人类大约是在 20 世纪 60 年代初就开始设计研究用于水上区域的采油平台，并且当 时的开采主要是集中在近海区域。但是，随着时间的推移，近海开采已不能满足人类需求，于是开采水深接着增加， 这就导致了重力式和导管架这两款平台的造价随着水深对增加而大幅度增加，所以它们 已经很难使用在深水区，因此研究人员提出了浮式生产系统，并且慢慢取而代之。79090
由于造价会随着水深的增加而迅速增加，所以研究人员不断努力，在保证性能的基础上，力 求减少造价，经过多年的不断努力，他们研究设计出新型的采油平台，主要有 Spar（立 柱式平台）、Semi-submersible Platform（半潜式平台）以及 TLP（张力腿平台）、浮式的 生产储油装置（FPSO）等深海采油装备，如图 1-2。其中，实际上主要是 FPSO、 Semi-submersible Platform、TLP、Spar 这四种型式应用于深海区域，取得了预期效果。 虽然 FPSO 可以储卸油和生产，但是 FPSO 具有船舶外形的特征，水线面系数一般较大， 所以在波浪等载荷作用下的运动响应也较大，并且其建造成本、维修费用高，生产技术 要求苛刻，因此在深海海域不适合广泛地投入使用。半潜式平台设计水线面系数较小， 在风、波浪和海流方面具有良好的运动和水动力等性能。因此，可以在深海领域投入使 用。目前，先进的 Semi-submersible Platform（半潜式平台）都已经采用动力定位系统， 性能更好。比如上海外高桥建造的 981 海洋平台已经在南海钻得石油。张力腿平台因受 到系泊缆绳的预张力作用而受到拉力作用，这样在强烈的风浪作用下运动幅度较小。但 是不可忽略的是，随着水深的增加，TLP 的建造和安装成本将大大的提高。

各种深海平台的典型形式

Spar 平台不具有上述平台的不足之处，越发得到研究人员的关注。Spar 平台的设计 要点是使平台始

海洋上油气资源的开采高收益、高风险，对于国民经济建设的意义不言而喻。海洋 矿产资源的开采必须要有与之适应的海洋工程装备。因此，海工装备市场有着无限的发 展前景，并向着大型化、深水化、多样化和信息化方向发展。

20 世纪 50 年代末，人类就开始设计海洋采油平台，随着世界各地大型油气田的发 现，人类大大加速了研究海洋平台的步伐，并且逐渐转向深海海洋平台的开发。皇天不负苦心人，设计出了采油平台有 Jack-up、Spar、TLP、Semi-Submersible Platform 以及 FPSO 等深海采油装备[36-37]。其中，Jack-up、Semi-Submersible Platform 及钻井船的建造 经历了高峰、低估和高峰的时期，并且有转向深海平台建造的趋势，新型的海洋平台不 断问世，如本论文研究的 TCell Spar 平台。论文网

海洋平台和船舶不同，海洋平台必须长期在海上施工作业，遇到飓风大浪的可能性 远远大于船舶，因此，在研究设计阶段务必确保海洋平台的绝对安全。目前海洋平台设 计研究的难题主要有难以确定外载荷和结构强度标准、极为重要节点的疲劳强度分析、 结构探伤[38-39]等。

我国大约在 50 年前就开始独立自主地建造了不同种类的海洋平台，且海洋工程装 备在浅海平台技术方面曾经有过杰出的成就，比如我国建造的“大脚 III”Jack-up、“勘 探三号”Semi-Submersible Platform 等。目前，我国对 TLP 平台也进行了相关的实验， 研究人员也纷纷尝试进行一些创新性探索。我国对用于深水区的 TLP 平台只进行了方 案设计的探索性研究。但是在不考虑系泊系统等配套设施的前提下，我国对 FPSO 的研 究开发能力，达到了基本与国外相近或同步。

但是我国对于国内海域的开采程度与发达国家相比相对较低，开采技术与设备远远 落后于世界海工大国，差距不容忽视，主要有我国海工钻采平台类型单一，设备落后， 钻井系统设备、泥浆循环系统设备、油气水处理系统设备、自生系统设备、水下油气生 产系统设备有的完全依赖别的发达国家，平台创新研究断层等等。面对如此大的压力， 我国不得不花大力气来发展海工装备，要在国内掀起一股对深海海洋平台研究的热潮， 克服困难，提高自主创新能力，这样才能逐渐缩短与发达国家差距，对于提高我国的综 合国力具有极为重要的现实意义，相信我国对深海平台技术的研究一定会取得巨大历史 性突破。