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4.半潜式海洋钻进平台的发展随着陆地资源的日益枯竭，石油天然气开采已经逐渐由陆地转移到海洋。
据有关资料报道，全球90％以上海洋面积的水深为200～6000 m，因而广阔的深海领域必将是未来能源开发的主战场.半潜式海洋钻井平台具有极强的抗—K浪能力、优良的运动性能、巨大的甲板面积和装载容量、高效的作业效率等特点，其在深海能源开采中具有其他形式平台无法比拟的优势。
4.1潜式钻井平台的发展4.1。
1 发展阶段自1961年世界上首座半潜式钻井平台诞生到目前，半潜式钻井平台经历了6个发展阶段。
第1代半潜式钻井平台出现在20世纪60年代中后期，由座底式平台演变而来，这个时期平台作业水深为90～180m,采用锚泊定位。
1961年诞生的Ocean Driller为3立柱结构，甲板呈V字形;Blue Water钻井公司拥有的Rig NO．1半潜式平台为4立柱结构，该平台为Shell 公司设计；1966年Sedco135半潜式平台为12根立柱，为Friede Goldman公司设计,这个时期的平台结构布局大多不合理，设备自动化程度低。
20世纪70年代，出现了以Bulford Dolphin，Ocean Baroness，Noble Therald Martin等为代表的第2代半潜式钻井平台，这类平台作业水深180～600m,钻深能力以6096m（20000英尺）和7620 m(25 000英尺)两种为主，采用锚泊定位，设备操作自动化程度不高.1980～1985年，以Sedco 714，Atwood Hunter,Atwood Eagle，Atwood Falcon等为代表的第3代半潜式钻井平台出现，此时平台作业水深450~1500m，钻深以7620m（25000英尺）为主，采用锚泊定位，结构较为合理，操作自动化程度不高。
以Jack Bates。
Noble Amo＄Runner，Noble Paul Romano，Noble Max Smith为代表的第4代半潜式钻井平台出现在20世纪90年代末，其作业水深达1000～2000m，钻深以7620m （25000英尺）和9144m（30000英尺)为主，锚泊定位为主，采用推进器辅助定位并配有部分自动化钻台甲板机械，设备能力与甲板可变载荷都有提高。
石油钻井平台的发展史1896年，美国在加利福尼亚海岸，为开发由陆地延伸至海里的油田，从防波堤上向海里搭建了一座木质栈桥，安上钻机打井，这是世界上第一口海上油井。
最初的海上勘探采用这种栈桥或人工岛的方式。
1920年，委内瑞拉在马拉开波湖利用木制平台钻井，发现了一个大油田。
1922年，苏联在里海巴库油田附近用栈桥进行海上钻探成功。
1936年以后，美国又在墨西哥湾的海上开始钻第一口深井，1938年建成世界上最早的海洋油田。
20世纪40-60年代，随着焊接技术和钢铁工业的发展，相继出现了钢质固定平台、坐底式平台、自升式平台等钻井装置。
1947年，美国在墨西哥湾首次用钢结构钻井平台钻出世界上第一口商业性油井，引发了世界范围内海洋石油开发的热潮。
1950年，出现了移动式海洋钻井装置，大大提高了钻井效率。
1951年，沙特阿拉伯发现了世界上最大的海上油田。
1960年，中国在莺歌海开钻了中国海上第一井---"英冲一井"，水深15米。
20世纪60年代后，随着计算机技术和造船、机械工业的发展，建成各种大型复杂的海上钻井、采集、储输设施，促进了海上油气开采的迅速发展。
目前，世界上有近千座海上石油钻井平台，遍及世界各大洋。
墨西哥湾是世界上钻井最活跃的近海区域，正在作业的就有19000多口井。
在海湾地区作业的近海钻井船有120多艘。
美国路易斯安那娜州沿岸有钻机近百座。
挪威、巴西等国的海上石油钻探兴旺。
20世纪80年代，海上勘探的国家已逾100个, 海上产油国超过40个。
近20年中，海洋原油产量的比重在世界总产油量中增加了一倍。
目前，海洋能源资源已成为全球可持续发展主流能源体系的重要组成部分。
据中国工程院院士、中海油总公司副总工程师曾恒一介绍，海洋能源开发要瞄准四大战略领域：第一是海洋石油的深水领域。
