赵耕贤
海洋油气资源开发已经上升为国家战略。然而,一提到海工市场,就大谈承接了多少自升式平台、FPSO、半潜式平台、海上铺管船、半潜运输船等,却很少有人关注配套设备国产化率问题,而其它海洋产业装置的发展,更是无人问津。未来十年,正是我国造船业做大、做强的关键时期。对此,造船企业在进军海工领域的同时,需加速我国海洋油气装置中配套设备的建设。
海底油气资源开发,主要是物探、钻探、策划、开发、提炼的过程。除策划过程外,其余都离不开具体的装备。其中,钻探与开发属于整个海底油气产业链的中游环节,也就是人们常说的钻产平台,已成为造船业新的利润增长点。这类海洋油气装置,属于高风险、高技术、高投入、高回报的综合性海洋钢结构,是多学科、多信息、多行业的技术。
与船舶截然不同的是,它们大都没有动力,需要由拖轮将其拖到指定的工作海域,系固在浩瀚大洋上,或在深海环境中工作。既有固定式,也有可移动式,能在不同海域、不同水深作业。因此,其需要适应较广海域的环境条件。同时,工况亦多,有移位、就位、生产作业、风暴自存等。所以,质量要求高,使用期长,可靠性指标高,极少进坞维修,如Spar在海域上一旦就位后,水中的绝大部分,根本无法检修;强度要求高,长久系泊在海上,除了要经受风、浪、流的作用外,还要考虑台风、冰、地震等灾害性环境载荷作用。疲劳寿命要求高、建造工艺要求高,一般要求25~40年不进坞维修。
海洋油气装置还是一个高技术综合性海洋钢结构。首先,为了保证海洋工程功能的最大化,海洋油气装置一般采用高强度或甚高强度钢等特殊钢材,从而使结构疲劳问题突显。因此,对结构防腐、高应力区构造以及焊接工艺等提出了极高的要求。其次,海洋油气装置的建造、下水、海上运输、海上安装甚为复杂,生产管理明显高于常规船舶;而且其安全性要求也非常高,有特殊要求和更高的安全标准。另外,海洋油气装置涉及海洋流体力学、环境学、结构力学、土力学、材料学、造船技术等多领域、多学科的交叉的复杂问题,其构造分析不仅要考虑流、固耦合响应,还要考虑流、固、土耦合响应。同时,海洋油气装置的国内外分包商极多,分包商所需的技术参数相互制约。更为复杂的是配套设备的运输、仓储、保管、安装、调试等十分繁复。
造船企业大举进军海工领域主要基于两大原因。由2008年美国次贷危机催生的全球性金融危机的爆发,给航运市场带来巨大冲击。另外,海洋油气生产给人们带来了巨额财富,原本在荒漠或海滩下的油气资源造就了一批石油富国。当今世界海洋油气装置的投资占整个海洋工程装备投资的70%以上。海洋油气装置给造船业提供了新的利润增长点。
随后海工项目的建设及海工设计单位如雨后春笋般出现。在争夺海工项目时,甚至是一窝蜂。哪里有项目,不管资质与能力,就往哪里钻,项目一旦接到手,缺人就用高薪吸引人才,甚至重金聘人。那么,如何规范市场是非常值得研究的一个课题。
世界上比较发达的海洋国家,如:日本、韩国、挪威等造船企业,以及世界上主要船级社,十多年前,早已将“海洋钢结构”划分为“船舶”与“海洋工程”两大独立体系,并专门成立独立的“船舶事业部”与“海洋工程事业部”,因为这是由两者在其型式、功能、构造、标准、管理的根本差异所决定。同时,“海洋工程”是一个内涵极其丰富、体系十分庞大的范畴,含有许许多多的产业链。近年来,我国个别船企也陆续开始在内部组建海洋工程事业部。
目前,我国还没有海洋工程专门的学会,仅仅是附属于其内部的一个专业分会。就全国范围而言,几大石油公司也各自牵头,邀请一些高等院校、研究单位,各自成立海洋工程委员会,导致力量分散,技术力量薄弱,难以形成像美国休斯敦OTC会议那样的影响力。
从1887年H.L.威廉斯在加利福尼亚州海边完成了第一口井,拉开世界近海石油工业的序幕,从1903年美国在加利福尼亚州圣巴巴拉的萨默兰特,开发出世界上第一个海上油田至今,已经历了一个多世纪。型式与功能各异的钻采平台,呈现在世人面前。应用较为广泛的有,自升式平台(Jack-UP)、半潜式平台(Semi)、张力腿平台(TLP)、竖筒式平台(SPAR)、顺应式桩塔(CPT)、浮式生产储油装置(FPSO)、海底采油树(SPS)、浅水/深水钻井船(SDS/DDS)等,产品日趋完善,已形成系列产品,如Jack-UP有“JU2000”系列和“CJ50”系列,Semi有“BINGO”、“GVA”、“F&G”系列,TLP有“Seastar”系列等。
据统计,目前全球共有Jack-UP平台456座,其中中国19座;Semi平台220座,中国11座;SPAR平台17座。其中,16座位于美国墨西哥湾,1座用于印度尼西亚油田;FPSO148艘,其中中国15艘。另外,新建数量56艘;SPS约2000,水深已超过2500米,中国基本上都是进口的。
目前,Semi、TLP和SPAR和CPT在国外已广泛用于深海油气田开发。世界上最先进的第六代Semi钻井平台,工作水深达3000米,最大钻井深度已超过12000米。当然还有与之配套的、功能各异的作业船,如海上铺管船、海上浮吊、运输船、供应船等。
