引言：推開門就是一望無際的大海，深藍的海水與湛藍的天空在天際交匯，陽光在純凈的底色里愈加耀眼，而你也彷佛腳底海中自由自在的魚兒，在天地之間自由貪婪地呼吸著空氣，享受著陽光。當你以為這樣“面朝大海，春暖花開”的生活只在海濱城市時，你就錯了！

（摘自網絡視頻截圖）

這里是一座“漂浮”在無邊無際海洋上的鋼鐵堡壘——海洋平臺！

海洋平臺（摘自《鹿靈探海記》）

海洋平臺，顧名思義，就是在海洋上面的一座建筑平臺，不過它可不是為了讓度假人在海洋上觀景釣魚，而是一種有著鉆井、采油、集運、觀測、導航等多種功能的海上大型建筑物。

第一座真正意義上的海洋平臺在墨西哥灣海域建成，墨西哥灣深水區的深水油氣儲量約占全球總儲量的1/4，因此這個海洋平臺是世界第一口海上商業油井，雖然作業區水深只有6m，但卻標志著海上石油開采的起始！

隨著技術的發展，海洋平臺離海岸也越來越遠，所在海區的深度也越來越深，比如驚馬油氣田（2008年投產），距離海岸240公里，海洋平臺作業區平均水深1800米。那么我們不禁就要問：這樣一座龐然建筑是如何在無邊無際又深不見底的海洋中落成的呢？又是如何在險惡的海洋環境中維持穩定的呢？

第一座墨西哥海域的海洋平臺是直接將支撐平臺的“剛性導管腿”插入海底，這樣就可以像陸地上“建房子打樁”一樣，很好地穩定住上部結構。但海洋顯然和陸地有著很大的區別，就比如：海面上海風要比陸地狂暴得多，海水還會對海上的建筑產生浮力，所以深入海底的樁不僅僅要承擔上面平臺的重力荷載，還有海水浮力上拔和海風水平向的力量。因此在不同的海域，海面和海底狀況不一樣，對于海洋平臺的建設就會有不一樣的要求，通常我們主要分為淺海區域（<500m）和深海區域（>500m）兩部分進行海洋平臺的設計。

淺海區域常見的海洋平臺就是上文提到的墨西哥海域的樁基導管架平臺，還有一種重力式平臺，這種平臺具有較大尺寸，因為它是依靠自身重量來抵抗在海面上遇到的各種風浪。比如挪威的Troll-A，接近500米高，干重60多萬噸，飛機在它面前就是個小家伙；下面的一簇小罐子是用來打壓載水的，大概能打入120萬噸海水，這樣它才能在海底坐穩。

Troll-A （摘自網絡）

重力式平臺示意圖（摘自網絡）

而這是四根大柱子的內部，坐電梯上去估計也得十分鐘吧！主要這種大家伙的造價成本也是實在不菲，十幾億美元都是少的，可見海上開采石油的成本是非常高的！

Troll-A內部（摘自網絡）

當海洋平臺想要往深海區域去發展時，所會遇到的情況就會更加復雜，像上文這種深入海底的建筑，成本自不必說！最重要的是平臺還會被固定在原地，無法重復利用，當遇到巨大的海上風暴時，只能被動承受。因此聰明的工程師們將海洋平臺與最初的鉆井船進行轉換，也就演變為目前應用廣泛的移動式鉆井平臺。

移動式鉆井平臺中當下比較流行就是半潛式平臺，平臺由下方的數根立柱支撐，在立柱下方還安裝著幾個巨型浮箱，它們可以通過調節內部的海水容量來控制整個平臺的深淺程度。而想要抵御風浪、保持平衡，還少不了系泊定位系統的幫忙，即通過長長的錨鏈固定平臺。

半潛式平臺示意圖（摘自網絡）

在深水海域中開發石油時，坐底式的鉆井系統不能滿足要求；浮動式鉆井船雖然可適用于較大水深，然而受海況的影響，其開工率很低；而半潛式平臺既可在很深的海域工作，又較能適應惡劣的海況，因此是是深海鉆井的主要裝置。

這里不得不提我們中國的海洋平臺的建設成就：中國981深水半潛式鉆井平臺，是我國在世界上首次按照南海惡劣海況設計的，能抵御200年一遇的17級臺風；2017年2月我國建造了“藍鯨一號”深海鉆井平臺，隨后又制造了“藍鯨2號”深海鉆井平臺，它們配置了高效的液壓雙鉆塔和全球領先的閉環平臺，是世界上最大、最先進的半潛式深海鉆井平臺；“深海一號”是一座四柱式半潛式生產平臺，我國自主研發建造的全球首座10萬噸級深水半潛式生產儲油平臺。這些半潛式海洋平臺都標志這我國在海洋強國的道路上越走越寬！

當然還有其他許多深海海洋平臺的類型，但這些只是海洋平臺在不同海域以及途徑上的應用，那么他們是如何維持穩定并成功應用的呢？

我們知道海面天氣惡劣，海底下面的情況更為復雜，所以這些平臺如何穩定就成了重要問題。就比如：2005年7月30日，Dennis颶風過境墨西哥灣，造成油田作業平臺Thunder Horse（驚馬） PDQ嚴重傾斜，后經維修得以正常使用。

驚馬油氣田平臺受災現場（摘自網絡）

除了風浪，還有海底我們看不到的地質問題，比如說：淺埋斷層的活動、地震、海底滑坡等等。這些問題都會影響海洋平臺錨固系統的穩定性，因此一方面我們前期要開展詳細的場地調查，另一方面，我們要通過合理的結構設計來應對可能出現的情況。

這里就不得不提一門重要的學科“海洋工程地質”。海洋工程建設與安全運維是海洋油氣或礦產資源等開發與利用的基石，是建設海洋強國的重要內涵之一。海洋工程建設會引發新的海洋地質問題，海洋地質也有可能會破壞我們建設的海洋工程。就比如可燃冰開采時，可能引發海底滑坡（新的地質問題），海底滑坡也可能造成海洋平臺的傾覆（破壞海洋工程 ） 。因此對海洋中的地質問題開展相關研究就顯得格外有必要！

關于海洋工程地質相關知識普及的書籍相對較少，本文重點參考書目《鹿靈探海記》，是一本海洋工程地質科普類小說，也是本文的靈感的重要來源。

（供稿 楊慶 于達 孔綱強 文中部分圖片來自互聯網，如有侵權，請聯系刪除。）

來源: 中國巖石力學與工程學會供稿