海洋平臺(tái)與設(shè)施抗冰技術(shù)綜述

海洋平臺(tái)與設(shè)施抗冰技術(shù)綜述

1海灘油田的冰情與抗冰問(wèn)題1.1固定冰厚度低東灣、渤海灣和萊州灣是中國(guó)最重要的海氣田。冬季開(kāi)始于12月初至1月初，冬季結(jié)束于1月中旬至3月初。結(jié)冰情況根據(jù)水深和離岸距離而不同。遠(yuǎn)岸深水區(qū)為流冰,近岸淺水區(qū)為固定冰,而在極淺海、潮間帶和灘區(qū)則會(huì)形成堆積冰(冰脊)。遼河灘海冰情較重,50年重現(xiàn)期固定冰厚度為50cm,流冰最大速度為1.0～1.1m/s。冀東南堡油田冰期為12月中旬至2月中旬,冬季固定冰在河口附近外緣線距岸邊2～5km,最遠(yuǎn)約15km。浮冰厚度一般在10～20cm,最大厚度為30cm,最大流速為0.45m/s。固定冰大多由3層以上單層冰凍積而成,冰厚為30～40cm。沿岸堆積冰高度可達(dá)2～4m。1.2遼東灣和渤海灣的海上施工冰可影響海上交通,也會(huì)對(duì)海上構(gòu)筑物和船舶造成危害,是灘海油田冬季海上作業(yè)必須考慮的一項(xiàng)重要環(huán)境因素。在一定情況下,冰可成為灘海油田作業(yè)中的一項(xiàng)控制性因素。2010年為近40年來(lái)的又一重冰年。遼東灣2010年1月11日浮冰最大外緣線曾達(dá)131km,單層海冰厚度超過(guò)30cm。2010年,被稱為中國(guó)最北部不凍港的營(yíng)口鲅魚(yú)圈港,局部海冰最厚達(dá)1m,大凌河口最厚冰層達(dá)到1m,小凌河口近岸冰層平均厚度為30～50cm,冰層比往年平均增加一倍,部分灘海油田被迫暫停作業(yè)。渤海灣浮冰外沿距岸46km,一般冰厚10～15cm,最大25cm。2010年,位于渤海灣的大港灘海油田海區(qū)冰情嚴(yán)重,海上設(shè)施及平臺(tái)被冰圍困,9口井的海上井口在重冰推壓下消失。萊州灣最大浮冰范圍81km,一般冰厚5～15cm,最大厚度30～35cm,給船舶航行帶來(lái)較嚴(yán)重的影響,并造成多起事故。在此海域,勝利灘海油田有6座平臺(tái)被迫停止作業(yè),并派出破冰船圍繞平臺(tái)破冰保證平臺(tái)安全。本次重冰災(zāi)害的特點(diǎn)是發(fā)生時(shí)間早、發(fā)展速度快、分布范圍廣。觀測(cè)數(shù)據(jù)顯示,環(huán)渤海及黃海北部進(jìn)入嚴(yán)重冰期時(shí)間較往年提前了約半個(gè)月,由初生冰期發(fā)展到嚴(yán)重冰期時(shí)間很短,有些地區(qū)僅為1～2天,有猝不及防之感。由于冰情影響和考慮生產(chǎn)安全,渤海灣和遼東灣灘海的移動(dòng)式鉆井平臺(tái)一般從11月下旬至12月中旬開(kāi)始直到翌年3月上旬停止海上作業(yè)。因此,制約了鉆井工作的進(jìn)程。為了利用有限的鉆井平臺(tái)加快灘海鉆井作業(yè),2008年在冀東南堡灘海油田和大港灘海油田實(shí)施了冬季海上鉆井作業(yè)。由于未逢重冰年,鉆井平臺(tái)得以在未設(shè)置防冰措施的情況下進(jìn)行鉆井作業(yè),但冰對(duì)鉆井隔水導(dǎo)管具有明顯的威脅。灘海油田的固定式生產(chǎn)平臺(tái),冬季生產(chǎn)同樣也受到冰的威脅。例如,遼河灘?？