謝佳思

摘要：本文概述了國內外海洋鉆井平臺的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀，分析了固定式、座底式、自升式和半潛式、鉆井船等各類鉆井設備的性能特點，介紹了我國海洋鉆井裝備的國產化現(xiàn)狀，分析了國產裝備與國際先進裝備的差距，提出鉆井裝備國產化的研制思路。對鉆井裝備的國產化重要性進行了說明，對發(fā)展我國海洋鉆井裝備提出了建議。

關鍵詞：海洋鉆井裝置；鉆井裝置分類與選用；鉆井工況組合

1海洋工程裝備

海洋工程裝備主要指海洋資源（特別是海洋油氣資源）勘探、開采、加工、儲運、管理、后勤服務等方面的大型工程裝備和輔助裝備，是先進制造、信息、新材料等高新技術的綜合體，產業(yè)輻射能力強，對國民經濟帶動作用大。

海洋工程技術裝備分三大類：海洋油氣資源開發(fā)裝備；其他海洋資源開發(fā)裝備；海洋浮體結構物。

海洋油氣資源開發(fā)裝備是目前海工裝備的主體，包括鉆井平臺、生產平臺、浮式生產儲油船、卸油船、起重船、鋪管船、海底挖溝埋管船、潛水作業(yè)船等

2我國海工裝備現(xiàn)狀

海工裝備制造作為高端裝備五大專項之一，已成為國家十二五的戰(zhàn)略性新興產業(yè)。目標：“十二五”末，我國海工裝備制造業(yè)銷售收入超過2000億元，海洋油氣開發(fā)裝備的國際市場份額達到20%。工業(yè)增加值超過20%。要形成4個年銷售收入超過300億元的產業(yè)集聚區(qū)，形成5-6個年產值150億以上、具有較強國際競爭力的總承包商；在模塊設計制造、配套設備供應、裝備安裝調試、技術執(zhí)行服務等領域形成專業(yè)化的分包商；鉆井、動力定位、錨泊等核心關鍵設備的本土化配套率要達到25%以上。

3、鉆井平臺的類型及其分類

現(xiàn)有的海上鉆井平臺主要分為移動式和固定式兩類，其中移動式平臺分為五種主要的類型：自升式、座底式、半潛式、浮動式鉆井船和浮動式采油儲油卸油船；固定式可分為五種主要的類型：導管架平臺、重力式平臺、牽索塔平臺、張力腿平臺和獨柱式平臺。近年來還出現(xiàn)了一種新型的可應用于海上石油鉆井和其他海上作業(yè)的多用途平臺：超大型浮體結構。

3.1、座底式海上石油鉆井平臺

坐底式平臺通常由沉浮箱、工作平臺及中間支撐等部件組成。這類平臺最大的優(yōu)點是完井后可以用拖船運輸到其它需要鉆井的場所，可移動性能良好，鉆井時平臺底而坐放在海床而上，基本不受海洋環(huán)境的影響，鉆井穩(wěn)定性較好。

3.2、自升式海上鉆井平臺

自升式鉆井平臺又稱甲板升降式或樁腿式平臺，這種平臺一般由平臺本體（或稱浮體）、升降裝置和樁腿（一般3或4個）等主要部件組成。整個平臺設計為一個整體，鉆井時，樁腿插入海床用于支撐整個平臺及臺而設備進行海洋鉆井作業(yè)。自升式平臺通常能滿足拖航移位時的浮性、穩(wěn)定性要求，又能夠滿足作業(yè)時著底穩(wěn)定性、強度的要求。

3.3、半潛式海上石油鉆井平臺

自1961年第1座半潛式鉆井平臺誕生以來，日前這類平臺已發(fā)展到第6代。在全球現(xiàn)有鉆井平臺中，半潛式平臺的數量大約占到了其中水深超過3000m，鉆井能力達到10000m，發(fā)展速度很快。從適應水深能力來說，自第1代開始到當前的第6代平臺，其適用水深工作范圍分別為100，300，500，1500，2300，3000m，鉆井深度也經歷了一個由淺到深的過程，日前鉆井深度已超過12000m；從船體結構、承載能力和自動化程度來說，半潛式平臺經歷了一個由低向高的發(fā)展歷程，如平臺定位已由過去傳統(tǒng)的錨泊定位發(fā)展到推進器輔助定位，直到目前性能先進的DP3動力定位，鉆井工藝由單井口發(fā)展到雙井口，鉆井工具由過去比較簡單的以手工操作為主發(fā)展到全自動化操作等。

