海洋工程装备关键技术和支撑技术分析

陈永东 陆海波 张洋

摘要：随着地球上陆地资源的逐渐稀缺，人口的剧增，许多不可再生资源的减少，世界各国都将目标投向了从未探索过的神秘领域——海洋。随着资源局势的不断严峻化，海洋已经成为全球油气资源的重要接替区域，因此，目前我国已经将开发海洋油、气资源，特别是深海领域的自然资源作为我国首要发展战略。那么，研究开发高端海洋工程装备成为当前首要目标，我国多地已经开始大力扶持新型海洋工程装备技术产业，鼓励企业和地方努力创新，为我国开辟海洋工程装备的新篇章。本文主要讲述海洋工程装备的现状及技术分析，并提出几点合理建议。

关键词：海洋工程装备；研发技术；支撑技术

正文

目前看来，我国在深海领域的技术探测已初见成效，开发研制出不少新型海洋工程装备，为我国在深海领域的探测和开发提供很大的帮助。

一、海洋工程装备的关键技术研究

1.1自升式钻井平台

升降系统是自升式海洋钻井平台最关键的设备，该海洋工程装备的主要功能是可实现桩腿的自由升降，将桩腿下放到海底，利用桩腿支撑起船体，使其站立在海床上形成稳固的工作平台。该升降装备具有在进行钻井工作施工过程平稳，工作效率高并且装备造价低廉等优点，但同时因为装备结构由船体、升降装置和装备桩腿所组成的原因，桩腿的高度是一固定值，所以就决定了该海洋工程装备就只能在一定海洋深度内进行工作。

钻井平台钻井设备一般采用悬臂梁式，悬臂梁式钻井作业方式决定了装置可以悬伸到外面进行打井作业。装置中使用的船身决定了钻进平台装置可承载的最大负荷量及自动升降钻井装置的航行浮力，确保海上作业的安全性。装置的桩腿常见三条为主，桩腿不光以长度来决定海上作业的深度，更是钻井工程的主要承载者，它肩负了平台作业的大部分重量。装备中使用的自动升降装置更是多种多样，在大型的自动升降钻井平台上多使用发电机、大型齿轮等组合而成的，而液压式升降装备则常见于小型钻井平台。

自动升降式钻井平台已经成为我国对近海资源开发的一种主要形式，目前来看，大部分钻井平台均使用悬臂梁式，此种方式可以在导管上实现快速修井，钻井，实现多台钻井装备同时工作。提升了钻井技术平台的工作效率，也大大提升海上作业的安全性。

1.2深海半潜式钻井平台装备

该类型装备包含浮体、支撑立柱及钻井工作平台这三大组成部分，其中浮体的作用主要是为深海钻井工作平台提供浮力，维持装备的安全，支撑立柱主要位于二者中间起到一个连接的作用，其次对深海装备有着良好的支撑作用，至于钻井平台就起到放置各类钻井设备及器材工具，同时也为深海资源探测人员提供生活平台。半潜式钻井装备的主要优势特点具有受环境影响因素较小，有着较好的稳定性能，这是因为该装备在施工进行时可以自由选择出海高度，钻井作业深度，且它工作时只有支撑立柱这一部分暴露在水面上，以此来承受大部分海浪的冲击，提高了深海作业的安全性。但该钻井设备同样存在不足，因为工作深度的特殊性决定了钻井平台需要极高水平的动力和能源系统，同时，除了勘测和钻井设备需要消耗大部分能源外，工作平台上一些维持装备运行和人员生活的电力装备、救生消防系统同样需要消耗大量的能源，这就提高了该海洋工程装备的能源消耗总功率。随着陆地资源的紧缺，人们对深海领域资源的逐渐重视，半潜式钻井平台已经成为我国深海水域勘察探测的主要方式。目前随着技术的研发，我国的半潜式钻井平台装置已经得到极大的发展，比如可以面对更加更加恶劣的海洋生态情况，钻井平台结构趋向最优化等特点。

1.3浮式生产储卸油装备

该装备主要由可抛锚较深的大型储运型油轮构成，它主要包括系泊系统、油轮船身、石油卸载等几部分。该装备的主要工作流程包含深海采油、资源处理、原油整合处理、资源的运输卸载几点。浮式生产储卸油装备以其投资较少，见效周期短以及可重复利用的特点而被广泛使用于深海领域的原油勘测与开发。

1.4海洋工程作业船

这种海洋研发设备，能够从钻井平台设备中分离出去，独立的完成海洋工程作业，随着深海资源勘探的行业迅速发展，海洋工程作业船也得到了飞速的发展，作业船的勘探地域已经逐渐从浅海领域发展到了深海领域，并逐渐趋向于智能化和功能的多样化，船只类型也变得多种多样。

二、海洋工程装备支撑技术

2.1动力定位系统

动力定位系统作为海洋工程装备技术中的主要支撑技术之一，发挥着不可替代的重要作用。它为以上海洋工程装备提供了较强的技术支持，为装备提供动力，增强装备的工作效率。

2.2深水锚系统

深水锚系统同样作为海洋工程装备技术研究中的主要支撑技术之一，它又细分为柔性和刚性这两种锚系形式，该系统主要使用合成纤维缆索，具有重量大，弹性优良，成本低廉等优点。

三、相关改革措施

3.1完善相关体系

因为海洋工程设备作为一个新兴的产业，尚未具有完善的技术、资金、

管理和相关技术人才支撑系统。所以政府和企业要在平常注意培养该方面的相关技术骨干，提高技术水平。

3.2加强海洋环境的保护

进行深海资源的探测势必会影响海洋生物的生活环境，因此，在使用深海工程装备时要注意对海洋生物的保护，不可盲目进行开采活动。在每次进行深海工程作业前要提前制定合理计划，对所有可能对海洋生态环境造成破坏的行为进行改进，提升所有作业人员的环境保护意识，加强海洋环境保护的监管制度。

3.3提升研发支持力度

世界各国都在为深海领域的资源勘测而努力，所有我国应当重视海洋工程装备的技术研发，人民要支持，政府要加大财政方面的金额支持力度，确保我国在技术领域不落后，不断创新，为我国海洋工程研发贡献力量。

结束语

海洋技术工程装备的研发程度，直接或间接体现的一个国家的综合国力，目前看来，海洋工程设备作为一个新兴产业，具有良好的发展前景，虽然我国目前在某些技术领域落后于其他国家，但只要不断的创新发展，使技术水平进一步提高，努力缩小我国与其他国家在深海领域工程装备上的研发进度，直至超越，从而全面提升我国的海洋工程装备技术。

参考文献

[1]周国平.海洋工程装备关键技术和支撑技术分析[J].船舶与海洋工程，2012（01）：15-20+37.

[2]周國平. 海洋工程装备关键技术和支撑技术研究[A]. 上海市造船工程学会、江苏省造船工程学会、浙江省造船工程学会.第七届长三角地区船舶工业发展论坛论文集[C].上海市造船工程学会、江苏省造船工程学会、浙江省造船工程学会：浙江省科学技术协会，2011：14.

（作者单位：西伯瀚（上海）海洋装备科技有限公司）