麞|101平臺(tái)冬季冰激振動(dòng)嚴(yán)重,影響到正常生產(chǎn)。因此,也面臨冬季冰期的海上生產(chǎn)保障問(wèn)題。為了能在冬季保持安全生產(chǎn),各油田在抗冰技術(shù)方面開(kāi)展了一些工作。但就總體而言,面對(duì)開(kāi)展冬季勘探和保證開(kāi)發(fā)生產(chǎn)安全作業(yè)的需要,我國(guó)還需要結(jié)合遼東灣和渤海灣的具體條件和工程實(shí)際,有計(jì)劃地對(duì)抗冰技術(shù)進(jìn)行深入系統(tǒng)研究,制訂適用的防冰措施和標(biāo)準(zhǔn)。在這些方面,可以借鑒一些國(guó)外的經(jīng)驗(yàn)和思路。2抗冰能力實(shí)現(xiàn)設(shè)施配套的油田開(kāi)發(fā)在里海淺海、薩哈林淺海以及波福海淺海海域的油田開(kāi)發(fā)中,為適應(yīng)嚴(yán)峻的冰情環(huán)境,采用了人工島、錐形平臺(tái)以及重力式平臺(tái)等多種自身具有良好抗冰能力的固定式生產(chǎn)設(shè)施。2.1人工島消能設(shè)計(jì)的必要性人工島的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)使其具有良好的抗冰性能,在條件適宜時(shí),可有效地用于淺水水域的油田開(kāi)發(fā)。但需要特別關(guān)注的是,除一般的經(jīng)濟(jì)技術(shù)評(píng)估外,人工島會(huì)對(duì)所在海域的海流產(chǎn)生干擾,并對(duì)海域的生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生影響。為此,國(guó)家有關(guān)法規(guī)要求,在水深3m以深海域不宜建設(shè)人工島;在水深1m以淺的水域,島陸間應(yīng)采用棧橋等透流構(gòu)筑物連接,而不宜采用路堤連接。因此,在考慮方案時(shí),須將環(huán)境影響評(píng)估置于重要位置。人工島在灘海油田開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用已較普遍,就抗冰性能而言,不僅其主體結(jié)構(gòu)本身具有良好的抗冰能力,而且于冰期早期在邊坡上形成的積冰,還會(huì)自然成為對(duì)后期重冰推擠的有效防護(hù)。國(guó)外一座建在波福海淺海的砂石人工島,位于水深1.20～1.83m海域,距岸2.5km。冬季氣溫低至-45℃,極端最低溫度達(dá)-70℃,冰情嚴(yán)重。人工島采用砂石結(jié)構(gòu),島的面積約為4.4×104m2,周圍用沙袋邊坡,設(shè)計(jì)冰載為6.7MN/m2。為減少運(yùn)輸困難,人工島在冬季冰期施工時(shí),使用卡車在冰面運(yùn)輸砂石及建筑物料。2.2種抗冰平臺(tái)混凝土重力式平臺(tái)具有良好的抗冰性能,但是,由于本身重量巨大,難以在淺水水域漂浮拖航,因而其使用受到限制。為了在淺水水域利用其良好的抗冰性能,國(guó)外開(kāi)發(fā)了一種具有混凝土抗冰主體的混合結(jié)構(gòu)重力式平臺(tái)(見(jiàn)圖1)。此平臺(tái)初期用于水深10m的淺海海域移動(dòng)式鉆井,以后改建為可通用于嚴(yán)寒地區(qū)范圍較大水深的淺海油田開(kāi)發(fā)和鉆井的抗冰生產(chǎn)平臺(tái)。