我國海洋水下工程技術(shù)的發(fā)展與展望

趙槊

摘 要：21世紀以來，我國海洋水下工程技術(shù)不斷發(fā)展進步，我國開始高度重視海洋水下的技術(shù)研究、人才培養(yǎng)等內(nèi)容。海洋水下工程作業(yè)的設(shè)備儀器不僅直接關(guān)系到海洋資源的開發(fā)利用也將對我國的能源戰(zhàn)略部署產(chǎn)生巨大影響。本文對比分析了國內(nèi)外海洋水下工程技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，介紹了海洋石油鉆井平臺以及輔助裝備技術(shù)，研究了深潛技術(shù)在海洋水下工程中的應(yīng)用。最后，充分展望我國海洋水下工程技術(shù)的未來發(fā)展趨勢和應(yīng)用前景，根據(jù)分析結(jié)果提出若干海洋水下工程技術(shù)的發(fā)展建議。

關(guān)鍵詞：海洋工程；水下技術(shù)；鉆井平臺；深潛技術(shù)

中圖分類號：TE985 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）23-0112-01

隨著我國基礎(chǔ)經(jīng)濟建設(shè)的飛速發(fā)展，能源需求不斷增加，我國高度重視海洋水下工程技術(shù)，不僅投入大量的資金研究海洋水下技術(shù)、培養(yǎng)相關(guān)技術(shù)人才，同時基于海洋水下工程需求建立了深水技術(shù)、深水科研、深水管理的體系。我國在國內(nèi)外實際海上作業(yè)中全方位應(yīng)用海洋水下工程技術(shù)，積累了海洋深水自主作業(yè)的經(jīng)驗，鍛煉了海洋水下工程組織管理的能力，建成了適應(yīng)不同水深梯度的鉆井裝備。通過發(fā)展海洋水下工程技術(shù)，不斷深入開發(fā)海洋鉆井平臺、輔助裝備、深潛裝備，促進我國海洋石油開采的產(chǎn)業(yè)發(fā)展，進一步實現(xiàn)我國能源可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。

1 海洋水下工程技術(shù)及其國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀

隨著全球能源危機的爆發(fā)，全球的海洋水下技術(shù)飛速發(fā)展，技術(shù)不斷革新。海洋水下工程技術(shù)的發(fā)展距今超過百年，并于20世紀80年代開始逐步向著深海水下作業(yè)的方向發(fā)展，建立了不同水深梯度作業(yè)的管理體系。我國海洋水下工程技術(shù)起步較晚，初期發(fā)展主要通過引進先進技術(shù)，而今我國海洋水下工程技術(shù)發(fā)展態(tài)勢較好，實現(xiàn)了不同水深梯度下，適應(yīng)性作業(yè)和多方位開采的技術(shù)攻關(guān)。

1.1 海洋水下工程概況

海洋水下工程技術(shù)是指以潛水技術(shù)和水下作業(yè)技術(shù)為核心，根據(jù)水下空間技術(shù)設(shè)計建造開采、打撈海底油氣資源、礦產(chǎn)資源作業(yè)平臺的一種綜合性工程技術(shù)。北美墨西哥灣的海底油氣資源開采項目以及歐洲北部海灣的海底資源開采項目促進了海洋水下工程技術(shù)初期的發(fā)展，使海洋水下工程技術(shù)成為世界各國重點部署的技術(shù)。從20世紀90年代開始，海洋水下工程技術(shù)已從常規(guī)的潛水開采技術(shù)向更加深入的水深梯度邁進，形成了以無人遙感技術(shù)為主的高科技、自動化的現(xiàn)代水下工程作業(yè)體系。

1.2 國內(nèi)外發(fā)展概況

近年來，隨著全球能源危機爆發(fā)，世界原油價格上漲和需求不斷增加，國外能源機構(gòu)紛紛將目光投向海洋水下工程。國外北美墨西哥灣千米以下的海底油氣資源開采項目就達到20個，同時大西洋礦產(chǎn)資源得到不斷開發(fā)，可燃冰作為一種全新的能源也引起了各國研究人員的關(guān)注。

