試論海洋石油機械的發展前景

張其志

摘要： 進入20世紀以后，人類瘋狂采掘陸地油氣資源，這導致油氣資源已經出現了嚴重的枯竭現象，所以海洋石油開采成為了人類新的目標。不過，海洋石油開采與陸地石油開采在技術機械設備應用方面存在本質區別，所以本文中就以海洋石油開采工作為例，探討了海洋石油機械在資源開采過程中所存在的諸多問題，并對其未來發展前景進行了全面展望。

關鍵詞： 海洋石油機械;現存問題;未來發展前景

海洋石油開采機械設備目前已經逐漸從淺海領域向深海領域發展，它迎合了當前的海洋石油資源開采大趨勢，在機械設備發展過程中真正做到了技術創新。具體來說，就是根據已有開采狀況與未來發展方向來思考海洋石油開采前景，提高海洋石油資源開采整體效率。

1 我國海洋石油機械裝備的工作成果與現存問題

就過去40余年來，我國海洋石油開采工作已經取得了巨大成就，為世界所公認。特別是在海洋石油開采設備開發與實踐應用方面創新進步較大，一系列具有極高安全性與符合國際標準的大型機械設備相繼出現。盡管說這些設備在核心技術表現上尚且與西方發達國家存在差距，但就諸多石油企業而言，其石油機械裝備改造升級已經陸續完成，這也使得企業在海洋石油開采工作方面占得先機，加速了企業轉型發展步伐。就目前來看，國內各個海洋石油開采區均已建立海工基地，其長期發展機制也逐漸形成。不過，針對海洋石油鉆井裝備的試驗手段還相對匱乏，其適應海洋深水領域的試驗條件還并不健全。舉例來說，目前針對海洋石油開采的水下測試、監控、振動測試、疲勞測試設備還不完善，設備在深水作業方面明顯存在劣勢，究其原因還應該圍繞以下幾點問題展開分析：

首先，國家在海洋石油裝備建設方面扶持力度嚴重不足，海洋石油裝備科研力量相對偏弱。在這一過程中，石油企業就必須承擔較大風險，但企業在承擔風險方面能力偏弱，其中像某些關鍵試驗設施、設備包括軟件都需要進口，嚴重缺乏自主創新能力。

其次，國家在海洋石油裝備方面存在專業性與系統性表現偏差問題，這就導致企業技術體系無法有效得到有效完善，未能形成專業化的研制機構與制造機構，這些都導致石油企業無法實現裝備技術廣泛推廣與實踐應用。

再次，海洋石油裝備配套設備相對較差，其試驗條件也不甚理想。比如說，在鉆井機使用過程中也存在海下設備自動輸送裝置、海洋鉆井沉降補償裝置問題。這些都導致石油開采試驗設備表現變差，無法建立良好的試驗環境，也無法滿足試驗技術要求 ?[1]。

2 海洋鉆井平臺技術的基本特征和主要要求

2.1 海洋鉆井平臺技術的基本特征

2.1.1 固定式鉆井平臺特點

相較于其他鉆井平臺，固定式鉆井平臺有著悠久的歷史，平臺模式最為古老。隨著時間的發展，現已衍生出許多新的平臺模式，例如基樁式鉆井平臺、重力式鉆井平臺、張力腿式鉆井平臺等。對比水深適應力，重力式鉆井平臺適應力一般為150米，而樁基式鉆井平臺為400米，張力式鉆井平臺為300米，這些平臺適應鉆深能力都已經超出3000米。一般情況下，固定式鉆井平臺的結構相對簡單，風險性較低，成本低廉，能夠在前期鉆井、后期采油中起到積極作用。盡管固定式鉆井平臺是最為常見的一種方式，但是其運用較為普遍。