平臺(tái)包括4個(gè)基礎(chǔ)模塊(見(jiàn)圖1)。2.2.1拖航平臺(tái)下基礎(chǔ)鋼結(jié)構(gòu)沉墊底座為箱形結(jié)構(gòu),空載時(shí)可以提供浮力,保證平臺(tái)漂浮拖航的需要。到達(dá)工位后,注入壓載水成為平臺(tái)的坐底基礎(chǔ)。為增加平臺(tái)對(duì)冰載、波浪、海流和地震的水平抗力,在沉墊底部設(shè)有入泥的裙板。2.2.2冰層高度的確定混凝土主體設(shè)在鋼結(jié)構(gòu)沉墊底座之上,其高度根據(jù)水深和冰層高度位置而定。混凝土主體的高度應(yīng)可覆蓋冰層和積冰范圍,從而可以發(fā)揮其良好的抗冰性能和耐腐蝕性能。2.2.3其他平臺(tái)結(jié)構(gòu)頂部功能結(jié)構(gòu)可因不同需要而采用不同設(shè)置,可分別組成鉆井平臺(tái)、生產(chǎn)平臺(tái)或其他平臺(tái)。圖1所示為一座鉆井平臺(tái),其頂部結(jié)構(gòu)包括一個(gè)平底鉆井駁船模塊、一個(gè)生活樓及輔助設(shè)施駁船模塊。兩個(gè)駁船模塊直接放置于平臺(tái)的混凝土主體模塊之上,并用連接裝置加以固定,構(gòu)成了一座可以遷移的混合結(jié)構(gòu)抗冰鉆井平臺(tái)。2.3抗冰質(zhì)樁基平臺(tái)樁基平臺(tái)在淺海油田開(kāi)發(fā)中廣為采用,對(duì)于小型井口平臺(tái)尤為適用,但樁腿結(jié)構(gòu)不利于抗冰。為了提高抗冰能力,國(guó)外開(kāi)發(fā)了一種下部采用錐形結(jié)構(gòu)主體的樁基平臺(tái)(見(jiàn)圖2a)。這種平臺(tái)的下部結(jié)構(gòu)中,處于水線(冰面)上下的一段,在樁腿外圍加裝一個(gè)具有足夠剛度的抗冰錐形主體結(jié)構(gòu),將冰對(duì)平臺(tái)樁腿的垂直推擠改變?yōu)檠劐F形主體斜面上滑,并最終導(dǎo)致冰的彎曲斷裂。這一結(jié)構(gòu)可以大幅減小平臺(tái)的冰載,從而顯著提高平臺(tái)的抗冰能力?？贡F形主體樁基平臺(tái)的結(jié)構(gòu)可根據(jù)平臺(tái)所處水深、冰情、平臺(tái)功能和規(guī)模以及生產(chǎn)條件而定。用于某灘海油田的一座小型錐形結(jié)構(gòu)井口平臺(tái),將錐形防冰結(jié)構(gòu)和樁基相結(jié)合,具有抗冰和輕便的特點(diǎn)(圖2b)。平臺(tái)的甲板尺度為16m×20m,井口呈環(huán)形布置,可布6～10口井。平臺(tái)的下部(主體)為壁間充混凝土的雙壁截頂錐體結(jié)構(gòu),冰層以上的部分采用圓柱體結(jié)構(gòu)。沿平臺(tái)錐形主體的內(nèi)壁向海床打入樁基,用以承受平臺(tái)的載荷。平臺(tái)可以用自升式鉆井平臺(tái)或輕型浮吊進(jìn)行海上就位安裝。3鉆井作業(yè),保證海上運(yùn)行隨著高寒區(qū)淺海大型油田的勘探開(kāi)發(fā),需要在漫長(zhǎng)的冰期中持續(xù)進(jìn)行鉆井作業(yè),以保證海上生產(chǎn)平臺(tái)的安全運(yùn)行。為此,結(jié)合油田的勘探開(kāi)發(fā)工程,國(guó)外相繼對(duì)適用于淺海平臺(tái)和海上設(shè)施的外設(shè)抗冰防護(hù)技術(shù)開(kāi)展了研究并取得了進(jìn)展。