深水钻井关键装备现状与选择

深水海洋石油钻井装备发展现状发布时间：2022-09-27T02:23:47.332Z 来源：《科技新时代》2022年第3月第5期作者：王海强[导读] 深水海洋石油钻井装备，要兼顾储备石油空间、抵御灾害条件、王海强身份证号码：37028319910421****摘要：深水海洋石油钻井装备，要兼顾储备石油空间、抵御灾害条件、听从人员指挥等多方面的优良性能，才能够适应较为复杂的深海领域及石油资源的开采、运输等具体要求。

它的发展现状，主要以使用科学系统技术、引入合理功能技术等内容为主，存在比较全面的装备改造及空间利用率。

关键词：石油；装备；深海领域前言：深水海洋石油资源较为丰富，可供人们用于制造各式各样的化学用品。

但它所处的位置和深度，也给人们利用钻井装备的开采过程带来难题。

由于海水本身就存在一定的水压条件，导致一般的钻井装备在进入到深海领域中时，容易被卷入到气压和漩涡当中，难以保障人员在资源开采过程中发挥技术特长。

因此，正在发展当中的大量石油钻井装备，都已经开始逐步克服深海资源环境变化方向发展。

一、使用更能适应海洋环境半潜式装备深海领域内的大量生物生活痕迹，能够被人们通过窥探设备进行调查。

但它们所遗留和形成的各类资源，却不是通过简单了解就能获取的。

每次进行石油钻井任务前，技术人员都会首先分析深水海洋当中是否存在一定的生物风险，对一些可能存在的大型生物或聚集群体进行躲避。

之后再对可能存在石油资源的位置环境，实行大片海域之内的可视程度观察，以方便人员在设备中能够安全潜入，和指挥对环境中资源的开采。

如果人员盲目潜入到深水海洋中，必然会因适应不了这个领域当中的积压和氧气含量，而随时随地背着氧气装置前行，那么他们完成任务的时间就会大大缩短。

因此，人员需要使用一些半潜式装备，来完成对实际海洋环境的观察，并增强这类装备适应整个环境的抵御功能，帮助人员更好的了解和完成，对深海领域内石油资源基本状况的调查和深度开采计划。

深水钻井技术装备现状及发展趋势近年來，人们生活水平不断提高，人们生产、生活的有序运行离不开资源的持续供应，基于此，深水钻井技术装备不断升级，以此增加石油资源数量，确保天然气资源更好的满足应用需要。

但随着钻井深度的增加，深水钻井技术应用阻力不断加大，为了提高深水钻井技术装备利用率，扩大深水钻井技术装备应用空间，本文针对该论题深入探究，希望能为同行提供借鉴。

标签：深水钻井技术；现状；趋势前言：随着科学技术的不断升级，深水钻井技术装备相应改造，以此丰富油气资源开采量，提高深水钻井技术水平。

对比于西方国家，我国深水钻井技术装备利用现状不容乐观，因此，我国应主动向西方国家借鉴先进经验，以此突破钻井技术应用阻力，取得良好的应用前景。

1深水钻井技术应用常见阻力深水钻井技术应用过程中受较多因素影响，常见影响因素包括水深、天然气水合物、海底低温、环保政策、千层气体及气流等，各方面阻力分析介绍如下。

1.1水深深水钻井活动主要在水深大于0.5km的位置展开，钻井平台具有悬浮式、移动式特点，水深增加的同时，钻井平台载荷相应增加，对此，应扩大钻井平台规模、提高定位准确定，以此抵御洋流冲击，增强钻井平台稳定性。

此外，相关操作设备精密度大大提高，灵活性不断增强。

1.2天然气水合物深水钻井技术开展期间极易遇到固体天然气水合物，这类固体物质清除难度较大，如果清除工作未能及时推进，那么最终会出现导管堵塞现象，最终产生严重的钻井事故，大大降低钻井作业安全性。

