我国海洋石油装备现状及市场前景.pdf
2 0 1 1年 第 4 O卷 第 9 期第 2 9 页 石 油矿 场机 械 OI L F I EL D EQUI PME NT 文 章 编 号 1 0 01 3 4 82 2 01 1 0 9 0 02 9 - 04 我国海洋石油装备现状及 市场前景 苗玉坤 , 赵学峰 1 . 宝鸡石油机械有限责任公 , 陕西 宝鸡 7 2 1 0 0 2 ; 2 . 川庆钻探工程有限公 司 国际工程公司 , 成 都 6 1 0 5 0 0 摘要 概述 了我 国海 洋石 油装备 的现状 , 分 类介 绍各种 海 洋平 台现 有数 量及 配套 情 况 。分析 了我 国 海 洋石油装 备存在 的 主要 问题 , 提 出 了我 国海 洋石 油装 备 的发展 建议 , 并根 据 目前全球 海 洋石 油装 备的市场规模及未来几年海洋平台的需求情况, 论述了我国海洋石油装备具有广阔的市场前景。 关 键词 海 洋钻 井设 备 ; 发展趋 势 ; 市场 中图分类 号 TE 9 5 1 文献标 识码 A S i t u a t i o n a n d M a r k e t Pr o s p e c t f o r Of f s h o r e Pe t r o l e u m Eq u i p me n t i n Chi n a M I AO Yu ku n , ZH AO Xu e f e n g 1 . Ba o j i Oi I J ’ i e l d Ma c h i n e r y C o. , Lt d ., Ba o j i 7 2 1 0 0 2, C h i n a; 2 . CNPC Ch u a n q i n g Dr i l l i n g En gi n e e r i ng Co mpa ny Li mi t e d I nt er n at i o n al Lt d., Ch e n gdu 61 05 00, 2 t 2 i n a 4 在某 些地 层 , 例 如 砾 岩 中钻 进 将 会 产生 很 纹 间的摩擦 力 非 常大 , 螺纹 很 快将 磨损 失 效 。为 此 大的振 动 , 对 有着较 多运 动部 件顶 驱来说 , 一些 比较 顶 驱应 专 门设计 液 压 平衡 机 构 , 如果 该 机 构失 效 或 脆 弱 的紧 固件 、 连接 件 、 销轴承 受不 了反 复交 变应力 调 整 不 当将 造成 钻杆 螺纹磨 损 。 的作用 , 出现 疲劳 断裂情 况 , 从 而造成 了一定 的维修 结 { 五 时间。冲管盘根、 保护接头 、 防松装置 、 钳牙等在钻 0 _. H r 月 井施 工期 间通 常需要 1 ~2次正 常 的更 换操 作 , 影 响 顶驱 装 置是 一种 机 、 电 、 液一 体 化 的设 备 , 结构 这些 操作 时间 的因素 主要是 顶驱 的结构 是 否易 于拆 复 杂 , 制造 精 度要求 高 , 工艺设 计‘ 及 生产 制造 的难度 卸 , 其 次与操 作 者 的熟 练 程 度 也有 一 定 的 关 系 。总 大 。顶驱 的 日常使 用 及管 理是 非 常重 要 的 , 如 果不 之 , 使 用直线 式背 钳 的 顶驱 在 维 护 方 面要 比环 形 背 能正 确使 用与 管理 , 将会造 成 顶驱停 机 , 增 加辅 助作 钳要容 易多 , 背钳 维护 时间约 节省 1 / 2 。 业 时间 , 反 而达 不到 使用 顶马 Ⅸ 应有 的效率 。 5 保护接头的磨损属于正常情况。通常, 保 护接头 在 8 O次上卸 扣过 程 中不应该 出现 磨损 失效 。 参考文献 造 成异 常磨损 主要是 由于上卸 扣过程 中顶驱 主轴 与 [ ] 李传华, 刘丙瑞, 刘百红 引起顶驱钻机振动的原冈分 钻 柱对扣 时有 一定 的 夹 角造 成 旋 扣 时磨 损 , 这 可能 一 析与解决方法[ n 油矿场机械 , o 0 , 。 。 一 。 是 由于滑 车或 导轨 的 原 因 , 也 可能 由于 顶驱 本 身 的 树分析[ J ] .