“海洋石油982”號定位作業的策略選擇

李 捷

（交通運輸部上海打撈局，上海 20090）

0 引言

HYSY982是中海油服（COSL）面向中國南海水域升級改造后的COSL系列第五座深水半潛式鉆井平臺。HYSY982的成功交付，標志著中海油服的深水鉆井平臺梯隊建設更加完善，進一步提高了我國海洋石油開發的國際市場競爭力。然而近幾年由于國際油價的持續低迷，海上油井開發項目受其影響日趨減少，海上鉆井平臺作業競爭日趨殘酷激烈，為了確保生存，從淺水到深水的各項作業開發均已成為鉆井作業公司的必爭之地。如何充分發揮HYSY982的作業特點，合理運用HYSY982配備的DP3動力定位系統和接泊式錨泊系統組成的雙套定位系統，能夠實現平臺從70 m到1 500 m不同水深的海上勘探作業，來獲取海上油井勘探作業合同是十分重要的。本文通過對平臺動力定位和接泊式錨泊系統的介紹，分析平臺在不同水深下的定位模式選擇所需考量的各類因素，討論不同水深下平臺定位模式的策略選擇，從而實現不同作業水深定位作業模式的最優組合，為平臺海上鉆井作業提供指導，為租家提供經濟高效的作業方案選擇。

1 HYSY982平臺概況

1.1 平臺主要參數

HYSY982屬于第六代深水半潛式鉆井平臺，船舶主要參數見表1。

表1 HYSY982主要參數

圖1 HYSY982鉆井平臺示意圖

1.2 平臺錨泊系統

與其他半潛式鉆井平臺比較，HYSY982配備的是一套八點接泊式絞纜定位系統，為非完整型深水錨泊定位系統，其錨泊系統參數參表2。

2 背景介紹

目前我國南海海洋石油開采主要集中在60 m ～1 500 m水深范圍內，大于1 500 m乃至3 000 m以上水深仍然處于鉆探開采的實驗階段。而自升式鉆井平臺由于其樁腿高度設計限定等因素主要集中在75 m～100 m以下水深作業范圍內，100 m～1 000 m水深的作業勘探任務主要由我國南海的幾座非自航半潛式鉆井平臺承擔，但由于目前的南海二號、南海五號、南海八號、南海九號均為上世紀八十年代的老舊鉆井平臺，其設備老化，定位作業模式單一落后，顯然已不能滿足南海復雜氣象海況等類似水域對高效鉆井和安全作業的更深要求[1]。以HYSY982為代表的COSL系列第六代半潛式鉆井平臺正是兩者作業模式的有機結合，實現60 m～1 500 m水深鉆井作業的全覆蓋。由于HYSY982鉆井平臺采用動力和錨泊雙定位作業模式選擇的設計，如何合理地選擇一種經濟高效和安全便捷的作業模式顯得尤為重要。一套優化的作業模式選擇不僅能為平臺操作者提供合理的作業指導，而且還能為租家提供質高價廉的作業方案選擇，提高海上鉆井資源利用率，保障海上安全生產[2]。

表2 HYSY982錨泊系數參數

3 HYSY982幾種定位作業模式及其特點

HYSY982可根據不同作業水深和作業要求等情況采用錨泊定位、動力定位輔助錨泊作業和動力定位作業3種主要作業模式。如果平臺要采用錨泊定位作業模式，則需要起拋錨作業拖輪提前將8套預拋錨定位系統提前布置到油田作業井口周圍，然后等待平臺到達井口附近后，由輔佐拖輪完成后續的平臺錨纜和預拋錨系統的連接工作[3]。

3.1 錨泊定位作業

具有動力定位系統的HYSY982與非自航式的半潛式鉆井平臺不同，為減輕平臺自身重量，有效增加平臺的甲板可變載荷，HYSY982采用的是一套八點接泊式非完整系錨泊系統。平臺可根據作業水深設計要求，設計配備不同的錨泊系統，定位作業時，先完成外部錨系的預拋錨操作，然后再接入平臺，最終完成錨泊定位。平臺錨泊作業模式又可分2種，分別為保留錨標的錨泊作業和拆除錨標的錨泊作業（圖2）。

圖2 HYSY982預拋錨錨系圖

1）保留錨標的預拋錨作業

當平臺作業水深較淺時，HYSY982錨系的布置可先通過起拋錨船先期完成井口附近海域錨泊系統的布置，然后平臺根據作業需要到達錨泊系統中心即井口上方附近，完成接泊定位操作。如圖3所示，起拋錨拖輪在完成單根錨纜浮筒端與平臺絞纜系統的連接工作過程中，錨標浮筒仍然保留在單根錨系中，平臺起錨時拖輪可通過錨標浮筒逆向操作完成平臺錨纜的解脫和預拋錨系統的回收。整個錨泊系統接入平臺后，通過平臺錨機絞泊調整完成定位要求后關閉自身動力定位系統。

