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“海洋石油981”钻井平台:靠什么屹立深海

2012-06-04 来源:光明网-《光明日报》责任编辑:未填 浏览数:2204 石油机械网

核心提示:  中国南海东部,珠江口盆地的荔湾6-1区块,距离香港东南320公里,一座石油钻井平台成功开钻,吸引了全世界的目光。  &n

  中国南海东部,珠江口盆地的荔湾6-1区块,距离香港东南320公里,一座石油钻井平台成功开钻,吸引了全世界的目光。

    它便是“海洋石油981”,中国首座自主设计建造的3000米深水钻井平台,最大钻井深度12000米,甲板面积相当于一个标准足球场,高度相当于45层高楼,是当今世界最先进的第六代超深水半潜式钻井装备,标志着中国油气资源的勘探开发正式向深海挺进。

“海洋石油981”钻井平台

    远远望去,“海洋石油981”是个长方形平台,四个立柱下“踩”两个船体,半潜于海面。它长114米,宽89米,甲板室顶部配备直升机起降平台。

    中国海洋石油总公司董事长王宜林说,“海洋石油981”正式开钻,表明中国已经拥有独立的深水油气勘探开发能力。我国成为第一个在南海自营勘探开发深水油气资源的国家。之前,国内从事深海石油开采的钻井平台,多数从美国、挪威等国的公司租用,日租金高达50万至65万美元。

    据中海油公司预测,未来5年将迎来海上油气开发的黄金发展阶段,仅全球海洋工程装备行业的市场规模,就会达到3000亿美元。海底采油:从15米到3000米

    深海海底具有丰富的油气资源,早已不是秘密。如南海,这片我国面积最大、油气资源最“富”的海域,石油资源约在230亿至300亿吨之间,天然气总量约为16万亿立方米,占我国油气总资源量的三分之一。但其中70%的资源,蕴藏于153.7万平方公里的深水区域。

    “工欲善其事,必先利其器。”专家表示,深海的水压大,给海上设施带来密封、腐蚀等难题;而且海底地层的结构复杂,温度可能低,也可能高温;深海的灾害性环境更多,对设备可靠性和人员操作能力要求更高,所以在浅海施工的钻进船、铺管船,在深海统统派不上用场。

远洋油轮

远洋油轮

    在“海洋石油981”等“深水利器”建造之前,中国在海洋石油开采装备制造业上,相对处于低端。回顾历史,中国石油开采,从陆地走向浅海,再到深海,历时近半世纪——

    1960年,在莺歌海的风浪里,一只安装在驳船上的冲击钻,开凿出我国海上第一井,当时水深仅15米。

    1966年,渤海,我国第一座钢质导管架桩基平台建成。

    1967年6月,我国第一口具有工业油流的海上油井成功钻探,中国人在自己的海域里,落下了脚。

    直到1983年,成功自主开发出“勘探三号”半潜式钻井平台,我国才具备300米以内水深油气田的勘探、开发和生产能力。

    但仅有这些设备,开采南海油气无异于天方夜谭。“南海风浪大、台风多,是全世界海况最恶劣的海域之一。”参与“981”建造的工程师表示,20多年来,由于缺乏深水勘探开发的大型装备,能够从事深海油气勘探开发的国家和公司屈指可数,其核心技术和尖端设备,更是集中在少数几个国际石油公司手中。

    2006年,我国曾与加拿大石油公司合作,成功钻探了中国第一口深水井——荔湾3—1—1,从而发现了中国第一个深水气田。但这类勘探开采,多数是和国外公司合作,或是花费巨资租借他们的设备,或是要与他们利益分成。

    不仅在中国,世界上大多数海洋油气开发工程中,欧美企业都是总包商,他们把持了海洋油气的开发方案设计、装备设计和工程建设的主导权。

    “981”的诞生,彻底改写了这一历史。我国自主研发的“981”平台,最大作业水深达到3000米,向下钻井深度可达10000米,“到南海任何一处都不怕!”“981”:创造6个世界第一

    开采海底石油,需要攻克一系列的技术难题。

    技术人员易国伟描述,“981”上的操作系统,基本实现电子化、集成化和网络化。比如,所有控制按钮以及监控数据,都集成到了控制室的控制摇杆和触摸屏上,在平台上操纵复杂的钻井系统,乍一看,可能会与玩电子游戏相似。而“981”最关键的部件之一,便是位于船体最下方,分列4个角落的8个螺旋桨。在电脑控制系统精确的分析计算下,螺旋桨各方位恰当运转,才使得钻井平台不会“随波逐流”。即使任何两个螺旋桨失效,平台也会在其它螺旋桨的“借力补力”下,正常运转。

    不仅是螺旋桨,“981”的先进之处,还在于平台各部分的电路、网络、通信、冷却管、通风管道都有单独的备用系统,且互不影响,某一部分出现障碍,甚至进水、失火,都不会影响整个平台的运行。

    专家袁飞晖说,“981”如此自动化的系统,都得益于精密的电脑控制。平台任何部位的问题,都可以在中央控制室远程控制。另外,“981”平台还采用了12根长达1500米的高强度轻质锚链,作业水深小于1500米时可以采用全锚泊定位,大大节省燃油,在3000米水深海区则开启动力定位系统,此二位一体的组合定位系统,在国际上没有先例。这套定位系统和自动化操控系统确保了“981”能够全天候作业。

    中海油的专家表示,“981”钻井在技术上取得重大突破,创造了6项世界第一——

    第一次采用南海200年一遇的环境参数作为设计条件,大大提高了平台抵御环境灾害的能力;

    第一次采用3000米水深范围DP3动力定位、1500米水深范围锚泊定位的组合定位系统,这是优化的节能模式;

    第一次突破半潜式平台可变载荷9000吨,为世界半潜式平台之最,大大提高了远海作业能力;

    第一次成功研发世界顶级超高强度R5级锚链,引领国际规范的制定。同时为项目节约大量的费用,也为国内供货商走向世界提供了条件;

    第一次在船体的关键部位系统地安装了传感器监测系统,为研究半潜式平台的运动性能、关键结构应力分布、锚泊张力范围等,建立了系统的海上科研平台,为我国半潜式平台应用于深海的开发,提供了更宝贵和更科学的设计依据;

    第一次采用了最先进的本质安全型水下防喷器系统,在紧急情况下可自动关闭井口,能有效防止类似墨西哥湾漏油事故的发生。


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