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1、海洋石油鉆井平臺技術特點和其發(fā)展探究 摘要:隨著我國海洋油田的不斷壯大,困擾海上油田發(fā)展的鉆井技術愈來愈受到重視,本文從我國海洋石油鉆井裝備現(xiàn)狀出發(fā),闡述了海洋石油鉆井平臺的技術特點,并對海洋石油鉆井平臺技術的發(fā)展進行分析。關鍵詞:海洋石油鉆井特點發(fā)展研究一、我國海洋石油鉆井裝備產業(yè)狀況近年來,我國油氣開發(fā)裝備技術在引進、消化、吸收、再創(chuàng)新以及國產化方面獲得了長足發(fā)展。1.建造技術比較成熟海洋石油鉆井平臺是鉆井設備立足海上的基礎。從1970年至今,國內共建造移動式鉆采平臺53座,已經(jīng)退役7座,在用46座。目前我國在海洋石油裝備建造方面技術已經(jīng)日趨成熟,有國內外多個平臺、船體的建造經(jīng)
2、驗,已成為浮式生產儲油裝置(FPSO)的設計、制造和實際應用大國,在此領域,我國總體技術水平已達到世界先進水平。2.部分配套設備性能穩(wěn)定6海洋鉆井平臺配套設備設計制造技術與陸上鉆井裝備類似,但在配置、可靠性及自動化程度等方面都比陸上鉆井裝備要求更苛刻。國內在電驅動鉆機、鉆井泵及井控設備等研制方面技術比較成熟,可以滿足7000m以內海洋石油鉆井開發(fā)生產需求。寶石機械、南陽二機廠等設備配套廠有著豐富的海洋石油鉆井設備制造經(jīng)驗,其產品完全可以滿足海洋石油鉆井工況的需要。3.深海油氣開發(fā)裝備研制進入新階段目前,我國海洋油氣資源的開發(fā)仍主要集中在200m水深以內的近海海域,尚不具備超過500m
3、深水作業(yè)的能力。隨著海洋石油開發(fā)技術的進步,深海油氣開發(fā)已成為海洋石油工業(yè)的重要部分。向深水區(qū)域推進的主要原因是由于淺水區(qū)域能源有限,滿足不了能源需求的快速增長需求,另外,隨著鉆井技術的創(chuàng)新和發(fā)展,已經(jīng)能夠在許多惡劣條件下開展深水鉆井。雖然我國在深海油氣開發(fā)方面距世界先進水平還存在較大差距,但我國的深水油氣開發(fā)技術已經(jīng)邁出了可喜的一步,為今后走向深海奠定了基礎。二、海洋石油鉆井平臺技術特點1.作業(yè)范圍廣且質量要求高移動式鉆井平臺(船)不是在固定海域作業(yè),應適應移位、不同海域、不同水深、不同方位的作業(yè)。移位、就位、生產作業(yè)、風暴自存等復雜作業(yè)工況對鉆井平臺(船)提出很高的質量要求。如半
4、潛式鉆井平臺工作水深達1500~3500m,而且要適應高海況持續(xù)作業(yè)、13級風浪時不解脫等高標準要求。2.使用壽命長,可靠性指標高6高可靠性主要體現(xiàn)在:①強度要求高。永久系泊在海上,除了要經(jīng)受風、浪、流的作用外,還要考慮臺風、冰、地震等災害性環(huán)境力的作用;②疲勞壽命要求高。一般要求25~40a不進塢維修,因此對結構防腐、高應力區(qū)結構型式以及焊接工藝等提出了更高要求;③建造工藝要求高。為了保證海洋工程的質量,采用了高強度或特殊鋼材(包括Z向鋼材、大厚度板材和管材);④生產管理要求高。海洋工程的建造、下水、海上運輸、海上安裝甚為復雜,生產管理明顯地高于常規(guī)船舶。3.安全要求高由于海洋石油
5、工程裝置所產生的海損事故十分嚴重,隨著海洋油氣開發(fā)向深海區(qū)域發(fā)展、海上安全與技術規(guī)范條款的變化、海上生產和生活水準的提高等因素變化,對海洋油氣開發(fā)裝備的安全性能要求大大提高,特別是對包括設計與要求、火災與消防及環(huán)保設計等HSE的貫徹執(zhí)行更加嚴格。4.學科多,技術復雜海洋石油鉆井平臺的結構設計與分析涉及了海洋環(huán)境、流體動力學、結構力學、土力學、鋼結構、船舶技術等多門學科。因此,只有運用當代造船技術、衛(wèi)星定位與電子計算機技術、現(xiàn)代機電與液壓技術、現(xiàn)代環(huán)保與防腐蝕技術等6先進的綜合性科學技術,方能有效解決海洋石油開發(fā)在海洋中定位、建立海上固定平臺或深海浮動式平臺的泊位、浮動狀態(tài)的海上鉆井、
6、完井、油氣水分離處理、廢水排放和海上油氣的儲存、輸送等一系列難題。三、海洋石油鉆井平臺技術發(fā)展世界范圍內的海洋石油鉆井平臺發(fā)展已有上百年的歷史,深海石油鉆井平臺研發(fā)熱潮興起于20世紀80年代末,雖然至今僅有20多年歷史,但技術創(chuàng)新層出不窮,海洋油氣開發(fā)的水深得到突飛猛進的發(fā)展。1.自升式平臺載荷不斷增大自升式平臺發(fā)展特點和趨勢是:采用高強度鋼以提高平臺可變載荷與平臺自重比,提高平臺排水量與平臺自重比和提高平臺工作水深與平臺自重比率;增大甲板的可變載荷,甲板空間和作業(yè)的安全可靠性,全天候工作能力和較長的自持能力;采用懸臂式鉆井和先進的樁腿升降設備、鉆井設備和發(fā)電設備。2.多功能半潛式平
7、臺集成能力增強具有鉆井、修井能力和適應多海底井和衛(wèi)星井的采油需要,具有寬闊的甲板空間,平臺上具有油、氣、水生產處理裝置以及相應的立管系統(tǒng)、動力系統(tǒng)、輔助生產系統(tǒng)及生產控制中心等。3.新型技術FPSO成為開發(fā)商的首選6海上油田的開發(fā)愈來愈多地采用FPSO裝置,該裝置主要面向大型化、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,并與井口平臺的管線連接,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