南海深水油氣勘探開發裝備

中國海洋石油總公司 何繼強

海洋作為全球油氣資源開發的新領域，已成為全球油氣資源重要的接替區，開發海洋油氣資源特別是深水油氣資源已作為國家的重要戰略舉措之一。海洋油氣資源的開發利用需要先進的海洋工程技術和裝備作支撐。要具備深水油氣勘探開發能力，必須配置以下深水海洋工程裝備：深水半潛式鉆井平臺需具備3000米水深的油田鉆井作業能力；深水三用工作船為深水半潛式鉆井平臺作業提供多種輔助工程服務；深水物探船能為深水油氣地質評價提供實地探測及三維地震資料信息；深水勘察船能為提供3000作業水深海區水文環境、工程物探和工程地質基礎資料；深水鋪管起重船能為深水作業海區提供深水鋪管作業和大型海上結構物工程安裝。

深水半潛式鉆井平臺

半潛式鉆井平臺主要由浮體、立柱和工作平臺三大部分組成。浮體提供半潛式鉆井平臺的大部分浮力。立柱用于連接工作平臺和浮體，支撐工作平臺。工作平臺即上部結構，用于布置鉆井設備、鉆井器材、起吊設備、直升式平臺、安全救生、人員生活設施以及動力、通訊和導航等設備。半潛式鉆井平臺在深海水域能充分顯示出它的優越性，特別是在采用動力定位系統后。

深水半潛式鉆井平臺的可變載荷是衡量鉆井平臺性能的重要指標。深水半潛式鉆井平臺采用優質材料和先進設計，優化平臺外形結構型式，簡化立柱撐桿和節點型式，應用高強度鋼、甚高強度鋼的技術，相對減輕平臺自重，可變載荷可得到顯著增加，以適應更大的工作水深和遠海鉆深。

采用動力定位輔助加錨系泊定位或純動力定位，都將消耗大量的能源，采用自動化和智能化的設備，在減輕勞動強度，提高效率和安全性的同時，也需要提高鉆井平臺裝機總功率，深水半潛式鉆井平臺的裝機總功率有明顯上升的趨勢。

深海半潛式鉆井平臺裝備的新一代的鉆井設備、動力定位設備和電力設備，監測報警、救生消防、通訊聯絡等設備及輔助設施都在增強與改善，平臺鉆井作業的自動化、智能化、效率和安全性能等也都在顯著提高。

深海半潛平臺配備大功率的主推進動力系統和高精度動力定位系統（DPS-3），動力定位采用先進的局部聲納定位系統和差分全球定位系統（DGPS）等。

深水半潛式鉆井平臺應具有如下主要技術要求：

（1）深水鉆井船的作業水深在1000米至3050米；

（2）作業效率高，一般配備雙套鉆井設備；

（3）可變載荷大，作業狀態下的可變載荷均在6000噸以上；

（4）甲板面積大，儲藏能力強，一次裝載能夠滿足一口井所需的所有材料；

（5）動力設備功率大，能滿足連續大負荷作業的要求；

（6）環境適應能力強，能夠適應全球各海域；

（7）配備動力定位系統和錨泊定位系統。

深水三用工作船

深水三用工作船是一艘為深海石油和天然氣勘探開采平臺、工程建筑設施等提供多種作業和服務的多功能深水三用工作船。主要從事：我國南中國海油氣資源的勘探開發，深水石油平臺的拋起錨、拖航、供應服務和守護值班、水下工程設備安裝支持等工程作業和服務，航行于無限航區。滿足3000米水深作業要求，抗風能力達到12級。

