半潜式钻井平台深海油气开采技术新进展

摘 要：文章介绍了开采深海油气技术中半潜式钻井平台技术的新进展，包括已经开钻的第六代深水半潜式钻井平台和正在研发过程中的第七代深水半潜式钻井平台；针对半潜式钻井平台无法布置较大的原油储存装置，介绍了先进的储油系统，使读者对该领域内的深海油气开采技术有最新的了解。

关键词：半潜式钻井平台，第六代，第七代，储油系统

中图分类号：N04；TE95 文献标识码：A 文章编码：1673-8578（2014）S1-141-03

The Technology Development of Semisubmersible Drilling Platform in Exploitation of Deepwater Oil and Gas

SONG Jie

Abstract：This paper introduces the new progress of semisubmersible drilling platform technology in exploitation of deepsea oil and gas， including both the sixth and seventh generation semisubmersible drilling platform. The paper also introduces the advanced oil storage system for the shortage that semisubmersible drilling platform cant load large crude oil storage devices. The newest technology of exploitation of deepsea oil and gas can be learned in the paper.

Keywords：semisubmersible drilling platform， the sixth generation， the seventh generation， oil storage system

收稿日期：2014-06-09

作者简介：宋洁（1980—），女，山东莱阳人，国家知识产权局专利局专利审查协作中心副研究员。通信方式：jsong03@gmail.com。

引 言

在当今世界能源需求越来越强劲而能源供应却越来越紧张的形势下，开拓更广的能源供应途径就成了当今世界各国发展的重点。其中，海上石油开采技术的发展最为迅速，而深海与超深海又蕴藏着最多的石油资源，因此，开发应用于深海的油气开采技术就成为亟待解决的关键问题。中国目前在南海正面临着与东南亚国家的油气资源和主权争端，而深海油气开发却缺乏合适、先进的深海装备。半潜式平台已经被证明为最适合深海钻井的一种装备，这是因为半潜式钻井平台下体都浸没在水中，其纵、横摇摆幅值都很小，但垂荡运动影响较大，这就决定了半潜式钻井平台在波浪中的水平效应较好。在海洋工程中，这不仅可应用于钻井生产，而且如生产平台、铺管船、供应船、海上起重船等都可采用 [1]。

一 半潜式钻井平台的最新进展

2012年5月9日，中国首座自主设计、建造的第六代深水半潜式钻井平台“海洋石油981” 在南海海域正式开钻，这是中国石油公司首次独立进行深水油气勘探开发，也是首次在南海自营勘探开发深水油气资源。此前中国开发的海上油田，水深普遍小于300米。“海洋石油981”最大作业水深3 000米，钻井深度可达10 000米，是当今世界最先进的钻井平台之一。“海洋石油981”在南海正式开钻，开启了中国海油正式挺进深水的新征程，展现了中国不断加强海洋石油工业深水装备体系化建设的成果和深水勘探开发自主作业的配套能力，对于开发深海油气资源、维护国家能源安全和海洋主权具有战略意义。截至目前，南海海域各国各类钻井平台达1 000多座，及时发现并监测这些海上静止目标显得极为重要[2]。

2014年2月28日，世界上最新一代——第七代超深水双钻塔半潜式钻井平台Frigstad Deepwater Rig Beta由中集来福士海洋工程有限公司在山东烟台开工建设，这是目前世界上最大的最新一代的超深水半潜式钻井平台之一。这是继2013年8月28日，该平台的姊妹平台——全球首座第七代深水双钻半潜式钻井平台Frigstad Deepwater Rig Alfa之后的又一次开发。Frigstad Deepwater Rig Beta超深水双钻塔半潜式钻井平台长117米、宽92.7米、高118米、最大排水量达7万吨，最大工作水深为3 658米，钻井深度为15 250米，双顶驱载荷达1 250吨。该平台采用了众多全球最先进的装备和技术，采用国际主流供应商——国民油井华高（NOV）的液压双钻塔设计，并首次采用DP3闭环设计、岩屑舱内处理存储系统和压载水处理系统。尤其在甲板空间利用上实现了海工行业前所未有的设计优化，将所有设备放置在机舱，提升甲板利用空间，使其稳定性、安全性、生产效率均有大幅提高。该平台在排水量、最大工作水深、钻井深度及双顶驱载荷深度等指标上均创世界纪录。平台将于2016年上半年完工，建成后可在墨西哥湾、中国南海、澳大利亚、西非、南大西洋等深水海域作业。该平台的建造标志着中国正在向离岸平台建造行业的领导地位阔步迈进。

二 半潜式钻井平台的储油系统

第六代和第七代半潜式平台，其稳定性好、甲板面积大、有效载荷较高、移位方便、建造难度低，但由于半潜式平台无法布置较大的原油储存装置，一般只能将开采的原油储存在其立柱内，所以其储油量低，海上油气生产能力低。

半潜式钻井储油平台系统，具有半潜式的主平台和多座浮式分平台。浮式分平台通过连接臂与主平台活动连接，浮式分平台的运动与主平台的运动产生耦合。在风浪条件恶劣的深海环境下，多座浮式分平台由于与主平台产生运动耦合，可以大幅度减小主平台的多自由度运动，使得系统具有很强的适应性，从而提高了平台系统在风暴下的自存能力。为了应对海面多变的风浪，增加主平台在面对多方向海浪时的稳定性，浮式分平台环绕主平台对称设置。针对传统的具有左舷、右舷、船艏和船尾等四个方位的半潜式主平台，在这四个方位分别设有一个浮式分平台，且四个浮式分平台之间呈90度设置，可以增加主平台的稳定性。为了保证连接臂强度，同时尽可能地减轻重量，也方便设置相应的连接管路和电缆等设备，而且保证浮式分平台能产生有效的耦合运动，连接臂为桁架连接臂，内部中空，既减轻了重量，又保证了连接臂的强度。同时在桁架连接臂两端使用铰链连接，可以保证浮式分平台可相对于主平台进行一定幅度的运动，与主平台产生耦合并最终提高主平台各个自由度的运动性能[3]。

这样的半潜式钻井储油平台系统，中央主平台四个方向的浮式分平台可以起到储存原油的作用，大大提高了半潜式平台的储油能力。同时，浮式分平台内也可设置燃料舱或淡水舱，有效节省主平台空间。浮式分平台远离主平台，具有更好的作业安全性。

三 结 语

先进的半潜式平台和为提高储油量而研制的储油系统，充分发挥了国内科技人员的智慧和技术潜力，体现了中国在深海领域开采油气的技术能力。中国海洋油气资源丰富，天然气水合物资源更加丰富。中国的石油公司不仅应加快浅海油气勘探开发，更应把进军深海作为一个重要的发展战略，加紧落实、努力开发具有自主知识产权的各项技术。向深海石油勘探开发进军，这不仅仅是中国经济建设的需要，也是维护中国海洋权益的需要。

参考文献

[1] 王国雨. 浅谈我国深海石油勘探的现状及发展前景[J].科技咨询，2013（3）：84.

[2] 卢向前.“海洋石油981”开钻、南海区块对外招标 中国海洋维权与资源开发加速推进[J]. 国际石油经济，2013（z1）：50-51.

[3] 张永康，沈翰，戴峰泽，等. 圆筒形超深海半潜式钻井储油平台运动特性分析[J]. 江苏大学学报，2013（1）：33-37.