全球海洋石油资源量44尬深水。
第二个领域是L NG（液化天然气）领域。
进入21世纪，世界油气12 项重大发现中有八项在海洋，其中七项是天然气。
21世纪初的世界海洋石油钻机中国石油和石化工程研究会廖谟圣摘要：主要叙述了世界近海和大洋石油钻机2000年至2020年的新进展。
那些新设备有：1.大功率钻机，包括3.73～5.22 MW的绞车、φ1573 mm(60 1/2 英寸)的转盘和4×(1.49～1.64) MW的钻井泵(工作压力达34.47 Mpa)； 2.全液压钻机，包括液压驱动的绞车、液压驱动的转盘和液压驱动的钻井泵； 3.液缸升降型钻机；4.全自动控制钻机；5.新型顶部驱动钻机；6.模块钻井设备。
关键词：海洋钻机；技术；设备；能力；发展；趋势根据当前和21世纪前期海洋石油钻井业向深水(1999-05，实际钻井工作水深已达2 347 m，1999年实际海底采油树的工作水深达1 853 m)、深井、大斜度井、大水平位移井(1999-01，达11 021 m，HD∶TVD＝10 497 m∶1 666 m＝6.3)、孔底多支井(1口井中有6口水平井)、控制自动化、电脑化、低成本、高效率等方向发展的趋势，世界海洋石油钻机相应得到很大发展。
海洋石油钻机的发展，在很大程度上代表和促进了陆地石油钻机的发展。
现将当前世界海洋石油钻机最新发展和未来20 a的发展趋向简述。
1 当今海洋钻采装备与技术能力随着海洋石油钻采能力向深水推移，更大的提升能力和钻深能力的钻机将得到发展和使用。
1998年，海洋石油钻井平台的钻井工作水深已超过2300m(见文献［1］的1998年4月号，Noble 钻井公司公布该公司浮式钻井工作水深达2305.2m，1999-05已达到2347m)。
由于钻井工作水深向深水推移和需从海底以下更深的地层(5000～6000m，乃至更深)钻采石油和天然气，以及为节约钻采平台的建造安装费，需以平台为中心进行钻采，将其半径从通常的3 km扩大至4～5 km，乃至更远，以及提升大直径钻杆(φ6 5/8英寸)和提吊深水大型隔水管和大型深孔套管等需要，发展更大提升能力的石油钻机将不可避免。
海洋石油钻机的关键技术与创新海洋石油钻机（简称海钻机）是指用于在海洋上进行石油和天然气勘探、开采的设备。
随着全球能源需求的不断增长，海洋石油钻机的关键技术和创新变得愈发重要。
本文将重点探讨海洋石油钻机的关键技术以及近年来的创新努力。
1. 深水钻井技术深水钻井技术是海洋石油钻机的核心技术之一。
随着陆地石油资源的逐渐枯竭，石油和天然气勘探开采的焦点逐渐转移到深水区域。
但由于深水区域的水深、压力、温度等环境极端恶劣，对海洋石油钻机的要求也更为严格。
高压高温油气田的开发将水下作业推向了新的高度，要求海洋石油钻机具备更高的作业能力和安全性。
为了满足深水钻井的需求，全球范围内进行了大量的研发工作。
近年来，某些公司提出了新的概念和设计，例如自平衡钻井单元和半潜钻机。
这些新设计旨在提高操作效率、减少钻井过程中出现的问题，并降低海洋环境的影响。
2. 自动化钻井技术随着自动化技术的不断进步，自动化钻井技术已成为海洋石油钻机的另一项关键技术。
自动化钻井技术利用传感器、控制系统、计算机视觉等技术手段，实现对钻井过程的精准控制和监测。
通过引入自动化技术，海洋石油钻机可以实现自动化的定位、取心、钻井、测试和管柱管理等操作，减少了人为操作的风险，提高了钻孔的质量和效率。
此外，自动化技术还可以通过大数据分析实现预测性维护，降低设备故障率和维修成本。
3. 环保技术创新海洋石油钻机在勘探和开采过程中会产生大量的废水、废气和废弃物，对海洋生态环境造成一定的影响。
因此，环保技术创新也是现代海洋石油钻机发展的重要方向之一。
为了减少环境污染，一些创新技术得到了应用。
例如，采用环保液压液替代石油液可减少石油泄漏的风险；采用先进的涂层技术和防腐技术可提高设备的耐腐蚀性能，降低设备的维修需求；引入油气回收和循环利用技术可减少废气的排放并提高能源利用效率。
4. 智能化监测与控制技术智能化监测与控制技术是海洋石油钻机的又一关键技术。
通过传感器的应用，海洋石油钻机可以实时监测关键参数，如温度、压力、钻孔位置等，以保证作业的安全和高效。
