海洋石油钻井技术重要性与发展趋势论文_陈林

海洋石油钻井技术重要性与发展趋势论文_陈林

摘要:我国的经济得到了迅速的发展,各种资源的利用率也大幅度提高,其中海洋石油就得到了大力开发。随着海洋石油需求量的增加,海洋石油钻井技术也显得至关重要。因此,本文从海洋石油钻井技术着手,对海洋石油钻井技术的重要性、海洋石油钻井现状以及海洋石油钻井技术发展趋势进行探讨。

关键词:海洋石油;钻井技术;重要性;特点;发展趋势

一、海洋石油钻井技术的重要性

1.1为经济发展提供前提

随着我国经济持续高速增长,油气资源需求量大幅度增加,但是有限的油气资源已经不能满足经济发展的需要,油气资源供应不足将成为阻碍经济发展的主要矛盾。因此,大力研发海洋石油钻井技术,开发海洋石油资源,促进经济快速发展。

1.2为实现可持续发展目标提供保障

实现经济的可持续发展是我国的一个经济增长目标。海洋石油钻井技术的开发与使用,已经成为实现能源可持续发展的战略重点,并且为其提供了保障。近些年来,我国提高了油气资源的占有量,加快国内油气勘探开发,大力拓展海外,充分利用国内外市场,从而保证石油安全稳定的使用。

1.3为促进国家能源稳定提供条件

海洋石油钻井技术的使用是直接关系到海洋油气资源开发、影响国家能源稳定和经济安全的战略产业。随着海洋石油钻井技术的发展、创新,我国的石油资源得到了充分的开发,弥补了我国能源短缺的问题,这为促进国家能源稳定提供条件。

二、海洋石油钻井平台技术特点

1.作业范围广且质量要求高

移动式钻井平台(船)不是在固定海域作业,应适应移位、不同海域、不同水深、不同方位的作业。移位、就位、生产作业、风暴自存等复杂作业工况对钻井平台(船)提出很高的质量要求。如半潜式钻井平台工作水深达1500~3500m,而且要适应高海况持续作业、13级风浪时不解脱等高标准要求。

2.使用寿命长,可靠性指标高

高可靠性主要体现在:①强度要求高。永久系泊在海上,除了要经受风、浪、流的作用外,还要考虑台风、冰、地震等灾害性环境力的作用;②疲劳寿命要求高。一般要求25~40a不进坞维修,因此对结构防腐、高应力区结构型式以及焊接工艺等提出了更高要求;③建造工艺要求高。为了保证海洋工程的质量,采用了高强度或特殊钢材(包括Z向钢材、大厚度板材和管材);④生产管理要求高。海洋工程的建造、下水、海上运输、海上安装甚为复杂,生产管理明显地高于常规船舶。

3.安全要求高

由于海洋石油工程装置所产生的海损事故十分严重,随着海洋油气开发向深海区域发展、海上安全与技术规范条款的变化、海上生产和生活水准的提高等因素变化,对海洋油气开发装备的安全性能要求大大提高,特别是对包括设计与要求、火灾与消防及环保设计等HSE的贯彻执行更加严格。

4.学科多,技术复杂

海洋石油钻井平台的结构设计与分析涉及了海洋环境、流体动力学、结构力学、土力学、钢结构、船舶技术等多门学科。因此,只有运用当代造船技术、卫星定位与电子计算机技术、现代机电与液压技术、现代环保与防腐蚀技术等先进的综合性科学技术,方能有效解决海洋石油开发在海洋中定位、建立海上固定平台或深海浮动式平台的泊位、浮动状态的海上钻井、完井、油气水分离处理、废水排放和海上油气的储存、输送等一系列难题。

三、我国的海洋石油钻井平台技术的现状

3.1建造技术逐步成熟

我国的海上石油开采技术已经经历了几十年的发展,现有几十座海上移动式钻井平台,为我国的石油资源的开发做出了巨大的贡献。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆目前我国的海上石油钻井平台技术已经日益趋于稳定与成熟,在发展过程中拥有了海上平台及船体的丰富的建造经验,已逐步的缩小与世界先进水平之间的差距。

3.2配套设备性能趋于稳定

海洋石油平台技术的配套设备要比陆地钻井所需的设备要求更为苛刻,主要体现在配置的可靠性、安全性以及自动化程度上。目前我国的石油平台技术配套设备中钻井泵、驱动钻机以及钻井控制设备等都趋于稳定,可以满足几千米以内的海洋石油资源的开发需求。