2.1.2 坐底式鉆井平臺特點

坐底式鉆井平臺主要分為沉浮箱、工作平臺、中間支撐三個部分，坐底式鉆井平臺的顯著優勢體現在完井之后，能夠利用拖船把其運輸至另一個所需鉆井位置，其移動性顯著，在鉆井過程中，平臺底座放在海床面之上，不會對海洋帶來不利影響，穩定性比較高。但是此種鉆井平臺也對海底地基有較高的要求，且坐底鉆井平臺有一定的高度，使其水深適應力降低。現階段，所應用的坐底式鉆井平臺適用范圍低于30米，如若想要進一步提升坐底式鉆井平臺的水深適應能力，會使成本升高。與此同時，一旦明確坐底式鉆井平臺的高度，就說明此鉆井平臺工作水域只能永遠不超過這一高度，導致坐底式鉆井平臺的運用受到限制影響。

2.1.3 自升式鉆井平臺的特點

自升式鉆井平臺也被稱之為樁腿式鉆井平臺，主要包括本體部分、升降系統部分、樁腿部分。整體平臺屬于一體化設計，在運作期間，把樁腿插入至海床里加以固定，能夠支撐整體平臺，便于海洋鉆井工作。自升式鉆井平臺有較高的穩定性，使用方便靈活，能適應不同類型的土壤條件 ?[2]，因自升式鉆井平臺優勢顯著，所以在海洋石油鉆井中普遍運用，但是自升式鉆井平臺也有一定的缺陷問題，就是平臺定位操作難度比較大，無法在深海里進行作業。

2.2 基本要求

海洋石油鉆井平臺工作地點長期處于不斷變化之中，且會結合相應要求、水聲、海域、方位等因素，需要隨時進行移動。因海上風暴時有發生，生產作業相對復雜化，所以對其作業提出許多要求標準。海洋石油開采需要在海底展開，并在科學技術水平日益提升的今天，汽油開發也在深海領域方面發展，所以，會對海上作業的安全性、技術水平提出許多新要求。

3 我國海洋石油機械裝備的未來發展前景

就國內海洋石油機械裝備建設過程而言，它希望構建一套整體化的技術研究工程，所以政府方面特別重視對于海洋資源的合理利用與開發。就國家層面而言，制定符合海洋實力的發展戰略，為成為海洋強國是非常有必要的。在推動海洋設備專業化發展過程而言，下文就探討了我國海洋石油機械裝備的未來發展前景。

3.1 建立規模化、集團化海洋石油機械設備全面發展機制

首先，要為石油企業建立具有規模化、集團化的海洋石油機械設備全面發展機制，逐漸從淺海向深海區域發展，體現機械設備國產化技術發展方向，建立自主創新石油開采技術方式。在這一過程中，需要建立技術動態發展機制，滿足設備創新升級要求，保證技術研究系統運行平穩到位，有效提高機械設備整體發展能力，最終就形成了規模化、集團化海洋石油機械設備發展機制。在這一發展機制中，企業技術研究水平就制定了乙烯類的科學設備技術研究方案，它在提高機械設備發展能力方面發揮了重要價值作用。

3.2 體現海洋石油機械設備多層次高端發展方向

在體現海洋石油機械設備多層次、高端發展方向方面，其設備資源也與國際技術發展速度相互適配，有效體現機械設備技術研究成果。就鉆井平臺技術研究而言，需要結合新技術強化操作系統自動化水平，例如其海洋水下給水操控系統就需要良好的技術支持，結合科技技術實現發展機制優化，建立高效率、高安全性的設備產品生產機制與石油開采機制，保證石油資源開采過程有效優化，體現相應保障技術的發展高端價值。

3.3 打造漸進式海洋石油機械設備技術發展平臺

在打造漸進式海洋石油機械設備技術發展平臺過程中，它體現了海洋開采技術極高的成熟度，結合設備技術研究生產應用來建立給油氣資源開采技術支持體系。在這里，要建立資源開采設備專家技術體系，結合專家合作方式有效提升技術研究綜合能力，確保通過領域合作強化海洋石油機械設備技術研究核心競爭力。