石油矿场 机械, 2 f 】 9 , 3 8 4 2 3 2 7 . 回转 中心在 安装 后 就 与井 口中心 不 同心 , 这 种 情 况 [ 3 ] 宋路江 ,蔡 敏 , 张贵德 , 等. 顶驱 内防喷器 J q 4 1 - O ,J 在桅 杆式井 架 中更 加 突 出 ; 顶 驱 在 上 卸扣 的过 程 中 应用及维护 J l _ 油矿场机械 ,2 01 0, 3 9 9 8 9 9 1 . 必须 平衡本 身 的重力 , 否则 在 上 卸 扣 的过 程 中顶 驱 [ 4 张宏英, 李东阳, 黄衍福, 等. 顶骆下套管作、 装箭配套 的重 力将完 全压在 钻 杆 螺 纹 , 巨 大 的压 力使 得 螺 及 I 艺 初探 J ] . 石油矿场机械。 2 0 1 1 , 4 0 3 2 O 一 2 3 . 收 稿 日期 2 0 1 1 - 0 3 2 8 作者简介 苗玉坤 1 9 7 1 一 , 女 , 吉林 大安 人 , 工程师 , 主要从事海洋项 目市场开发及项 目管瑚j 作 。 石 油 矿场 机 械 2 0 1 1年 9月 Ab s t r a c t The s t a t us of Chi n a’ S o f f s h o r e pe t r o l e um e q ui pme n t wa s s u m ma r i z e d,c l a s s i f i e d t he q ua nt i t i e s a nd e qu i p m e nt s i t ua t i o n i n t r od u c e d i n d i f f e r e n t c l a s s i f i c a t i on .An a na l y s i s o f Chi n a o f f s h o r e p e t r o l e u m e q u i p me n t e x i s t i n g ma j o r p r o b l e ms wa s a l s o ma d e t o p r o p o s e t h e d e v e l o p me n t f or Chi na o f f s h or e p e t r o l e u m e q ui p m e nt .Ac c o r di n g t o t h e c ur r e n t gl o ba l of f s ho r e o i l e q ui pme n t ma r k e t s i z e a n d t h e ma r k e t d e ma n d f o r n e x t f e w y e a r s , t h e ma r k e t p r o s p e c t s o f Ch i n a ’ 8 o f f s h o r e o i l e q ui p me nt i s wi d e a nd b r i gh t . Ke y wo r ds ma r i n e dr i l l i n g e q u i pme n t ; d e v e l o p i ng t r e nd; m a r ke t 2 1 世纪是海洋开发的时代早已成为全球共识 , 石油和天然气仍是未来世界很长一段时间内能源消 费的主要 来源 。油 气 资源 开发 从 陆地 转 向海 洋 、 浅 海 转 向深海 已成 必然 趋 势 。在 我 国 , 南海 是 油 气 资 源 最 丰 富 的 海 域 , 已 探 明 2 0 0多 个 含 油 气 构 造 和 1 8 0个 油 气 田 。这 些 油 气 田 多 位 于 水 深 5 0 0 ~ 2 0 0 0 m区域 。 由于 海洋 石 油 装备 很 多关 键 技 术 仍 依赖 于国外进 口 , 很大 程 度 上 制约 我 国海 洋 石 油 天然气 的勘探 开 发 。为此 , 必须 实 现 关键 领 域 的集 成 创新 和突破 , 缩小 与发 达 国家 在核 心 、 关键 技术方 面的差距 , 满足 国内深海油气田的装备需求 , 增强参 与国际 石油装 备市场 的竞 争力 。 ] 。 l 我 国海洋石油装备的现状 1 . 1 固定式钻 井 平台 我 国在用 的 固定 式平 台共有 2 5 座 , 其 中中海油 拥 有 2 4座 , 2 0 0 6 年 后新 建 的 1 2座名 义 钻井 深 度在 4 0 0 0 7 0 0 0 m, 配套设备大部分为国产钻井装备 , 最深工作水深为 6 5 m。 1 . 2 坐 底式钻 井平 台 目前 国内共有坐底式平台 8座, 其 中中石油 5 座 3座采 油 平 台 、 2座 钻 井 平 台 , 中石 化 有 3座 。 2 0 0 6年后新 建 的 C P OE 3及 C O P E 3 3 坐 底式 钻井平 台适合 1 0 m 以 内水 深 的海 上 作 业 环 境 , 配 套 钻 机 为 7 0 0 0 m 交 流 变频 钻机 , 主要 钻井 设 备均 为 国产 设 备 。宝鸡石 油机 械有 限责 任公 司 以下 简 称 宝石 机 械 为韩 国大 宇造 船 海 工 株式 会 社 提供 的坐底 式 7 0 0 0 m 交流海 洋钻 井 系统 是 我 国第 1次将 海洋 平 台钻井 系统打 入 国际市场 。 1 . 3自升式钻 井平 台 我 国现有 自升式 钻井 平 台 4 6座 , 作 业水 深 9 0 m 的 1 8座 。中海 油有 3 O座 包 括 从挪 威 AwO 公 司收 购 的 5座 B MC3 7 5及 3座 KF ELS MOD B C L A S S 4 0 0 F T, 钻井 深度 为 9 1 5 0 m 3 0 0 0 0 f t , 主 要钻井装备均为 NO V 提供 。海洋石油 9 2 1 ~9 2 4 平 台作业水深为 6 1 m 2 0 0 f t , 配套宝石机械提供 的 7 0 0 0 m直流钻机。海洋石油 9 3 1 平台作业水深 为 9 1 . 5 m 3 0 0 f t , 配套钻机为 9 0 0 0 m, 在 2 0 0 8年 改造时宝石机械提供 了井架 、 泥浆泵及游动 系统等 钻 井设 备 。C OS I 9 4 1 ~9 4 2的平 台设 计 为 F G 公 司, 船型为 J U2 0 0 0 E, 在 大连船 厂建 造 , 工作水 深 1 2 2 m 4 0 0 f t , 钻机能力为 9 0 0 0 m, 主要钻井设备 均为 国 民油 井公 司提供 。C OS L 9 3 6 ~ 9 3 7平 台 的设 计 为 F G 公 司 , 船 型 为 C J 4 6 , 在 深圳 招 商 重 工 造 船厂建造 , 工作水深为 9 1 . 5 m 3 0 0 f t , 配套钻机为 9 0 0 0 m, 主要钻井设备均为 国民油井公司提供。中 石 油海洋 公 司拥有 8座 , C P O E 5 ~ 8号 在 青 岛 北海 船 厂建 造 , 工 作水深 为 4 0 m, C P O E9 ~ 1 0号 在大 连 船 厂建 造 , 最 大工 作 水 深 为 9 1 . 4 m, 上 述 平 台均 配 套 宝石 机械 提供 的 7 0 0 0 m 钻井 设备 。 1 . 4 半潜 式钻井 平 台 我国拥有的半潜式钻井平台共有 7座 , 其 中中 石 化 有 2座 , 即 勘 探 3号 及 勘 探 4号 。勘 探 3号 1 9 8 3年在 上 海 船 厂 建造 , 作 业 水 深 为 4 5 ~ 1 8 0 m, 配 套钻 机为 7 0 0 0 m, 宝石机 械提 供 了 7 0 0 0 m 动 态 井 架 , 其余 主要钻 井 设 备 均为 国外 生产 。勘 探 4号 1 9 9 4年购人 , 作业水深为 4 6 ~6 1 0 m, 配套钻机为 7 0 0 0 m, 在新 加坡 远东 船 厂 建 造 , 主要 钻 井 设 备 为 进 口。 中海 油拥有 半潜式 钻 井平 台共 5座 , 即南 2 、 南 5 、 南 6 、 海 洋石 油 9 8 1 及 C O S L P 1 0 NE E R。