浅析海上平台及未来的发展重点

刘宇

（中国石油工程建设有限公司北京设计分公司，北京 100085）

对于人类社会的发展，油气资源极具战略地位，而深海石油对于改善油气供需不足的意义重大。在未来，深海油气将成为全球的重要资源。对此我国也积极参与其中，制定许多相关的政策，在根本上实现对海上平台发展的有效指导，探索产品与技术发展的新方向。

1 海上平台发展情况的概述

1.1 钻井平台类型丰富，移动式钻井平台是主流

对于海上钻井平台而言，主要包含固定式与移动式两种类型。具体讲，固定式平台的稳定性突出，但是水的深度受到限制、灵活性差、整个性价比不高、市场需求相对较低。移动式钻井平台是主要模式，由自升式、半潜式、钻井船3个主流设备构成。

（1）自升式钻井平台以桩腿为基础，强化井位的确定。对于自升式钻井平台，组成部分为平台、桩腿、升降机。整个平台能够以桩腿为基础进行升降操作，但不具备自航能力。在具体的操作时，需要将桩腿深入海底，平台随之被升起，与海面形成预定的安全高度。同时，对桩腿进行预压操作，避免风暴导致的下陷现象。平台抵达海面后，将桩腿拔出，保证平台完整地浮于海面之上，借助拖轮达到新的井位。（2）半潜式钻井平台的适应能力强，安全性突出。半潜式钻井平台主要借助浮体、立柱、工作平台3个部分实现价值。这种平台方式能够满足3000m水深探井的需要，抵御风暴的能力较强，稳定性与安全性都十分突出。由此可见，这种钻井平台的海上适应能力较强，具有灵活的可变载荷，适应水平显著提升。（3）钻井船具有较高的机动性，借助海上条件增强稳定性。对于钻井船而言，是浮船式钻井平台的类型，由船体与上部结构组成，需要设置钻井设备。钻井船具有较高的机动性，工作效率显著提升，水深程度大。但是其稳定性较差，对海上条件的要求相对较高。

1.2 结合多种因素对生产平台进行合理选择，浮式生产储油船更显优越性

在生产装备中，主要的类型为浮式生产储油船以及半潜式生产平台，其中前者所占的比重较高。具体来讲，张力腿式生产平台的总体性能高，深度可达1000m，平台规模越大，投资越大；单圆柱式生产平台的深度可达3000m，水线面积不大，动力性能稳定，经济性突出；半潜式具有较大的甲板空间，机动性显著，深度在3000m左右；浮式生产储油船具备储油功能的平台，在承载与机动性方面优势明显，深度也可达3000m。对于生产平台而言，其选择需要进行综合因素的全面考量。通常在考虑钻井的同时，还要对海洋环境进行掌握，分析水深、风、潮流、离岸距离等因素。在当前的深海作业中，浮式生产储油船能够满足存储与装卸的双重要求，同时能够与复杂的水域环境相适应，成为深海作业的主要装备类型。

2 立足行业发展，对国内外海上平台发展现状的分析

2.1 国外发展情况的介绍

从浮式钻井平台建设方面分析，比较成熟的是韩国与欧美，生产作业水深在3000m以上，钻井深度能力远超10000m。另外，在第6代半潜式钻井平台中，以动力定位为主要方式，整个船体结构得以优化，拥有较大的可变载荷，作业装备更加先进，能够适应更加多变的海洋环境；从浮式生产平台的制造方面分析，针对浮式生产储油船，韩国的整体设计实践水平较高，能够生产具备超高水平的储油船，达到较大水深，拥有较高的储油能力。

2.2 国内发展水平的分析

立足海上平台的设计水平，我国重点在浮式生产储油船方面取得一定突破。但是从整体上分析，研发水平仍需提高，尤其是要在提升设计施工水平的同时，改变前期概念设计与基础设计外购的情况。在海上平台制造领域，我国能够承建大吨位的浮式生产储油船、自升式钻井平台以及深水半潜式钻井平台等项目。但是制造方面主要集中在中低端水平，在高端领域相对落后，尤其在深水浮式海上平台领域仍需不断加强；在浮式钻井平台的制造领域，半潜式钻井平台以及钻井船制造方面发展较晚，深受水深及钻井深度因素的影响，尤其是半潜式钻井平台技术与发达国家差距更大；在浮式生产平台制造领域，鉴于关键技术被国外长期垄断，国内在这方面的发展阻力较大，虽然在设计与结构上具备建造大储油平台的能力，但是缺少进行整体设计与生产的实践。另外，虽然我国大型邮轮的建造水平与世界发展同步，但是独立设计的能力相对落后。

