海洋結(jié)構(gòu)物制造工藝前言

當今世界面臨著人口、資源和環(huán)境三大問題。隨著世界人口的增長和陸地資源因加速開采而日漸枯竭，海洋資源的開發(fā)、海洋環(huán)境的保護與利用已成為世界各國普遍關(guān)注的問題。1．海洋石油資源的開發(fā)

海洋能源是指海洋本身所潛藏之能量，如波浪能、海水熱能、海潮升降所形成的勢能等。海洋資源是指海洋（底）所埋藏的礦物質(zhì)，如石油、鋁礦、錳礦、煤礦、鉆石等。大陸架：水深為200m以內(nèi)的海區(qū)。大陸坡：水深為200—2000m的海區(qū)。海洋權(quán)益海洋權(quán)益是指沿海國家對于屬于自己的島礁灘洲、海洋水域、海洋資源及對海洋的經(jīng)濟開發(fā)、航行自由、空間使用和管理等方面的權(quán)力和利益。對于任何一個國家來說，維護其正當?shù)暮Ｑ髾?quán)益是國家的神圣使命。維護海洋權(quán)益是新時期海防的重要任務。領(lǐng)海是指沿海國主權(quán)管轄的陸地領(lǐng)土及內(nèi)水以外相鄰接的一定寬度的海域。我國的領(lǐng)海寬度從領(lǐng)海基線量起為12海里。內(nèi)水是沿岸領(lǐng)?；€向陸地一面至海岸線的水域，是國家領(lǐng)水的組成部分，具有與國家陸地領(lǐng)土相同的地位。內(nèi)海是指沿海國領(lǐng)海基線向陸地一側(cè)的全部海域，包括：海灣、海峽、河口灣；領(lǐng)?；€與海岸之間的海域；被陸地所包圍或通過狹窄水道連接海洋的海域。毗連區(qū)是指沿海國在毗連其領(lǐng)海以外一定海域范圍內(nèi)，為了對海關(guān)、緝私、衛(wèi)生和移民等類事項行使管制而設(shè)置的區(qū)域。所有國家在毗連區(qū)都擁有航行和飛越自由、敷設(shè)海底電纜和管道的自由。毗連區(qū)的寬度為12海里，其外部界線為一條其每一點與領(lǐng)?；€的最近點距離等于24海里的線。專屬經(jīng)濟區(qū)是指領(lǐng)海以外并鄰接領(lǐng)海的一個區(qū)域，其寬度從領(lǐng)海基線量起，不超過200海里?！竞９ぱb備】中海油3000米深水半潛式鉆井平臺于2011年投產(chǎn)隨著上海世博會石油館正式開館，有海洋工程領(lǐng)域“航空母艦”之稱的第六代３０００米深水半潛式鉆井平臺的模型在展區(qū)一樓技術(shù)工藝展區(qū)展出。這一鉆井平臺已于２０１１年順利投產(chǎn)。

這是中國首次自主設(shè)計、建造具有世界先進水平的深水半潛式鉆井平臺，對加速中國海洋工程裝備開發(fā)、設(shè)計和制造，提升深水作業(yè)能力等具有重要戰(zhàn)略意義。

據(jù)介紹，這座深水鉆井平臺為中海油石油公司所有，由中國船舶工業(yè)集團公司第七○八研究所和上海外高橋造船有限公司聯(lián)合承擔設(shè)計，由上海外高橋造船有限公司承建，是中國實施深水海洋石油開發(fā)戰(zhàn)略的重點配套項目之一。

