（渤海裝備遼河重工有限公司裝備研究院,遼寧省盤錦市興隆臺(tái)區(qū)迎賓路31號(hào)，124010）

一、背景介紹

陸地能源危機(jī)，促進(jìn)者海洋油氣資源的開發(fā)技術(shù)的不斷提升，以及促進(jìn)海洋工程裝備制造業(yè)蓬勃興起。而海洋經(jīng)濟(jì)的發(fā)展也加快了海洋工程裝備的國(guó)產(chǎn)化率，提高了關(guān)鍵技術(shù)以及產(chǎn)品的更新?lián)Q代。

1 國(guó)內(nèi)海洋工程裝備市場(chǎng)現(xiàn)狀及趨勢(shì)分析

我國(guó)海岸線全長(zhǎng)1.8 萬公里，綜合評(píng)估我國(guó)海域共有油氣資源量總共可達(dá)350-400 億噸。但開采率和開采成都程度和平均探明率都非常低，海洋油氣開發(fā)技術(shù)以及裝備還遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于其他先進(jìn)國(guó)家。隨著我國(guó)綜合國(guó)力的提升和最海洋石油勘探開發(fā)技術(shù)的重視，中國(guó)制造或改造了很多高端海洋工程裝備，并投入使用或已交付國(guó)際客戶，例如各種半潛式平臺(tái)、自升式平臺(tái)、FPSO、FSO、海洋工程特種船將；中國(guó)扶植海工裝備制業(yè)的政策扶植力度也不短加大，造海洋工程裝備具有廣闊的市場(chǎng)前景。全球首艘兼具鉆井功能的FPSO（Floating Production Storage and Offloading 的縮寫，即浮式儲(chǔ)油卸油裝置，可對(duì)原油進(jìn)行初步加工并儲(chǔ)存，被稱為"海上石油工廠"）已交付，將開啟FPSO 市場(chǎng)的新的篇章。

2、海洋鉆井平臺(tái)的發(fā)展歷程

海洋能源的開發(fā)過程，從近海到遠(yuǎn)海、從淺海到深海。一開始由于技術(shù)的局限性，只能開采從海岸直接向淺海延伸的油氣資源。睡著能源危機(jī)的家具和技術(shù)進(jìn)步，近海石油勘探技術(shù)飛速發(fā)展，海洋石油的開采開始想遠(yuǎn)海、深海進(jìn)軍。海上鉆井平臺(tái)技術(shù)的提高也標(biāo)志著海底油氣開發(fā)技術(shù)的進(jìn)步。

海上鉆井平臺(tái)有兩種：固定式鉆井平臺(tái)和移動(dòng)式鉆井平臺(tái)。之后又開發(fā)出的多種移動(dòng)式鉆井平臺(tái)，解決了鉆井平臺(tái)的移動(dòng)性和深海鉆井問題，主要包括：沉墊式鉆井平臺(tái)、自升式鉆井平臺(tái)、半潛式鉆井平臺(tái)和鉆井船等，其中工作穩(wěn)定性良好，對(duì)水深適應(yīng)性強(qiáng)，發(fā)展較快是自升式鉆井平臺(tái)，約占海上移動(dòng)式鉆井平臺(tái)的一般以上。

二、自升式海洋石油鉆井平臺(tái)的發(fā)展

1、自升式鉆井平臺(tái)的結(jié)構(gòu)和作業(yè)范圍

自升式鉆井平臺(tái)，又稱為樁腳式鉆井，又船體，樁腳和升降機(jī)構(gòu)等組成，樁腿是自升式鉆井平臺(tái)的關(guān)鍵。自升式鉆井平臺(tái)具有定位能力強(qiáng)、作業(yè)靈活、可移動(dòng)性能好等特點(diǎn)，在未來海洋油氣勘探開發(fā)中將會(huì)扮演著越來越重要的角色。由于自升式鉆井平臺(tái)最大的作業(yè)水深受到制約，作業(yè)范圍限于大陸架200m 水深以內(nèi)。

2 自升式平臺(tái)在我國(guó)的應(yīng)用

上世紀(jì)50 年代，世界上第一艘自升式鉆井平臺(tái)誕生，我國(guó)第一艘自升式鉆井平臺(tái)"渤海一號(hào)"1972 建成交船使用，是我國(guó)自升式鉆井平臺(tái)技術(shù)開始。此后,渤海石油公司在"渤海一號(hào)"的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了40m 自升式鉆井平臺(tái)："渤海 5 號(hào)"和"渤海7 號(hào)"。成為渤海石油公司的主力平臺(tái)，已成功地打了多口井 ，其中對(duì)升降機(jī)構(gòu)作了技術(shù)上的重大改進(jìn)，雙移動(dòng)環(huán)梁插銷式升降機(jī)構(gòu)應(yīng)運(yùn)而生，解決了之前"渤海一號(hào)"在液壓升降機(jī)構(gòu)上不同步問題。

