深水钻井特大型装备国产化分析及建议.pdf

石油天然 气学报 江汉石油学院学报 2 0 1 0 年 8 月第3 2 卷第 4 期 J o u r n a l o f O i l a n d G a s T e c h n o l o g y J ． J P I A u g ． 2 0 1 0 V o 1 ． 3 2 N o ． 4 深水钻 井特大型装备 国产化分析及建议 刘ll晕 中 石油 科学技术研究院江汉机械研究所， 湖北荆州a a 4 o o o [ 摘要]在分析我 国深水钻井特大型装备 国产 化形势 的基础上，探讨 了中海 油对于深海钻采装备 国产化的 战略准备 ，列 出了第 6代 3 0 0 0 m 深水半潜式钻 井平 台、深水铺管起重船 “ 海 洋石油 2 0 1 ” 、 9号 自升 武钻井 平 台以及 N D B平 台等深水钻井特大型装备国产化成果 。最后建议加强 与国外深水石油钻采装备领 域的 技术交流和学术研讨活动，建 立以国内石油机械 制造企 业为 主体 、市场 为导 向、产 学研相结 合 的技 术 自 主创新体系，同时制定相 关的法律法规 ，积极为推广使用 国产深水钻井特大型装备创造条 件。 [ 关键词]深水钻 井；大型装备；钻 井平 台；国产化 ；建议 [ 中图分类号]TE 9 5 1 [ 文献标识码]A [ 文章编号]1 0 0 0 9 7 5 2 2 0 1 0 0 4 0 4 0 2 0 4 目前 ，我 国的海洋 油气 勘探 主要 是在 浅 水 区 水 深 4 0 0 m 以内 ，其 可动 用 的后 备 石 油资 源 已明 显 不 足 。深 水油气 开发 已经 被认为是 石油 工业 的一个 重要前 沿阵地 ，在 墨西哥 湾 、巴西 以及西非 等地 ，深 水石油开发已经有了极大的发展。但在我国，由于深水石油钻采装备比较落后 ，使得我国的深水油气开 发仍 处 于初 级 阶段 。 海上 特殊作 业 如安装 平 台、 吊装 重型设 备等 都需要 选用 自升式 或半潜 式钻 井平 台作 为支持 ，因 此海 上钻井 平 台及大 型深海钻 井船便 占首 屈一指 的地 位 。从 以往 的石 油开 采历 史来 看 ，水 深 3 0 0 m 以 上的海洋装备工程项 目，一直以来由国际知名的深海采油装备制造商垄断，如意大利的 S a i p e m、美国 的 J ． Ra y Mc D e r mo t t 和世界上 最 大的造 船企业 韩 国现代 重 工公 司等 。 国内深 海 石油 开采 的许 多关 键装 备 如大 型深海钻 井船 、大型起 重 铺 管船 等 大 多 都是 租用 这 些 公 司 的 。中金 公 司 的调 研 数 据显 示 ，2 0 0 7 年第 1 季 度 自升 式钻井 平 台 日均 租金平均 达 6 ． 8 4万 美元 ，半 潜式 钻 井平 台的 日均 租金 高 达 1 5 ． 1 1 万美 元 。并且 近几年 钻井平 台 日租金都 出现 了较大 幅度 的增 长 。按 照 国际通用 的统计 口径 计算 ，深水 开发每 一 口井 的费用大 约为 3 0 0 0万 美元 ，其 中大部分 都用 于深水 钻井船 的租用 ，并且 还会 视需求 涨价 。因此 ， 从经济角度来考虑，我国的深水钻井特大型装备也应当早 日实现国产化。 1 深水钻井特大型装备国产化形势分析及战略准备 1 ． 1 国产 化形 势分析 根据 国家 中长期 科技发 展规 划纲要 提 出的任务 ，本着 深化 浅海 、拓展 深远 海 原则 ，科技部 将从 基础 研究 、高技 术 、科 技支撑 和科 技平 台建设 等方面进 行统筹 安排 和落实 。