隨著我國經(jīng)濟建設(shè)高速發(fā)展，海洋水下工程技術(shù)也有飛躍性的發(fā)展。然而，我國海洋水下工程技術(shù)與發(fā)達國家相比還有一定的差距，尤其是在深水作業(yè)方面，水下裝備和技術(shù)還不成熟，無法滿足我國經(jīng)濟發(fā)展和國防對該項技術(shù)的需求。

2 我國海洋水下工程技術(shù)的發(fā)展

目前，我國海洋水下工程技術(shù)雖與發(fā)達國家相比還有一定的差距，但整體發(fā)展態(tài)勢良好，主要是深海作業(yè)方面的研究已經(jīng)取得了突破性進展，如深度水位定位系統(tǒng)、深度水位鉆井技術(shù)、隨鉆測井技術(shù)等深海作業(yè)技術(shù)的突破性進展，極大地促進了我國深海石油開采事業(yè)的發(fā)展。

2.1 海洋石油鉆井技術(shù)發(fā)展

我國通過對海洋石油鉆井技術(shù)的引進、改進、創(chuàng)新，實現(xiàn)了一系列海洋水下設(shè)備的國產(chǎn)化。其中，海洋石油鉆井平臺建設(shè)技術(shù)是海洋水下工程技術(shù)的核心。自20世紀70年代至今，我國共建造了53座移動式海上鉆井平臺，我國自主設(shè)計的移動式海上鉆井平臺如圖1所示。同時，我國實現(xiàn)了相關(guān)海上作業(yè)船體的自主設(shè)計制造，擁有達到世界先進水平的浮式生產(chǎn)儲油裝置生產(chǎn)、制造、應(yīng)用技術(shù)。海洋石油鉆井平臺大體分為陸地鉆井平臺、固定式鉆井平臺、移動式鉆井平臺，其適用的海洋水深梯度如圖2所示。

2.2 水下石油工程裝備及深潛技術(shù)

20世紀70年代至80年代，世界各國紛紛在水下石油工程設(shè)備和潛水裝備上投入大量資金，用于對相關(guān)技術(shù)的研究和開發(fā)，相繼開發(fā)研究了數(shù)百套水下實驗?zāi)M系統(tǒng)。

20世紀90年代，世界水下石油工程設(shè)備的研制開發(fā)已從有人潛水技術(shù)轉(zhuǎn)向無人遙感深潛技術(shù)方向發(fā)展，特別是水下自動焊接技術(shù)、無人遙感潛水器技術(shù)、無人遙感海底機械等水下工程裝備技術(shù)取得了突破性的進展。1997年“潛水員輔助深水管道連接系統(tǒng)”正式投入使用，該系統(tǒng)基于水下自動焊接技術(shù)，在600m以下的水下進行無人焊接作業(yè)。我國也針對深海水下探測進行了研究并制造出無人遙感潛水器“蛟龍?zhí)枴薄?/p>

如今，海底石油開采已由近岸淺海區(qū)向深海區(qū)發(fā)展，需要達到千米級的海域石油鉆井開采，在6000米的深海進行海底鉆探，這對深潛技術(shù)提出了更高的要求。由此可以預(yù)見，將來的水下石油工程裝備和開采技術(shù)將依賴于深潛技術(shù)的發(fā)展，深潛技術(shù)將有廣闊的發(fā)展前景。

3 未來發(fā)展趨勢

基于上述海洋水下工程技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用概括，未來我國對于海洋水下工程技術(shù)將在大深度有人潛水技術(shù)、無人遙感潛水器技術(shù)、深水施工作業(yè)技術(shù)、深水作業(yè)設(shè)備和器械以及載人潛水器方面的實際需求。

4 結(jié)語

本文概述了海洋水下工程技術(shù)及其國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，詳細介紹了我國海洋石油鉆井技術(shù)的發(fā)展，分析了水下石油工程裝備及深潛技術(shù)的發(fā)展前景。最后，結(jié)合我國海洋石油裝備發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃，分析探討了未來我國海洋水下工程技術(shù)的發(fā)展方向。

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