4.半潜式海洋钻进平台的发展随着陆地资源的日益枯竭，石油天然气开采已经逐渐由陆地转移到海洋。
据有关资料报道，全球90％以上海洋面积的水深为200～6000 m，因而广阔的深海领域必将是未来能源开发的主战场。
半潜式海洋钻井平台具有极强的抗-K浪能力、优良的运动性能、巨大的甲板面积和装载容量、高效的作业效率等特点，其在深海能源开采中具有其他形式平台无法比拟的优势。
4.1潜式钻井平台的发展4.1.1 发展阶段自1961年世界上首座半潜式钻井平台诞生到目前，半潜式钻井平台经历了6个发展阶段。
第1代半潜式钻井平台出现在20世纪60年代中后期，由座底式平台演变而来，这个时期平台作业水深为90～180m，采用锚泊定位。
1961年诞生的Ocean Driller为3立柱结构，甲板呈V字形；Blue Water钻井公司拥有的Rig NO．1半潜式平台为4立柱结构，该平台为Shell公司设计；1966年Sedco135半潜式平台为12根立柱，为Friede Goldman公司设计，这个时期的平台结构布局大多不合理，设备自动化程度低。
20世纪70年代，出现了以Bulford Dolphin，Ocean Baroness，Noble Therald Martin等为代表的第2代半潜式钻井平台，这类平台作业水深180～600m，钻深能力以6096m(20000英尺)和7620 m(25 000英尺)两种为主，采用锚泊定位，设备操作自动化程度不高。
1980～1985年，以Sedco 714，Atwood Hunter，Atwood Eagle，Atwood Falcon等为代表的第3代半潜式钻井平台出现，此时平台作业水深450～1500m，钻深以7620m(25000英尺)为主，采用锚泊定位，结构较为合理，操作自动化程度不高。
以Jack Bates。
Noble Amo$Runner，Noble Paul Romano，Noble Max Smith为代表的第4代半潜式钻井平台出现在20世纪90年代末，其作业水深达1000～2000m，钻深以7620m(25000英尺)和9144m(30000英尺)为主，锚泊定位为主，采用推进器辅助定位并配有部分自动化钻台甲板机械，设备能力与甲板可变载荷都有提高。
21世纪初的世界海洋石油钻机廖谟圣摘要：主要叙述了世界近海和大洋石油钻机2000年至2020年的新进展。
那些新设备有：1.大功率钻机，包括3.73～5.22 MW的绞车、φ1573 mm(60 1/2 英寸)的转盘和4×(1.49～1.64) MW的钻井泵(工作压力达34.47 MPa)； 2.全液压钻机，包括液压驱动的绞车、液压驱动的转盘和液压驱动的钻井泵； 3.液缸升降型钻机；4.全自动控制钻机；5.新型顶部驱动钻机；6.模块钻井设备。
关键词：海洋钻机；技术；设备；能力；发展；趋势中图分类号：TE 95 文献标识码：ADevelopment of the offshore drilling machinein early next centuryLIAO Mo-sheng(Research Center of East China of CPPEI,Shanghai 200041,China)Abstract:This paper mainly introduces development of the offshore and ocean petroleum drilling machine in the world from 2000 to 2020.New equipment will be developed such as:1.High power drilling machine including:3.73～5.22 MW drawworks,60 1/2 inch rotorytable,4×(1.49～1.64)MW mud pump(with work pressure up to 34.47 MPa).2.Full hydraulic drilling machine including:drawworks,rotory table,mud pump.3.Ram rig.4 Auto