船舶能低速巡航于海上深水石油平臺、深水工程作業船舶附近，隨時隨地聽候調遣。船舶主要用于：進行超深水拋起錨作業，提供快速高效的拋起錨作業服務；拖曳大型深水石油平臺和深水工程作業船舶，是大型海洋工程建筑遠距離拖航的主拖船；能運送和供應多種作業設備和器材、甲板物資、油水和材料，如：鉆井物資和器材、鉆井鋼管、散裝水泥、鉆井水、鉆井泥漿、淡水、鹽水、基礎油劑、燃料油、輕柴油及生活用品等；能進行深水平臺守護值班，營救和救助作業服務，能搭載獲救人員200人；具有對大型深水石油平臺、深水工程作業船舶進行二級對外消防滅火作業能力；能進行海面浮油回收、海面消除油污作業和井位防污染控制；具有二級動力定位能力；為海洋石油工程水下作業提供多種支持、輔助作業和后勤保障服務。船舶滿足中國船級社（CCS）對拋起錨船、遠洋拖船、近海供應船、油田守護船、二級消防船、浮油回收船、二級動力定位船和環保型船的有關要求。

深水三用工作船作為一艘為深海石油和天然氣勘探、開采平臺工程建筑設施等提供多種服務的多功能深水起拋錨/拖帶/供應三用工作船，主要功能特點和用途如下：

（1）在3000米深水以內，為海洋石油移動式鉆井平臺和浮式裝置的錨、錨泊系纜系統包括鋼纜、錨鏈或合成化纖纜的提供起拋錨、移位、就位等作業服務。

（2）具有足夠大的液體貨艙，以及有關散料和甲板貨物的裝載運輸供應能力，能為海上鉆井平臺供應鉆井物資、鉆井鋼管、散裝水泥、鉆井泥漿、鉆井水、鹽水、基礎油、輕柴油、淡水等。

（3）能作為鉆井、采油、修井作業等各類平臺或海上其它大型漂浮物遠距離拖航的主拖船，執行海上遠距離拖帶作業任務。

（4）執行鉆井、采油、修井作業等各類平臺或其它海上構筑物的長周期安全守護值班、搶險救助和后勤保障等任務。

（5）具備二級對外消防滅火作業能力，消防炮：1800m3/h×4門。

（6）為海洋石油工程水下作業提供多種支持、輔助作業和后勤保障。

（7）具有溢油回收儲存，消除油污等作業功能，具有井位防污染控制能力。

水利建設資金的不足促使各級政府把有限的資金投入到重點工程、大工程建設上，許多資金大、期限長的大型水利項目得到政府和銀行重點支持。大伙房水庫輸水應急入連工程投資估算49億元,建成后將解決大連市2015年后城市生活與工業用水問題。大連市各級財政自籌資金比例30%,即15億元,大連市政府以發行債券等方式籌資10億元,申請銀團貸款25億元,期限18年,償債來源為項目自身收益及大連市財政協調還款。

（8） 具有二級動力定位功能。

深水12纜物探船

深水12纜物探船為全焊接鋼質船體, 雙殼體結構。在船的艉部設有電纜甲板和震源甲板，主要布置用于水下物探設備的拖帶、收放和存儲，工作甲板收放設備配備遙控操縱系統，使工作甲板所有收放設備實現安全、高效、可靠的遙控操作。該船設有艏樓甲板和直升飛機起降甲板。機艙為封閉式中機型機艙，采用兩套柴電主推進系統，首部各設置一個管隧式側向推進器和一個伸縮式全回轉推進器, 艉部配置2套流線型懸掛式襟翼舵和2個帶固定導管的可調螺距螺旋槳。用于接收地震記錄的電纜數量多（12條），每條電纜的長度為6000米，電纜在水下的間隔為100米, 形成一個1.1公里寬6000米長的龐大矩陣網絡。在船尾中心線最近的兩條電纜之間，有8個由諧調和相干槍組合成的高壓空氣槍槍陣，構成2個強能量的震源。