3.1天然冰堤固定式抗冰樁置于海上平臺(tái)或生產(chǎn)設(shè)施的外圍,通過(guò)攔冰、破冰作用,對(duì)相關(guān)的海上平臺(tái)及設(shè)施進(jìn)行保護(hù)?？贡鶚兜牟煌问胶筒贾?不同樁間距、垂直樁與傾斜樁以及樁的組合形式)對(duì)抗冰樁的破冰和阻冰能力具有顯著影響。為使抗冰樁取得最佳效果,應(yīng)于初冰期使破碎冰在抗冰樁的前沿堆積,并形成一道沉積并固結(jié)于海床上的重力式的冰堤,當(dāng)盛冰期厚重流冰到來(lái)時(shí),這一冰堤可與抗冰樁一起,發(fā)揮有效甚至主要的攔冰和破冰作用。在里海,為保證坐底式鉆井平臺(tái)冬季鉆井,首先采用了抗冰樁技術(shù)。抗冰樁直接打入海床,攔截浮冰并保護(hù)鉆井平臺(tái)不受主流向上的浮冰推擠。經(jīng)過(guò)大量的試驗(yàn)研究,對(duì)于在一定條件下抗冰樁的應(yīng)用取得了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí):一是,樁的間距對(duì)防冰效果具有重要影響,隨著排樁的樁距減小,破冰能力增加。二是,在樁中心距大于3D時(shí),抗冰樁不能有效地?cái)r阻破碎冰流失到下游。在該試驗(yàn)(海域)條件下,樁中心距以3D為宜,對(duì)于傾斜樁,樁中心距不宜大于4D。三是,試驗(yàn)中,抗冰排樁前沒(méi)有形成有效的固定堆積冰冰堤,只形成一定的破碎冰。預(yù)期的目的是使冰在抗冰樁前破碎堆積,形成固結(jié)于海床之上(著地)的固定冰堤,以抵抗冰的水平推擠載荷,減輕抗冰樁的荷載。試驗(yàn)表明,單獨(dú)的抗冰排樁難以形成堆積于海床之上(著地)的固定冰堤。在破碎冰未能形成堆積并形成固結(jié)于海床之上的冰堤時(shí),隨破碎冰的積結(jié)和擴(kuò)展,樁所承受的載荷會(huì)有所增大。因此,單獨(dú)的抗冰排樁并不是一種高效的抗冰手段。3.2模塊化重力式防冰堤由于依靠簡(jiǎn)單的抗冰樁進(jìn)行防冰,難以使破碎冰在樁前堆積形成固結(jié)于海床之上的冰堤,冰的全部水平力載荷都需由抗冰樁承擔(dān),從而使其成本明顯增加。此外,采用固定式抗冰樁對(duì)移動(dòng)式鉆井平臺(tái)進(jìn)行抗冰防護(hù)時(shí),不僅需要先期在海區(qū)打樁并長(zhǎng)期影響海域通行,而且還需較高的打樁和拆樁費(fèi)用。為了提高防冰效果及經(jīng)濟(jì)性,在抗冰樁技術(shù)的基礎(chǔ)上,國(guó)外研發(fā)了可以移動(dòng)的、以抗冰樁為基礎(chǔ)構(gòu)架的模塊化重力式防冰堤(見(jiàn)圖3)。這種防冰堤模塊的基本結(jié)構(gòu)以沉墊(浮箱)為基礎(chǔ),并在其上相對(duì)并列裝設(shè)兩排抗冰樁。按需要將若干模塊拖航至海上工作地點(diǎn),進(jìn)行聯(lián)結(jié)并沉放海床,即可形成防冰堤的基礎(chǔ)骨架。經(jīng)過(guò)對(duì)多種形式的防冰堤模塊進(jìn)行試驗(yàn)對(duì)比,在一定的冰載條件下,以抗冰樁加傾斜頂板(迎冰斜面)的防冰堤模塊效果最佳。