首先 是加 强海洋 科技平 台建 设 ，进一步提高海洋科研能力 ；其次是实施大型油气田及煤层气开发国家重大科技专项，加强深海油气 开 发重 大关键技 术与装 备研 发 ；三是加大 对海洋 事业 发展重 大关键 问题 的科技 支撑力 度 。 近年来 ，中国海洋油气资源开发仍主要集中在 1 0 0 m水深以下的近海海域 ，深海油气田开发寥寥无 几 。为此 急需研 制深海 勘探开 发设备 ，如 深海石 油钻机 、移 动式钻采 平 台 、水 深 大于 5 0 0 m 的浮式 生产 系统 、海底集油站、海底井 口多相混输泵 、泥浆净化设备 、水下维修舱 、水下作业机器人 、声纳系统、 天然气水合物勘探及采收技术装备 引。 深海油气开发装备由于勘探设备技术含量 高，钻采设备稳定性 及精准性要求又十分苛刻，“ 十一五”期间在国内还不太可能大规模推开 ，但作为技术储备与前期准备 [ 收稿 日期]2 0 1 0一o 4 1 o [ 作者简介]刘峰 1 9 7 2一 ，男 ，1 9 9 8年大学毕业 ，工程师 ，现主要从事石油机械 的科研及编辑工作。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 3 2卷第 4期 刘峰 深水钻井特大型装备国产化分析及建议 的勘探钻 采技术 装备研 发 ，是必不 可少 的 。这就需 要集 中有 限 的科 技资 源 ，重 点扶持 有技 术基础 实力 的 企业 加快 发展 ，争取 在深水 关键领 域早 日取 得突破 。 1 ． 2战 略准备 随着油气开采不断向深海推进 ，南海海域较渤海和黄海要深许多，原有的深海采油装备也存在不断 升级 和更新 的需要 。业 界普遍 认为 ，中国深海 油气 田开发 较为 滞后 的主要瓶 颈之 一便是 深水 钻井 特大型 装备 。从 以往 的石 油开采 历史 来看 ，水深 3 0 0 m 以上 的海 洋装备 工程项 目，一直 以来 由 国际知 名 的深海 装备制 造商垄 断 ，如 意大利 的 S a i p e m、美 国的 J ． R a y Mc D e r mo t t 和世 界 上最 大 的造 船 企业 韩 国现 代 重工等公司。国内深海石油开采 的许多关键装备如大型深海钻井船、大型起重铺管船等大多都是租用这 些公 司的 。 深海 开发 ，设 备先行 。谈 到 向深 海进军 就不得 不 提 到 中国海 洋石 油 总公 司 简 称 中海 油 。作 为 中 国老牌 的海洋 石油 开采公 司 ，中海油用 自造 装备进 军海 洋深 水采油 的梦 想恐怕 要追溯 到其 成立 之初 。业 界盛传 ，2 0 0 5年前后引起全球轰动的中海油欲收购美 国尤尼科石油公司事件背后，就蕴含着中海油借 美 国老牌 石油 开采企业 尤 尼科强 大 的深 海钻 采技术 来摸 索大 型深水钻 井装 备 自主研制 的 良苦用 心 。包括 后来 2 0 0 6年 中海 油 收购尼 日利亚 南大西 洋石 油公 司海上 石油 开采许 可证事 宜 ，也不乏 此类 考虑 _ 5 ] 。 近几年 国际深水 钻井 特大 型装备 租赁 市场价 格 随 着 国际 油价 的水涨 船 高更 是 加 深 了 中海 油 的紧迫 感 。2 0 0 4年启 动 的青 岛海 洋石 油工程 制造 基 地就 不 难看 出 中海油 在 大 型海 上钻 井 平 台 以及 大 型深海 起 重铺 管船等关 键装 备建造 上 的前瞻性 考虑 。