南 海 2号作业水深为 3 0 5 m, 南海 5号及 6号作业水深为 4 5 7 m, 这 3个平台设计及建造均为国外公司 , 配套 钻机 为 7 0 0 0 m, 主要 钻井设 备 由 NO V 及 M H 公司 生产。海洋石油 9 8 l 号平 台的基本设计为 F &G公 司, 上海第 7 0 8研究所承担详细设计 , 由上海外高桥 造船有限公司建造 , 属于当今最先进的第 6代深水 半潜式钻井平台。海洋石油 9 8 1平台已于 2 0 1 1 - 0 5 2 3 在上海建成交付。平 台主要设计参数为 工作水 第 4 O卷第 9期 苗玉坤 , 等 我国海洋石油装备现状及市场前景 深 3 0 5 0 m 1 0 0 0 0 f t , 钻井 深度 1 0 0 0 0 m 3 2 8 3 0 f t 。C OS L P I O NE E R是 在 中集 烟 台莱 佛 士 船 厂 建 造的第 5 代 深水半 潜式 钻井平 台 , 作业 水 深 7 5 0 1T I 、 钻 井深 度7 5 0 0 m。C O S I P I ONE E R是第 1 艘 进驻 挪 威海域 的 由 中国制 造 的 钻井 平 台 , 对 中 国海 洋装 备 产业具 有非 常重要 的意 义 1 2 我 国海洋石油装备存在的主要 问题 我 国海 洋 石 油 装 备 产 业 经 过 近 几 年 的飞 速 发 展 , 取 得 了非常 大的进 步 , 但 与世 界海 工第 1 阵 营 的 欧美 国家及 第 2阵 营韩 国和 新 加 坡相 比 , 还 存 在 着 一 些 问题 , 主要表 现在 4个方 面 1 部 分配套 设 备 依 赖 进 口, 海 洋石 油 装 备 企 业 市场竞 争力 薄弱 。我 国海 洋石油 开发 装备 的 国产 化率 仅在 2 0 左 右 , 可配 套 产 品范 围较 窄 , 性 能 和 质 量 同国外 有一 定 差距 , 关键 设 备 依 赖进 口。以 深 水 钻井 平 台“ 海洋石 油 9 8 1 ” 为 例 , 其 所有 核 心 部件 , 包 括柴 油机 、 变频器 、 井 口机 械化工具 、 大型 吊机 、 顶 部驱动装置、 船舶主机、 主推进系统等均 由外方公司 设 计制造 。 2 海 洋 石 油 装 备 适 应 水 深 、 钻 深 能 力 较 差 。 全 球现 有和 在建 的 1 7 5 艘 半 潜 式平 台 中 , 1 6艘 工作 水 深超过 2 2 8 6 m 7 5 0 0 f t , 其 中 De e p wa t e r Ho r i z o n 、 Ei r i k Ra u d e B i n g o 9 0 0 0系列 [ 4 3 工 作 水 深 达 到 3 0 4 8 1T I 1 0 0 0 0 f t , F r i g s t a d D g 0半潜 平 台最 大 工作水 深 3 6 5 7 m 1 2 0 0 0 f t , 深 水海 洋 钻 井 提升 设备 的能 力 达 到 1 2 5 0 0 k N, 钻 井 深 度 超 过 1 0 0 0 0 m 等 。相 比较 , 我 国海 洋 石 油钻 井 装 备 至今 还 没 有 真 正涉足 深水 领 域 , 产 品配 套 范 围 最 大 为 9 0 0 0 m 钻 深能力 。除 了在 F r i g s t a d D9 0半 潜 式 平 台上 配 套过 4套 F 一 2 2 0 0 HI 型泥 浆 泵 外 , 其 他 深 水 钻 井 平 台均未配套过国产钻井设备 。 3 国 内原 材 料 、 加 工 和试 验 设施 较 差 。我 国 基础工 业落 后 , 原 材 料性 能 不 能 满 足海 洋 石 油 装备 日益发展 的要 求 。通 常 , 海 洋 石 油装 备 用 钢 的屈 服 强度为 2 5 0 3 5 0 MP a , 为 了降低海 洋石 油装 备 的建 造 成本 , 国外 高强 度钢 屈 服 强度 为 4 2 0 5 5 0 MP a 得到 了广 泛使 用 , 而我 国对 于 高 强度 钢 的 研 制 比较 落 后 。现 有 的加 工 设 备及 试 验 手 段 有 限 , 不 能满 足 海 洋石油 装 备 配 套 设 备 的加 工 工 艺 试 验 条 件 的需 要 。