1.3海底低温海底低温环境会在短时间内增强钻井液粘结强度，影响油基钻井液体系稳定性，最终会对深水钻井技术顺利应用增加阻力，导致钻井效率大大降低。

不同海水区域水温不相一致，因此，深水钻井技术应用的过程中应考虑所在区域海水温度。

1.4环保政策海洋环境保护工作推进的过程中，应遵循国际环境保护规定，相关规定明确支持，海洋接收的废弃物应具有可降解、无毒、清洁等特点。

这在一定程度上影响深水钻井技术施工技术，同时，钻井成本大大提高。

0 引言根据2002年世界石油大会对海洋勘探开发水深的划分，400米以内为常规水深，400－1500米为深水，1500米以上为超深水。

据世界石油机构统计，海洋的平均深度为3730米，海深3000－6000米的海域占海洋总面积的74％。

世界已探明的海洋石油储备80％以上在深海。

从海上钻井方式及水深来看，海洋油气的开采逐渐趋向深海化，钻井深度已由20世纪70年代的500米发展到目前的3000米。

近年来，中国海洋石油集团公司（以下简称中海油）在海上油气勘探与开发取得了令人瞩目的成就，但随着老油田产能的快速递减，重质稠油油田、边际油田的份额增加等情形的加剧，向海洋深水领域进军、向深水技术挑战已愈发迫切。

1 我国深水石油钻采装备现状我国海洋油气开发已有近40年的历史，取得了巨大的成绩。

深海油气开发的兴起，导致海洋油气钻采装备需求大幅增加，主要有：深水半潜式钻井平台、深水钻井浮船等钻井装备；浮（船）式生产储油卸油装置（FPSO）、半潜式平台生产系统、自升式平台生产系统和驳船式生产系统等移动式海上采油（生产）装备、浮式起重机、大型液化天然气船(LNG)、超大型油船（VLCC）、深水导管架及辅管船等。

我国深水石油钻采装备的业历经了一条曲折之路。

1.1 初期发展阶段（2000年以前）2000年以前，我国依靠自行设计制造力量，先后建成渤海1号、3号、5号、7号、9号共5艘自升式钻井平台，建成胜利1号、2号、3号共3艘坐底式钻井平台，以及勘探1号双体式钻井自由式浮船、勘探3号半潜式钻井平台各1艘，渤海明号和渤海友谊号共2艘海洋浮式采油（生产）储油和卸油装置。

1.2 持续发展阶段（2000－2006年）2000年后，我国先后又完成了渤海长青号、渤海世纪、渤海奋进号、海洋石油3号等FPSO的自行设计；完成了宾果9000系列共4艘超深水半潜式钻井平台的船体建造以及15万吨、17万吨、21万吨级别的FPSO的建造，初步具备了30万吨级别FPSO的船体设计与制造能力。

我国深水石油钻采装备现状及发展建议近几年来，我国海洋石油总公司在海洋油气勘探开发方面取得了突出成就。

但随着老油田产能的快速递减，重质稠油油田、边际油田的份额增加等情形的加剧，“向海洋深水领域进军，向深水技术挑战”已愈发迫切。

现阶段，深水油藏的勘探开发已成为世界跨国石油公司的投资热点，而中海油也将深水勘探作为未来主攻方向之一。

标签：深水;钻采装备;钻井平台深水石油钻探设备定位进行了初步探索，提出了深度开发计划，并建立一个多元化和多渠道投資体系，一系列深水钻井技术交流和技术储备，发展具有自主知识产权的深水钻井设备和优先级实现本地化的大型设备配件等等很多建议。