据 了解 ，该基地 面积 达 1 3 0 1 0 m。 ，到 2 0 0 9年 完 工后将 可 从事 1 5 1 0 t 级重的 F P s O及半潜式钻井平台的制造。“ 十一五”期间 ，中海油还将陆续投放上百亿元 到深水 钻井 船 、深 水铺管 起重船 等 在 内的大型深 水钻 井装备 的 自主开 发建造 上 ，并 且 中海油还 将建设 自 己的深 水实验 室 和深水作 业船 队l 2 ] 。 2 深水钻井特大型装备国产化成果 目前 ，中国近海石油装备如钻井平台 船 、采油树、单点系泊加浮式生产系统 、海底管线等的设 计 制造 与安装 已能全部 自主完成 ，川油 广汉宏 华公 司与宝 鸡石 油机 械公 司的海洋 交流 变频钻 机 、南 阳二 机 的海洋 钻修机 、中国船舶 重工集 团与上 海外 高桥造 船有 限公 司等 的钻井船 及浮 式储 油轮 、海洋石 油工 程公 司 的深 水铺 管船等口 ] ，不仅 能满 足 国内需要 ，部分 先进 产 品甚 至还 出 口国外 。现简要 阐述 目前我 国 深水 钻井特 大型装 备 国产化 的主要 成果 。 2 ． 1 中 国首座深 水海洋 钻 井平台在 沪开 工兴建 2 0 0 8年 4月 2 8日，代 表 当今世 界钻 井平 台先进 水平 的第 6 代 3 0 0 0 m 深水 半潜 式钻井 平 台在上海 外 高桥造 船有 限公 司开工兴 建 。这 是 中国首 次建造 深水钻 井特 大型装 备 。有 关人 士指 出 ，此举 不仅 填补 了 中 国在 大型深 水钻井 平 台项 目上 的空 白，而且对 于提高 深水作 业能 力和海 洋工业 装 备制造水 平 ，维护 国 家利益具 有重 要 的战略意义 。这 座世界 级深水 半潜 式钻井 平 台的拥 有者是 中 国海 洋石 油总公 司 ，由 中国 船舶 工业 集 团公 司第七 0八 研究所 和上 海外 高桥造 船有 限公 司联 合 承担详 细设计 与生 产设计 。该项 目是 中国实施 深水海 洋石油 开发 战略 的重点 配套项 目之 一 ，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 ，也是 中国继 1 9 8 3年成功 自主开发 “ 勘探三号”半潜式钻井平台后 ，时隔 2 0余年再次 斥巨资设计建造新一代特大型深水半潜式钻井平台。据介绍 ，该钻井平 台拥有 D P 3动力定位系统，可 以在 8 3 k m／ h 的 风 速 下 正 常 作 业 ，在 2 0 2 k m／ h的 风 速 下 生 存 。最 大 作 业 水 深 3 0 0 5 m，钻 井 深 度 1 2 0 0 0 m，设计 寿命 3 0年 ，入美 国船 级社 AB S 和 中国船 级社 c c s ，计划 于 2 0 1 0年 年底交 付 。 2 ． 2 熔 盛重 工大型 深水铺 管起 重船 “ 海洋 石油 2 0 1 ”正 式开 工建设 2 0 0 8 年 9 月 1 7日，江苏熔 盛 重工有 限公 司 深水 铺 管起 重 船 “ 海 洋石 油 2 0 1 ”正式 开 工建 设 ，此项 具 有 自主 知 识 产 权 的 深 水 油 田开 发 工 程 技 术 ，填 补 了 国 内这 一 领 域 的 空 白 。“ 海 洋 石 油 2 0 1 ” 总 长 2 0 4 ． 6 5 m，型宽 3 9 ． 2 0 m，作 业 吃水 7 ～ 9 ． 