深水海洋石油裝備的新進(jìn)展(方華燦)

1、xxxx 石油裝備的新進(jìn)展（ xx） 女士們、先生們，各位嘉賓，我今天匯報(bào)的題目是 “深水海洋石油裝備的新 進(jìn)展”。 這個(gè)題目主要包括四項(xiàng)內(nèi)容： 深水用的新型鉆機(jī)；新鉆井工藝用裝備；新起重鋪管工程船；新型的平臺 及井口。先介紹第一個(gè)深水用的新型鉆機(jī)。首先要介紹的是雙作業(yè)鉆機(jī)。 什么叫做雙作業(yè)鉆機(jī)呢？指的是同時(shí)可以并行或者協(xié)同進(jìn)行兩個(gè)以上鉆井 作業(yè)的深水用的新型鉆機(jī)。這是一套正常鉆機(jī)，另外一套鉆機(jī)的同時(shí)，就可以 進(jìn)行水下作業(yè)。等到井做完了，就可以把鉆柱提升了，一條鉆機(jī)。另外一條鉆 機(jī)把平臺稍微移動(dòng)以下之后就可以了。這種雙作業(yè)鉆機(jī)可以分成兩種類型，第 一種是一個(gè)半井架雙作業(yè)鉆機(jī)，兩個(gè)井架一高一低，

2、分別安裝，在高的配備是 主要的鉆機(jī)，低的配備的是輔助的鉆機(jī)，因?yàn)檩o助的鉆機(jī)啟動(dòng)能力低，而且沒 有旋轉(zhuǎn)設(shè)備，所以我們不能進(jìn)行下放采油數(shù)或者是井口防噴組的重載裝備。這 種雙作業(yè)鉆機(jī)，工作效率能提高 20%。現(xiàn)在全世界一共有 10 座一個(gè)半井架雙作 業(yè)的鉆井。 現(xiàn)在我們所看到的一個(gè)半井架的雙作業(yè)鉆井。這是我們國家建造的第一艘 “海洋石油 981 ”半潛式鉆井平臺，在國內(nèi)首次配備了雙作業(yè)鉆機(jī)。第二種雙作業(yè) 鉆井，是一井架裝有兩套鉆機(jī)設(shè)備。這個(gè)圖就可以看得很清楚了，一個(gè)井架上 頭有兩套鉆機(jī)兩套系統(tǒng)，全球在建的 19座，正在服役的是有 9 座。 第二種介紹的是液壓缸式的鉆機(jī)，液壓鉆機(jī)只有一個(gè)架子，把這個(gè)液

3、壓缸 支持住，把液壓缸里面的液壓推動(dòng)活塞的上下啟動(dòng)。目前這種液壓缸式的鉆機(jī) 已經(jīng)成為系列了，由美國和挪威合資的一個(gè)公司叫做海事公司，它已經(jīng)進(jìn)行了 系統(tǒng)化的生產(chǎn)了，大鉤載荷1500-100KN已成系列，頂驅(qū)裝置形成30米，提升 速度2m/s，工作水深鉆井船為2438米，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)送鉆，可進(jìn)行升沉運(yùn)動(dòng)補(bǔ) 償。今天令人興奮的消息，就是德國的全液壓智能鉆機(jī)在我國要出現(xiàn)了， 2011 年 7月 13日，在北京一個(gè)技術(shù)交流會上，德國的海瑞克股份公司表 示，他們的全液壓深井智能鉆機(jī)，將進(jìn)入中國市場。該鉆機(jī)無絞車、無鋼絲 繩、無天車、無游車，從 2005 年開始，已經(jīng)應(yīng)用于石油、天然氣、地?zé)岬纳罹?鉆井。 另

4、外我們國家山東科瑞公司要制造液壓起升的鉆機(jī)已經(jīng)成功下線，在今年 7 月初成功下線，山東科瑞公司和德國的一家公司合作要做新型全智能鉆機(jī) FM1500及HR4000, 個(gè)可以應(yīng)用于高溫環(huán)境，一個(gè)可以應(yīng)用于低溫環(huán)境。它 的重量在35噸以內(nèi)，HR4000可以在高寒地區(qū)，鉆井深度可以達(dá)到 4000米。 第三種是井下自動(dòng)鉆機(jī)，用井下的發(fā)動(dòng)機(jī)來帶動(dòng)往下鉆。這個(gè)鉆機(jī)是由挪 威研制的，現(xiàn)在還沒有正式投產(chǎn)，據(jù)挪威人表示，在三年之內(nèi)這種鉆機(jī)可以投 入生產(chǎn)。剛才我們看的那個(gè)圖，最底下是鉆頭，上面是井下電動(dòng)鉆具，然后是 減速器，再上面是導(dǎo)向工具，再上面是隨鉆隨測系統(tǒng)，然后是電纜的存放和施 放的裝置，再上頭是巖屑輸送及壓