一、我国深水石油钻采装备现状1.初级发展阶段。

这一阶段具有代表性的装备是研制成功我国第1艘半潜式钻井平台———勘探3号半潜式钻井平台。

该半潜式钻井平台填补了多项国内空白，是我国造船工业的一个重要突破。

它是我国自行设计和建造的第1艘半潜式钻井平台，性能优良，设备先进，安全可靠，达到当时国际上同类型钻井平台的水平。

建成后立即投入到东海油气田的勘探工作中，陆续发现了平湖等许多高产油气井，并曾创出当时我国海上钻井深度达5000 m的纪录，为我国东海油气田的开发做出了重大贡献。

2.持续发展阶段，这一阶段我国成功设计与建造的渤海友谊号浮式生产储油船技术先进，它对世界FPSO技术的贡献在于首次将FPSO用于有冰的海域。

渤海友谊号机动灵活，已成功地用于渤海3个油田的开发。

该船是获得奖项最多、最高的项目，也是我国海洋工程具有标志性的项目。

紧随其后的伊朗戴维尔（Iran Daiver）号是我国为伊朗国家油轮公司设计建造的30万t超大型油船（VLCC），它是我国首制的超大型油船。

该船与国际上常规型VLCC相比，具有突出的优越性，即航速高、结构疲劳寿命长、自动化程度高，全船的振动达到了DNV关于客船舒适等级的最高要求。

3.有所突破阶段，将由上海外高桥造船有限公司承建的中国海油深水半潜式钻井平台是国家中长期科技发展规划及国家863高科技发展规划的重点项目，并作为拥有自主知识产权的重大装备项目纳入国家重大科技专项。

深水海洋石油钻井装备发展现状摘要:为加快我国深海油气开发的步伐,有必要深入调研和跟踪国外深水油气勘探的动态和成功经验,了解国外深水海洋石油钻井装备的结构特点、现状和技术水平。

对国外深水半潜式平台和钻井船的特点、现状及发展趋势,深水平台钻机和隔水管系统的发展现状和技术水平,以及深水钻井防喷器系统的工作特点及应用情况做了介绍,对我国深水钻井领域的发展具有指导作用。

关键词: 深水钻井;半潜式平台;双井架钻机;隔水管系统;水上防喷器当今世界油气储量迅速递减,陆上石油资源紧缺问题日渐突出,而占地球面积70%以上的海洋,预计油气储量相当可观。

据估计,全世界未发现的海上油气储量有90%是在水深超过1000 m以下的地层中。

我国深水海域也十分广阔,蕴藏着丰富的油气资源,但是目前我国的深水钻探开发仍处于起步阶段,深水钻完井技术与国际先进水平相比存在很大差距,在很多方面缺乏自主的关键技术,已成为我国深水油气勘探开发的瓶颈。

因此,有必要深入调研和跟踪国外深水油气勘探的动态和成功经验,了解国外深水海洋石油钻井装备的结构特点、现状和技术水平。

1 深水半潜式钻井平台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,坐底式平台、重力式平台、导管架平台、自升式平台等主要作业于浅海区域,随着油气勘探开发日益向深海推进,张力腿平台也显示出其局限性,钻井船和半潜式平台成为主要选择,然而半潜式钻井平台由于具有极强的抗风浪能力、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,在深海能源开采中具有其他型式平台无法比拟的优势。

1. 1 结构和运动特点半潜式钻井平台上部为工作甲板,下部为2个下船体,用支撑立柱连接。

工作时下船体潜入水中,甲板处于水上安全高度,水线面积小,波浪影响小,稳定性好、支持力强、工作水深大,新发展的动力定位技术用于半潜式平台后,到21世纪初,工作水深可达3000 m,同时勘探深度也相应提高到9000～12000 m。

钻井装备的现状与发展前景摘要:我国石油钻井装备已初步踏入国际市场。

为了适应这种形势,在发展常规钻井装备方面,要建立名副其实的质量管理体系,切实改善产品的制造质量;要以提高钻机运移性、增强设备对当地环境和后勤保障条件适应能力为主要目标,改进产品设计;要借鉴国外新近出现的创新技术,有计划地发展新产品。

在发展新技术新装备方面,钻井液池容积统计系统和早期井涌探测仪等自动化检测仪表、轻便顶驱装置、旋转闭环钻井系统、欠平衡压力钻井技术和功率大重量轻的五缸钻井泵等,都是值得下力气研究开发的项目。

