浅谈海洋钻井平台技术现状与发展

摘要：随着我国工业化进程的日益加快，社会各领域对能源资源的利用越来越多。为了缓解我国能源资源利用紧张的局面，国家加快了对海底油气资源的开发。在对海底资源进行开采施工时，必然会用到钻井平台。为了实现对海洋油气资源的科学、高效和可持续性开发，海洋钻井平台技术的发展和改进就更具备必要性和迫切性。下面，本文就在简单介绍海洋钻井平台技术的基础上，对其现状和发展趋势进行着重地分析。

关键词：海洋钻井平台；平台技术；现状和发展

基于当前我国对陆上和海上油气资源开采量严重不平衡的现状，加紧对海洋油气资源的开发和利用，不仅能缓解我国能源资源利用紧张的现状，还能进一步完善我国的能源开采结构。海洋钻井平台技术的发展，是海洋能源开采的重要环节。完善钻井平台技术，不仅能为实现采油的安全施工，还能展现我国在海洋技术应用方面的能力和技术水平。所以，加强对钻井平台技术的现状和发展趋势研究具有很大的现实意义。

1.海洋钻井平台简介

1.1.钻井平台概述

海洋钻井平台是进行海洋油气开采的主要设备，在实际的应用中，主要是用来支撑和存放巨大的钻机、为钻井人员提供居住地点、对开采的原油进行存储等。相比较具体的油气存储设备以及诸多的海上工程船舶，海洋钻井平台的存在更具基础性作用。

海上钻井平台的造价非常高，原因主要有以下几个方面，第一，钻井平台所处的重要地位以及它自身构造的复杂性，使得在对它进行设计时必须投入更多的人力、物力和财力。第二，钻井平台一经投入使用，就会常年经受海上的恶劣环境，诸如台风、潮汐、海浪等都会对钻井平台设备的主体造成一定程度上的侵蚀，为了保证钻井平台的正常使用，必须在建造的过程中加大对耐腐蚀、耐侵蚀等昂贵材料的应用。第三，钻井平台在使用的过程中，还会出现材料老化、地基土冲刷等问题，在进行周期性维护时，也必须加大一部分的资金投入。

1.2钻井平台的分类

基于当前钻井平台研制技术的不断发展，我国的海洋钻井平台依据运动方式的不同可以分为固定式和移动式，其中按结构又可分为： （1）移动式平台：坐底式平台、自升式平台、钻井船、半潜式平台、张力腿式平台、牵索塔式平台 （2）固定式平台：导管架式平台、混凝土重力式平台、深水顺应塔式平台 坐底式钻井平。这些钻井平台按照自身操作方式和使用性能的不同，在具体的石油开采中都发挥了重要的作用。

2.海洋钻井平台的技术现状分析

海洋钻井平台发展至今，进行了多次技术和设备操作上的革新。对目前海洋钻井平台技术现状的分析，还必须结合具体钻井平台自身的结构和性能来说。当前最常用的钻井平台模式有七种，分别是固定平台、坐底式钻井平台、自升式钻井平台、钻井船、半潜式钻井平台、张力腿式钻井平台以及牵索塔式钻井平台。下面，本文就结合当前常用的四种平台模式，进行具体的分析。

2.1.半潜式钻井平台

该钻井平台由坐底式平台发展而来，上部为工作甲板，下部为两个下船体，用支撑立柱连接。半潜式钻井平台在深水区域作业，需依靠定位设备，一般为锚泊定位系统，常规的锚泊定位系统通常由辐射状布置的八个锚组成，用链条或钢绳与平台连接。水深超过300～500米时，需要采用动力定位系统或深水锚泊定位系统。

工作时下船体潜入水中，甲板处于水上安全高度，水线面积小，波浪影响小，稳定性好、自持力强、工作水深大，新发展的动力定位技术用于半潜式平台后，工作水深可达900-1200米。但它的不足之处就是，甲板能够利用的面积较小，对它的使用还极易受到海洋环境的影响，并且投资大，维持费用高，有效使用率低于自升式的钻井平台。半潜式钻井平台自上世纪60年代使用至今，进行了一系列的技术上的革新。

到目前为止，半潜式钻井平台技术的深水域工作范围和钻井深度都已达到了较为先进的水平。另外基于技术的不断发展，半潜式钻井平台还实现了动力定位和全自动化操作，较之过去可以说实现了技术上的飞跃。半潜式钻井平台的稳定性能好、易操作等诸多优点，使其非常适合于大范围的深海作业。

2.2.自升式钻井平台

该钻井平台又称为甲板升降式平台，其具体结构主要是桩腿、与桩腿相连的升降装置和平台本体三部分。基于当前的技术，在进行具体操作时，必须先将桩腿海底，以此来实现对整个平台和设备的支撑，然后启动升降装置进行海底作业。