5、縮系統(tǒng)。技術(shù)性能可鉆井深 3000 到 3500 米，設(shè)計(jì)工作壽命 2到 6 個(gè)月。它可以做到四不用，不用平臺，不用鉆機(jī)，不 用桿管，不用泥漿，只要有一個(gè)動(dòng)力平臺發(fā)電，把這個(gè)電通過電纜輸送給它， 自動(dòng)鉆井。 下面要介紹的是新的鉆井工藝用的裝備，就是深水要采用新的鉆井工藝。 新的鉆井工藝在深水里叫做雙梯度鉆井工藝。因?yàn)樵瓉磴@井的時(shí)候只有一個(gè)壓 力梯度，鉆井液的液柱從這個(gè)平臺上一直到井底都是一種密度，液柱在一種密 度下的壓力。但如果在深水的話，上面有幾千米的水深，再加上井深，那么液 柱就相當(dāng)高的，液柱的壓力就很大，容易把油層傷害，也容易把井壁壓坍塌 了。所以我們采用壓力梯度一和壓力梯度二，就是雙梯

6、度鉆井。那么怎么樣實(shí) 現(xiàn)壓力梯度一，首先注入空心球，把帶有空心球的鉆井液帶到海底，是的上面 帶有空心球的鉆井液，壓力減低了，密度也降低了。再有用注入氣體構(gòu)成第一 壓力梯度，把氮?dú)庾⑷氲礁羲?，里面有氣體了，壓力就減低了。再有一種方 法是注入海水，海水的密度比泥漿的壓力低，這樣第一壓力梯度就產(chǎn)生了。這 是一種 新工藝。 下面介紹第二種新的工藝，就是隔水管鉆井的新工藝，就是無隔水管鉆井 新工藝。 這是海底的井口，這一段里面不要隔水管了，泥漿直接從鉆井泵液柱進(jìn) 來，然后從中空返回，為了不讓它和海水混合，用另外的泵把它送上平臺，這 個(gè)就是無隔水管的鉆井平臺。還有隔水管獨(dú)立懸浮的鉆井工藝。整個(gè)隔水管 處

7、，如果我上頭的平臺遇到 “梅花 ”，那我這個(gè)平臺要撤走，按照傳統(tǒng)的辦法， 上邊的接頭卸開，首先把下面的接頭卸開，一節(jié)的隔水管貼上去，如果我們的 水深是幾千米的話，就要費(fèi)很長的時(shí)間提上去，等到你提上去之后，“梅花 ”臺 風(fēng)也過去了，你的平臺也倒了，那不行。因此用隔水管獨(dú)立懸浮鉆井工藝，靠 這上面有浮筒，馬上平臺撤走，等臺風(fēng)過去了，再過來回接。我們來看看它主 要在下部有一個(gè)隔水管的浮力系統(tǒng)。 第三部分是新的起重鋪管工程船?，F(xiàn)在國際上主要的鋪管船主要有兩種結(jié) 構(gòu)，一種是半潛式，我們起重工程船是半潛式，穩(wěn)定性提高了?，F(xiàn)在全球的起 重船是Saipem公司做的，居于全球第二，這就是半潛式船體起重船，起重量

8、達(dá) 到1萬 4千噸。另外一種是雙體型船體，穩(wěn)定性也很好，突出的優(yōu)點(diǎn)是什么 呢？它的面積非常大?，F(xiàn)在全球最大的正在建造的雙體型的起重船起重能力達(dá) 到 2 萬噸?？纯次覀儑医ㄔ斓暮Ｑ笊钏?201 深水鋪管船，具有動(dòng)力定位 系統(tǒng)，適于深水鋪管工程，吊機(jī)起重能力較大，存在管件容量較大，配置新型 提升系統(tǒng)，能夠進(jìn)行快速連接，能夠限制管道擺動(dòng)。它是專門與我國新建的 “海 洋石油 981”號深水半潛式平臺配套而建造的?？匆幌滤钠鹕到y(tǒng)，這是限制 機(jī)構(gòu)。這是固定機(jī)構(gòu)，可以根據(jù)管徑不同通過液壓器來調(diào)整。 我們 “海洋石油 201”用在什么地方呢？首先用在荔灣氣田，位于珠江口盆 地，水深 1500米，是目

