勘探三號半潛式鑽井平台

平台簡介

勘探三號半潛式鑽井平台是中國第一座半潛式鑽井平台，隸屬中國石化集團上海海洋石油局，1984年6月由上海708研究所、上海船廠、海洋地質調查局聯合設計，上海船廠建造，於1984年7月正式交付使用。該平台總長91米，寬71米，高約30米，性能優良，設備先進，安全可靠，達到了那時國際上同類型半潛式鑽井平台的水平，同時具有中國船級社和美國船級社的入級證書，建成後立即投入到東海油氣田的勘探工作中，陸續發現了“平湖”等許多高產油氣井，並曾創出當時中國海上鑽井深度達5000米的紀錄，為中國東海油氣田的開發作出了重大貢獻。

勘探三號半潛式鑽井平台圖2

主要參數

船舶登記號	07P0002
中文船名	東方勘探一號
英文船名	DONG FANG KAN TAN NO. 1
船舶呼號	BFEJ
國際海事組織編號	9417385
船旗國	China
船籍港	Tianjin
船舶所有人	Hilong Geophysical Co., Ltd.
船舶管理公司	Hilong Geophysical Co., Ltd.
船舶類型及用途	Research Ship
下次特檢日期	2017-1-1
總噸位	2257
淨噸位	677
載重噸	588.58
船舶總長	65.82
垂線間長	58.40
型寬	13.80
型深	5.10
乾舷	1,308.00
平均吃水	3.50
航速	12.5
船體入級符號	★CSA
船體附加標誌	Helicopter Facilities ;Ice Class B
輪機入級符號	★CSM
輪機附加標誌	MCC
上層建築及甲板室	Deckhouse24 Forecastle31.28
甲板層數	1
艙壁數	6, Fr.Nos. 6, 23, 49, 64, 74, 92
壓載	388.6
船舶建造廠	Dalian Liaonan Shipyard
船舶建造地點	China
船舶建造時間	2007-1-2
主機建造廠	MAN B&W Diesel A/S
主機建造時間	2006-8-17 ;2006-9-3
主機型式*數量	6L23/30A*2
主機缸數*缸徑*行程*功率*轉速	6*225*300*960*900
發電機*數*功率*電壓	1FC6 408-4SA42*3*504*400
貨艙數	1
起貨設備類型，數量，安全負荷	Crane,1,3

技術特點

勘探三號半潛式鑽井平台適用於水深、海況較惡劣的海區。該平台由一座箱式甲板（亦稱平台甲板）6根大型立柱、一座高大井架和兩隻潛艇式的沉墊組成。從沉墊底部到平台的上甲板有35.2米高，相當於一座12層的高樓，如果算到井架頂部總高有100米，總長91米，總寬71米，工作排水量219910噸，工作吃水20米，平台上裝有900項，8600多台件機電設備。平台甲板被6根直徑9米的主柱高高地托在高空。它除了包括鑽井、泥漿、固井、防噴系統在內的全套鑽探設備外，還配置了4組（8台）150噸的電動錨機，5組660千瓦的柴油發電機組。同時，船上還配有潛水鐘和甲板減壓艙組成的200米飽和潛水系統，防火、防爆和可燃性氣體自動報警系統等現代化設備。

勘探三號半潛式鑽井平台圖3

該平台上設有地質樓、報務室、應急發電機室、水文氣象室、中心控制室和居住室等現代化的生活設施，水電通訊一應齊全，甲板頂還有可供直升飛機起降的停機坪。

半潛式鑽井平台具有優良的抗風浪性能和較大的可變載荷，並可在較深海域進行鑽探作業。那時世界上只有少數幾個國家能建造，而且造價昂貴。為了能設計出適應中國大陸架實際情況的半潛式鑽井平台，3個單位的設計人員收集了大量的水文氣象資料，並通過深入實際的調查研究，對5種方案進行了嚴格篩選，最後正式確定採用矩形半潛式鑽井平台的方案。其主要性能參數為；工作水深35至200米，最大鑽井深度6000米。

在整體結構設計中，平台甲板、主柱和沉墊三者之間26個節點的機械連線支撐是整體設計的中心環節。特別是水平桁撐的匯合點，更是影響整座平台剛性的關鍵，也是鑽井平台作業時受力最集中的地方。設計人員經過精確的計算，將勘探三號半潛式鑽井平台的水平桁撐節點（即匯合點）設計為空心的球狀結構。當平台處在上浮狀態時，節點是懸空，可減少水平桁撐承受的重力和行進中的阻力；而勘探平台處於半潛狀態作業時，又能有效地分解涌浪的扭曲力。別具一格的設計獲得國內外行家的一致好評。

