| 来源：钢结构门户网 www.gjgmh.com 2012-7-7 14:44:27 |
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国内外海洋石油工程装置的现状
人类在开发与利用海洋活动中，形成了海洋产业，发展了种类繁多的“海洋工程结构物”，它们主要是用于资源勘探、采油作业、海上施工、海上运输、海上潜水作业、生活服务、海上抢险救助、海洋调查等。如美国夏威夷发电厂、日本关西海上浮动式飞机场、巴西亚马逊河口纸浆厂、印尼海上天燃气液化厂等海上浮动结构以及用于海洋油气资源的勘探、开发与综合利用的型式各异的海洋油气工程装置。它们往往可分成固定式和移动式两大类。“海洋工程结构物”中要数海洋油气工程装置最为活跃，它在海洋产业中居首位，占全球海洋产业的25％。
(1)海洋油气是国家重要能源
众所周知，石油、自然气、煤炭、核电是国家的四大重要能源。美国2002年10．5万亿美元GDP(国内生产总值)都是建立在能源基础上的，93％的能源来自石油、自然气、煤炭和核电，其中石油能源占总能源的40％，自然气占22％（《国际石油经济》2003年7月)。
随着陆上资源的枯竭、能源消耗与日俱增，进进20世纪后半期，“能源发展”成为世界人民关注的焦点。据英国石油公司(BP)《2002年世界能源统计年评》统计报告表明，2002年世界能源消费从2001年的91．65亿油当量增加到94．05亿油当量，增长了2．6％，超过才世界过往十年的年均增长率1．4％。我国2002年一次能源消费猛增了19．7％，已成为仅次于美国的世界第二大能源消费国(根据《国际石油经济》2003年7月)。
近20年我国GDP均匀增长速度达到9．66％，未来也将保持在7％左右。GDP增长7％，能源增长为4％。但目前我国能源增长还不足2％，能源的缺口将成为制约我国经济增长的瓶颈题目。目前，我国能源长期依靠煤炭，高达72％。专家研究表明，到2020年，实现经济翻两番，需发电容量8亿～9亿kW左右。如全部用煤，须增加12亿吨以上的电力用煤，由此将给资源、采掘、运输及环境带来难以承受的压力(中国能源网2004一08—19)。另外，由于人们对核电站的安全性担心，石油、自然气将是改善我国能源结构的主要选择。所以，石油和自然气的生产对促进国民经济具有十分重要的战略意义。
据《BP世界能源统计》资料，在20世纪90年代全世界新发现76个巨型油气田中(可采储量超过5亿桶油当量，约6 820万吨。其中17个为可采储量大于10亿桶油当量的超巨型油气田，约1．36亿吨)，陆上占36％，海上占64％。而海上小于500m的浅水区占44％，大于500m的深水区占20％。深海地区储量约占海洋油气总储量的12％。
我国在近海海域发现了一系列富含油气的盆地，主要分布在渤海，黄海、东海、珠江口、北部湾和莺歌海等区域。我国国土资源部公布：我国管辖南海海域又圈定的38个沉积盆地，海上油气资源可达400亿吨以上的油当量(2004年2月26日《人民日报》)。据《中国产经新闻》2004年3月2日报道：中国南海石油储量在230～300亿吨油当量，占中国总资源的三分之一，有“第二个中东海湾”之称。所以，我国事世界上海底油气资源非常丰富的国家之一。但由于我国缺少必要的海洋油气能源的钻探、开发及生产装备，目前我国海上油气勘探、开发、生产主要在大陆架，水深不超过300m，海上原油发现率仅为18．5％，自然气发现率仅为9．2％。至今对南海的物探和开发仍处在空缺状态。所以，开发海洋油气，特别深海油气是不仅成为我国石油产业的主要增长点，而且是国家重要能源。
(2)海洋油气开发的旺盛投资，为海洋油气工程装置的发展提供了巨大机遇
世界海洋油气开发投资旺盛，远景十分看好。据挪威Norland Consultans As的守旧猜测，2002年～2007年世界海洋油气开发年均投资总量在1 000亿美元以上，2004年投资总量已达到了1 250亿美元。其中，投资量变化最大地区是西非和前苏联地区，这些地区将成为石油供给新的增长点，可以减少世界各国对不稳定中东石油的依靠。北美、墨西哥湾继续维持高产，安哥拉和尼日利亚海岸的深水钻井取得了巨大成功，某些油田的储量超过了1．3亿吨。此外，更令人瞩目的是亚洲自然气需求日益增长，导致亚太地区的海洋油气开发远景十分看好。
(3)海洋油气工程装置是造船业利润的新增长点
在世界海洋产业中，海洋油气工程装置油气生产给人们带来了巨额财富，在荒漠或海滩下造就了一批“石油富国”。当今世界海洋油气工程装置的投资占整个海洋工程装备投资的70％以上。
人们从海底开发油气资源的过程主要是物探(是用地球物理勘探船，采用地震勘探法了解海底地质构造，以寻找储油构造，为钻探提供依据)、钻探(广泛采用自升式平台或半潜式平台，利用勘探资料，对可能有油气的地质进行钻井、取芯，以决定是否钻评价井、数目和井位)、开发(主要是计算油躲储量，制定开发方案，其中包括资源、工程与经济评价，然后确定采用固定式平台或浮式生产系统进行生产、储存、运输)。上述的每个过程，都需要有海洋工程装备得以保证。