該種防冰堤模塊是在兩排抗冰樁之間的頂部加設(shè)傾斜的波折式鋼頂板(迎冰斜面),并在抗冰樁之間架設(shè)尼龍網(wǎng)(見(jiàn)圖3),將破碎的冰捕集在兩排樁柱之間的集冰區(qū),以形成重力式冰堤。在初冰階段,浮冰從上游方向爬上迎冰斜面,彎曲破碎后落入斜頂板后的集冰區(qū)空間內(nèi)。經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后,集冰區(qū)空間內(nèi)的碎冰逐步沉積。隨集冰區(qū)空間內(nèi)的碎冰沉積和重量的增加,防冰堤垂直力(重力)不斷增大,從而使防冰堤成為一個(gè)穩(wěn)定的重力式冰壩。為防范來(lái)自不同方向的流冰,防冰堤需根據(jù)被保護(hù)的海上設(shè)施(或構(gòu)筑物)和流冰情況進(jìn)行多個(gè)方向的布置。由于此種模塊化防冰堤對(duì)周圍環(huán)境具有良好的適應(yīng)能力,而且可以利用已有的駁船充當(dāng)沉墊,因而具有較高的靈活性和良好的經(jīng)濟(jì)性。用這種防冰堤對(duì)移動(dòng)式鉆井平臺(tái)進(jìn)行防冰保護(hù)時(shí)的海上布置見(jiàn)圖4。3.3防冰堤模塊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)隨著淺?？碧胶豌@井工作的大規(guī)模開(kāi)展,對(duì)自升式鉆井平臺(tái)鉆井的需求快速增長(zhǎng)。對(duì)自升式鉆井平臺(tái)冰區(qū)作業(yè)的抗冰研究表明,自升式鉆井平臺(tái)的控制性冰載荷,是冰在平臺(tái)樁腿間的積結(jié)和脹擠。據(jù)此,自升式鉆井平臺(tái)抗冰措施的重點(diǎn)是防止流冰進(jìn)入平臺(tái)樁腿之間產(chǎn)生脹擠。由于前述的以抗冰樁為基礎(chǔ)的防冰堤會(huì)有部分流冰從抗冰樁間通過(guò),并流積到被防護(hù)的鉆井平臺(tái),因而不適用于在重冰區(qū)作業(yè)的自升式鉆井平臺(tái)的抗冰保護(hù)。針對(duì)自升式鉆井平臺(tái)的防冰需要,國(guó)外正在研發(fā)一種由混凝土沉箱防冰堤模塊為骨架的重力式防冰堤,可望在近期內(nèi)得到工業(yè)應(yīng)用驗(yàn)證?；炷脸料浞辣棠K為中空的混凝土結(jié)構(gòu),由坐放于海床的基座、迎冰坡面、斜肩以及直壁阻冰墻組成,其結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖5。防冰堤模塊迎冰坡面的斜坡可使冰彎曲折斷而降低冰載荷和提高破冰能力。在初冰期,冰在防冰堤模塊前破碎并不斷堆積,逐步形成與海床及混凝土沉箱防冰堤模塊固結(jié)在一起的穩(wěn)定的重力式堆積冰壩防冰堤。借助于其對(duì)地的巨大摩擦阻力,可以顯著減輕防冰堤模塊的冰載,并對(duì)盛冰期較重的流冰進(jìn)行有效破冰和攔阻。模塊的基座、迎冰坡面、斜肩以及直壁阻冰墻均為單獨(dú)的元件,其截面如圖5所示。除基座可根據(jù)不同水深和冰層高程改變高度外,其他的迎冰坡面、斜肩以及直壁阻冰墻等上部元件均取決于海區(qū)環(huán)境條件下設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)尺寸。這種設(shè)計(jì)更有利于建造、選用和降低成本,充分發(fā)揮模塊化的優(yōu)勢(shì)。模塊可在沿?