论深海海洋装备技术发展的现状及趋势

郑洲 姚新伟 王福平 王国库 杨昭(．哈尔滨石油学院石油工程学院， 黑龙江 哈尔滨 5008；．中国石油川庆钻探工程公司井下作业公司重庆分公司， 四川 成都 60000；．哈尔滨石油学院石油工程学院， 黑龙江 哈尔滨 5008)

论深海海洋装备技术发展的现状及趋势

郑洲1姚新伟2王福平3王国库3杨昭3(1．哈尔滨石油学院石油工程学院， 黑龙江 哈尔滨 150028；2．中国石油川庆钻探工程公司井下作业公司重庆分公司， 四川 成都 610000；3．哈尔滨石油学院石油工程学院， 黑龙江 哈尔滨 150028)

随着世界经济全球化发展进程的快速推进，各个国家为了寻求自身的发展不断攫取自然资源和能源，然而资源与能源是有限的，各国为了寻求经济发展就必须探索对新能源的开发利用。本文研究了深海海洋装备技术中一些已经成熟和正在探索使用中的装备技术，将这些设备的主要特征、技术核心问题和发展使用现状与趋势加以论述。

深海；海洋装备技术；钻采平台；深水平台

随着世界经济全球化发展进程的快速推进，各个国家为了寻求自身的发展不断攫取自然资源和能源，因此，在二十一世纪全球经济发展中，能源争夺战成了各国之间没有硝烟的战争。海洋作为孕育万物的场所，人们对海洋资源的利用不断增加，但是资源与能源是有限的，近年来相关报道指出[1]，世界各国近海油、气资源几近枯竭，所以人们把眼光投向了深海海洋资源的开发与利用，因此深海海洋装备技术的发展正逐渐兴起。我国的经济建设目前正处于高速发展阶段，对资源与能源的需求量很大，深海海洋装备技术的发展对我国的经济建设有深远的影响，常用的深海海洋装备有：深海钻采平台与辅助设备、深海运载装备、水下工程装备、深海作业装备与超大型海洋浮式结构物几类。本文的目的是介绍几种常见的海洋工程设备，将这些设备的主要特征、技术核心问题和发展使用现状与趋势加以论述。

1 深海钻采平台与辅助装备技术的发展现状

深海钻采平台与辅助装备技术是较常用的深海海洋作业设备，其主体包括浮式钻井、钻井船、生产平台与浮式生产储油卸油船等。

(1)半潜式平台技术 目前，在海洋深水浮式平台中常见的一种类型是半潜式平台，它的特点是：①抗海上风浪的能力较强；②平台甲板的面积较大；③平台的可变化载荷量较大；④水线面(船舶工程术语，是指水平面和船体的截交面)的面积较小；⑤钻机能力强大并且可以兼容完成各种作业任务等。因此，半潜式平台技术在深海油气田开发中得到了广泛的推广应用，目前第6代半潜式平台技术已经得到了广泛的应用。

(2)立柱式平台技术 由多个或者单个直立的柱形浮体、桁架与压载舱共同组成，并由张紧分布系泊系统来定位的海洋深水装备技术称为立柱式平台技术即Spar平台技术。它的适用海洋深度为水下0．55～3km。与其他形式的海洋平台技术相比较，立柱式平台技术拥有安全性高、在深水环境下运动稳定、具有较高的经济适用性和灵活稳定性等。据美国一家基础框架公司[2]研究，几何形立柱式平台技术多柱桁架结构可以提高深海工作效率。

(3)张力腿平台技术 近年来在半潜式平台技术基础上发展起来的一种顺应式深水平台叫做张力腿平台技术。张力腿平台与半潜平台技术类似，利用张紧锁将副题的柱体固定在海底，将张紧锁收紧使浮体平台的吃水比静平衡浮态(船舶浮于静水的平衡状态称为浮态。通常分为四个部分：正浮，横倾，纵倾和任意浮态。)时大，此平台适用于海洋深度为水下0．6-1．2km。优点是浮体与平台技术主体部分建设可在陆地进行，降低了维护安装费用；干井口，悬链立管利于使用。

(4)浮式生产储油卸油船技术 浮式生产储油卸油船即FPSO，作为现今海洋油气开发系统的重要组成部分发展较快，它的系统构造包括穿梭邮轮和水下采油装置，它的优点是生产、卸油和储油功能综合为一体，自上世纪70年代末以来已经成为主流深海开采设施。随着海洋开采作业难度的不断加大，自动化、大型化、专用化与智能化的设备与技术的行业需求量逐步增强。另外，国际海事组织对涉海船舶的环保、安全要求也越来越严格。FPSO有建造技术模块化、定位与系泊技术广泛应用、原油生产能力增强和天然气液化、储存等不断被开发与利用等特点。

2 水下工程装备

目前海洋石油水下工程装备主要有：井口井控设备、钻井隔水管系统、水下基盘、控制系统和增压系统等，目前对于海洋资源开发的国际形势是科技信息化、产业经济化、快捷高产化，因此对工程装备技术的要求不断提升，各种新技术竞相发展，其主要发展特点是：标准化、模块化；逐步探向深海环境，适应高压、高温；压缩与水下处理技术逐渐成熟等。

3 深海作业、运载装备与超大型海洋浮式结构物技术

深海作业、运载装备包括深潜器和深海空间探测站等。是目前科学研究的热门方向，深海开发的采样、作业和勘探需要由科技人员携带各种仪器、装置去完成，因此其发展还有待于进一步完善。超大型浮式结构物是千米以上级别的浮式海洋结构物，与目前较常见的百米级的平台技术有所区别，对技术要求更高，也是目前研究的热门方向。

4 系统软件设计与应用

随着世界知识经济时代的到来，网络信息化技术渗透到了各个技术领域。深海海洋装备技术应用系统软件操作与控制是发展的必然趋势，但是海洋内波的混合与生成是普遍存在的一种现象，对海洋的动量、质量、能量输送以及全球环境气候变化也产生了一定的影响，所以在新技术广泛使用的同时要重视对地球资源环境的保护。因此，海洋内波的控制、测量和研究有非常重要的学术意义和实际应用意义。

[1]周秀明,冯利群,马东亮.有关我国深海油气资源勘探开发的几点思考[J].国土资源情报,2015,12(7):125-127.

郑洲(1984- )，女，讲师，硕士，研究方向为海洋油气田工程设备与开发。