中國(guó)海洋石油總公1982 年成立后,引進(jìn)美國(guó)ETA 公司設(shè)計(jì),新加坡和日本分別建造的羅布雷(Robinloh)300 型平臺(tái)，現(xiàn)共有"南海1、3、4 號(hào)""渤海4 號(hào)"以及原地礦部海洋地質(zhì)調(diào)查局的"勘探2 號(hào)"5 艘鉆井平臺(tái)。我國(guó)自主創(chuàng)新設(shè)計(jì)建造了"港海一號(hào)"。"港海一號(hào)"自升式鉆井平臺(tái)，具有吃水淺等特點(diǎn)。平臺(tái)66m 長(zhǎng)，36m 寬，型深4 m,吃水僅1.5,作業(yè)水深0～2.5m。

3 自升式平臺(tái)的最新發(fā)展

中國(guó)石油集團(tuán)2004 年11 月成立海洋工程有限公司,并立即部署打造新的鉆井平臺(tái)計(jì)劃。2006 年8 月開工建造作業(yè)水深4.5～40m 的自升式鉆井平臺(tái)"中海油5、6 平臺(tái)"兩艘，2007 年完成交船。并在投入冀東南堡油田使用勘探后，又相繼開工建造"中油海 7、8 平臺(tái)"。

2006 年5 月，目前具備當(dāng)代世界先進(jìn)水平的自升式鉆井平臺(tái)"海洋石油 941"，由中國(guó)海洋石油總公司建造完成。引進(jìn)美國(guó) F&G(Friede&Goldman)公司設(shè)計(jì)的JU2000 型平臺(tái)，并相繼建造第二艘平臺(tái)。

4 現(xiàn)狀分析

我國(guó)三大石油集團(tuán)目前僅有20 艘自升式鉆井平臺(tái)正在使用，其15 艘已經(jīng)使用已超過20 年。"勘探二號(hào)"和 "南海一號(hào)"更是有30 年的船齡。期間雖然做過很多技術(shù)上的改進(jìn)和零件上的更換，但性能上并沒有變化。僅憑目前國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的自升式鉆井平臺(tái)還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能解決國(guó)內(nèi)能源需求的日益增長(zhǎng)與能源急劇短缺的矛盾。

三、新一代自升式鉆井平臺(tái)的建造

隨著能源危機(jī)和人們對(duì)能源需求不斷增長(zhǎng)之間的矛盾日益加深，新一代自升式鉆進(jìn)平臺(tái)技術(shù)面臨著巨大挑戰(zhàn)。

自升式鉆井平臺(tái)的建造包括：

1 自升式鉆井平臺(tái)的建造：建造一個(gè)自升式鉆井平臺(tái)的時(shí)間大概是24 個(gè)月。建造加工過程為樁靴的安裝、雙層底的安裝、樁腳井的安裝、內(nèi)隔壁及外板的安、平臺(tái)甲板板的安裝、輔助設(shè)備和用品的吊裝上層支架、提升裝置、樁腿的安裝等不同階段。

2 模塊化技術(shù)與造船：設(shè)計(jì)根據(jù)原材料和配套設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化工況確定船體構(gòu)件和舾裝單元的標(biāo)準(zhǔn)尺寸和標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)造。我國(guó)海洋工程界在固定式石油平臺(tái)的設(shè)計(jì)和建造中也引進(jìn)了"平臺(tái)模塊"。自升式鉆井平臺(tái)在結(jié)構(gòu)上分為主船體部分、生活樓部分、懸臂梁部分，樁腿和上下 基礎(chǔ)以及井架部分。分段建造是現(xiàn)代船舶與海洋工程結(jié)構(gòu)物制造工業(yè)中普遍采用的建造方法。同時(shí)便于進(jìn)行殼舾涂一體化等現(xiàn)代化的工藝。

3 樁腿的建造：鉆井船最重要的部件之一是樁腿。樁腿建造關(guān)鍵在于控制其焊接質(zhì)量的和尺寸精度。樁腿主弦管、主要支撐管的質(zhì)地材料的碳當(dāng)量均較大，是超高強(qiáng)度調(diào)質(zhì)鋼，焊接性能比較差。應(yīng)嚴(yán)格控制焊接工藝、焊接溫度、焊接變形、焊接順序、焊工管理、焊縫外觀等方面。樁腿的尺寸的精度控制是建造最大難點(diǎn)。設(shè)計(jì)中對(duì)樁腿的精度要求都非常高，應(yīng)認(rèn)真測(cè)量監(jiān)控來料尺寸、胎架工裝、焊前尺寸、焊接過程中尺寸、焊后尺寸。

結(jié)語

海洋工程是我國(guó)想建設(shè)世界造船大國(guó)和強(qiáng)國(guó)的重要環(huán)節(jié)，海洋工程的發(fā)展必須堅(jiān)持科學(xué)發(fā)展，以引進(jìn)和創(chuàng)新為技術(shù)提升的必要手段，提升使我國(guó)海洋工程裝備開發(fā)設(shè)計(jì)和制造技術(shù)水平，這樣才能逐步縮小和世界先進(jìn)水平的差距。

[1]陳宏、李春祥；自升式鉆井平臺(tái)的最新進(jìn)展綜述[J]；中國(guó)海洋平臺(tái)，7007（6）：1-6

[2]周珊海 ,王才良 .海上鉆井裝置的發(fā)展歷程 [J]，石油科技論壇 ,2004(4)

[3]王維玉，自升式鉆井平臺(tái)樁腿建造工工藝 [D]；哈爾濱工程大學(xué)，2006.。