spar平台

小平台是生产和生活的中心，一般分为二层或三层的模块结构，甲板形状为矩形。各个甲板之间用立柱和斜撑结构连接固定。平台主体顶部装有立柱基座，与主体的垂直防水壁形成一个整体，平台上体的主支撑立柱直接与立柱基座对接，并贯入主体内部以便达到较好的固定效果。生产和生活设施基本上按照传统平台的甲板布局方式布置，根据设计要求，可在顶层甲板上安装重型或轻型钻塔，以完成平台钻探、完井和修井作业。

主体：

1.Classic spar：是一个在水中垂直悬浮的圆柱体，整体直径较大，主体尺度一

般都在100m以上，重心位于水线面以下很深的位置。庞大的主体内部采用垂直隔水舱壁和水平甲板分隔成多层多舱结构，并具有各自的功能。

分为：硬舱、中段和软舱。

硬舱：主体顶甲板至可变压载舱底部之间的部分称为硬舱。

z硬舱位于主体的上部，是整个spar平台系统的主要浮力来源。这部分中的舱室分为固定浮舱和可变压载舱。

z在靠近水线面处的浮舱外层还布置有双层防水壁结构，在平台撞击损坏时能够起到保护浮舱的屏障作用。

中段(midsection)：可变压载舱底部至临时浮舱顶甲板之间的部分称为中段。

其功能是刚性连接spar平台主体硬舱和软舱，并且保护中央井中的立管系统不受海流力的影响。

z中段部分最主要的两个结构是外壳体和内壳体，外壳体位于主体的最外侧，负责保护主体内的舱室，贯穿整个中段部分，这就是平台的储油舱。

z另外，spar平台的系泊索与平台主体的连接点也位于中段，中段的主体外侧装有定滑轮结构的导缆器。

软舱(soft tanks)Spar平台主体在中段以下的部分称为软舱。Spar平台的压载大部分由软舱提供。软舱中的舱室分为固定压载舱和临时浮舱。

Truss spar

桁架结构：

z是一个类似于导管架(jacket)结构的空间钢架，同传统Spar的金属圆柱中部结构相比，可以节省50％的刚才。

z通常由无内倾立腿，水平撑杆，斜杆和垂荡板(Heave plate)组成。桁架中的管状部件在整个Spar的使用过程中均产生浮力。

z垂荡板通常由带支架(Girders)的刚性金属结构组成，通常水平撑杆支撑，通过增加垂直和正交的撑杆来减少垂荡板之间的跨距。

z垂荡板的主要作用是增加Spar平台垂直运动的附加质量和阻尼，同时也为顶端张紧立管和钢制悬链线立管(Steel Catenary Riser, SCRs)提供侧向支撑。

z通过将桁架腿柱构件伸长至顶部硬舱和软舱壳体结构中，来连接桁架和硬舱。

z多柱式Spar的最大优点在于，同现有的spar平台相比，它降低了建造难度，经济性较好。

z Cell Spar平台的主体是由若干个小型的、中空的圆柱型主体组成的。在组装时，以一个小型圆柱体作为中心，将其他的圆柱体环绕捆绑在该圆柱体上，从而形成一个蜂巢形的主体结构。

z Cell Spar平台每一个圆柱形主体部分的直径相同，长度不一样，可以分为长部分和短部分两种类型。各圆柱体分部以顶部为基准对齐，并采用钢架结构固定组装到一起，位于中体中央的是一个短圆柱体，其他的圆柱体分部构成了主体的外围。

z各支撑腿之间采用数层垂荡板结构连接起来，一方面满足了主体自身强度的要求，另一方面还增加了平台的附加质量，降低了垂荡运动的固有周期。

z另外，主体的硬舱和中段支撑腿上都安装了螺旋形侧板结构，目的是减少涡流对平台运动的影响。

立管系统：

z Spar平台的中央井自下而上贯穿整个主体，其中充满海水，spar平台的立管系统位于中央井内，向上与平台上体的生产设备相连，向下则深入海底。立管系统主要分为垂直立管和钢制悬链线立管(SCR)两类。