圖3 預拋錨作業圖

保留錨標的預拋錨作業主要有以下特點：錨泊系統結構簡潔，系統接泊與解脫方便快捷。起拋錨船要求低，只需單艘起拋錨拖輪便可完成單根錨纜浮筒端與平臺絞纜系統的連接工作。臺風季節響應快，定位作業費用低廉，但由于平臺自身錨泊系統中錨纜最大出纜長度的限制，此種錨泊作業適用于70 m～300 m以內的淺水區油田井口群的勘探開發作業。

2）拆除錨標的預拋錨作業

根據深水域預拋錨系統設計要求，起拋錨船在先期完成井口附近海域錨泊系統的布置，HYSY982根據作業到達錨泊系統中心即井口上方附近后，需要2艘起拋錨拖輪共同協作才可完成單根錨纜浮筒端與平臺絞纜系統的連接工作，待整個錨泊系統接入平臺后，通過平臺錨機絞泊調整完成定位要求后關閉自身定位系統。由于平臺錨纜滾筒出纜長度的較短和深水域錨標浮筒的錨纜長度過大，從而導致平臺與錨標浮筒因風流影響發生碰撞及影響拖輪靠泊作業的風險，需要將預拋錨定位浮筒解除，如圖4所示。

圖4 所示深水預拋錨錨系結構圖

拆除錨標的預拋錨作業的主要特點：由于作業水深相對較深，錨泊系統結構設計復雜，起拋錨作業流程相對繁瑣，對起拋錨船和操作人員要求高，系統啟動布置耗時長，費用較高，但系統穩定可靠，適用于深水區油田生產井的長周期開發作業。

3.2 動力定位輔助錨泊作業

平臺錨泊定位模式作業過程中，由于各種原因導致的單根或者幾根錨纜定位失效，以及遇到海上亂流或者強對流天氣擾動時，單憑平臺錨纜系統無法滿足鉆井作業需要時，平臺可啟動船舶動力定位系統，輔助鉆井平臺完成后續的定位作業[4]。

動力定位輔助錨泊作業特點：作業應急雙備份，應急響應快，安全節能，適合復雜井口區域的錨纜布置和類似南海水文氣象，突顯新一代鉆井平臺的作業優勢。

3.3 平臺定力定位作業

平臺定位作業不需要錨纜系統，鉆井平臺到達井口上方后，完全依靠船舶自身具備的動力定位系統來控制船舶艏向和位置實現船舶定位作業要求。

平臺定力定位作業的特點：平臺動力定位作業不受水深和海底井口復雜情況的影響，平臺就位和轉場方便，費用高，適合深水區油氣田的勘探和生產作業。

4 HYSY982定位作業模式決定因素

決定平臺定位作業模式不僅要考慮海上油田作業區域的水文氣象條件，還要考慮平臺本身的作業能力限制，此外還應考慮輔助作業拖輪的能力限制和后期平臺供應拖輪的作業影響等因素。

4.1 海上作業區域的水文氣象

海上平臺定位作業的主要目的是確保鉆井平臺在海上作業時具有穩定的艏向和船舶位置[5]。實現海上作業定位不僅要考慮實時的風、流、涌和浪多船舶的外力影響，而且還要考慮1年、5年和10年周期的環境因素對鉆井作業狀態進行動態分析；由于HYSY982主要為面向南海作業升級改造后的船型，所以，南海海區特有的水文氣象環境將是船舶定位作業模式關鍵因素[6]。

4.2 HYSY982錨泊定位系統的能力及作業限制

根據當前HYSY982平臺滾筒設計，平臺目配備的鋼纜直徑為90 mm，長750 m。根據作業計算，在60 m～300 m以內淺水區，預拋錨系統的鋼纜浮筒部署不會影響平臺的系統定位接入工作和后期的船舶靠泊工作，但在水深300 m～1 500 m，如果要使用錨泊定位系統需要雙拖輪聯合完成預拋錨的接泊作業工作。

4.3 錨泊定位作業輔助拖輪的可操作性

實現預拋錨作業的隨著深水鉆井作業平臺的升級建造，與之配套的輔助工作船也在設計和功能上逐步完善和進一步加強。大馬力深水起拋錨作業船超大的甲板面和滾筒存儲能力可一次性實現8套或者4套海上預拋錨系統的布置。但是隨著船舶尺度的變大，平臺相對較小的船型尺度和錨纜布局給船舶布錨作業和后續的供應作業帶來了較大的限制，特別是南海冬季較強的季風區，平臺因錨泊作業艏向的固定，給供給船舶靠泊的艏向選擇帶來了選擇限制和風險增加[7]。

5 HYSY982南海定位作業的策略選擇

通過分析 HYSY982幾種定位作業模式和特點，并通過平臺作業模式的所要考慮的幾個關鍵因素，能為平臺制定各類海上石油勘探任務所要選擇的定位作業模式提供選擇，如表3所示。

表3 HYSY982定位作業策略表

表3 HYSY982定位作業策略表（續）

6 結論

面向南海水域開發設計的HYSY982即將走向鉆井服務市場，本文通過對平臺動力定位和錨泊式定位雙系統的作業功能介紹，結合平臺自身特點、作業水文氣象和輔助拖輪作業限制等方面作以分析討論，為HYSY982海上定位的作業模式的策略選擇提供依據，以便平臺更加充分地發揮自身海上作業能力。