5 m，垂 线 间 长 1 8 5 m，型深 1 4 m，结构 吃水 1 l m，航 速 2 2 k m／ h ， 储 管能 力达 9 0 0 0 t ，作 业水深 范 围 1 5 3 0 0 0 m，起重 能力 4 0 0 0 ／ 3 5 0 0 t 艉 固定 后背 绳／ 全 回转模 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 石油天然气学报 江汉石油学院学报 2 O l O年 8 月 式 ，铺 管速度 5 k m／ d 。该船 由 中海 油控 股 的上 市公 司 海 洋 石 油 工程 股 份 有 限公 司全 额投 资 建 造 ， 建成后 由海洋石油工程股份有限公司负责运营 。 “ 海洋石油 2 0 1 ”是我国迄今以来第一个 自主详细设计和 建造的大型深水铺管起重船项 目，它的开发研制对加快我国深水油气资源的勘探开发将发挥重要的前导 性作 用 ，在对 中 国海 洋石 油总公 司 的长 远发 展 和 我 国推 进 深海 油 气 开 发具 有 重 大影 响 和重 要 意义 的同 时，也必将推动熔盛重工成为中国海洋深水装备船的 “ 领跑者” 。 2 ． 3 宝石机械 公司成 功研 制 国 内首套 大型 深水钻 井装 备 2 0 0 8年 1 2月 2日，中国石油 集 团海 洋工 程公 司 9号 白升式 钻井 平 台签字 交 工仪 式在 大 连港 隆重举 行 。宝石 机械公 司研 制 的国 内首 套大 型深水 钻井 系统装 备正式 交付 用户使 用 ，这是 国产钻 机首 次装备 到 9 0 m 以上作业 水深 的 自升式钻 井平 台上 。它标 志着 国产 品牌海洋 钻机研 制 已经 达到 一个 新 的水 平 。9号 自升 式钻井 平 台是按 照美 国船级 社 和 中 国船 级 社 现 行规 范 和 规 划设 计 建造 的 ，结 构 为 塔 型海 洋 动 态井 架 ，井架有 效 高度为 4 7 m，最 大钩 载 4 5 0 0 k N，最 大作 业水 深 9 1 ． 4 m，最 大钻 井深 度 7 0 0 0 m。该 平 台技 术先 进可靠 、布局合 理 、结 构 紧凑 、轻 便 ，较好 地满 足了海上 复杂 钻井工 况 的需 要 。 9 号 自升式 钻井 平 台是 中国石 油集 团海 洋工 程公 司 目前 作业水 深最 深 的一 座 自升式 钻 井平 台 。我 国 海洋石油钻井装备过去主要依赖进口，9号 自升式钻井平台的交付使用，将大幅提升中国石油海洋工程 的装 备能力 ，对 加快 我 国海 上油气 勘探 开发具 有 重要 的意义 。 2 ． 4 国内深水钻 井特 大型 装备 设计和 建造 技术取 得新 突破 2 0 0 9年 2月 1 3日，由大连船 舶重 工为美 国 No b l e 公 司 改装 建造 的深水 半潜 式钻 井平 台 简称 ND B 平 台顺利 签 字 交 工 。标 志着 我 国在 大 型 深 水 海 洋 工 程 装 备 设 计 和 建 造 技 术 方 面 取 得 了新 的 突 破 。 ND B平 台历 时两年 建造 完工 ，是 目前 国际上 最先 进 的半 潜式 钻 井平 台 。平 台 的概 念设 计 和 基本 设计 由 国外引进 ，详细设计 、生产设计和建造工艺由大连船舶重工为主完成 。该平台改建工程包括原主船体结 构 的改装 和设备 、系 统 的新 建两 部分 ，在保 留少 量结构 的基础 上 ，进 行大 量结构 的新 建 。设 计建造 既受 原有 结构 的限制 ，又要 保证 新结 构高效 、安全 建造 ，需要 大量 的技术研 究 与创新 ，具有 较 高的设计 建造 难 度 。 3 国产化建议 3 ． 