关键词:钻井;设备;发展随着我国对国际石油资源开发的参与,国产石油钻井装备已初步踏入国际市场。

为了适应这种新的形势,有必要探讨我国石油钻井装备的发展战略。

1、常规钻井装备的现状(1)钻机形成系列,基本满足国内市场需要根据GB1806—86《钻机型式与基本参数》形成的钻机系列包括了钻深从1500m至6000m 的钻机,基本满足了国内钻井需要。

但这种钻机系列存在基本参数与国外钻机不相符合的问题。

国外钻机的钻深是按照φ73~127mm(~5英寸)钻杆尺寸给出的,国标则是统一按φ127mm 钻杆标称钻深。

现在各厂家已经仿照国外规定标明钻深,国标也将作出相应修改。

(2)主要部件基本适应国际市场需要国产钻机部件,特别是按照引进技术生产的钻机部件,已能基本适应国际市场的要求。

外商认为我国的“石油钻机部件可用,距离世界先进水平尚有15~20年差距”。

这里所谓的差距,主要是指产品的质量水平和技术性能与国外新产品的差距。

(3)配套部件或零件与国际标准差距较大①机械传动钻机国际上钻深3000m以浅的钻机主要是机械传动钻机。

为了简化传动,采用柴油机加阿里森传动箱结构。

国产高速柴油机和阿里森传动箱等技术较复杂的产品的综合技术性能较差,尚未达到先进水平。

②电驱动钻机国产电驱动钻机已经开始由AC-SCR-DC驱动向AC变频驱动过渡。

但目前国产电气设备不论产品规格或者产品质量,都与国际先进水平还有一定距离。

深水钻井的难点及关键技术随着油气资源的持续开采,陆地未勘探的领域越来越少,油气开发难度越来越大。

占地球面积70%以上的海洋有着丰富的油气资源,油气开发重点正逐步由陆地转向海洋,并走向深海。

目前,国外钻井水深已达3000m以上,而我国海上油气生产一直在水深不足500m的浅海区进行,我国南海拥有丰富的油气资源,但这一海域水深在500~2000m,我国目前还不具备在这样水深海域进行油气勘探和生产的技术。

周边国家每年从南沙海域生产石油达5000X104t以上，相当于我国大庆油田的年产量，这种严峻的形势迫使必须加快我国南海等海域的深水油气勘探开发。

石油工业没有关于“深水”的预先定义。

“深水”的定义随时间、区域和专业在不断变化。

随着科技的进步和石油工业的发展，“深水”的定义也在不断发展。

据2002年在巴西召开的世界石油大会报道，油气勘探开发通常按水深加以区别：水深400m以内为常规水深400m-1500m为深水，超过1500m为超深水。

但深度不是唯一的着眼点，只要越过大陆架，典型的深水问题就会出现。

一、深水钻井的难点与陆地和浅水钻井相比,深水钻井有着更为复杂的海况条件,面临着更多的难题,主要表现在以下几个方面。

1、不稳定的海床由于滑坡形成的快速沉积，浊流沉积，陆坡上松软的、未胶结的沉积物形成了厚、松软、高含水、未胶结的地层。

这种地层由于沉积速度、压实方式以及含水量的不同，所以它们的活性很大，给导管井段的作业带来了很大困难。

河水和海水携带细小的沉积物离海岸越来越远，这些沉积物由于缺乏上部压实作用，所以胶结性差。

在某些地区，常表现为易于膨胀和分散性高，这将会导致过量的固相或细颗粒分散在钻井液中。

2、较低的破裂压力梯度对于相同沉积厚度的地层来说，随着水深的增加，地层的破裂压力梯度在降低，致使破裂压力梯度和地层孔隙压力梯度之间的窗口较窄，容易发生井漏等复杂情况。

在深水钻井作业中，将套管鞋深度尽可能设置得深的努力往往由于孔隙压力梯度与破裂压力梯度之间狭小的作业窗口而放弃。