controlled drilling machine.5.New type of top drive systems.6.Module drilling equipment.Key words:marine drillingrig;technique;equipment;capability;development;tendency根据当前和21世纪前期海洋石油钻井业向深水(1999-05，实际钻井工作水深已达2 347 m，1999年实际海底采油树的工作水深达1 853 m)、深井、大斜度井、大水平位移井(1999-01，达11 021 m，HD∶TVD＝10 497 m∶1 666 m＝6.3)、孔底多支井(1口井中有6口水平井)、控制自动化、电脑化、低成本、高效率等方向发展的趋势，世界海洋石油钻机相应得到很大发展。
海洋石油钻机的发展，在很大程度上代表和促进了陆地石油钻机的发展。
现将当前世界海洋石油钻机最新发展和未来20 a的发展趋向简述。
1 当今海洋钻采装备与技术能力随着海洋石油钻采能力向深水推移，更大的提升能力和钻深能力的钻机将得到发展和使用。
1998年，海洋石油钻井平台的钻井工作水深已超过2300m(见文献［1］的1998年4月号，Noble 钻井公司公布该公司浮式钻井工作水深达2305.2m，1999-05已达到2347m)。
由于钻井工作水深向深水推移和需从海底以下更深的地层(5000～6000m，乃至更深)钻采石油和天然气，以及为节约钻采平台的建造安装费，需以平台为中心进行钻采，将其半径从通常的3 km扩大至4～5 km，乃至更远，以及提升大直径钻杆(φ6 5/8英寸)和提吊深水大型隔水管和大型深孔套管等需要，发展更大提升能力的石油钻机将不可避免。
1998-05，在美国休斯顿召开的近海技术会议(OTC)推出由Continental Emsco公司制造的当时世界上第1台最大功率3.73MW的钻机绞车。
据称该绞车为第四代电驱动绞车，其提升的钩载能力超过907.4t［若以通常功率为2.24MW 的绞车，提升(钻深)能力为9 144 m；功率2.98 MW的绞车，提升能力为12 192 m的标准推算，则功率为3.73MW绞车的实际提升能力达15 240 m；若采用轻型组合钻杆，并结合采用顶部驱动在提升时旋转钻具，钻深能力将会更高］。
与此相配套的大通径转盘亦由Emsco公司推出，其通径为φ1537mm(60 1/2英寸)，额定死载荷达1000t。
该钻机已于1998年装备在堪称世界最先进、最庞大的钻井浮船之一的Discoverer Enterprise号上。
该船主尺度长254.5m×宽38.1m×深18.9m，可变载荷2万t,设计工作水深可达3048m，钻深10668 m(使用重型钻具)。
该船上为双联井架，高68.9m×长24.4 m×宽24.4m，采用两套同类型钻机及相应设备，钻井泵4台驱动功率为1.64 MW的Nat' 114-P-220型，该船采用最新的DPS-903DP 型动力定位系统，总功率为6×5.22 MW，11 kV系统。
目前，由Amoco公司作为操作者，已用于墨西哥湾深水域钻井；另外，还有驱动功率为4.92MW的Hiteco AHD型绞车，3×1.64 MW，51.71 MPa的泥浆泵分别装备将于1999年和2000年建成的工作水深达2590m，钻深能力达10700m的Sedco Express、Sedco Energy 和Cajun Express号这3艘类型相同的半潜式钻井平台上。
这3艘姐妹平台均采用DPS-3级动力定位系统，每艘平台的总功率为6×4.4～7×4.4MW，其转盘为Varco型，通径为φ1537mm(60 1/2英寸)；另外两艘半潜式钻井船RBS 8M和RBS 8D号同型号姐妹平台也安装了与前述相同功率的4.92 MW钻机，分别将于1999年和2000年投入使用。
最近，由韩国三星厂建造的Navis Explorer I型钻机，其钻井工作水深为3048m，钻深能力高达11000m，绞车功率达5.21 MW，配备4台功率各为1.49 MW 的泥浆泵，将安装在2000年建成的动力定位钻井浮船上。