1 客观 认识我 国深 水钻 井特大 型装 备的 自主创 新水平 ，加 强与 国外 技术 交流和 学术研 讨活 动 应该 承认 ，我 国在深水 石油 钻采装 备领域 与 国外先 进水平 尚有不 小差距 ，因此 ，应 该客 观认识 我 国 的 自主创新 水平 ，既不 可妄 自菲薄 ，也 不可 妄 自尊大 。我 国应该 首先 强化 海洋石 油工程 基础工 作 ，进一 步从政策引导的角度出发 ，制定产业政策，发展深海产业 。我国作为全球深海产业的重要参与者，目前 迫切 需要从 国家政策 高度制 订一 个长远 的深 水石 油钻采 装备 国产 化发 展计 划 。我 国 的石 油科研 工作 者应 该尽快学习、掌握并创新应用深水油气开发技术 ，突破海洋油气开发的核心技术 ，对于尽早 自主开发我 国深水油气田资源有着重大的意义。深水油气开发技术涉及到多领域 、多学科的研究 ，建议今后加强与 国外深水钻井特大型装备领域 的技术交流和学术研讨活动，促使我国科研人员能够更加系统而深入地 了 解 和研究 国外先 进 的深水钻 井特 大型装 备 。 3 ． 2建立 以国 内石 油机械 制造 企业为 主体 、市场 为导 向 、产 学研相 结合 的技术 自主创 新体 系 要结合 国家 中长期 科技 规划 纲要 的实施 ，建立 以 国内石油机 械制造 企业 为主 体 、市场 为导 向 、产 学 研相结合的技术 自主创新体系，全面增强我国深水钻井特大型装备的自主创新能力。要推动企业尽快成 长为 “ 三个主体” ，即研究开发投入的主体、技术创新活动的主体和创新成果应用的主体 。在充实和完 善 现有 国家工程 研究 中心 、国家 级技术 中心 的基础 上 ，新建 一批 国家工 程研 究 中心 、国 家工程 实 验 室 、 国家级企业技术 中心。选择深水钻井特大型装备领域的关键技术 ，组织有实力 的石油机械制造企业 、石 油 高校 和相关 的科研 院所联 合攻关 ，重 点研究 开发 张力腿 TL P 平 台 、新 型 自升 式平 台 、深水 大型 海 洋工程工作船和辅助船、深海浮式设施锚泊系统、浮动生产钻井存储油装置 F P DS O 、浮式液化天然 气 生产储 卸装 置 I NG F P S O等装备 ，加 强超大 型浮式 结构物 关键技 术 的跟踪研 究 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 3 2卷第 4期 刘峰 深水钻井特大型装备国产化分析及建议 3 ． 3 创 建大 型工 程公 司 ，建 立健全 政府 对产 品和 技术 引进 的管理 和协调 机 制 创 建一批 集 系统 设计 、系 统集成 、工 程总 承包 和全 程服务 为一 体 的大型工 程公 司 ，参 与 国家重 点工 程项 目的建设和管理 。鼓励支持国内有条件的重点石油装备制造企业 “ 走出去” ，从有利于 自主研发能 力形成的角度调整国际合作 的方向，在支持引进先进生产技术的同时更多地支持企业引进源技术 ，在支 持 购买深 水钻井 特大 型装备 产 品的 同时更 多地鼓 励 国际性 合作 开发 ，建立 健全政 府对 产 品和技术 引进 有 效 的管理 和协调 机制 。与此 同时 ，要 切实做 好重 点石 油装 备制造 企业 重组 并购 和组织 结构 优化 的宣传 工 作 ，鼓励 国 内重 点石 油装备 制造 企业并 购参 股 国外先 进 企业 ，学 习 对方 的核 心技 术 ，利 用其 品牌 优势 ， 开 拓 国际 市场 。鼓 励 企业通 过上 市融 资 、发 行企 业债券 等 市场化 方式筹 集 资金 。