中国海洋钻机设备发展前景( 三 )


深水钻机经历了从陆地到浅水再到深水的发展过程:从陆地钻机到浅水钻机 , 主要解决了模块化、海上盐雾腐蚀、提高自动化程度等问题;从浅水钻机到深水钻机 , 解决了水下环境、升沉运动、自动化程度更高等问题 。陆地钻机、浅水钻机和深水钻机的主要区别如表 1 所示 。
中国海洋钻机设备发展前景
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表 1 陆地钻机、浅水钻机和深水钻机的主要区别
(三)新型海洋钻机
除上述提到的海洋钻机外 , 国外相关生产企业还在不断开展海洋钻机设备创新 , 提出一些新概念并进行新产品的研发与应用 。
1. 连续起下钻钻机
连续起下钻钻机是挪威西部集团公司(West Group)研发的一种新型钻机 , 技术特点是:起下钻时 , 钻机能够在钻柱升降过程中进行管柱的上卸扣作业 , 钻机能够对钻柱进行连续提升或下放 , 使钻机的起下钻速度大幅度提高 , 起下钻过程中由于压力波动引起的井内事故也大幅减少;工作原理是往复循环、连续上卸扣 , 实现了连续起下钻作业 , 最大起下钻速度可达 3600 m/h 。目前该型钻机仍处于工程样机的现场钻井试验阶段 , 尚未在油田应用推广 。
2. 双绞车钻机
双绞车钻机的提升系统是在钻机的一套提升系统中采用两个绞车 , 其中一台绞车取代了传统提升系统的死绳固定器 , 将死绳端变为另一个快绳端;采用双快绳设计 , 两台绞车可同时工作 , 共同提升顶驱 , 也可以锁住一个绞车 , 使用单个绞车提升顶驱 。双绞车系统具有系统冗余性高、单个绞车功率小、主动升沉补偿效率高等优点 。美国国民油井华高公司研制的带主动补偿的双绞车钻机已经在半潜式钻井平台上得到实际应用 。
3. 海底钻机
海底钻机概念在 20 世纪 90 年代被提出 。2003 年英国马里斯公司(Maris)完成了海底钻机方案的初步可行性研究 , 提出了较为详细的海底钻机设计方案 。2005 年挪威机器人钻井系统公司(Robotic Drilling Systems)开始研发海底钻机系统样机 , 2010 年完成试验样机试制 , 代表了当前国际海底钻机研制的最高水平 。
4. 獾式钻探器
獾式钻井概念 1999 年首次被提出 , 这种无钻机钻井方式可在很大程度上解决深水、极地等特殊复杂区域的探井所面临的难题 。2011 年 , 挪威成功研发出獾式钻探器样机并进入样机试验阶段 。獾式钻探器可应用于深水作业 , 大幅降低海上钻井作业费用;在海上可通过一艘工作船来安装钻探器 , 借助水下机器人将钻探器下放到海底的井口位置 。
【中国海洋钻机设备发展前景】三、我国海洋钻机设备发展现状
目前 , 我国浅水油田使用的钻井装备主要有海洋模块钻机、坐底式钻井平台、自升式钻井平台 , 这些装备从船体设计建造到配套的船体设备、钻机设备均已全面实现国产化 , 且海洋钻机应用情况良好 。
经过多年发展 , 我国半潜式钻井平台形成了作业水深 300~3600 m 的系列船队 , 在数量、作业水深、平台配置等方面与世界先进水平接轨 。通过建造“奋进号”“蓝鲸 1 号”等指标先进的半潜式钻井平台 , 我国半潜式钻井平台建造水平已达到国际先进水平 。也要注意到 , 国内钻机设备生产厂家的产品集中于陆地和浅水平台用钻机设备 , 而深水钻机设备设计制造水平与国外先进水平相比有较大差距;国产液压钻机设备与国外先进水平相比也有明显差距 。目前 , 国内导管架平台、自升式平台等浅水平台配置的钻机设备基本实现了国产化 , 但深水平台上的钻机设备(含水下设备)还较多依赖进口 。