z Spar平台的立管张紧装置是一组独立的立管浮筒，其立于中央井内，其中充满了空气。它们连接在垂直立管上，以自身的浮力作为立管张力，

使垂直立管始终保持张紧状态。

z为了避免立管浮筒与主体内壳发生碰撞，在中央井内还装有浮筒的固定框架，限制立管浮筒的侧向运动。另外，在中央井的中部和主体底部龙

骨处，装有立管导向框架。其作用是立管受到的水平载荷传给主体，并

且将立管的水平运动转为垂直运动，以避免垂直立管与中央井发生碰撞。

1.系泊缆索：

z Spar平台采用了分段式系泊索，一般分为三段，最上段和最下段都由锚链组成，中间部分是钢缆结构。

z位于系泊索最上段的船体链段，它通过主体中部外壁上的导缆器(fairlead)与上部的起链机(chain jack)相连；

z位于主体中部外壁上的一般是由螺旋钢缆构成，是各段系泊索内长度最大的一段，根据需要可加装一段重量较大的压载链，以提供系泊系统的

回复刚度

z位于系泊索最下端的是海底链段，海底链段的末端与海底基础相连，在一般情况下，海底链段部分平放于海底，部分悬垂在水中，这样可尽量

使spar平台的运动不带给海底基础向上拔的力

2．导缆器

z起链机是spar平台对系泊系统进行操控的重要设备

z位于主体顶甲板上，一般分为数组，分布在主体顶甲板边缘各个方向上z起链机与船体链段的上端相连，负责提供给系泊索一定的预张力，从而使spar的系泊系统处于一种半张紧状态，起链机由计算机自动控制，能

够控制系泊索的长度和预张力，即使平台处于下桩状态，也能通过起链

机对锚链收放，而在一定范围内调整平台的定位位置，使之准确的停在

海底作业井口的正上方，以便进行钻探、完井、修井和立管对接等工作。优缺点

优点：作为简易平台的典型有着结构简单、安装方便、造价低，可以重复使用，因而对边际油田比较使用。另外，它的柱体内部可以储油，它的大吃水形成对立管的良好保护，同时其运动响应对水深变化不敏感，更适宜于在深水海域应用。单柱平台被认为是除张力腿平台之外的另一种适用于深水油气

开采的海洋平台。

历史和发展进程

作为运输中转装置(Spar)技术在存储和卸载浮筒上的应用已有30多年。1987年Edward E.Horton在柱形浮标(Spar)和张力腿平台(TLP)概念的基础上提出一种用于深水的钻井生产平台，即单柱平台(spar platform) 该平台的主体为圆柱型，垂直立于水中，水下部分可用来提供浮力，上部承受甲板载荷，底部与张紧的系索相连，用来控制整个平台的运动。为保证平台的稳性可在其底部施加固定压载。19% 年12月，Oryx育狐公司委托J. Ray McDermot公司在墨西哥湾的Neptune 油田成功建造安装了世界上第一座单柱生产平台，当地水深为588米(1930英尺)。近几年以来Chevron公司和Exxon公司又相继在该地区的Genesis和Diana油田分别安装投产了两座单柱平台，当地水深分别为789米(2590英尺)和1311米(4300英尺)。Neptune. Genesis和Diana平台是单柱平台家族中具有代表性的三座。1998年9月1日，一种新的设计概念析架单柱平台〔truss spar platform)在墨西哥湾1692米(5550英尺)的水域成功

安装投产，其主体的一部分由以前的圆柱型变为彬架结构，当平台的储油能力要求不高时这种结构型式更轻，更为经济有效。1998年9月British-Borne。公司与Atlantia公司合作在海星(Seastar) 概念的基础上首次成功建造安装了用于Morpeth油田515米(169。英尺)水深海域的新型单柱平台Thomas Johnson，随后J. Ray McDermot公司于1999年8月和2001年6月分别在Alegheny油田和Typhoon 油田成功安装了两座海星平台，当地水深分别为1009米(3310英尺)和640米(2100英尺)。