固定式平臺(tái)的使用逐步減少,以自升式平臺(tái)、半潛式平臺(tái)為代表的移動(dòng)式平臺(tái)用量隨之增多。另外,移動(dòng)式平臺(tái)的作業(yè)水深、作業(yè)能力及范圍也逐漸增大。自升式平臺(tái)由200ft作業(yè)水深依次升級(jí)至300ft、400ft甚至500ft。半潛式平臺(tái)由最初的第一代發(fā)展至第六代、第七代。目前,由中集來(lái)福士為挪威Frigstad Deepwater公司承建的第二座第七代超深水雙鉆塔半潛式鉆井平臺(tái)(Frigstad Deepwater Rig Beta)已啟動(dòng)開工。Frigstad Deepwater Rig Beta是全球最大的超深水雙鉆塔半潛式鉆井平臺(tái)之一,最大工作水深為12000ft(3658m),鉆井深度為50000ft(15250m),平臺(tái)可在墨西哥灣、中國(guó)南海、澳大利亞、巴西海域、西非、南大西洋等深水海域作業(yè)。為適應(yīng)嚴(yán)酷低溫的環(huán)境條件,極地地區(qū)石油開發(fā)則需采用專門的冰級(jí)海洋平臺(tái)或鉆井船。世界上第一艘冰級(jí)超深水鉆井船為韓國(guó)三星重工建造的“Stena DRILLMAX ICE”號(hào),設(shè)計(jì)作業(yè)水深為3000m.最大鉆井深度為10000m,可在一40℃的低溫、16m的海浪和41m/s的海風(fēng)環(huán)境下作業(yè)。國(guó)內(nèi)的中集來(lái)福士正在建造一座適用于嚴(yán)酷環(huán)境的冰級(jí)半潛式鉆井平臺(tái)North Dragon,服役溫度一25℃,設(shè)計(jì)依照北海海況,同時(shí)兼顧北極圈及巴倫支海況要求,能夠抵御北海百年一遇的風(fēng)暴。海洋石油平臺(tái)升級(jí)換代,促進(jìn)了平臺(tái)材料性能的進(jìn)一步優(yōu)化升級(jí)。為保證海洋石油平臺(tái)建造的經(jīng)濟(jì)性以及服役期的安全性,平臺(tái)用鋼應(yīng)具有更高的強(qiáng)度、更優(yōu)的低溫韌性和可焊性。
高強(qiáng)輕量化 高強(qiáng)度一直是海洋用鋼發(fā)展的方向,一方面,海洋平臺(tái)用鋼出于比強(qiáng)度以及成本節(jié)約等方面的考慮,趨于使用更高強(qiáng)度的鋼;另一方面,提高鋼的強(qiáng)度,還可增大平臺(tái)的承載能力和作業(yè)能力。隨著深水資源的進(jìn)一步開發(fā),高強(qiáng)輕量化將是海洋平臺(tái)用鋼的主要發(fā)展趨勢(shì)。
厚規(guī)格化 隨著海洋平臺(tái)構(gòu)件向大型化發(fā)展,海洋平臺(tái)用鋼的厚度也不斷增大。度達(dá)60mm甚至更厚的特厚板的應(yīng)用已較為普遍,自升式平臺(tái)樁腿的升降齒條機(jī)構(gòu)需要特厚齒條板,最大達(dá)到259mm.渤海裝備遼河重工在建的CP-300與CP-400自升式平臺(tái)的齒條鋼厚度存在明顯的差別,其中CP-300齒條鋼的厚度為127mm和152.4mm,CP-400齒條鋼的厚度則達(dá)到178mm。隨著海洋油氣開發(fā)不斷向深水發(fā)展,平臺(tái)用鋼的厚規(guī)格化是大勢(shì)所趨。
良好的低溫韌性 北極地區(qū)的嚴(yán)酷環(huán)境給油氣勘探開發(fā)帶來(lái)了極大的難度和挑戰(zhàn)。北極大部分地區(qū)常年被冰雪覆蓋,北極海區(qū)最冷月平均氣溫可達(dá)一40℃,歷史最低溫度接近一70℃。鋼鐵材料在低溫下可能產(chǎn)生韌脆轉(zhuǎn)變,有發(fā)生低溫脆斷的危險(xiǎn),極地低溫環(huán)境要求海洋平臺(tái)用鋼具有良好的低溫韌性。隨著海洋油氣開發(fā)的目標(biāo)轉(zhuǎn)向北極,F(xiàn)級(jí)甚至是更高級(jí)別鋼材的需求量將大增,中集來(lái)福士為挪威建造的Frigstad Deepwater Rig Beta半潛式石油平臺(tái)已大量使用F級(jí)別的鋼材,包括FH36、F420、F460、F550和F690等。
良好的焊接性 作為大型焊接裝備,焊接工作在海洋平臺(tái)建造中所占的工時(shí)和成本比例較大。普通平臺(tái)鋼焊前需進(jìn)行預(yù)熱,焊后需進(jìn)行熱處理,通過(guò)提高平臺(tái)用鋼的焊接性能,不僅可以減少甚至免去焊前預(yù)熱和焊后熱處理工序,大大提高建造效率,降低建造成本;還可有效減少或避免裂紋等焊接缺陷發(fā)生,提升平臺(tái)的內(nèi)在質(zhì)量。因此,海洋平臺(tái)用鋼對(duì)焊接性的追求是無(wú)止境的。通過(guò)工藝技術(shù)革新,提高平臺(tái)用鋼的焊接性將是國(guó)內(nèi)外廠家不斷發(fā)展的方向和目標(biāo)。