9、前我們發(fā)現(xiàn)水最深地方的氣田，產(chǎn)量有望達(dá)到1000 億 立方米到 1500 億立方米，年產(chǎn)量可望達(dá)到 50 億立方米至 80 億立方米。因?yàn)榭?近大陸架，所以從深海采出的氣先通過海底管道輸送到 200 米水深的淺海區(qū)， 經(jīng)在此建立的 6 萬噸的油氣處理平臺處理后，再通過海底管道輸送到岸上。再 來看看 “藍(lán)鯨”號，起重量比較大，達(dá)到了 7500噸，比 “海洋石油 201”大。它也 是可以進(jìn)行鋪管的。 “海洋石油 681”深水工程船，它是國內(nèi)第一艘馬力最大的在 深水用的工程船。水深達(dá)到 3000米，也是跟“海洋石油 981”半潛式平臺配套用 的。于 2011年5月 23日在武漢下水的，它可以供應(yīng)各種

10、需要的物品，可以進(jìn)行作 業(yè)的支持，起重等等，可以配合 “海洋石油 981”進(jìn)行起錨和拋錨的作業(yè)， 3000 米也可以， 1500 米的更沒有問題了。這樣的話，配合我們 “981半”潛式平臺，有 了工程船，有了鋪管船，再加上半潛式平臺，可以說萬事俱備了。 最后介紹一下新型的平臺和井口。這個(gè)新型的井口是一個(gè)水中井口，我們 現(xiàn)在在海底水下井口或者是在平臺上的井口，現(xiàn)在新型的一種叫做水中井口。 我們在水中有一個(gè)浮體，在這個(gè)浮體上裝上井口，上面跟平臺相連，下面跟井 筒相連。現(xiàn)在水中浮體的直徑 15到20米，高度 6米到 10米，里面有加載艙， 工作水深從 400 米到 4000米。 2009年4月 27

11、日我們在南海水深 476米處成功地完成了世界上第一口此 種方式的井口。第二種介紹一下多功能浮式平臺。這種多功能浮式平臺，它是 圓筒型結(jié)構(gòu)的，由挪威SEVANMARINE公司建成的，該平臺于 2009年 6月建成投產(chǎn)，由于鉆井、修井、油、氣、水分離處理、存儲以及 卸油等工藝過程，全部均可在此浮式平臺上進(jìn)行，所以稱之為多功能浮式平 臺。整個(gè)浮船上面油氣水的處理，鉆井，鉆井完了采油上來油氣水處理，然后 合格了之后運(yùn)走。它主要的特點(diǎn)，浮式多功能平臺概念是挪威公司出的，但是 整個(gè)平臺的建造是我們國家大連中遠(yuǎn)船務(wù)公司， 2009年8月建成投產(chǎn)，現(xiàn)服役于西非剛果 Azurite油田。 最后要介紹的就是我們國家研制的世界上首座最先進(jìn)的超深水的多功能圓 筒型浮式平臺，這就是 “SEVANDRILLER由南通的中遠(yuǎn)船務(wù)公司建成的，它 可以在惡劣的海況下工作，并且可以存儲 15萬噸的原油，可變載荷達(dá)到 1萬 5 千噸，進(jìn)入世界上的先進(jìn)行列。下面是 “海洋石油 981”，現(xiàn)在已經(jīng)進(jìn)入東海了。 甲板面積相當(dāng)于一個(gè)足球場，自重 3萬噸，高度 45層樓，電纜總長度 800公 里。它已經(jīng)在外高橋出塢了。這是它的中央控制室， “海洋 981”具有六個(gè)創(chuàng)新 點(diǎn)，第一個(gè)考慮了南海的內(nèi)波。第二個(gè) 1500水深范圍內(nèi)用錨泊定位，可變載荷 達(dá)到 9000 噸，它是一個(gè)科研平臺，它制造