例如 , 国内制造 的隔 水管 由 于缺 乏 相应 的试 验 设施 , 必须 到 国外 进行 抗疲 劳试 验 。 4 海 洋 钻 井 装 备 配 套 率 偏 低 。 目前 国 产 的 9 0 0 0 m钻 井 系统 已经 在 9 1 . 5 r n 3 0 0 f t 自升 式 平 台上配套 , 但 1 2 0 0 0 i n钻 井 系统还 只是 在陆上 油 田 使用 。我国的石油装备生产厂家虽然已研制出相关 设备 , 但由于海洋平 台结构复杂、 体积庞大、 造价昂 贵 , 技术 含 量高 , 所 处 的 海洋 环 境 十 分 复杂 和 恶 劣 , 且 由于缺 乏海洋 平 台 上 的使 用 经 验 , 设 备 性 能及 可 靠 性没 有得 到有 效 验证 , 从 而使 得 海 洋 钻井 装 备 整 体配套 率偏 低 。 3 我 国海 洋石油 装备的发展建议 3 . 1 加 大深 海钻 井装 备研 制力度 目前 , 国内技 术 比较 成 熟 的 海洋 石 油钻 井 系 统 只能 满足 7 0 0 0 m 钻 深 需 要 , 应 主 要 开 发 9 0 0 0 m 及 1 0 0 0 0 m 电驱 动 海 洋 深井 成 套 钻 机 。主 要 为钻 井船 、 半潜 式平 台配 套 的海洋 动态井 架 、 钻井平 台用 4 4 1 3 k W 6 0 0 0 h p 绞 车 、 2 2 0 6 . 5 k W 3 0 0 0 h p 泥 浆泵 、 顶驱 、 6 0 5转 盘 、 海洋 防喷器 等 。 3 . 2提 升关键 设备 研发 能力 随着 海 上装 备 配 套需 求 日益 旺盛 , 相 关企 业 已 经瞄准 海上 装备 , 按 照 海 上工 况 的特 殊 要 求 改进 和 提升 产品 的性能 。以提升 柴油 发 电机组 、 电控 系统 、 大型 吊机 、 轴系 、 自升 式平 台升 降系 统 齿轮 和齿 条 、 深井钻 机 、 深 水平 台升沉补 偿装 置 、 管子 自动化 处理 系统 、 钻 井船 、 半 潜 式钻 井 平 台配 套 的 隔水 管 、 张 紧 器 等关 键设 备为 重点 , 提升 关键 设备 研发能 力 。 3 . 3加 快海 洋水 下钻 采装 备研 制进 程 海 洋 水下 钻 采 装备 主要包 括 海 洋立 管 、 水 下 井 口、 井控 装置及 海 洋集输 系统 等 , 由于海 洋水 下设备 具 有高 投入 、 高风 险 、 高技 术 等 特 点 , 所 以 长期 以来 其技 术 一直被 国外 发 达 国家 所 垄 断 。近 几 年来 , 我 国一些 企业 已着 手海 洋 水 下 装 备研 究 和 探 索 , 宝 石 机械 承 担 的 国 家 高 技 术 研 究 发 展 计 划 8 6 3计 划 “ 海 洋深水 钻井 隔水 管 系统研 究” 已完成样 机 制造并 已运抵 美 国休斯 敦 , 进 行 最 后 1项 抗疲 劳 试 验 。随 着世 界各 国深海 油气 开发 力度 的不 断加大 及我 国对 南海 开发进 程 的加 快 , 海 洋 水 下钻 采 装 备 的需 求 会 日益迫 切 , 因此 加快 海 洋 水 下 钻采 装 备 研 制进 程 势 在 必行 。 3 . 4 实施 人才 战略 有效 整合 资源 由于 国内在 海洋石 油装 备开 发过 程 中出现 了需 求 间断 , 导致 许 多专业 人才 流失严 重 , 出现 了人 才断 3 2 石油 矿 场机 械 2 0 1 1年 9月 层 ; 科 研项 目开发 分 散 , 总 体 协调 机 制 较弱 , 成 果 分 享 困难 ; 国内较集 中的制造基 地 由于隶属 不 同 , 利 用 效率 低 , 在很 大程 度 上制 约着 我 国装 备 制造 产 业 整 体规 模和效 益 。所 以要 大 力 实施 人 才 战 略 , 引进 高 端海 洋专业人 才 ; 有 效 整 合资 源 , 做 到成 果 共 享 ; 以 市场 为导 向 , 培育 壮 大一 批 具 有竞 争 力 的 海洋 石 油 装备配套制造企业 , 实现规模化、 专业化生产。 