；鼗虼瑥S建造,從海上漂浮拖運(yùn)到工作海區(qū)的設(shè)定位置,將各模塊連接組裝成防冰堤,注入壓載水沉放到海床上。鉆井完畢后,可排出模塊中的壓載水,起浮后拆離拖移,恢復(fù)海洋環(huán)境,不僅可提高防冰堤的靈活性和重復(fù)利用,還可以避免固定式防冰堤對(duì)海區(qū)環(huán)境的長(zhǎng)期影響。根據(jù)被防護(hù)海上設(shè)施的情況,可將防冰堤模塊連接組成不同形式的防冰堤。防冰堤的開(kāi)敞邊應(yīng)在主流向的下游方向。對(duì)于開(kāi)敞端,可在其外圍設(shè)置模塊化混凝土沉箱防冰堤加以防護(hù)。在防冰堤的完全防護(hù)下,即使在冰期,鉆井平臺(tái)自身無(wú)需防冰能力,井位也可以不受海冰影響,在鉆井完成后,即可進(jìn)行后續(xù)工程施工,并使油井提前投入生產(chǎn)。3.4臥式樁基平臺(tái)根據(jù)生產(chǎn)需要和綜合評(píng)估,在一定條件下,即使在重冰區(qū),也可以采用具有防冰堤保護(hù)的固定式樁基平臺(tái)作為主體生產(chǎn)設(shè)施。但需特別關(guān)注的是,防冰堤對(duì)海流具有明顯的阻斷和干擾作用,除了需要進(jìn)行環(huán)境評(píng)估外,還應(yīng)在防冰堤的結(jié)構(gòu)和布置等方面采取優(yōu)化措施,盡量減少對(duì)海洋環(huán)境的干擾。3.5水下基臺(tái)防冰設(shè)計(jì)為適應(yīng)淺海區(qū)水深變化和流冰對(duì)平臺(tái)作用的不同高程位置,可以在海床上預(yù)先修筑海底礫石基臺(tái),相應(yīng)地提高坐底式鉆井平臺(tái)的高程,使船舷高度適應(yīng)堆積冰的高度,以滿足抗冰需要。圖6為一座坐底式鉆井平臺(tái)的水下基臺(tái)防冰措施。根據(jù)海區(qū)環(huán)境條件,在坐底式鉆井平臺(tái)就位前,根據(jù)水深和冰的高程位置,先在海床上修筑高度為1～4m的水下礫石基臺(tái),基臺(tái)尺度為50m×80m。基臺(tái)的臺(tái)芯為礫石,外側(cè)則用塊石和混凝土板防護(hù)。根據(jù)鉆井需要,可在不同工位預(yù)先修筑基臺(tái),縮短鉆井平臺(tái)移位的準(zhǔn)備時(shí)間。根據(jù)各處海床工程地質(zhì)條件,基臺(tái)可采用不同的設(shè)計(jì)。圖6中基臺(tái)為底面鋪設(shè)土工布的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在基臺(tái)周圍布有24根抗冰樁,保護(hù)鉆井平臺(tái)不受浮冰的推擠。4基礎(chǔ)鉆平臺(tái)的抗冰改造4.1水平平臺(tái)抗冰浮筒普通的平臺(tái)可以通過(guò)抗冰改造來(lái)適應(yīng)冬季重冰期的工作需要。國(guó)外對(duì)一座原為內(nèi)陸淺水坐底式鉆井平臺(tái)進(jìn)行了抗冰改造。改造后,可適應(yīng)重冰區(qū)海上作業(yè)。改造中采用的主要措施包括:一是,用32mm耐低溫鋼板改建平臺(tái)沉墊主體;二是,在鉆井平臺(tái)主體沉墊兩側(cè)各加裝1個(gè)特定結(jié)構(gòu)的抗冰浮筒舷臺(tái)(高度為4.27m),增加平臺(tái)沉墊主體兩舷的高度和寬度,達(dá)到平臺(tái)抗冰的目的。