此鉆井平臺可以在時速４５海里的大風下正常作業(yè)。最大作業(yè)水深３０５０米，鉆井深度１００００米，設(shè)計壽命３０年，總造價近６０億元人民幣。

這一鉆井平臺的投產(chǎn)，標志著我國石油勘探開發(fā)正在向深海挺進。原中海油總公司副總裁高志凱接受記者采訪時表示，在世界海洋油氣儲量分布來看，５０％的深海油氣資源都集中在３００－５００米范圍內(nèi)的深海，低于２００米的海洋范圍內(nèi)的油氣資源僅占總量的７％。在此背景下，中國開發(fā)深海油氣資源是國內(nèi)能源開發(fā)的必經(jīng)之路。第六代3000米深水半潛式鑽井平臺，自重超過3萬噸，甲板面積相當于一個標準足球場大小，從船底到鑽井架頂高度為136米，相當于45層的高樓，在主甲板前部布置可容納約160人的居住區(qū)，甲板室頂部配備有包含完整消防系統(tǒng)的直升機起降平臺。海洋平臺海洋平臺是在海洋上進行作業(yè)的場所。海洋石油鉆探與生產(chǎn)所需的平臺，主要分鉆井平臺和生產(chǎn)平臺兩大類。在鉆井平臺上設(shè)鉆井設(shè)備，在生產(chǎn)平臺上設(shè)采油設(shè)備。平臺與海底片口有立管相通。平臺是進行海上鉆井與采油作業(yè)的一種海洋工程結(jié)構(gòu)。海洋平臺一般都高出海面，能夠避免波浪的沖擊。型式有三邊形、四邊形或多邊形。上下兩層甲板或單層甲板面供安裝、儲存鉆井或采油設(shè)備用。2．海洋石油開采過程

1）勘探該階段主要任務是尋找和確定海底儲油層。(1)地質(zhì)調(diào)查：直接觀察沿海陸地表面的地質(zhì)現(xiàn)象和海底表面現(xiàn)象，研究該地區(qū)的地質(zhì)歷史，分析是否具有生油條件。這主要從盆地淹沒史、微生物繁殖史、當?shù)貧夂蚴?、泥沙覆蓋史等諸方面進行調(diào)查分析，以判斷存在油氣藏的可能性，初步確定礦藏的可能位置和范圍。這屬于間接的、初步的推斷。（2）地球物理勘探，在地質(zhì)調(diào)查的基礎(chǔ)上，根據(jù)海底巖石的密度、磁性、電性、彈性等物理性質(zhì)的區(qū)別，應用地球物理勘探儀器測定上述物理性質(zhì)，從而了解海底巖層情況，為確定油藏提供必要的資料，其方法通常有：a、地震勘探：根據(jù)用人工方法產(chǎn)生的彈性波在地殼內(nèi)的傳播情況來勘探地質(zhì)構(gòu)造和礦藏資源。按照其彈性波的傳播時間、不同的反射和折射，振動形狀和速度，即可知道地質(zhì)界面的埋藏深度和形狀。b、重力勘探：利用重力儀測量因地下巖石密度不同而引起的重力變化現(xiàn)象，即所謂重力異常。重力異常與巖石密度有密切關(guān)系：不同密度的巖石，其地下分布與地質(zhì)構(gòu)造有很大關(guān)系。故研究重力異?？闪私獾叵碌牡刭|(zhì)構(gòu)造。重力僅可再海底或船上遙測，當前已發(fā)展到用航空重力連續(xù)測量。

c、磁力勘探：利用磁力儀測量地下磁力變化，即所謂磁力異常。地球是個大的天然磁體，磁場變化有規(guī)律性。而地下巖石在地球磁場中受到不同大小的磁化面具有磁性。巖石的磁性大小由其含磁性礦物質(zhì)的多少而定，沉積巖含磁性礦物質(zhì)少，其磁化率就低，由于地下巖層的磁化率有高有低，有磁性就有大有小，即出現(xiàn)磁力異?，F(xiàn)象，從而勘探出地下貯油構(gòu)造。

d、電力勘探：其原理是根據(jù)各種巖石成分不同而引起導電能力有差異的特性，用專門儀器測量地下巖石導電能力的變化，以研究地下地質(zhì)構(gòu)造。

e、遙感遙測：它根據(jù)電磁波理論，通過對有關(guān)測試目標發(fā)射電磁波，并接受反射回來的信號整理成連續(xù)雷達攝影照片進行分析的勘探方法。它可用飛機、飛船、地球人造衛(wèi)星進行遙感遙測。發(fā)現(xiàn)潛藏地下的油漆田，可大大降低海洋石油勘探的成本并提高勘探速度。

2）勘探性鉆

經(jīng)地質(zhì)調(diào)查和地球物理勘探確定某一地區(qū)可能有油藏構(gòu)造，就應立即進行鉆探，以證實或否認其確定性。因為無論是地質(zhì)調(diào)查與地球物理勘探均為間接勘探。至于所推測有油藏構(gòu)造是否確實有油氣、儲藏量有多大，有無開采價值等，只有通過勘探性鉆井這種直接勘探方法，取出巖樣和導出油流，才能最后確定油氣藏的情況——范圍、深度、油氣質(zhì)品味、藏量，以評價其開采價值。由此可見，鉆井勘探是確定油氣藏量的最后一環(huán)。