4 我国海洋石油装备 的市场前景展望 4 . 1 目前世 界海 工装 备市场 规模 根据 RI GZ o NE统 计 , 截至 2 0 1 0 1 1底 , 世 界 海 洋钻采平台 船 含在建 共 1 4 2 6座, 如表 1 。 表 1 2 o 1 0年世界主要海洋钻采平台 船 情况 艘, , 廖 注 资 料 来 源 h t t p / / w ww. r i g z o n e .c o m/ , 数 据 截 至 20 1 0 11。 4 . 2世 界海 工市场 需 求预 测 根据 国 际 权 威 机 构 D o u g l a s We s t wo o d预 测 , 2 0 1 3年全 球海 上石 油开采 的投 资将 达到 3 6 0 0亿 元 。通常 , 在海 洋油气 资源 开发 总投资 中 , 海工 装备 将 占总投资的 2 o ~2 5 。保守估计 , 2 0 1 1 2 0 l 5 年世界海洋工程装备市场的年均容量 7 0 0 亿元 以 上 , 未来 5 13 . 海洋 工 程装 备 投 资总 额 至少 为 3 5 0 0 亿元 。 海洋工程剖析机构 O DS根据海洋工程产 品种 类 , 从更新 需求 和新 增需 求 2个 方 面对 世 界海 洋 工 程装 备未来 5 a进行 了预测 2 O 1 o 一2 O 1 5年 , 世 界海 洋钻井装置需求总量为 8 3 ~1 1 6座 , 其 中自升式钻 井平 台为 6 ~ 1 2座 , 半 潜式为 6 6 ~1 9 3座 , 钻井船 为 1 1 ~1 2座 , 年需求 平均 为 1 6 ~2 4座 ; 加 上海 洋工 程 辅助船 需求 以及平 台更 新 及 改造 需 求 , 粗 略预 测 未 来 5 a 全 球海 工市场 规模 为 2 7 6 5亿元 ; 目前 中国 的市场 占有率 为 l 0 , 假 设 5 a 后 中 国的市 场 占有 率上升至 1 3 中性估计 , 则未来 5 a 年 中国所面 对的海工 市场 为 3 6 0亿元 , 年 平均 规模 为 7 2 亿元 。 虽然 上 述 2大 机构 预 测结 果 存在 一 定误 差 , 但 即使 按 O D S预 测 未来 5 a海 工 装备 市 场 规模 总 额 也将有 2 7 6 5 亿元 , 显示 了海工市场的强大需求 。 4 。 3我 国海工装 备 的市场 前景 中国政府已经将海工装备制造明确列入“ 十二 五 ” 期 间重要 扶持 的先进 制造 业之 中 , “ 十二 五” 期 间 将重 点发展 海洋钻 井平 台 、 新 型海洋 工程装 备 、 深水 定位 系泊 系统等 配 套设 备 , 形 成 海洋 工 程装 备 新 兴 产业 。中国海洋装备企业在过去几年间已经在国际 海工市场份额上快速提升。国外设备相对长的交货 周期及高昂的价格也给我国海洋装备的发展带来了 有利 的 市场 机 遇 。可 以 预见 未 来 1 0 a 将 是海 洋 工 程设 备发展 的黄金 时期 。 5 结 语 随着 世 界各 国深 海 油气 开 发 力度 的不 断 加大 , 油气 资源勘探 开发 向深海 进军 已成 必然趋势 。应加 大深海钻井装备研制力度 , 提升关键设备研发能力 , 加快海洋水下钻采装备研制 , 掌握海洋石油装备核 心 技术 和关键 技术 , 增强 自主创新 能力 ; 建立 完善 的 产 业链 , 发挥 产业 的集聚效 应 , 增 强海 洋石油装 备建 造 能力 , 促 进装 备 制 造业 持 续 发 展 。随着 我 国能源 消费量的增加 、 国家能源开发和储备战略的调整, 保 护 和开发 海洋 油气 资 源 的 紧迫 性增 强 , 为 海 洋油 气 开 发装备 产业 发展带 来 了广 阔的发展 空间 。 参考文献 [ 1 ] 侯福祥 , 张永 红, 王辉 , 等. 深 水钻井关键装备现状与 选择E J 2 . 石油矿场机械 , 2 0 0 9 , 3 8 1 0 1 - 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