3.4 明確海洋石油機械設備技術研究方向

在明確海洋石油機械設備技術研究方向過程中，應該有別于陸地環境中的石油開采工作，對設備應用提出更高技術要求。在結合開采工作建立機械設備支持能力，有效推動資源開采工作全面開展。就石油機械設備研究過程而言，應該確保鉆井、平臺檢測以及技術處理均體現一定完整性。實際上，要通過機械設備銜接石油開采工作建立安全設備支持機制，確保資源開采滿足技術設備支持要求，建立石油設備研究過程，綜合考量設備配合程度，確保關鍵技術研發程度有效提升。

3.5 凸顯海洋石油機械設備多元化技術發展趨勢

最后，要凸顯海洋石油機械設備多元化技術發展機制，結合整體化技術研究工程建立海洋資源合理利用機制，確保國家層面制定一系列符合海洋石油機械設備開采的多元化技術體系。具體來講，還需要重視對海洋資源的合理化利用，保證從國家層面制定海洋石油機械設備發展戰略，確保在深海工程作業技術設備研發方面體現主體技術建設效應，建立鉆井船與生產平臺。比如說目前比較常見的Spar海洋資源技術開采平臺即立柱式平臺，它其中由多個豎直浮體與下部桁架壓載艙所共同組成，在建立Spar平臺過程中優化石油開采技術探索機制，在運動性能改善方面也提出了諸多技術應用內容，確保資源開采效率有效提高 ?[3]。

另外，石油企業還建立了海洋半潛式平臺，在深水開采石油過程中充分結合水線面積較小、抗風浪能量偏小問題，結合鉆機能力較強建立多功能作業功能技術系統。在建立平臺主結構過程中需要采用到高強度鋼，確保加班可變載荷能力全面提升。在這一平臺上就可實現遠海超深水石油開采操作，保證全天候、長時間滿足石油開采作業要求。在不斷更新技術，優化控制領域過程中，也需要在海洋石油水下工程設備建設過程中大力發展鉆井隔水管系統、采油樹、水下管匯系統、控制系統以及增加系統等等，全面體現水下石油開采處理技術要求。

在深海運載作業裝備建設過程中，則需要采用到深潛器，配合深水活動基礎建立石油海洋油氣資源勘探過程，保證海洋平臺建設到位。在建立載人深潛器過程中建立深海空間站海底深處機制，保證不受到任何海面風浪影響，建立功能健全的水下保障基地。同時也要建立水下作業試驗平臺和中轉站，發揮各自平臺重要功能作用，體現其技術應用全面價值，提升海洋石油開采工作效率 ?[4]。

4 總結

隨著海上工程規模逐漸擴大，提高海洋資源的開發利用率，特別是石油資源。但是因鉆井平臺附近環境相對復雜，鉆井平臺本身體積過大，加之海上風暴頻繁發生，促使石油鉆井平臺的安全性、可靠性受到極大影響。應用常規的方式，對石油鉆井平臺設備展開維修養護，現已滿足不了儀器設備的基本要求。為此，風險維修的方式應時而生，并得到完善發展，在海上石油鉆井平臺設備維修中發揮著重要作用。

綜上所述，在針對海洋石油機械設備進行優化與豐富過程中需要首先做好能源開發發展布局，結合石油資源開發過程體現其裝備總體發展機制與流程，追求規模化、集團化方向發展。同時建立深層次、高技術特征的全配套、系統化海洋石油機械裝備開發技術機制，有效提升海洋石油機械設備的整體核心競爭實力，為我國成為海洋強國奠定良好技術基礎。就整體而言，還要在海洋石油機械裝備建設上多下功夫，提出創造性技術發展機制，不斷拓展國家海洋石油發展之路。

參考文獻

[1] ?尹艷倉， 楊星宇， 朱開斌，等. 試論海洋石油機械的發展前景[J].裝備維修技術，2020（2）：2.

[2] 張浩楠. 海洋石油機械設備備件管理技術研究[J].2021（2020-2）：19-21.

[3] 田國棟， 許鵬， 韓鵬. 海洋石油機械設備備件管理技術研究分析[J].裝備維修技術，2020（2）：1.

[4] 白亞楠.海上石油平臺防爆電氣設備安全及改進措施[J].設備管理與維修，2019，02（20）：3.