3.3深海石油开发技术及设备迅速发展

我国现在的海洋石油钻井技术的应用较多的集中在较浅的海域中,但是由于浅水区的石油资源有限,近海海域的石油资源已经不足以满足日益增长的能源需求,因此对于发展深海海域的石油开发工作显得十分重要。虽然我国的深海石油开发技术仍处于起步阶段,但是随着科学技术的不断发展以及相关部门的重视程度的不断增加,深海石油开发技术将会逐步成熟。

四、海洋石油钻井平台技术缺陷带来的不利影响

由海洋石油钻井平台的技术特点可以看出,在钻井技术应用过程中必然存在着诸多的缺陷,具体有复杂性、可燃性以及多样性等缺陷,此外我国的设备国产化程度较低以及现有钻井平台的数量不足等都制约着钻井平台技术的发展,下面是钻井平台缺陷所带来的不利影响。

4.1钻井平台容易引起火灾

海上石油钻井平台在运行过程中接触的可燃物的种类及数量较多,这些可燃物接触到很小的火源就有可能引发重大的火灾。同时由于在海上作业时受到环境的影响较大,比如海上风浪影响火势的方向趋势不容易把握,因此发生火灾时难以进行控制。

4.2钻井平台容易破坏环境

由于开采出的石油多为原油,其中含有的各种元素的含量都较大,一旦出现泄漏现象将会对钻井平台周围的海域造成难以恢复的影响。此外,在原油中还含有大量的对环境有害的多种气体,经风一吹将会对大范围的空气造成严重影响,若气体进入高空伴随雨水降落对环境的影响更大。

4.3钻井技术容易造成经济损失

深海石油钻井平台技术涉及的领域广、实施的难度大以及设备的高精度与现代化程度导致了钻井技术是一门耗费经济极大的技术,而一旦出现火灾或者其他事故所引起的经济损失也必然是巨大的。不仅对精密设备及技术造成严重影响,还对工作人员的生命财产安全造成巨大的威胁。

五、海洋石油钻井平台技术的发展趋势

科学技术的发展带动了海洋石油钻井技术向更高水平进一步的发展,其在钻井平台技术中的应用大幅度的提升了海洋石油资源的开采效率,对于石油资源的开采量及开采速度的提升、开采难度的降低以及开采范围的扩大都做出了巨大的贡献。现在发达国家已经基本实现了开采作业的现代化、一体化、自动智能化等特点,这也是我国努力追赶的目标和方向。

5.1钻井平台自主操纵技术的增强

在海洋石油钻井平台技术应用中,依靠计算机形成的自动化操纵技术是未来石油开采行业的发展方向,工作人员可以在平台总利用自动操纵技术实现人机操作,并实现作业过程中的探测、数据获得、数据分析处理、决策以及通讯管理等的自动化,可以加强对石油开采设备的自动化控制。

5.2自升式钻井平台载荷不断增加

利用现代化技术增大平台上载荷的安全可靠能力,在原材料的选择方面选用高强度钢以提高平台上载荷、平台的排水量以及平台作业深度与平台自身重量的比例。平台载荷的不断增加就要求钻井平台有长时间连续工作能力,并不断地辅助以现代化设备。

5.3钻井平台的集成能力增强

未来的钻井平台已经不再局限于某种功能,而是要综合集成钻井、修井、适应多种环境的采油需求,可以在平台上分别配备动力系统、维修系统、生产系统以及控制系统等,使之在有限的空间内发挥更多的功效。

5.4数据挖掘系统的完善

通过数据挖掘系统能够将石油资源开采过程中的数据实现统一调配运行,并且可以根据实际情况通过数据分析得到下一步的战略部署,以指导进一步的开采作业,这是自主智能控制技术的延伸。

结束语

海上钻井平台是保证海洋石油资源能够顺利开采的重要保障,能够有效的对石油开采技术进行革新,大幅度提升石油的开采效率与安全。而目前,我国的石油开采设备仍与发达国家存在一定的差距,较多的关键设备的主要来源仍然是进口,这就要求我们不断发展与创新石油钻井技术,早日实现石油开采设备与技术的国产化与现代化,推动我国海洋石油资源开采事业的进一步发展。

参考文献

[1]方华灿.对我国深水半潜式平台设计的几点浅见2015.3

[2]吴萍.我国石油钻井技术现状及发展趋势初探2014.7

[3]卜善祥,吕宾.关于我国建立石油储备的思考2011.9

论文作者:陈林

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第18期

论文发表时间:2018/11/2

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