海上钻井平台
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2023年2月26日发(作者：产后访视)我国海洋石油钻井平台现状与技术发展分析
随着我国经济持续高速增长，油气资源供应不
足将成为阻碍经济发展的主要矛盾。为提高对油气资源的占有量,海洋
油气的开发己经成为我国实现能源可持续发展的战略重点，加快国内油气勘
探开发，大力拓展海外充分利用国内外2种资源、2个市场，保证石油的安
全稳定供应己成为我国的国策。海洋石油钻井装备产业是以资本密集和技术
密集为主要特征、为海洋油气资源开发提供生产工具的企业集合，是海洋油
气产业与装备制造业的有机结合体。
我国海洋石油钻井平台现状
11我国海洋石油钻井装备产业取得骄人业绩我国油气开发装备技术在
引进、消化、吸收、再创新以及国产化方面取得了长足进步。(1)建造技术
比较成熟海洋石油钻井平台
是钻井设备立足海上的基础。从1970年至今，国内共建造移动式钻采
平台53座，己经退役7座，在用46座。目前我国在海洋石油装备建造方
面技术已经日趋成熟，有国内外多个平台、船体的建造经验，己成为浮式
生产储油装置(FPSO)的设计、制造和实际应用大国，在此领域我国总体技
术水平己达到世界先进水平。(2)部分配套设⑵部分配套设备性能稳定海洋
钻井平台
配套设备设计制造技术与陆上钻井装备类似，但在配置、可靠性及自
动化程度等方而都比陆上钻井装备要求更苛刻。国内在电驱动钻机、钻井泵
及井控设备等研制方而技术比较成熟，可以满足7000m以内海洋石油钻井
开发生产需求。宝石机械、南阳
二机厂等设备配套厂有着丰富的海洋石油钻井设备制造经验,其产品完
全可以满足海洋石油钻井工况的需要。
(3)深海油气开发装备研制进入新阶段目
前，我国海洋油气资源的开发仍主要集中在200m水深以内的近海海域，
尚不具备超过500m深水作业的能力。随着海洋石油开发技术的进步,深海
油气开发己成为海洋石油工业的重要部分。向深水区域推进的主要原因是由
于浅水区域能源有限，满足
不了能源需求的快速增长需求，另外，随着钻井技另外，随着钻井技术
的创新和发展，己经能够在许多恶劣条件下开展深水钻井。虽然我国在深海
油气开发方而距世界先进水平还存在较大差距，但我国的深水油气开发技术
己经迈出了可喜的一步，为今后走向深海奠定了基础。
2021年,由中海油研究中心牵头承担了国家/8630课题/深水油气田开
发工程共用技术平台研究0项目,开始了国内首个深水工程技术的系统研究，
标志着我国的深海油气开发进入一个新的历史阶段。另外，在南海珠江口盆
地，中海油通过
与国外石油公司合作，所开发的油气田已部分或全部采用了深海油气田
的开发技术。目前中海油己具
备了寻找复杂地质条件下大中型油气田、自营开发海上油气田、在海上
专业技术领域参与国际竞争、开发海外油田的海洋石油勘探开发能力。2021
年,中石油集团海洋石油工程公司牵头承担了国家/8630项目/南海深水油气
勘探开发0的/深水半潜式钻井平台关键技术0课题，迈开了进军深海油气
开发的步伐。
21我国海洋石油钻井装备产业基础薄弱
尽管我国海洋石油钻井装备产业取得了骄人业绩，但同发达国家近百
年发展历史相比，我国海洋石油开发装备产业起步相对较晚，总体来看主要
表现岀以下明显的不足。
(1)关键设备国产化程度低尽管我国在一
些比较先进的油气工程装备方面己实现国产化，但国内厂商还基木停留
在结构物的制造上，相关配套技术滞后，关键设备、技术仍然掌握在国外厂
商手里,严重制约着海洋油气的规模开发。我国海洋石油钻井平台的国产化
率仅在20%左右启配套产品范围较窄，性能和质量同国外有一定差距，关键
设备几乎全部依赖进口,目前完全依赖进口的目前完全依赖进口的设备
有:2平台（船）配套的柴油发电机组、电控系
统、大型吊机、船舶主机、主推进系统、轴系、前
后侧推等;o钻井系统配套的水下防喷器、固控设备等;？自升式平台升
降系统齿轮和齿条等。关键设备依赖进口带来的问题有:2供货周期长，有时
交货期比合同规定延长达5个月,甚至不定期延长;o成木高，因为国内没有替
代品，国外厂家大幅加价，而且采购环节多，成木高;?国内相关产业的设计
制造水平提升速度缓慢。（2）现有钻井平台数量不足我国3大石油
公司在海洋石油钻井装备方面数量明显不足，而且种类和作业能力也远
不能满足海洋油气勘探开发的需要。截至2021年,我国共有移动式钻采平台
46座，其中中国海洋石油总公司（CNOOC）拥有其中的大部分设备，中石油
集团（CNPC）现有1座自升式钻井平台，但只能在滩海和极浅水域作业；中
国石油化工股份有限公司（初”）拥有8座钻井平台，其中3座坐底式,5座
自升式。31我国海洋石油钻井平台市场需求强劲从国内油气资源的开发前景
看,目前国内陆上石油生产总量的70%集中在普遍进入开发后期
国内外海洋石油钻井平台技术发展与差距分析
□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、23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Q疲劳寿命要求疲劳寿命要求
高。一般要求25〜403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;?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);?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)安全性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，特别是对包括安全设计与要求、
