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张力腿平台（Tension Leg Platform）简称TLP，是深海油气开发的关键设备之一，典型的海洋工程高端装备。单个TLP平台造价需要5亿~20亿美元左右，适用于水深300米~1500米范围。中国目前还没有一座TLP。中海油有可能考虑将TLP作为南海流花油田的方案之一，法国Technip公司完成了前端工程设计，美国ABS进行第三方审核，英国Wood Group承担并完成了关键技术第四方审核及独立设计计算。如果最后上TLP方案，那么将是中国的第一座张力腿平台。
下面我们先来欣赏一段关于TLP的视频：
[flash]http://static.video.qq.com/TPout.swf?vid=u03025lig0k.html[/media]
http://v.qq.com/page/u/0/k/u03025lig0k.html
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作为一种深水平台，TLP平台具有运动性能好、抗恶劣环境作用能力强、经济性好等特点，深受深海油气开发者的青睐。与半潜式生产平台相比，TLP平台显著优点是可采用干式采油树系统进行钻完井和生产作业，这主要归功于TLP平***特的运动特点。
一方面，TLP平台产生远大于平台自重的浮力，浮力差作用于张力腿使其时刻处于受张拉状态，从而使平台垂直面的运动（横摇、纵摇、垂荡）较小，近似于刚性。由于平台垂荡运动小，从而可将采油树从海底搬到水面以方便钻井作业。另一方面，TLP平台主要承受水平方向环境载荷，因而通过张力腿在平面内的柔性，实现平台水平面的运动，纵荡、横荡和艏摇为顺应性，这样较大的环境载荷就能够通过惯性力来平衡，而不需要通过结构内来平衡。
不同类型的张力腿平台具有不同的结构特征与技术特点, 但由于他们都是以张力腿垂直系泊的方式将浮式平台系泊于深海中, 不同类型的张力腿平台具有以下共同的特点:
(1)具有良好的运动响应特性。张力腿平台具有顺应式结构物的特点, 平台在风、浪、流等海洋环境载荷作用下发生偏转运动时会产生一种惯性力, 这种惯性力可以对环境载荷构成一定的抵消作用, 从而减少作用在平台结构上的净载荷。
(2)由于平台为一种半顺应半固定式的结构, 在水平方向是一种顺应式结构, 在竖直方向接近于固定式结构。这一特点使得张力腿平台可以保留传统的固定式生产平台的许多作业优势, 其生产与维护作业方式与传统固定式平台相似, 其操作方式与固定式平台几乎没有差别。但是, 对于深海油田, 由于张力腿平台的结构造价不会随着水深的增加而大幅度地增大, 采用张力腿平台比固定式平台其开发费用要低得多。特别是在300 ~ 1 500 m水深范围内, 采用张力腿平台优势明显。
(3)由于张力腿平台可以通过合理选择平台本体的结构形式和设置合理的张力腿预张力来决定张力腿系泊系统的刚度, 进而调整张力腿平台的固有摇荡周期, 使其避开海面的波浪频率。现有的张力腿平台水平面运动(纵荡、横荡、艏摇)的固有周期约为1~2 min, 高于波浪周期;铅直面运动(垂荡、横摇、纵摇)的固有周期约为2~4 s, 低于波浪周期。这样的固有周期范围避免了平台结构和海浪能量集中的频率发生共振,使平台结构受力合理, 动力性能良好, 这样就可以将平台的运动控制在低水平范围内。
(4)平台在张力腿的约束下几乎没有垂荡运动; 张力腿平台的结构形式也决定了平台难以有横摇与纵摇运动, 平台的主要摇荡运动为纵荡、横荡和艏摇。这三个自由度的摇荡运动可以通过增加平台本体产生的剩余浮力或张力腿的预张力、进而提高平台在这些自由度方向上的恢复力来加以约束。多年来, 不同类型的张力腿平台的使用实践表明: 在海洋环境因素作用下, 平台的运动很小, 这一类型的平台结构表现出了良好的平稳特性。
(5)平台本体结构通过张力腿垂直锚泊。因此, 与Spar平台不同, 张力腿平台没有锚固半径的限制。
(6)适应范围广, 它可应用于不同规模大型或小型油气田, 几百米到1 500 m的水深范围均可考虑使用张力腿平台。
(7)张力腿平台是一种小水线面结构, 它对平台重量的变化非常敏感。对于特定的张力腿平台, 载重的增加将会降低平台的剩余浮力或张力腿的预张力。因此, 这类平台对其有效载荷会有限制。
(8)张力腿平台的结构特点决定了平台难以具备自身的储油能力, 所生产的原油需要用管线外输到其他浮式储油装置进行储存。
经过30多年发展，TLP平台技术逐渐成熟，已经形成了一套从深水到超深水、从中小油气田到大型油气田的完整体系。
随着南海油气勘探开发逐渐向深海推进，TLP平台作为一种深水优秀平台型式将在我国深海油气开发工程中得到广泛应用和发展。
来源：海洋油气网
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发表于 2016-5-25 16:43
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