如今，海洋油气工程装备产业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。海洋油气工程装备已是造船业利润的新增长点，并成为主要海洋国家相争的目标。世界上主要海洋国家，诸如美国、英国、法国、日本、韩国、加拿大、澳大利亚等国，相继制定了“国家海洋发展战略”，提出了“海洋是能源之源、立国之本”、“保证海洋的可持续发展”等政策。韩国现代重工企业在《10年计划纲要》中提出：2010年海洋工程装置业务销售收进达到35亿美元，进步在总销售收进中的比例为20％；韩国三星重工企业在《中期发展规划中提出》：2005年2月前，扩大海洋工程装备的建造能力，使其海洋工程装备的年销售收进由目前的5～6亿美元增长到2005年的10亿美元。随着我国能源消费增长、国家能源战略的调整、保护和开发海洋油气资源，为海洋油气工程装备产业发展带来了广阔的发展空间。为了适应我国这一形势的需要及参与国际竞争，我国制定了《全国海洋经济发展规划纲要》海洋工程装备开发的战略目标。
国外海洋石油工程装置
从1887年H．L．威廉斯在加利福尼亚州海边完成了第一口井，拉开世界近海石油产业的序幕起，至今已经历了整整一个世纪，已研制了多种多样的海洋石油工程装置以及特种工程船舶(地球物理勘探船、供给船、拖船、起重船、打捞救助船、特种工程船、海底电缆布设船、展管船及深潜器母船等)。
国外海洋石油工程装置大致是由10～25m水深的驳船式、坐底式钻井平台，发展到自升式、顺应式桩塔(CPT)、张力腿平台(TLP)、半潜式平台(SemlSubmersmle Platform简称Semi—FPS)、浮式生产储油装置(Folating Production Storage and Offloading简称FPSC))、张力腿平台、竖筒式平台(SPAR)、水下井口和柔性立管生产系统(SPS)等的过程，水深已达2 500m以上。其中，半潜式平台、张力腿平台和SPAR平台，由于抗风浪能力强，甲板面和装载量较大，特别是离岸越远、水深越大，越显示其优越性。至2004年底，国外已建成约25座世界上最先进的第五代半潜式钻井平台，钻井的最大水深已超过3 000m。张力腿平台、SPAR平台在国外已广泛应用于深海油气田开发。各种产品已逐渐形成系列，如半潜式平台的“BINGO"系列、“GVA”系列等，张力腿平台的“Seastar”系列、自升式平台的“JU2000”系列(美国Friede&G0ldman公司)和“CJ50”系列(荷兰GUSTOMSC公司)等。
值得指出的是：海洋石油工程装置中FPSO是十分引人注目的，尽管它的开发历史较短，数目也较少，但这种外型类似油船的海洋工程装置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，并设有特殊的系泊系统、火把塔等复杂设备，整船技术复杂，价格远远高出同吨位油船。它具有强的抗风浪能力、投资也低、见效快、可以转移重复使用等优点外，它的储油能力大，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，被誉为“海上加工厂”，已成为当今海上石油开发的主流方式。
1903年，美国在加利福尼亚州圣巴巴拉(Santa Barbara County)的萨默兰特(Summerland)，开发了世界上第一个海上油田。
1 922年委内瑞拉内陆湖泊～马拉开波(Maracaibo)湖中发现了石油，钻机就竖在木质平台上，这是世界上首先采用固定平台开采海底石油。
1949年墨西哥海湾“环球40号”第一座坐底式平台，工作水深为3～30m，1963年美国建成“环球54号”坐底式平台，工作水深达53m。
1953年，“台隆”号自升式平台建成以后，很多海洋国家开始设计、建造各种移动式自升式平台。
1967年，日本海洋钻井公司研制成采用转动销式升降装置、并能座于软地基的“富士”号自升式平台。
1973年日本三菱公司还为印度承建了一座自航的自升式平台。
20世纪80年代，中型自升式平台的升降桩腿，已采用三角形、四方形截面的混凝土结构制成，能用于水深超过60 m，并可减少波浪、潮流等外载荷的作用。
继自升式平台之后又出现了半潜式钻井平台。1962年，美国建成“兰水一号”半潜式钻井平台。1979年2月24日，日本海洋钻井公司在日本新泄省三岛群寺泊町水深127．5 m的海上油气田，也采用了半潜式钻井平台“白龙五号”。
总之，经过人们的研究和开发，全世界海湾与海洋中使用的平台有万座以上。值得留意的是，海洋石油工程装置由于1960年墨西哥湾的飓风毁坏平台，导致了平台设计准则的改革。但1964年百年一遇的风暴又袭击了墨西哥海湾的1 3座平台；次年，百年一遇的贝特西(Betsy)飓风再度袭来，毁坏3座平台并损伤很多其他的平台，设计者放弃了25年和50年重现周期的参数，而开始采用100年重现期进行设计，焊接的管节点更加严格。
另外，1977年壳牌石油公司利用1艘59000吨载重量旧油船改装成FPSO，用于地中海卡斯特利翁油田的开发，自此世界上第一艘FPSO问世。这种以“船”为基式，对开采的石油进行油、水、气分离，处理含油污水、发电、供热、原油产品的储存和外输，集职员居住和生产指挥系统为一体的大型海上=石油生产基地异军突起。它相对平台而言，具有极强的抗风浪能力，能长期系泊在海上，储／卸油能力大，可转移地点重复使用，初投资小。随着海洋油气开采向深海与海况恶劣的海域拓展，特别是海洋边际油田开发高潮的兴起，FPSO备受世界石油公司青睐。20世纪80年代FPSO有了进一步发展，并开始用新建的FPSO
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