為了使設計更趨科學，設計人員特地製作3種平台模型進行模擬試驗。內容包括靜水拖航阻力試驗；半潛時縱向、橫向及斜向的海流阻力試驗；測定空氣阻力的風洞試驗和半潛狀態時的運動性能試驗等等。試驗不僅模擬平台的尺度、重量及慣量，還模擬錨索負荷測量的數據，包括縱擺、橫搖、升沉、漂移和錨索張力等。

勘探三號半潛式鑽井平台水平桁撐匯合點的空心球體在勘探作業時不僅受有不同作業區溫度差的熱應力，而且在風浪的不斷襲擊下受有交變負荷的疲勞應力，所以對製造時的質量要求很高。為了滿足這一要求，工藝人員在裝配間隙上動腦筋，並採用專門搪孔工具加以保證，焊接中又根據材料的性質採用紅外線預熱和焊後緩冷等有效施工方法，同時選用超低氫鹼性焊條，對焊縫金屬表面採取特殊的工藝措施，有效地減少了應力集中，提高了抗疲勞破壞的能力，經全長度超音波和磁粉探傷檢驗，合格率達100%，獲得外國專家和美國ABS驗船師的一致好評。

建造歷程

勘探三號半潛式鑽井平台建造主體主要為沉墊、立柱、平台甲板等三大部分。1979年11月，沉墊分段開始放樣下料，“勘探三號”項目工程開工建造全面啟動。

建造“勘探三號”的最大困難，是如何把面積4200平方米，重達2000餘噸的大型平台甲板，在相當於12層樓高的空中與6根直徑為9米的巨型立柱準確定位合攏。

那時國外有三種建造方法：一是下沉法。在水深30米以上的天然無風港內，沉墊、立柱沉入水下，再與水面上的平台甲板合龍；二是吊裝法。沉墊和立柱先在特殊船台上或船塢內合龍，然後用大型浮吊把平台甲板分段，依次吊至立柱上進行高空合龍；三是液壓頂升法。在合龍水面打入直徑1.8米，長70米的合金鋼管樁8根，在樁上安裝液壓千斤頂，把平台甲板頂到要求的高度，再與立柱、沉墊合龍。但是，當時在國內既沒有這樣的場地和設備，也沒有這樣的條件。

這一難題困擾著時任上海船廠設計科科長的祝源鈞。他在工廠長期從事造船技術工藝工作，在長期的生產實踐中積累了豐富的經驗，在造船理論上具有很深的造詣和開創性的智慧。

祝源鈞構想的多種方案在他腦海中翻滾，他在北戴河休養期間，依然孜孜不倦地探索著“勘探三號”的建造工藝。一天，他在海邊的沙灘上散步，走著、思考著，突然見到海面上正在救人的場面，救生圈一沉一浮，一個突然的靈感，觸發了他的思路，他心裡豁然開朗，連奔帶跑趕回療養所，拿著筆“沙沙”地寫了起來。“浮力頂升法”的雛形誕生了。這一極具開創與創新的工藝，得到了當時上海船廠各位廠領導以及廣大工程技術人員、工人師傅的傾力支持，並同樣付出了艱辛的勞動。

浮力頂升法是一個前無古人的大膽構想：在上海船廠附近寬廣的黃浦江面上，採用三隻方駁，（類似浮碼頭，稱之為“工裝駁”）以及在船台上建造並已下水的2隻沉墊（即鑽井平台的兩隻下浮體每隻90米長×14米寬×6米高），作為水上合龍、組裝整座鑽井平台的工裝設備。這一工藝的特點與巧妙之處是：在水面上的浮力調節三個“工裝駁”和兩個“沉墊”之間的吃水差，巧妙地把6根“立柱”（每根9米直徑×25米高）分成若干段，用一段一段疊加焊接頂升方法在水面上把一個相當於足球場大小的“箱型平台”（90米長×70米寬×5米高）頂升至距“沉墊”25米高的位置，然後同兩個“沉墊”合龍組裝焊接成一體，成為整座海上鑽井平台。

採用“浮力頂升法”獨創工藝建造“勘探三號”，經實踐證明，方法是科學、合理、成功的。實踐中其尺度公差達到小於1/1000的設計要求。在頂升時，平台的水平度都優於原定指標，建造精度達到很高水平。

