海洋工程概论论文

海洋工程概论论文

15级海洋工程与技术黄嘉荣

内容概论:本文就我国的海洋工程发展现状,趋势与前景进行分析与探究,了解到我国的海洋工程技术发展的迫切需要与未来的发展空间。

海洋工程,从广义上说,所有涉及货与海洋环境有关的工程都可以归入海洋工程研究的范围,如我们经常谈论的海洋平台,系泊系统,海底管线以及其她开发海洋资源的设备与工程建筑,如海浪能源转换系统之类的。海洋工程研究范围有海洋环境动力学,海洋工程结构物设计研究,海上施工技术,以及大部分的船舶工程。

海洋工程,从其所指的建筑物角度来瞧,实际上包括了两类建筑物:沿岸结构物与近海建筑物。

一.我国海洋工程的发展现状。

1、我国海洋石油工程。

我国海洋石油工程具有巨大的发展潜力,我国海域辽阔,海安县长达18000多公里,海域面积472、2万平方公里,大陆架为130多平方公里,由于中国沿海大陆架就是世界上最后一批面积大,易于开采而尚未勘探开发的地区之一,而且水深在120m以内的水域占很大一部分,作业条件优于北海油田(其水深在

100m~300m),已经引起全世界的注目1979年以来,经过我国政府批准,利用外资,

同国外联合开发,已经先后与日本,法国,美国,英国等石油公司签订了在渤海,南海的北部湾,莺歌海,珠江口盆地的合作勘探开发合同。我国目前的勘探开发仍处于起步阶段,面临着以下四个方面的挑战:1、我国近海石油地质条件较为复杂,如渤海油田的近岸滩涂地区。2、原有性质特殊,轻,中,重三种油质中,中质与重质油储量可能会多一些。3、国际油价起伏不定,不时处于疲乏状态。4、海况条件比中东等地区差,台风,海冰,地震影响较大。另外,较于其它英,美发达国家,我国海洋石油工程正处于落后的阶段,表现在平台设计,平台材料,平台设备及仪器仪表系统,平台的制作工艺,海上施工安装等方面。

我国海洋工业开始于上世纪60年代末期,最早的海洋石油开发起步于渤海湾地区,该地区典型水深约为20m。到了80年代末期,在南中国海的联合勘探与生产开始在100m左右水深的范围内进行。现在我国也准备加快南中国海油气资源的勘探开发,但这一海域水深在500~2000m,而我国目前还不具备在这样水深海

域进行油气勘探与生产的技术,因此迫切需要发展深海油气勘探与开发技术。鉴于此,由国家发展改革委员会牵头,组织中石油、中石化、中海油三大公司参与,投入大量资金,共同研究深海海洋油气开发技术。目前,中石油已获批准在南中国海12万km2 的海域勘探与开发油气资源,并以辽河油田与大港油田为基地成立了海洋石油工程公司。中海油也已获批准在南中国海7万多km2的海域勘探与开发油气资源,并且已有8个区块开始向全球招商,积极寻求外部合作。另外,其子公司中海油服股份公司也投入巨资开始建造122m(400ft)深水钻井平台,并正积极准备建造1500m作业水深的半潜式平台。中国石化集团根据国家把东海

油气资源开发利用摆在优先考虑位置的战略部署,计划在2010年前投资240亿元,加快中国东海油气资源开发利用步伐。到2010年累计将在东海西湖凹陷油气富集带部署90多口探井,累计拿到天然气探明储量4000亿~4200亿m3,达到年产天然气80亿~100亿m3的目标,满足上海、浙江等东部沿海地区能源结构

优化与经济发展的需要。

2、海洋工程的研究成果与发展

近几年围绕着海洋石油生产中出现的若干问题,我国工程界积极组织开展相应的研究工作,在环境、载荷、结构、检验、维修工艺以及海洋工程设备等方面取得了长足的进展,海洋石油的开采技术已有很大提高,开采的范围也逐渐从浅海向深海发展,并正在以下几个方面进行深入的研究。

1、深海石油平台技术的研究深海石油平台的设计、建造及相关技术就是深海油气资源开发中的关键技术之一,了解与掌握国外深海平台的建造与使用情况,探讨国外深海平台设计与使用中积累的经验,对我国海洋油气开发具有重要意义。对深水开采,钢质导管架平台的造价会随水深增加而急剧增长,以致在经济上不可行。这就促使在深海开发中使用新的结构形式,如混凝土结构与浮式结构。典型的浮式结构就是FPSO、半潜式平台、张力腿平台(TLP)与SPAR平台。目前,我国海洋工程界对FPSO与半潜式平台的了解较多,技术也相对成熟。而对TLP与SPAR平台却了解较少,也没有设计、建造与使用的经验。因此,目前的研究重点将就是TLP与SPAR平台,研究的项目主要有:(1)平台的环境载荷计算及

环境参数选取;(2)平台的稳定性与运动;(3)平台的结构强度与有限元技术;(4)平台的结构疲劳强度与断裂;(5)平台的检验技术等。

2、推动风险分析与综合安全评估技术在生产及检验中的应用海洋平台结构复杂、体积庞大、造价昂贵,所处的海洋环境十分复杂与恶劣,风、海浪、海流、海冰与潮汐时时作用于结构,同时还受到地震作用的威胁。在此环境条件下,环境腐蚀、海生物附着、地基土冲刷与基础动力软化、材料老化、构件缺陷与机械损伤以及疲劳与损伤累积等因素,都将导致平台结构构件与整体抗力的衰减,影响结构的服役安全度与耐久性。另外,操作不当、管理不当等人为因素也直接影响海洋石油平台的安全性。随着对海洋平台复杂性的深入了解,越来越认识到海洋结构物结构性与系统性的风险分析的必要性。历史上曾有多次海洋平台的事故,造成了重大的经济损失与不良的社会影响。例如,1965年英国北海的/海

上钻石0号钻井平台支柱拉杆脆性断裂导致平台沉没;1968年/罗兰角

0(Rowland horn)号钻井平台事故;1969年我国渤海2号平台被海冰推倒,造成

直接经济损失2000多万元;1997年渤海4号烽火平台倒毁;1980年北海

Ekofisk油田的AlexanderLKielland号五腿钻井平台发生倾覆,导致122人死亡;以及2001年巴西油田的P-36平台发生倾覆。这些惨痛的教训给海洋资源开发以很大的警示,同时也促使国内外石油部门更加努力研究海洋平台安全管理的关键科学问题。

3、老龄平台的延寿评估与检验技术目前随着海上油汽田开发的继续,以及地质勘探初期的不确定性,一些导管架平台在到达设计寿命后,由于边际油田的