加裝浮筒舷臺(tái)還可增加鉆井平臺(tái)的浮力和負(fù)載能力,在保證淺吃水要求的同時(shí),將載重從3000t提高到9000t;三是,在舷臺(tái)外圍加設(shè)彎坡形破冰阻冰護(hù)板,替代原來(lái)的垂直船舷,使逼近平臺(tái)的浮冰彎曲破碎,以減少冰阻和載荷;四是,為了提高平臺(tái)抵御浮冰推擠的抗滑移能力,在浮筒舷臺(tái)的底部加設(shè)裙板。4.2分段熱坡式側(cè)殼抗冰能力將鉆井平臺(tái)的主體改造為45°坡式側(cè)舷,并且在舷內(nèi)分段裝設(shè)內(nèi)熱管道,利用發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水的余熱,對(duì)與冰層接觸的平臺(tái)側(cè)舷部位加熱,使浮冰在與平臺(tái)側(cè)舷的接觸面上產(chǎn)生部分融化并形成水膜潤(rùn)滑,減小冰沿坡舷面上爬的阻力。冰在沿側(cè)舷的45°斜坡上爬時(shí)彎曲折斷破碎,可減小冰對(duì)平臺(tái)主體的擠壓載荷。破碎冰在海床上堆積固結(jié)后,所形成的固定冰堆也可發(fā)揮抗冰作用。國(guó)外對(duì)一座淺水坐底式鉆井平臺(tái)進(jìn)行了分段內(nèi)熱坡式側(cè)舷抗冰改造。該平臺(tái)的工作水深為2～9m,工作海域的最大冰厚可達(dá)2.1m,堆積冰最大高度可達(dá)3.9m。與原來(lái)的直壁側(cè)舷相比,改造后,流冰對(duì)平臺(tái)主體的擠壓作用載荷減小了90%。5冰季海上支持5.1破冰時(shí)要保持航道無(wú)論是海上冬季鉆井還是海上冬季生產(chǎn),除平臺(tái)本身的抗冰外,還需要解決海上的通航支持和安全保障。常規(guī)的做法是采用破冰船或具有抗冰能力的多用途工作船進(jìn)行破冰,開(kāi)辟并保持航道,以及破除平臺(tái)周圍的積冰,保障生產(chǎn)作業(yè)的安全運(yùn)行。海上平臺(tái)在重冰期作業(yè)時(shí),應(yīng)有一艘破冰船或抗冰工作船(拖輪)值班守護(hù)。5.1.1反向破冰船對(duì)灘海地區(qū)而言,除破冰能力外,破冰船必須適應(yīng)淺水水域的工作水深要求。通常的破冰船是利用自身重量,自上而下將冰壓碎。由于水深的限制,這種方式在淺水水域中無(wú)法實(shí)施。因而,破冰船可采用反向破冰。作業(yè)時(shí),采用倒退航行,用特殊設(shè)計(jì)的螺旋槳將冰擊碎破冰。5.1.2開(kāi)發(fā)內(nèi)冷劑破冰平臺(tái)對(duì)于水深小于2m的極淺海水域,由于難以保證破冰船的工作水深,因而需要另外的破冰手段。國(guó)外研制了一種氣墊破冰平臺(tái)以應(yīng)對(duì)這一問(wèn)題。該氣墊破冰平臺(tái)為非自航式,由一艘工作船推頂進(jìn)行破冰作業(yè)。破冰作業(yè)時(shí),氣墊破冰平臺(tái)通過(guò)氣墊的壓力,可在冰層和水面之間產(chǎn)生一定的空隙,并使處于懸空狀態(tài)的冰層在氣墊壓力和自身重量下斷裂并被排開(kāi)。5.2應(yīng)急犯罪穩(wěn)定性在被冰覆蓋船只無(wú)法通行的海區(qū),可以使用抗冰兩棲通行工具作為常備應(yīng)急逃生手段。國(guó)外在重冰區(qū)作業(yè)的平臺(tái)上配備了具有抗冰能力的兩棲履帶車