海洋石油钻机在20世纪80年代末90年代初，所配备钻机绞车功率最高为2.24 MW，所配半潜式平台和钻井船最大工作水深为2 286 m，至1998年发展了功率为3.73 MW的绞车，配备在工作水深3 048 m的钻井船上；到2000年，功率为4.92 MW和5.22 MW的石油钻机将投入生产使用。
这充分说明随着海洋石油钻井、采油向深水推移，钻深能力更大的钻机已经得到发展和在21世纪初将得到推广并进一步发展及使用。
2 钻机向全液压传动方向发展全液压传动(主绞车、转盘、泥浆泵均采用)的石油钻机将成为常规机械传动钻机的换代产品之一。
90年代初，由美国Koomey公司与挪威合资成立的Maritime Hydraulics公司最新发展的由液马达驱动绞车、液马达驱动转盘和液压缸驱动泥浆泵的全液压驱动钻机，已安装在挪威国家石油公司所属的半潜式平台上，其主要规格参数如下：a)全液压传动的主绞车型号为MH-500-20，额定最大功率为2.94MW，额定常规功率为2 MW，快绳牵引力为500kN，滚筒速度为20 m/s(提升或下降)，滚筒尺寸为直径φ1273mm×长度1510mm，滚筒最高转速为300 r/min,钢丝绳直径为1 1/4 ～1 3/4英寸，碟形弹簧控制的刹车盘直径为φ2 220 mm，减速齿轮速比为1∶7.78，所需液压源液压系统为闭式回路，压力35 MPa，流量3500L/min，液压无级调速范围1∶1～1∶5.8，总质量37t，外形尺寸为5.20m×3.83m×3.04m。
b)全液压传动的转盘通径φ952.5mm和φ1257mm(可根据用户需求供应)，最大连续扭矩42kN.m，最大扭矩时的速度为125 r/min,最高转速为245r/min,驱动马达为4台，总质量14t。
c)全液压传动的泥浆泵(液缸驱动泥浆泵) 输出最大排量2500L/min，连续最大压力34.5 MPa，液压输入流量2500L／min,液压输入压力5～40MPa,最大冲次55min-1，进、排泥浆阀为4英寸(进入口)和4英寸(排出口)API阀，总质量8.7t。
上述全液压传动钻机的主要优点如下：a)可方便与电脑相联接，通过微电-电-液放大，实现整套钻机的回转、升降和泥浆供应量的无级调节，以实现钻井、升降电脑程序自动控制，并可以大大减少井场操作人员。
b)由于钻机旋转、升降和冲洗液的供给，均可实现无级调速、调排量，有优越的转速-扭矩、压力-排量性能曲线，从而可通过电脑优选参数，指令实现优选参数的钻进和提升时的恒功率调节，提高工作效率，并充分利用动力。
c)可在钻井工艺的全过程实现安全操作。
这是由于液压系统优越的压力—力矩指示和过载自动保护所决定的(过载即超液压、通过溢流阀卸荷)。
d)明显减轻设备质量和节约占用空间。
如上述液压泥浆泵在2500L/min排量和34.5MPa压力下工作，其输出功率相当于1.42MW，总质量为8.7t，比一般功率为1.19MW，总质量24.8t的泥浆泵(National-Oilwell 2-P-160型)和18.76t的泥浆泵(Gardner-Denver PZ11型1.19 MW)要轻得多。
上述主绞车的最大功率达2.98MW，而总质量为37t，比1625DE型(National-Oilwell公司的功率为2.24 MW的绞车)总质量39.53t和C-3-Ⅱ型的(大陆Emsco钻井设备公司的功率2.24 MW的绞车)总质量37.29t的单位功率质量亦明显降低。
e)对于全液压传动的泥浆泵还省去了一整套曲轴、齿轮传动机构和经常需要更换活塞的时间。
对于全液压传动的绞车，还具有下钻时的安全制动，没有转动时的运转惯性和具有大直径滚筒可使快绳平滑地运动和减少磨损等优点。
f)可以与全液压顶部驱动、铁钻工、自动排放钻具、液压机械手和天车型液压钻柱运动补偿器组合而成全部钻井工艺过程的自动化操作系统。
3 液缸升降型钻机具有强大的生命力早在1987年，液缸升降型钻机(Ram rig)已由Maritime Hydaulics公司开始开发，但当时对大液压功率的全液压传动尚缺乏经验。
从1994年开始，大型液缸升降型钻机的开发才得到实际启动。
该钻机最近又完善了设计，分别装备于1999年和2001年计划建成的West JutureⅡ和Stena Don号半潜式平台。