我国海洋油气装置的发展历史比较晚。海洋石油勘探起始于20世纪60年代,1966年才建造我国第一座固定式钻井平台,1972年建造第一座自升式钻井平台“渤海1号”,1974年建造第一座SDS“勘探1号”,1984年建造第一座工作水深180米的Semi“勘探3号”、1989年建造第一艘FPSO“渤海友谊”等。
目前,我国约有120多座平台,其中有17个油田采用以FPSO为主体的浮式生产系统。自20世纪90年代至今,我国FPSO技术发展比较迅速,不仅有了相当的规模,而且拥有世界上绝有的抗冰型、抗台风型、浅水型的FPSO技术。21世纪建造300~400英尺Jack-UP与第六代世界最新型的Semi。
虽然我国已具有了300米水深以内油气田自主开发能力,甚至也开始拥有3000米水深的Semi钻井平台,但还缺失CPT、SPAR、TLP和DDS。同时,其配套设备的国产化率连5%都不到,在深海高端钻井设备和集成技术与国外先进水平有着极大的差距,还不能提供成套深海高端钻井设备。另外,又如东海平湖油气田整个工程的国产化率算高的,也不过为16.6%。其中,油终端的国产化率99%,气终端的国产化率60%以上,但这两项的投资仅分别占平湖油气田整个工程总投资的3%和8%。造船业配套设备国产化,在业内的呼声一直很高,但国内配套能力仍然低下。造船业拉动内需,盘活国内机电产品厂家,收效甚微。
海洋油气装置中的配套设备可划分为“海上”与“水下”两大部分。海上部分除了各种生活设备外,主要有:钻井设备/模块、管子处理系统、升沉补偿设备、海洋吊机、平台升降设备、油气输送设备、燃气轮机及各种辅助设备等。水下部分主要有:海洋钻井隔水套管、海洋钻井立管等。其中,钻采设备/模块中的设备又非常多。如:石油钻机、顶部驱动设备、固控设备、完井装备、井控设备、修井设备、压裂设备、泥线悬挂回接设备、注水设备、海底采油树等。
目前,我国在承建海洋油气装置项目中,所需进口的主要材料、设备与系统:载体构造材料中的甚高强度钢;大功率的柴油机,双燃料燃气轮机;大容量的锅炉;油水气处理设备;深海钻井设备;运动补偿器;系泊系统;动力定位设备;自动检测报警控制系统;外输系统;海洋铺管设备等。我国设备配套与世界上先进海洋国家相比,存在非常大的差距,也就无法形成总承包能力。
海洋产业离不开相关装置。谁拥有这些装置的相关技术、特种设备、专用集成系统等,谁就能占据世界的海洋工程市场。统计显示,未来5年全球海洋油气装置的需求呈上升趋势。其中,新增自升式平台6~12座、半潜式平台66~93座、钻井船12艘、FPSO25艘,总价值为600亿美元。更新改装钻井平台400座,价值1500亿美元、FPSO70~80艘,价值120亿美元。面对如此大规模的海洋油气装置市场,我国造船企业,以及配套设备厂如何分到一部分“蛋糕”,则需要认真的思索。
值得注意的是,我国不仅没有新增的设备厂商,反而已有的市场还不是一家独秀或二家分争的问题,而是相同产品的国内外公司在同一层面上竞争,海洋工程的电缆就是非常典型的实例。国内已经有江苏省扬州远洋电缆公司、江苏上上电缆公司,而2006年8月美国Amer Cable总公司在大连成立了艾美凯博亚洲销售公司(大连),现在芬兰赫科玛电缆(上海)有限公司又进来了。赫科玛公司的船用电缆销售已有20多年历史,海洋工程用的电缆,已在芬兰完成试制,正在做认证工作,不久将进入市场。
因此,发展海洋工程装置中的设备配套,需要及早明确发展方向,制定切实可行的发展规划。
尽快出台保护本土民族工业政策。发达国家非常注意保护自身的利益,促进本土的民族工业发展,韩国、日本政府都出台相应政策。巴西开始脱离“四大金砖国”,进入发达国家行列。强调任何行业的工程项目,一定要有本国工业部门参与,否则,国外企业难以获得巴西国的任何项目。所以,我国也应积极倡导业主优先选择我国的造船与配套设备,制定相应的激励机制。在对新建外资企业审批之前,听取有关业界的意见。
切实着手调查专用配套设备家底。理清海洋油气装置中配套设备内容的基础上,切实着手调查“家底”,进行合理规划、统筹安排。要理清楚能做什么,不能做什么;先做什么,后做什么,着手培育专业供应商。
大力促进建立设备厂商联盟。对一些设备尚未形成品牌,竞争能力有限时,切忌单枪匹马。大力促进建立设备厂商联盟,产、商、学、研之间合纵连横,建立专业队伍,紧密跟踪国际海洋工程装备的前沿技术和发展动态,优势互补、发展空间。
积极推进国际著名厂商之间合作。与国际上著名的设备厂商进行技术交流,积极推进合作关系。引进专利,研究其核心技术,展开国内使用情况的调查,进行开发、试制、性能测定,逐步形成我国自已的品牌。
要真正地提升设备的国产化率,并能培育出具有海洋工程项目的总承包能力企业。我国海洋工程做大、做强,将大有可为。