3 如何准确掌握海上平台的未来发展趋势与重点

3.1 结合海上作业的发展实际，对海上平台未来发展重点的展望

首先，全球油气开发趋势将发展为深海，为此，深海的海上平台是未来行业发展的主流，为我国海上平台赶超发达国家提供机遇。其次，立足钻井平台，半潜式钻井平台以及钻井船将在深海钻井中发挥关键性作用，是市场的主导。再次，从生产平台的角度分析，浮式生产储油船的优势更加突出，是拥有储油功能的平台，承载力大，机动性突出，是未来的发展方向。

3.2 半潜式钻井平台核心技术的强化设计与性能实现

（1）总体设计技术实现对平台的整体规划。总体设计强化对平台功能的明确，确定总体费用支出，掌握性能指标，在本质上讲，就是整个平台的总体规划，囊括设备配置、性能指标参数、平台定位、设计标准以及相关海洋工程地质条件的综合考量。（2）定位技术是明确定位方式的重要手段。半潜式钻井平台定位技术涉及锚泊、动力定位以及组合定位。借助这一功能，将明确整体设计的适用水深、定位平衡点、掌握环境条件、合理确定定位方式。（3）总体性能强化对平台总体运行状态的掌握。对于总体性能分析，目标是对平台的运动性能以及水动性能进行预警，借助模拟方式，明确不同海况下平台运动的响应幅值。借助这种计算模式，实现对平台总体性能的掌握。

3.3 浮式生产储油船的关键性技术系统更显全面性与综合性

（1）海底系统涉及多领域技术，技术水平要求高。对于浮式生产储油船，海底系统是关键性的组成部分，由多个系统构成，如液压井控、海底管汇等，尤其是海底井口系统，极富挑战性，技术含量极高。（2）系泊定位提供强有力的系泊力。对于系泊定位系统而言，其特色明显，由单点与多点系泊构成，借助吸力锚，为平台提供足够的系泊力。（3）油气处理系统重视布局的高效性与高水平的自动化水平。在油气处理系统中，包含计量、污水处理以及多种分离系统。与陆地油气处理系统相比，不同之处是安全标准更高，需要进行更加紧凑的布局，达到较高程度的自动化集成水平，进行完善的设备配置，提升工艺流程的顺畅性。另外，油气处理设备也要具有高效性。

4 重视加强海上钻井平台的信息系统建设

对于海洋钻井信息系统而言，主要重视对海上钻井平台自动化信息技术的全面整合，强化钻井平台生产力的增强，提升生产效率，保障作业的安全性，是加快海洋平台自动化建设的有效途径。具体来讲，海洋钻井信息系统的主要目标对象为海洋环境状态以及设备监测，借助新时期的信息网络技术，强化信息的实时传输控制，有效提升基地与海洋钻井平台数据信息的共享水平。

4.1 钻井信息系统架构的介绍

对于海洋钻井而言，其自身极具复杂性，涵盖诸多领域，如地质勘测、工程设计、平台设计等方面，技术含量较高。为此，要重视钻井信息系统以及监控环节的完善，有效发挥对决策的支持作用，保障海洋钻井过程的顺利性。具体来讲，海上钻井信息系统架构主要包括数据采集、数据管理发布、生产经营管理等系统。各系统功能各异，各自发挥优势，最终完成各渠道信息的全面整合，构建大数据网络，实现信息系统的有效串联。

4.2 海上钻井平台自动化技术的发展趋势

在科技的影响下，尤其是通信技术、网络技术以及信息技术的飞速发展，自动化控制理论的研究不断深入，为海上平台自动化技术的发展营造良好的环境。首先，钻井自动化技术将会拥有更大的发展空间，井下自动化测量、专家系统等会得到大范围推广。其次，钻井设备将向着便捷化的方向发展，安全性能更高。自动化钻井设备的控制界面将更加简洁，强化安全系数的提升。再次，在自动化控制理论的影响下，海上无人钻井平台不再是幻想。

5 结语

总之，对于未来海洋油气领域的发展，深水油气成为油气能源的主流形式，因此海上平台在整个海上油气开发中占据举足轻重的地位，作用巨大。全面、深刻的分析海上平台发展现状，明确未来的发展趋势与方向，找准发展重点，加快半潜式钻井平台及浮式生产储油船的发展，在根本上缩小与发达国家的差距，与此同时，重视加强海上钻井平台的信息系统建设，提高自动化水平，为海上平台的长远、可持续发展奠定基础。