它的优点就是桩腿的使用，一方面保证了钻井平台的稳定性，另一方面实现了对平台上设备的高强度支撑。另外，该平台还具有升降灵活和便于移动的优点，非常适合深水域作业。但是它也存在一些缺点，诸如，第一，在进行拖航时会遇到一些问题，第二，桩腿的应用对深海的土壤要求非常严格，第三，对升降装置的操控要求非常严格，所以不能在更深的海区进行作业。

2.3.坐底式钻井平台

该钻井平台的技术现状是沉浮箱的使用，实现了海面操控、海底作业。通过国内对该平台技术的作业状况进行分析后发现，其最大的优点就是在对油井采完油后，可以有拖船等直接拖航到其他的钻井地点，可以方便地进行移动。另外其平台底面处在海床面上，可以避免海洋恶劣环境的影响。坐底式钻井平台的缺点主要体现在两方面，第一，其平台高度在确定之后，坐底式平台由于坐底式设备高度的限制只能在低于该平台的海域内进行作业，不能适时地调整平台高度和作业深度，运行的灵活性不高。第二，对海底地基的要求非常高，为了确保钻井的稳定性，必须对海底地基进行事先的勘察。

2.4.固定式钻井平台

该钻井平台是一种较为传统和古老的平台形式。相比较其他三种钻井平台，它的优点就是：第一，结构构成简单，第二，对高技术含量的设备应用少进而造价成本较低，第三，由于作业的海域范围较小、海域深度较浅，所以在操作时风险也较小。随着固定式钻井平台技术的不断改进，克服了很多以前的操作瓶颈。当前对该钻井平台技术的应用，主要集中在一些经济和发展水平较低的国家和地区。

3.海洋钻井平台技术的发展趋势分析

基于当前钻井平台技术不断发展和改进的现状，海洋钻井平台技术在先进技术的依托下，将获得更加广阔的发展前景。就其技术的发展趋势而言，本文将从以下几个方面进行分析。

3.1.新型的FPSO技术将得到广泛应用

FPSO是一个非动力船，船上的炼油设备可以对开采的原油进行炼油处理，该作业的实现，主要是基于它在将甲板上的各种设备和线路与出油井口的线路连接在一起的同时，能够采用单点系泊的模式将船固定在海面上，随时对原油进行除污去水等方面的处理。

利用FPSO技术装置的主要优点是可以突破以前的技术瓶颈，实现更广和更深海域的作业，这样就能扩大海洋钻井的目标区域，进而获得更大的能源采集量。

随着钻井平台技术的进一步发展，FPSO通过技术上的革新，将朝着更强的抗风能力、更低的成本、移动性更强的方向发展。届时，无论是世界还是我国都将加大对这一新型技术的运用。

3.2.可靠性和自动化程度将增强

海上石油开采对钻井平台的可靠性和设备的自动化程度要求都非常高。一方面，在进行海上作业时，不可避免地要面对海上的恶劣环境，无论是台风的风蚀还是海浪、潮汐的冲击都会对钻井平台的稳定性造成威胁，从某种程度上来说，钻井平台的稳定性和可靠性是实现海底作业的一个基础性工程。另一方面，海上石油开采对技术的要求也非常高，人工操作难免会产生失误，所以，为了提高海上石油开采的效率，借助国内外先进的钻井技术，实现自动化操作有很大的必要性。

3.3.钻机的提升能力和钻深能力将得到提高

基于当前的海洋钻井技术，我国对海底的石油开采量还处于较低水平，为了实现更大范围和更深海域的作业，必须将钻井工作向深水区域推进。现在世界上的很多技术先进的大国，已经在研制大型化的海上油气开采设备，作业深度已经可以下降到海面3000米以下，钻深能力得到很大程度上的提高。

3.4.将改变少数国家的技术垄断现状

海洋钻井平台技术对技术的依赖性非常大，所以欧美等发达国家一直占据着钻井平台技术和设备上的领先位置，并形成了一定程度上的技术垄断，且长期处于垄断地位。随着当今世界各国普遍开始进行海底石油开采，以及各国对海上钻井平台技术研究的不断深入，欧美少数国家的垄断位置将受到冲击，进而将改变当前的垄断现状，实现互惠互利上的“共赢”。

3.5.多功能化程度将进一步提高

海洋钻井平台技术自发展至今，不断进行着技术上的革新，这种革新不仅体现在钻机的提升能力和钻深能力方面，还体现在海洋油气开采越来越成体系化，钻井平台的功能越来越多。随着专业技术的进一步发展，以后的钻井平台将不仅具有钻井的功能，还将兼具动力、采油、完井等一系列相关环节的功能。

结束语：

随着工业化进程的加快，我国的能源资源利用状况越来越不容乐观。为了缓解能源资源紧张的局面，也为了促进我国工业化的持续发展，加强对海底石油能源的开采越来越具有迫切性。海洋钻井平台技术作为海底石油开采的基础环节，其重要性日益突出。本文在综合分析海洋钻井平台技术的发展现状后，对其未来的发展趋势进行了技术上的可行性分析。随着国内国际钻井平台技术的进一步发展，海洋石油开采将实现更高层次和更深领域的突破。

参考文献：

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