3.4、浮動式鉆井平臺（FPSO）

新型技術FPSO成為開發(fā)商的首選海上油田的開發(fā)愈來愈多地采用FPSO裝置，該裝置主要而向大型化、深水及極區(qū)發(fā)展。FPSO在甲板上密布了各種生產設備和管路，并與井曰平臺的管線連接，設有特殊的系泊系統(tǒng)、火炬塔等復雜設備，整船技術復雜，價格遠遠高出同噸位油船。它除了具有很強的抗風浪能力、投資低、見效快、可以轉移重復使用等優(yōu)點外，還具有儲油能力大，并可以將采集的油氣進行油水氣分離，處理含油污水、發(fā)電、供熱、原油產品的儲存和外輸等功能，被譽為“海上加工廠”，己成為當今海上石油開發(fā)的主流方式。

3.5、導管架型平臺

在軟土地基上應用較多的一種樁基平臺。由上部結構（即平臺甲板）和基礎結構組成。上部結構一般由上下層平臺甲板和層間桁架或立柱構成。甲板上布置成套鉆采裝置及輔助工具、動力裝置、泥漿循環(huán)凈化設備、人員的工作、生活設施和直升飛機升降臺等。平臺甲板的尺寸由使用工藝確定?；?/p>

3.6、張力腿式平臺

張力腿式平臺。上部結構是浮體，通過收緊錨固在海底的纜索，使浮體的吃水深度比靜平衡狀態(tài)大一些，浮力大于浮體重力，剩余浮力由纜索的張力來平衡。當平臺受到擾動力時，纜索張力改變而產生彈性變形，因此，平臺只產生微量位移。纜索可豎向或斜向布置。

4、隨國產化裝備發(fā)展展望

4.1市場前景

隨著石油勘探開發(fā)力度日益加大，陸地石油資源必將趨向枯竭，因此各國紛紛將勘探開發(fā)戰(zhàn)場轉向海洋。隨著我國國民經濟發(fā)展的快速增長，石油需求快速增加，陸上和淺海油田增產潛力相對較小，石油、天然氣進口量逐年增大，石油供應對外依存度過大已經成為影響國家經濟安全運行的重要因素之一。

4.2采購成本

目前，我國油氣勘探開發(fā)集中在淺海、近海區(qū)域，深海開發(fā)技術能力與國際水平差距較大，尤其是動力定位鉆井船和深水半潛式鉆井平臺關鍵裝備處于國外企業(yè)壟斷。

4.3技術提高的帶動作用

深海油氣開發(fā)裝備是一個高技術、先進制造業(yè)的代表，目前被國外公司高度壟斷。預計經過5～10a，我國石油鉆采裝備企業(yè)必將實現(xiàn)我國在深海鉆井裝備關鍵設備全面重大的突破，這將打破西方國家對鉆井平臺關鍵設備的壟斷，結束我國依賴進口國外高端海洋鉆井裝備來滿足深海鉆井作業(yè)的需要，同時將促進我國石油勘探開發(fā)領域的裝備水平和競爭力上一個新臺階。

5、結束語

當前，海洋石油勘探開發(fā)已進入到一個新的時代，世界各國對海洋油氣資源勘探開發(fā)的力度不斷加大。近年來我國雖然在海洋平臺建造及技術研究方而做了大量工作，并取得了可喜的成績，但就海洋裝備技術實力和技術水平而言，我國仍處于一個比較落后的位置?，F(xiàn)在，國內建造的多個平臺和船體上用的主機、動力系統(tǒng)、專用設備、自動化工具等仍需花巨資向發(fā)達國家購買。在海洋鉆井、平臺定位、系統(tǒng)控制、自動檢測和事故處理等技術方而，我國與發(fā)達國家之間還存在著很大的差距。因此，我國必須加快科研步伐，奮力追趕西方發(fā)達國家，甲一日步入世界海洋石油裝備強國行列。

參考文獻：

[1]方華燦.對我國深水半潛式平臺設計的幾點淺見[J].中國海洋平臺，2008，23（2）：5211.

[2]廖謨圣.世界超深水鉆井平臺發(fā)展綜述[J].中國海洋平臺，2008，23（4）：127.

[3]侯福祥，張永紅，王輝，等.深水鉆井關鍵裝備現(xiàn)狀與選擇[J].石油礦場機械，2009，38（10）：124.

[4]欒蘇，韓成才，王維旭，等.半潛式海洋鉆井平臺的發(fā)展[J].石油礦場機械，2008，37（11）：90293.