深水12纜物探船是一艘綜合技術性的船舶, 具有如下主要技術要求：

（1） 大功率船舶（航載和電力系統）；

（2）龐大的記錄和接收記錄系統（每炮將產生300萬個數據,都要記錄到磁介質上, 并能夠現場監視質量）；

（3）高精度三維定位導航系統, 瞬間同步控制和接收5760個接收點和324個定位的網絡節點數據和質控狀態；

（4） 龐大的震源激發系統（槍陣）；

（5） 大能量震源供氣系統（大容量的空壓機組和高壓管系）；

（7） 震源拖掛和收放系統。

深水綜合工程勘察船

海洋石油資源勘探開發的實施，必須進行作業區域的深水工程勘察。深水勘察的任務：查明作業海區水深及海底地形地貌特征；查明海底沉積物類型、分布特征及其工程地質特性，分析評價各類平臺基礎承載力；查明影響地基穩定性的不良工程地質現象，以及影響海底設施安全的災害性地質因素和對鉆井作業有危害的潛在的災害性地質特征。

工程勘察中，一般需要分析和評價的災害性地質條件主要包括海底沖刷、滑坡和障礙物體、磁異常體、流速流向、底辟結構和鹽丘（層）、淺層氣、斷層、侵蝕作用（包括古河道）和沉積作用、硬透鏡體、埋藏較淺的巖石（基巖）、大洋濁流沉積及淺層高壓水等。對于深水勘察，天然氣水合物、大洋濁流沉積及淺層高壓水是深水海域特有的、對鉆井船就位和鉆井作業具有危害的地質特征。

深水綜合工程勘察船主要具有以下技術特點：

（1）一般采用動力定位調查船，自持力和抗風浪能力強，有較大的作業甲板面積，可安放各種專用絞車、吊機、ROV/AUV設備和工程地質鉆探設備；

（2）工程物探調查一般采用深拖技術，或采用ROV、AUV搭載方法；

（3） 采用聲學定位系統為水下設備精確定位。

（4）由于深水作業海域一般離岸較遠、海況復雜，作業工期較長，故深水勘察船一般都安裝有直升飛機平臺。

深水鋪管起重船

深水鋪管起重船是深水動力定位的雙層甲板鋪管船，作業水深達2000米，能夠鋪設水深達2000米的管線，并且在主甲板縱向中心線設有鋪管作業線，船艉設有托管架。主甲板上設置鋪管作業線，主甲板上層是儲存管線的A甲板。鋪管作業線兩側分別配備一條雙節點管線預置線。設計鋪管速度為5km/天。A甲板上能儲藏大約9000噸的管子。管子的裝卸和移動由兩個可移動的甲板龍門吊、滾筒和傳送裝置完成。艙室布置要滿足至少389人在船上作業。在艙室的頂層甲板設有直升機平臺，能夠至少滿足起降Sikorsky S61N型直升機的要求。采用動力定位系統，設置七個全旋轉推進器。

鋪管系統包括管子裝載、儲藏、內部運輸設備，雙節點預制設備，自動焊接設備，無損檢驗和修理設備，對中器，張緊器和A&R絞車，瑪蹄脂填充站和托管架。管子在位于主甲板上的雙節點預制線上完成切削、焊接和檢驗工序。加工好的雙節點管將通過滾輪和傳送機送往鋪管作業線起點處的對中站。一個85米長的托管架連接在船艉，以保證管子在入水的時候有一個合適的彎曲度。在艉部設有一筒形支座，用于安裝海洋工程重型起重機，該起重機全回轉起重能力3500噸，固定起重能力4000噸，驅動方式為電驅動。

從戰略上講，開發海洋是我國經濟持續發展的戰略組成部分，開發海洋油氣資源是我國能源的迫切需要，我們應緊緊抓住我國南海深水油氣勘探開發的重要機遇，站在全球的高度，瞄準世界先進水平，以增強海洋工程裝備自主創新為目標，加強深水海洋工程裝備和配套設備的研發與基礎共性技術及關鍵技術研究，針對影響大、迫切需要解決的重大核心技術瓶頸，集中力量予以突破，腳踏實地的把海洋工程搞上去，以縮小與世界先進水平的差距，從而全面提升我國海洋工程裝備技術水平。