海洋钻井设备综述

谢佳思

摘要：本文概述了国内外海洋钻井平台的发展历史与现状，分析了固定式、座底式、自升式和半潜式、钻井船等各类钻井设备的性能特点，介绍了我国海洋钻井装备的国产化现状，分析了国产装备与国际先进装备的差距，提出钻井装备国产化的研制思路。对钻井装备的国产化重要性进行了说明，对发展我国海洋钻井装备提出了建议。

关键词：海洋钻井装置；钻井装置分类与选用；钻井工况组合

1海洋工程装备

海洋工程装备主要指海洋资源（特别是海洋油气资源）勘探、开采、加工、储运、管理、后勤服务等方面的大型工程装备和辅助装备，是先进制造、信息、新材料等高新技术的综合体，产业辐射能力强，对国民经济带动作用大。

海洋工程技术装备分三大类：海洋油气资源开发装备；其他海洋资源开发装备；海洋浮体结构物。

海洋油气资源开发装备是目前海工装备的主体，包括钻井平台、生产平台、浮式生产储油船、卸油船、起重船、铺管船、海底挖沟埋管船、潜水作业船等

2我国海工装备现状

海工装备制造作为高端装备五大专项之一，已成为国家十二五的战略性新兴产业。目标：“十二五”末，我国海工装备制造业销售收入超过2000亿元，海洋油气开发装备的国际市场份额达到20%。工业增加值超过20%。要形成4个年销售收入超过300亿元的产业集聚区，形成5-6个年产值150亿以上、具有较强国际竞争力的总承包商；在模块设计制造、配套设备供应、装备安装调试、技术执行服务等领域形成专业化的分包商；钻井、动力定位、锚泊等核心关键设备的本土化配套率要达到25%以上。

3、钻井平台的类型及其分类

现有的海上钻井平台主要分为移动式和固定式两类，其中移动式平台分为五种主要的类型：自升式、座底式、半潜式、浮动式钻井船和浮动式采油储油卸油船；固定式可分为五种主要的类型：导管架平台、重力式平台、牵索塔平台、张力腿平台和独柱式平台。近年来还出现了一种新型的可应用于海上石油钻井和其他海上作业的多用途平台：超大型浮体结构。

3.1、座底式海上石油钻井平台

坐底式平台通常由沉浮箱、工作平台及中间支撑等部件组成。这类平台最大的优点是完井后可以用拖船运输到其它需要钻井的场所，可移动性能良好，钻井时平台底而坐放在海床而上，基本不受海洋环境的影响，钻井稳定性较好。

3.2、自升式海上钻井平台

自升式钻井平台又称甲板升降式或桩腿式平台，这种平台一般由平台本体（或称浮体）、升降裝置和桩腿（一般3或4个）等主要部件组成。整个平台设计为一个整体，钻井时，桩腿插入海床用于支撑整个平台及台而设备进行海洋钻井作业。自升式平台通常能满足拖航移位时的浮性、稳定性要求，又能够满足作业时着底稳定性、强度的要求。

3.3、半潜式海上石油钻井平台

自1961年第1座半潜式钻井平台诞生以来，日前这类平台已发展到第6代。在全球现有钻井平台中，半潜式平台的数量大约占到了其中水深超过3000m，钻井能力达到10000m，发展速度很快。从适应水深能力来说，自第1代开始到当前的第6代平台，其适用水深工作范围分别为100，300，500，1500，2300，3000m，钻井深度也经历了一个由浅到深的过程，日前钻井深度已超过12000m；从船体结构、承载能力和自动化程度来说，半潜式平台经历了一个由低向高的发展历程，如平台定位已由过去传统的锚泊定位发展到推进器辅助定位，直到目前性能先进的DP3动力定位，钻井工艺由单井口发展到双井口，钻井工具由过去比较简单的以手工操作为主发展到全自动化操作等。

3.4、浮动式钻井平台（FPSO）

新型技术FPSO成为开发商的首选海上油田的开发愈来愈多地采用FPSO装置，该装置主要而向大型化、深水及极区发展。FPSO在甲板上密布了各种生产设备和管路，并与井曰平台的管线连接，设有特殊的系泊系统、火炬塔等复杂设备，整船技术复杂，价格远远高出同吨位油船。它除了具有很强的抗风浪能力、投资低、见效快、可以转移重复使用等优点外，还具有储油能力大，并可以将采集的油气进行油水气分离，处理含油污水、发电、供热、原油产品的储存和外输等功能，被誉为“海上加工厂”，己成为当今海上石油开发的主流方式。

3.5、导管架型平台

在软土地基上应用较多的一种桩基平台。由上部结构（即平台甲板）和基础结构组成。上部结构一般由上下层平台甲板和层间桁架或立柱构成。甲板上布置成套钻采装置及辅助工具、动力装置、泥浆循环净化设备、人员的工作、生活设施和直升飞机升降台等。平台甲板的尺寸由使用工艺确定。基

3.6、张力腿式平台

张力腿式平台。上部结构是浮体，通过收紧锚固在海底的缆索，使浮体的吃水深度比静平衡状态大一些，浮力大于浮体重力，剩余浮力由缆索的张力来平衡。当平台受到扰动力时，缆索张力改变而产生弹性变形，因此，平台只产生微量位移。缆索可竖向或斜向布置。

4、随国产化装备发展展望

4.1市场前景

随着石油勘探开发力度日益加大，陆地石油资源必将趋向枯竭，因此各国纷纷将勘探开发战场转向海洋。随着我国国民经济发展的快速增长，石油需求快速增加，陆上和浅海油田增产潜力相对较小，石油、天然气进口量逐年增大，石油供应对外依存度过大已经成为影响国家经济安全运行的重要因素之一。

4.2采购成本

目前，我国油气勘探开发集中在浅海、近海区域，深海开发技术能力与国际水平差距较大，尤其是动力定位钻井船和深水半潜式钻井平台关键装备处于国外企业垄断。

4.3技术提高的带动作用

深海油气开发装备是一个高技术、先进制造业的代表，目前被国外公司高度垄断。预计经过5～10a，我国石油钻采装备企业必将实现我国在深海钻井装备关键设备全面重大的突破，这将打破西方国家对钻井平台关键设备的垄断，结束我国依赖进口国外高端海洋钻井装备来满足深海钻井作业的需要，同时将促进我国石油勘探开发领域的装备水平和竞争力上一个新台阶。

5、结束语

当前，海洋石油勘探开发已进入到一个新的时代，世界各国对海洋油气资源勘探开发的力度不断加大。近年来我国虽然在海洋平台建造及技术研究方而做了大量工作，并取得了可喜的成绩，但就海洋装备技术实力和技术水平而言，我国仍处于一个比较落后的位置。现在，国内建造的多个平台和船体上用的主机、动力系统、专用设备、自动化工具等仍需花巨资向发达国家购买。在海洋钻井、平台定位、系统控制、自动检测和事故处理等技术方而，我国与发达国家之间还存在着很大的差距。因此，我国必须加快科研步伐，奋力追赶西方发达国家，甲一日步入世界海洋石油装备强国行列。

参考文献：

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