：用拖轮把结构物拖至深水海域，以便安装甲板，见图 5-1-6（e ） 。第六步：向底座注入压载水，使结构物下沉到海水没至28立柱上部左右，再安装甲板，见图 5-1-6（f）
37、 。第七步：在甲板上安装各种模块，见图 5-1-6（g） 。第八步：排出压载水，使结构物上浮，用拖轮拖至预定地点，见图 5-1-6（h） 。第九步：平台位置确定后，注入压载水，边下沉边调节，使之准确安装在海底，见图 5-1-6（m） 。（3）混凝土平台的优缺点16优点a.节省钢材。b. 经济效果好。c. 海上现场安装的工作量小。d. 海上安装工艺比钢结构简单些。不需要在海底打桩。e. 甲板负荷大，在立柱中钻井安全可靠。f.防海水腐蚀、防火、防爆性能都好。g.维修工作量小，费用低，使用寿命长。h. 从理论上讲，可重复利用。缺点a.对地基的要求高。基础设计的好坏，常成为重力式平台成败的关键。b.
38、结构分析比较复杂。c. 制造工艺复杂。29d. 岸边需有较深的、隐蔽条件较好的施工场地和水域。e. 拖航时阻力大。f.冰区工作性能差。g.重复利用的难度较大。2）钢质重力式平台除混凝土重力式平台外，钢质重力式平台也是重力式平台的一个重要分支。如图 5-1-7 所示，整个平台由沉箱、支承框架和甲板三部分组成，沉箱兼作储罐。建造时，先把各个沉箱、支承框架、甲板分别预制，而后在岸边组装成整体，再拖运到井位下沉安放。17图 5-1-7 钢质重力式平台和混凝土平台相比，钢质重力式平台的储油量虽小，但在对储量要求不大的情况下，钢质重力式平台反而有较高的经济效益。又由于它比混凝土平台轻得多，所以预制过程中不
39、需要较深的施工水域，拖航时要求的拖航马力小，使用中对地基承载力的要求也不高。钢质重力式平台避免了混凝土平台许多缺点，但在省钢材、耐腐蚀、储油量、隔热等方 1830面，都不如混凝土平台，这又是它的缺点。3）人工岛人工岛是在海上建造的人工陆域，可以很方便地将人类的活动由陆地延伸到海上。 人工岛的型式多种多样，以下简要介绍三类常见的人工岛型式：斜坡式人工岛，沉箱式人工岛，钢管式人工岛。（1）斜坡式人工岛斜坡式人工岛又称护坡式人工岛，如图 5-1-8。斜坡式人工岛一般使用碎石、砾石筑成，砂袋、砌石或其他人工块体等作为人工岛的护面和护坡。先由底部开口的驳船向岛的四周抛填砾石，接着码放砂袋，稍高出水面形成水下围堤，然后填充岛体。斜坡式人工岛地基处理一般要求不高，根据当地工程地质条件决定开挖与否及开挖程度，岛体内通常抛填砂土、碎石等。图 5-1-8 斜坡(护坡 ) 式人工岛斜坡式人工岛一般适用于水较浅、波浪较小且充足的砂、石资源的地区。斜坡式人工岛优点是节省钢材、工程适价较低。其缺点