尤其在 企业 发行债 券方 面 ，相关部 门要 加大 对深水 钻井 特大 型装备 制造 企业 的支持 力度 。 3 ． 4充分 利用发 展 中国家 的 “ 后 发效 应” 。通过 技术创 新 。实现 跳跃式 发展 以 “ 市 场导 向 、技 术创新 、加 大投 入 、跨 越发 展” 作为 我 国深 水钻 井特 大型装 备 国产 化发 展 的战略 模式 ，充分 利用发 展 中国家 的 “ 后 发效 应” ，通过技 术创 新 ，跨 越 某些技 术发 展 阶段 ，实 现跳跃 式 发展 ， 以达 到或者 赶超 国际先进 水平 的 目标 。国 内具 有雄 厚石 油钻采 装备 研发 实力 的石油 机械制 造企 业 ，应瞄 准深水 钻井 特大型 装备研 发这 一新 的 目标 求发 展 ，彻 底摆 脱陆 上钻 采装备 残酷竞 争 的束缚 ，重 视产 品质 量 ，注重 产 品外观 ，强化 产 品 HS E设 计 ，更 重 要 的是 遵 循 国际 准则 ，符 合 国 际标 准和 规 范 的要 求 ，获 得 AP I 等 国际 证 书 。与此 同时 ，国 内石 油 机 械制 造 业要 持 续 大力 发 展 ，必 须逐 步 改 变深 水钻 井 特 大 型 装备长期依赖国外的现状 ，由此拓宽 自主创新领域 ，力求在深水钻井特大型装备 国产化研制上有所突 破 。 3 ． 5 制定 相关 的法律 法规 ，积极 为推 广使 用深水 钻 井特大 型装 备创造 条件 借鉴国外通行做法 ，着手研究制定相关的法律法规 ，为 “ 国货国用”提供必要的法律保障，积极为 推广使 用 国产深水 钻井 特大 型装备 创造 条件 。与此 同 时 ，加 强政府 采购 的监管 ，配合财 政部抓 紧研 究 出 台有关 规定 。联合 保监会 等 部 门 ，研究 建立 由项 目业 主 、石油 装备 制造 企业 和保 险公 司风险共 担 、利益 共享的重大技术装备保险机制 。引导用户单位和项 目业主合理选择技术路线和产品规格 ，支持深水钻井 特大型 装备 国产化 。加强 政府 监管 和舆论 监督 ，防止 装备 招投 标过程 中歧 视 国产装备 。 3 ． 6 加 大深水 钻 井特大 型装备 的宣 传力 度 ，同时要 注意调 动 用户企 业 的积极性 在大力宣传深水钻井特大型装备制造企业的同时 ，更加注意调动用户企业的积极性 。用户的支持是 自主创新 的动力 和取 得成 功 的重 要保证 ，重 大技 术装 备 的 自主化 要 以服务用 户 为宗 旨 ，以用 户 的需求 为 导向。各相关媒体在宣传石油装备制造企业努力增强 自主创新能力、提高产品质量的同时 ，要大力弘扬 用户企业以民族振兴为己任 ，努力为国产装备的应用提供机会、创造条件的先进事例 ，调动用户企业的 积极性 和 能动性 ，增强 他们 的爱 国热情 和 民族 自豪 感 ，与石 油装备 制造 企业共 同把 深水 钻井 特大 型装备 国产化 工作 推 向深人 。 [ 参考文献] [ 1 ]周守为，曾恒一 ，王伟元 ，等 ．中国海洋石油高新技术与实践 E M]．北京 地质出版社，2 0 0 5 ． 2 5 3 6 E 2 3李国荣 ．我 国深水石油钻采装备现状及发展建议 [ J ]．石油机械 ，2 0 0 9 ，3 7 8 8 7 ～9 1 ． [ 3 ]张波 ．开发海上深水边 际油田的尖端技术装备 一[ J ]．石油机械 ，1 9 9 9 ，2 7 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