海洋工程裝備關鍵技術和支撐技術分析

陳永東 陸海波 張洋

摘要：隨著地球上陸地資源的逐漸稀缺，人口的劇增，許多不可再生資源的減少，世界各國都將目標投向了從未探索過的神秘領域——海洋。隨著資源局勢的不斷嚴峻化，海洋已經成為全球油氣資源的重要接替區域，因此，目前我國已經將開發海洋油、氣資源，特別是深海領域的自然資源作為我國首要發展戰略。那么，研究開發高端海洋工程裝備成為當前首要目標，我國多地已經開始大力扶持新型海洋工程裝備技術產業，鼓勵企業和地方努力創新，為我國開辟海洋工程裝備的新篇章。本文主要講述海洋工程裝備的現狀及技術分析，并提出幾點合理建議。

關鍵詞：海洋工程裝備；研發技術；支撐技術

正文

目前看來，我國在深海領域的技術探測已初見成效，開發研制出不少新型海洋工程裝備，為我國在深海領域的探測和開發提供很大的幫助。

一、海洋工程裝備的關鍵技術研究

1.1自升式鉆井平臺

升降系統是自升式海洋鉆井平臺最關鍵的設備，該海洋工程裝備的主要功能是可實現樁腿的自由升降，將樁腿下放到海底，利用樁腿支撐起船體，使其站立在海床上形成穩固的工作平臺。該升降裝備具有在進行鉆井工作施工過程平穩，工作效率高并且裝備造價低廉等優點，但同時因為裝備結構由船體、升降裝置和裝備樁腿所組成的原因，樁腿的高度是一固定值，所以就決定了該海洋工程裝備就只能在一定海洋深度內進行工作。

鉆井平臺鉆井設備一般采用懸臂梁式，懸臂梁式鉆井作業方式決定了裝置可以懸伸到外面進行打井作業。裝置中使用的船身決定了鉆進平臺裝置可承載的最大負荷量及自動升降鉆井裝置的航行浮力，確保海上作業的安全性。裝置的樁腿常見三條為主，樁腿不光以長度來決定海上作業的深度，更是鉆井工程的主要承載者，它肩負了平臺作業的大部分重量。裝備中使用的自動升降裝置更是多種多樣，在大型的自動升降鉆井平臺上多使用發電機、大型齒輪等組合而成的，而液壓式升降裝備則常見于小型鉆井平臺。

自動升降式鉆井平臺已經成為我國對近海資源開發的一種主要形式，目前來看，大部分鉆井平臺均使用懸臂梁式，此種方式可以在導管上實現快速修井，鉆井，實現多臺鉆井裝備同時工作。提升了鉆井技術平臺的工作效率，也大大提升海上作業的安全性。

1.2深海半潛式鉆井平臺裝備

該類型裝備包含浮體、支撐立柱及鉆井工作平臺這三大組成部分，其中浮體的作用主要是為深海鉆井工作平臺提供浮力，維持裝備的安全，支撐立柱主要位于二者中間起到一個連接的作用，其次對深海裝備有著良好的支撐作用，至于鉆井平臺就起到放置各類鉆井設備及器材工具，同時也為深海資源探測人員提供生活平臺。半潛式鉆井裝備的主要優勢特點具有受環境影響因素較小，有著較好的穩定性能，這是因為該裝備在施工進行時可以自由選擇出海高度，鉆井作業深度，且它工作時只有支撐立柱這一部分暴露在水面上，以此來承受大部分海浪的沖擊，提高了深海作業的安全性。但該鉆井設備同樣存在不足，因為工作深度的特殊性決定了鉆井平臺需要極高水平的動力和能源系統，同時，除了勘測和鉆井設備需要消耗大部分能源外，工作平臺上一些維持裝備運行和人員生活的電力裝備、救生消防系統同樣需要消耗大量的能源，這就提高了該海洋工程裝備的能源消耗總功率。隨著陸地資源的緊缺，人們對深海領域資源的逐漸重視，半潛式鉆井平臺已經成為我國深海水域勘察探測的主要方式。目前隨著技術的研發，我國的半潛式鉆井平臺裝置已經得到極大的發展，比如可以面對更加更加惡劣的海洋生態情況，鉆井平臺結構趨向最優化等特點。

1.3浮式生產儲卸油裝備

該裝備主要由可拋錨較深的大型儲運型油輪構成，它主要包括系泊系統、油輪船身、石油卸載等幾部分。該裝備的主要工作流程包含深海采油、資源處理、原油整合處理、資源的運輸卸載幾點。浮式生產儲卸油裝備以其投資較少，見效周期短以及可重復利用的特點而被廣泛使用于深海領域的原油勘測與開發。

1.4海洋工程作業船

這種海洋研發設備，能夠從鉆井平臺設備中分離出去，獨立的完成海洋工程作業，隨著深海資源勘探的行業迅速發展，海洋工程作業船也得到了飛速的發展，作業船的勘探地域已經逐漸從淺海領域發展到了深海領域，并逐漸趨向于智能化和功能的多樣化，船只類型也變得多種多樣。

二、海洋工程裝備支撐技術

2.1動力定位系統

動力定位系統作為海洋工程裝備技術中的主要支撐技術之一，發揮著不可替代的重要作用。它為以上海洋工程裝備提供了較強的技術支持，為裝備提供動力，增強裝備的工作效率。

2.2深水錨系統

深水錨系統同樣作為海洋工程裝備技術研究中的主要支撐技術之一，它又細分為柔性和剛性這兩種錨系形式，該系統主要使用合成纖維纜索，具有重量大，彈性優良，成本低廉等優點。

三、相關改革措施

3.1完善相關體系

因為海洋工程設備作為一個新興的產業，尚未具有完善的技術、資金、

管理和相關技術人才支撐系統。所以政府和企業要在平常注意培養該方面的相關技術骨干，提高技術水平。

3.2加強海洋環境的保護

進行深海資源的探測勢必會影響海洋生物的生活環境，因此，在使用深海工程裝備時要注意對海洋生物的保護，不可盲目進行開采活動。在每次進行深海工程作業前要提前制定合理計劃，對所有可能對海洋生態環境造成破壞的行為進行改進，提升所有作業人員的環境保護意識，加強海洋環境保護的監管制度。

3.3提升研發支持力度

世界各國都在為深海領域的資源勘測而努力，所有我國應當重視海洋工程裝備的技術研發，人民要支持，政府要加大財政方面的金額支持力度，確保我國在技術領域不落后，不斷創新，為我國海洋工程研發貢獻力量。

結束語

海洋技術工程裝備的研發程度，直接或間接體現的一個國家的綜合國力，目前看來，海洋工程設備作為一個新興產業，具有良好的發展前景，雖然我國目前在某些技術領域落后于其他國家，但只要不斷的創新發展，使技術水平進一步提高，努力縮小我國與其他國家在深海領域工程裝備上的研發進度，直至超越，從而全面提升我國的海洋工程裝備技術。

參考文獻

[1]周國平.海洋工程裝備關鍵技術和支撐技術分析[J].船舶與海洋工程，2012（01）：15-20+37.

[2]周國平. 海洋工程裝備關鍵技術和支撐技術研究[A]. 上海市造船工程學會、江蘇省造船工程學會、浙江省造船工程學會.第七屆長三角地區船舶工業發展論壇論文集[C].上海市造船工程學會、江蘇省造船工程學會、浙江省造船工程學會：浙江省科學技術協會，2011：14.

（作者單位：西伯瀚（上海）海洋裝備科技有限公司）