勘探性鉆井一般采用移動式鉆井裝置來完成其鉆井作業(yè)。通常水深小于15m的淺水區(qū)使用座底式平臺或潛水鉆井裝置；15-76m水深區(qū)，多采用自升式平臺；在水深超過76m時，則采用半潛式或船舶式平臺為宜。由于半潛式鉆井平臺為敞開式桁架結(jié)構(gòu)，使波浪易于通過，因此，當其一旦定位后，其漂浮狀態(tài)極為良好，能形成一個非常穩(wěn)定的鉆井平臺。船舶式鉆井平臺的移動性較半潛式方便。但穩(wěn)定性較半潛式差，從而使故障時間增多。3）開發(fā)性鉆井

開發(fā)性鉆井是在經(jīng)勘探性鉆進確認有開采價值的地區(qū)，將井鉆到已查明的儲油海底層，以最有利的方式把油藏開采出來。它是為采油服務，給地下油流打開通路的生產(chǎn)井。

4）采油生產(chǎn)和原油運輸

開發(fā)性鉆井一完成，便開始采油生產(chǎn)。它往往是將開發(fā)性鉆井平臺改造為生產(chǎn)井。

在淺水區(qū)將原來尺度較小的鉆井平臺改造成井口平臺，附近另設(shè)獨立平臺，放置作業(yè)和處理設(shè)備。在深水中，則利用開發(fā)性鉆井的自容式固定平臺繼續(xù)進行采油作業(yè)。

開采出來的油在淺水區(qū)通常用駁船或敷設(shè)管道從儲油平臺運至岸上。在深水區(qū)域則通常利用停泊與處理。貯存平臺附近的油船進行運輸。對于一個采油區(qū)而言，可以有多個采油平臺，各個采油平臺的貯油將用管道溝通且直接運送到儲油碼頭，以減少海上碼頭數(shù)。2、海洋平臺開發(fā)狀況

1947年建造了第一座設(shè)備較齊全的自容式平臺。該平臺座落于離岸29km、水深6m處。平臺主尺度為53m*33m。有6根鋼質(zhì)導管，并把268根直徑為20-25cm的鋼樁打進6根大腿內(nèi)而將此導管固定于海底，故命名為“導管架”。此平臺建造，全部在陸上預制，送至采油處定位、安裝、合攏。自此以后，自容式平臺得到迅速發(fā)展，超深的固定式平臺也出現(xiàn)了，如70年代初在墨西哥灣水深114m處安裝了一座采油平臺。70年代末在路易斯安那州、新澳麗斯東南約160km處的大陸坡上，水深為312m處豎起了一座自容式平臺。它同時使用兩臺鉆機，鉆了62口井。此平臺系目前水深最大的自容式導管架平臺。

從世界海洋石油鉆探、開采平臺的建造數(shù)量而言，也可看出其發(fā)展迅速。1970年全世界移動式的海上石油鉆井裝置（包括座底式、自升式、船式、半潛式）的擁有量已達190座，1975年達304座，1980年達461座，1984年達801座。而海上石油開采平臺（指固定式開采平臺）1950年為40座，1970年為928座，到1982年已增至3594座，1985年增至4000座左右。當然，與任何工業(yè)一樣，海洋石油開發(fā)和海洋平臺開發(fā)均受世界形勢的影響，但從世界資源分布情況看，海洋石油資源是屬于開發(fā)的重要資源，故前景遠大。（1）我國海洋石油工業(yè)

我國海域遼闊，海岸線長達18000多公里，海域面積47.7萬平方公里，大陸架面積為130多平方公里。從60年代初期開始，我國就開始了海洋石油資源的勘探工作，先后發(fā)現(xiàn)了渤海、南黃海、東海、珠江口、鶯歌海、北部灣六個大型含油氣的地質(zhì)盆地。海洋石油資源總量約450億噸，天然氣資源儲量約14萬億立方米，分別占全國油氣資源總量的57％和33％。1990年突破100萬噸大關(guān)，1994年的原油產(chǎn)量達到了647萬噸，天然氣產(chǎn)量達到了3.7億立方米。1998年原油產(chǎn)量達到了163l萬噸，天然氣38億立方米，2000年400萬桶/天，全球在2000年海洋原油日產(chǎn)量達到2600萬桶，天然氣年產(chǎn)量達到6580億立方米。

（2）海洋工程研究的對象和范圍從廣義上說，所有涉及或與海洋環(huán)境有