海上钻井平台改造成度假村的新思路

时间：2024-04-23

袁涵，李东泽，白学松

中国矿业大学力学与建筑工程学院

海上钻井平台改造成度假村的新思路

袁涵，李东泽，白学松

中国矿业大学力学与建筑工程学院

我国对海洋油田的开发已经有了50年的历史，至今，一些海上平台已经超出了设计的使用年限。对退役海上平台的处理措施有很多，对其进行二次开发利用会带来很多好处：可以避免拆除时的风险，可以减少拆除时的费用，还可以保护海洋环境。针对中国的实际情况，我们综合应用多领域的知识，并借鉴美国墨西哥湾海上钻井平台改造的案例，提出将海上钻井平台改造成度假村的新思路。

海上钻井平台；再利用；度假村

1 国内海上钻井平台二次利用

1.1 拆除的风险和费用

海洋钻井平台的拆除是一个复杂的并且涉及许多技术领域的综合性系统工程，受到经济、技术、安全等多种因素的制约。由于平台已使用多年，腐蚀现象严重，结构的强度已经大为减弱，极易发生重大事故。相关资料指出，拆除的总成本约占初始投资的费用的3.3%—6.7%之间。根据工程公司初步估计，钢结构平台拆除花销可达到2500—3000万元。

1.2 我国海上钻井平台二次利用的好处

我国大部分海上钻井平台位于近海区域，再利用的难度较小。大多数的平台水深低于50米，平台的稳定性好，便于开发利用。最重要的是台风相对其他国家和地区较少，便于以后的长期经营。

2 海上钻井平台改造成度假村

我们以莫里斯建筑事务所的海上度假村概念为基础，综合应用太阳能、风能、潮汐能等绿色能源，进行了大胆的设想与假设。

2.1 主体结构与材料

2.1.1 主体结构

进行平台改造时，仅需拆除个别突出的钢架，而且拆下来的材料经过除锈处理后可以继续应用于平台的建设。上层建筑主体结构是中空式的，这样的设计使台风无论从哪个方向袭击都可以保持稳定性，而且有利于底部区域的采光与通风。每个房间都是在陆地预制的，有序的镶嵌进主体结构。

2.1.2 建筑材料

普通弹力绷带小手套在固定过程中需要将患儿的大拇指分开,手背和其余四指被固定在绷带手套中,每天在护理人员检查过留置针情况后,弹力绷带手套便会自动粘合,在更换敷料时,护理人员需要将绷带小手套整体取下,更加好更换后在重新固定好[3]。

主体结构使用有“绿色建材”之称的钢材。表面使用光伏玻璃幕墙等太阳能光伏建筑一体化材料架空封闭。上层建筑基础混凝土采用再生骨料，外墙和地板为旧房回收废料，墙体保温采用由废纸纤维制成保温材料。内部房间的建造主要使用钢结构、压型钢板、复合板等，方便日后的回收与维护。

2.2 太阳能的利用

光伏玻璃幕墙等太阳能光伏建筑一体化材料，直接为度假村提供绿色环保的太阳能电力。建筑光电一体式系统作为一项新领域有如下优点：1)减少了电量输送过程的大量损耗；2)节省空间；3)省去了建筑围护结构的部分费用；4)与建筑结构紧密贴合，省去了单独为光电设备提供的支撑结构；5)美观；6)产生电力的方式不破坏环境，多余的电能还可用于制冷系统的驱动和海水淡化加工厂的运转。

2.3 风能的利用

海上有丰富的风能资源，我国海上的风能资源储量很多，远远大于陆地风能，众所周知，海上风力发电是风力发电产业发展的新领域。在度假村海上平台的四周安装风力涡轮机组，把风力发电并入太阳能发电电网，能够向大电网提供充足的电力。

2.4 潮汐能的应用

潮汐能是一种不消耗燃料、没有污染、不受洪水或枯水影响、用之不竭的再生能源。根据目前的技术，在海洋各种能源中，潮汐能的开发利用最为现实、最为简便。为提高潮汐的利用率，可以在海上钻井平台下设置双向水轮机组，以在涨潮进水和落潮出水时都能发电。

2.5 维护

由于海上平台所处位置的特殊性，日常的维护显得格外重要。钻井平台在海洋环境中，从上到下环境条件有光照、温度、水流、盐度等因素，腐蚀机理和腐蚀类型不同，所采取的的对策也不同。

2.5.1 涂料防腐

涂料防腐价格低，施工方便，是目前钻井平台最常用的防腐方法之一。海上钻井平台常用的几种涂料有：

(1)环氧树脂：是一种性能优良的树脂，与其他材料表面有着超强的附着力，是首选的保护材料。

(2)聚氨酯树脂：此种材料可以调节配方，可以制做成刚性涂料，也可制成弹性涂料，可作底漆也可作面漆。

(3)富锌底漆：防腐蚀机理：在初始阶段，锌粉溶解，对钢铁起阴极保护作用。以后阶段，随着锌粉的溶解，在锌粉颗粒中沉积了许多腐蚀产物，这些致密而微碱性腐蚀物阻挡了腐蚀因子透过，从而达到防腐效果。

2.5.2 热喷涂防腐技术

热喷涂技术利用热源使锌或铝熔化，用压缩气体将熔化成微熔滴的金属雾，以很高的速度喷涂到基体表面，形成防护涂层。在钢铁表面覆盖上锌层，因锌层相对钢铁电位更负，在构成腐蚀电池时成为阳极，而钢铁成为阴极，这样，在阳极区（锌或铝）释放电子而溶于水，产生腐蚀。而阴极区（钢铁）在其表面吸收电子，与氧发生还原反应，基体受到保护，这就是锌/铝涂层的电化学阴极保护原理。与涂料涂装相比，热喷涂防腐技术有许多优越之处，可实现20～40年内免维护。

2.5.3 电化学防护

电化学防护法原理是给被保护金属通以阴极电流，发生了阴极极化从而减缓腐蚀。根据电源的来源不同，可分为外加电源法和牺牲阳极法，前者是将被保护金属与电源负极相连，后者为将被保护金属与电位更负的牺牲阳极相连。由于外加电源对于海上油气钻探作业存在一定的安全风险，牺牲阳极法不需外加电源，不干扰临近金属设施，电流散能力好，便于日后的管理和维护。因此牺牲阳极法在海上平台防腐中广泛得到应用。