关于海洋工程装备关键技术的研究

谢芳

（浙江省海洋科学院　浙江杭州　310000）

引言

从20世纪70年代开始，能源的发展战略越来越受到全球各国的高度关注，在不断研发替代能源的同时，使用更加先进的科技探寻并开发新型油田成为实现该战略目标的重中之重。当前，陆地和近海的油气资源已越来越少，甚至已经到了快要用尽的地步，而此时全球的能源需求量仍处于直线上升的趋势，致使全球的各个国家都逐步加入到了对其自身深海油田的油气资源加以开发的行列当中。这就使得对海洋工程装备的关键技术加以探讨和研究显得尤为重要了。

1　钻井平台技术

半潜式海洋钻井平台在运动、抗风浪、甲板面积、装载容量以及作业效率的方面都占据着明显的优势。在对深海能源进行开采的过程中，其优势相比其他平台更加的突出。半潜式钻井平台具有非常强的技术性能。其主要的关键点包括以下几个方面：①具有较高性能的钻井作业系统。合理运用多井口式的作业系统、钻杆式的处理系统以及动力式锚道等，使其工作的效率得到提升。②升沉补偿系统。在进行深海钻井作业时，为使钻头能够一直处在与井底接触的状态，一定要尽可能的对因受风浪影响而形成的升沉差异加以补偿，过去使用的方法就是利用人工的方式推拉钻杆，而现阶段则是利用天车、游车与绞车的方式对其进行补偿。③具有定位功能的系统。半潜式钻井平台基本都是漂浮于海面上，极易被风浪以及水流推动而发生摇晃，所以一定要使用有效的定位方式确定其虽在的具体位置。对半浅式平台实施定位的方式大致分为两种，即锚泊定位与动力定位。其中，动力定位多数是在水深达到了1500m以上情况下使用。④水下设备。其大致分为水下封井器系统、水下井口系统、隔水管系统以及对水下设备进行控制的系统等。⑤平台设备集成控制系统。此系统主要是为了使航行、定位、钻井和完井作业能够处于一个具有数字化与智能化特点的控制平台当中。

自升式钻井平台的移动性非常强，因其具有较好的定位功能与较高的作业稳定性，所以对于大陆架海域在油气勘探与开发方面有着关键性的意义。想要使我国的大型自升式钻井平台具有一定的建造能力，就一定要对设计与建造过程中使用的关键技术加以有效的改进，包括为提高平台的作业性能而实施的总体设计技术，具体有主尺度的论证、总体性能的分析、总布置的相关技术、稳性的分析；桩腿的结构、主体的结构、悬臂梁的结构等相关设计的分析技术；动力式系统、钻井式系统、升降式系统、变频式控制系统以及中央式控制系统等主体系统的设备配置与系统集成的设计技术；大型桁的架桩腿、主体结构的质量、悬臂梁结构等的建造技术和精度控制技术；完全具备建造任何形式自升式钻井平台的能力；高强度、超厚度板的焊接技术等。

2　海洋钻井船、工程作业船和辅助船技术

深水钻井船钻井的水深能够超过3000m，甚至最深可以达到一万米，大部分设备都在内部将船体围住，以此防止在较为寒冷的海洋地带作业时内部的温度过低。与其有关的关键技术内容大致上有月池、钻井甲板以及井架等较为特殊的结构设计和分析、钻井船整体运动回应分析、锚泊系统的设计和分析、动力式定位系统的相关研究、立管系统的设计和分析、钻井船整体性能模型试验技术、高精度船体施工技术的研究以及大厚度高强度钢材焊接工艺研究。

大型的起重铺管船和其关键技术在我国的海洋工程设备行业当中是必不可少的重要机械装置，其基本指标涵盖了重量超过8000t的高吨位全旋转式起重机、重量超过500t的高吨位铺管张紧器、大型的自动控制恒张力型锚机、重型全回转式起重机和与调载系统有关的技术、J字型的铺管系统及其相关技术、动力式定位系统及其相关技术、系泊系统及其相关技术等关键系统设备与关键技术。

3　海洋工程的关键系统和配套设备技术

大功率较大的中压式柴油发电机组对海洋工程船有着极高的重要性，其技术基本上分为以下几个内容：提升调速的精度，加强加载的性能；热备份的设计；发电机中轴承的润滑度；柴油机变为高低温淡水的冷却；发电机组的监测装置及功率的管理。动力式定位系统具有环绕封闭性的特点，其主要的功能就在于在无需借助锚泊系统的相关作用情况下，可以对船舶当前的具体位置和目标位置间存在的偏差加以实时的监测，再以风浪和水流等外界的扰动力对其产生的影响为依据计算出能够让船舶回到目标位置上应需要的推力大小，同时将船舶当中各种推力器的产生的推力加以有效的分配，使每一个推力器都能够有对应的推力，以此达到让船尽量处于海平面之上要求的对应位置的目的。其起到的主要作用就是定位的成本费用不会因水深的增加而跟着加大，且操作上也具有一定的便捷性，所以说，对动力式定位系统加以深入的研究也是具有极高重要性的一项工作。

4　结束语

综上所述，现阶段的陆地和近海油气资源已越来越少，甚至即将被用尽，这就使得海上油气资源的开采工作越来越受到国家和人们的高度重视。很多海洋油气资源的相关钻采设备，例如石油钻机及其关键设备以及井控式设备等都在逐步的加以改进，以此进一步实现超大深井、超大功率、超高压力、超高效率以及全自动化的海洋工程装备发展目标。