火灾与消防及环保设计等HSE的贯彻执行更加严格。
(4)学科交叉，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。21海洋石油钻井
平台技术发展
世界范围内的海洋石油钻井平台发展己有上百年的历史，深海石油钻
井平台研发热潮兴起于20世纪80年代末，虽然至今仅有20多年历史，但
技术创新层出不穷，海洋油气开发的水深得到突飞猛进的发展。
(1)自升式平台载荷不断增大自升式平台自升式平台发展特点和趋势
是:采用高强度钢以提高平台可变载荷与平台自重比,提高平台排水量与平台
自重比和提高平台工作水深与平台自重比率;增大甲板的可变载荷，甲板空
间和作业的安全可靠性,全天候工作能力和较长的自持能力;采用悬臂式钻井
和先进的桩腿升降设备、钻井设备和发电设备。(2)多功能半潜式平台集成
能力增强具有
钻井、修井能力和适应多海底井和卫星井的采油需要，具有宽阔的甲
板空间，平台上具有油、气、水生产处理装置以及相应的立管系统、动力系
统、辅助生产系统及生产控制中心等。
(3)新型技术FPSO成为开发商的首选海上
油田的开发愈来愈多地采用FPSO装置，该装置主要而向大型化、深
水及极区发展。FPSO在甲板上密布了各种生产设备和管路，并与井口平台
的管线连接，设有特殊的系泊系统、火炬塔等复杂设备，整船技术复杂,价
格远远高出同吨位油船。它除了具有很强的抗风浪能力、投资低、见效快、
可以转移重复使用等优点外，还具有储油能力大,并可以将采集的油气进行
油水气分离，处理含油污水、发电、供热、原油产品的储存和外输等功能,
被誉为
/海上加工厂0,已成为当今海上石油开发的主流(4)更大提升能力和钻
深能力的钻机将得到研
发和使用由于钻井工作向深水推移，有的需在海底以下
5000~6000m或更深的地层打钻，有的为了节约钻采平台的建造安装费用,
需以平台为中心进行钻采，将其半径从通常的3000m扩大至4000~5000m,
乃至更远,还有的需提升大直径钻杆(*****mm)＞深水大型隔水管和大型深
孔套管等，因此发展更大提升能力的海洋石油钻机将不可避免。
32我国与世界先进海洋石油钻井平台的主要差距
我国海洋勘探开发从无到有，至今己具备一定规模，海洋石油装备在
消化吸收国外先进技术和自我发展过程中也取得了显著成效，但与国外相比
还有不小的差距，主要表现在以下方面。(1)钻井平台类型单一，技术含量
低我国
目前主要采用导管架式、坐底式、自升式钻采装置，结构简单，功能单
一，新型张力腿平台
(TLP),单柱平台(SPAR)、顺应式平台及其它多
功能综合性平台的设计和建造技术还是空白。针对海洋石油钻井平台
的特点和国内外市场的需求，结合我国研发与建造的实际水平，进一步发展
海洋石油钻井平台，需要解决以下关键技术探索海洋石油钻井平台的新型
式;0总体设计与结构设计准贝出?主要设备配置与模块化技术;?主要设备国
产化技术;?特种设备与系统技术开发;?特种结构分析技术开发;?海洋防腐技
术活海洋项目管理与信息化技术。
对于自升式钻井平台应尽快掌握关键设计技
术,研究主体布置格局、桩腿及桩靴型式与尺度、升降装置的型式;在各
种工况下结构设计载荷与强度分析;结构关键节点的疲劳分析;悬臂梁结构的
设计等。
对于半潜式、张力腿钻井平台,应合理设计平台结构，提高其抗疲劳寿
命。主要研究风浪载荷等复朵的动力学问题，考虑实际海浪的随机性与不规
则性，预报波浪载荷;改进钢架结构局部结构，消除在交变载荷、海水腐蚀等
作用下,结构连接节点处出现应力集中危害及疲劳破坏;系泊索疲劳问题也是
张力腿平台的主要研究课题之一。（2）现有钻井平台不适应深水需求目前我
国的石油开采装备大多只能在300m深以内的海域工作,急需深海移动
式钻采平台（船）;海底基
P、水下井口及水下采油维修设备;水深大于500m的浮式生产系统，
海底管线安全检测及维修装备
（水下机器人）;天然气水合物勘探及采收技术装备;配套深水作业的定
位、通讯、运输保障、安全
求生、环保设备。
我国在海洋石油钻井平台研究设计方而缺乏研制实践、甚至尚属空口的
主要项目有：#工作水深3000m的半潜式钻井平台；#工作水深3000m
的钻井船及工作水深2000m的船式FPSO和FPS;
#TLP平台,SPAR平台，其它诸如深水顺应式平台或ABS平台系统等；
我国在海洋石油钻采平台研究设计方而未涉及或很少涉及的主
要通用技术关键项目有：
#动力定位系统设计计算及其软硬件的配套设计技术；
#工作水深2000m的锚链缆组合及其锚定装置（含垂直锚定装置）
的设计实践；
#功率5000kW的高寿命双燃料燃气轮发电机组的设计实践；
#其它钻采平台主要配套设备的设计实践，如
大型、高压油气水分离处理设施,大型、高压天然气压缩机，平台用大
排量、高耐用度潜海水泵、海洋用大型、高压通用机、泵、阀等。结束语
通过以上对我国海洋石油钻井平台的现状和发展趋势的分析,不难看出，
在国家能源战略的宏观调控和市场的巨大作用下,我国海洋石油钻采装备正
处在飞速发展的新时期，钻井平台正逐步实现关键技术的国产化，正在逐步
缩小与发达国家的差距。由于深海资源的极大魅力，未来几年,我国在深海的
开发投资将会不断增加，深海油气所占的比重也会越来越大，我国海洋石油
钻井装备产业前景一片光明。第一作者简