“浮力頂升法”這個創新工藝技術被譽為奇蹟，為國家節省了大量的基建投資，引起了國內外專家、媒體的普遍重視和高度關注。1981年7月4日，著名科學家錢偉長會同幾位有關力學專家，專程赴上海船廠考察“勘探三號”建造中的“浮力頂升法”。經現場實地調研，錢偉長充分肯定了這一獨創性的先進工藝，並指出：“要採取措施保護我國科技人員的這一創舉。”中國國內《人民日報》、《解放日報》、《文匯報》、上海人民廣播電台、上海電視台等媒體作了及時地報導。瑞典駐華大使在現場詳細觀察，稱讚這一新工藝是“神仙想出來的方法”。

在設計建造“勘探三號”的全過程中，上海船廠建設者同心協力、群策群力，提出合理化建議和技術改進144項，平台各重要部位X光拍片及超音波探查焊縫合格率均為100%。各項檢驗證明，“勘探三號”安全可靠，結構和設備性能優良，達到了20世紀70年代國外同類海上石油鑽井平台的先進水平。

新建成的“勘探三號”整個裝置由箱式甲板平台、大型立柱、潛艇式沉墊，以及井架、上層建築和直升飛機坪構成。從沉墊底部至平台的上甲板高35.2米，相當於一座12層的高樓，至井架頂部總高近100米，總長91米，總寬71米，工作吃水20米，工作排水量21991噸，工作水深35米至200米，最大鑽井深度6000米。平台上裝有900項、8600多台件機電設備。平台甲板被6根直徑9米的立柱高高地托在空中，遠遠看去像是一座島嶼。它除了包括鑽井、泥漿、固井、防噴系統內的全套鑽探設備外，還配置了4組（8台）150噸的電動錨機，5組660千瓦的柴油發電機組。同時，還配有防火、防爆和可燃性氣體自動報警系統等現代化設備，以及一應俱全的現代化生活設施。

1984年7月7日，歷時近10年，經多種磨難曲折，上海船廠最後以高質量完成了“勘探三號”建造任務，交付使用單位——上海海洋石油局。

性能試驗

1984年6月25日上午，勘探三號半潛式鑽井平台在中國最大的拖輪“德大”號的拖引下，離開上海港到東海溫州灣外的海域進行各種性能試驗。試驗表明，勘探三號半潛式鑽井平台輻射狀錨泊系統布置合理，十分適應該平台的精確定位和作業；平台潛浮時間、縱橫傾要求在規範要求之內；各種儀器儀表和監控報警裝置顯示，所有設備工作正常。海上試驗期間，海洋地質調查局還順利地進行了井口盤下放海底和回收試驗；水下電視下放、回放和監視試驗，從螢光屏上清晰地觀察到海底海流變化和海況，以及井口盤安放海底的狀況。上海海難救助打撈局還出色地完成了200米深海飽和潛水試驗等。在試驗勝利結束之時，1984年第3號颱風經台北，直襲勘探三號半潛式鑽井平台。實測結果風力九級，浪高5米，平台傾斜只有2度左右，完全符合鑽探作業要求，接受了中國船舶檢驗局和美國ABS船級社的入級簽證。美國船級社的日籍驗船師木下博敏把勘探三號半潛式鑽井平台稱作為中國現代海上工程的標誌。

重要貢獻

據上海市地方志辦公室主辦的上海通網站資料顯示，勘探三號半潛式鑽井平台共打出了15口海底油、氣井，總進尺58986.98米，其中最深的“天外天一井”（5000.3米），一直保持著中國海底油、氣井的最深記錄；產量最高的“平湖四井”，可日產原油1892.85立方米和天然氣148.6萬立方米。它還為發現中國東海平湖油氣田殘雪構造，作出了重要貢獻。

修理改造

2009年2月26日中午12點，勘探三號半潛式鑽井平台順利靠泊孖洲島2#碼頭，開始了在孖洲島友聯修船基地的修理和改造工程，主要是提升鑽井平台的浮力進行底部浮箱和立柱的改造，以及頂部驅動修理、柴油機拆換、高壓管換新等，於2009年6月16日順利完工出廠，是繼2007年後第二次修理。

獲得榮譽

勘探三號半潛式鑽井平台建成投入使用後，先後榮獲1983年中國船舶工業總公司重大科技成果特等獎、1985年國家科技進步一等獎、1986年度國家質量金質獎等；“勘探3號”建造中的“水上合攏、浮力頂升法”具有獨創性，“浮力頂升法”合攏工藝獲1982年交通部重大科技成果一等獎、1983年國家級發明獎二等獎，還獲得香港“何梁何利”獎等。