海工装备细分市场分析

（四）海工装备细分市场分析

1、海洋钻机系统

海上石油天然气的钻井工艺与陆上基本相同，所不同的是陆上钻机不受场地限制，可以分散布置，而海洋钻机必须集中布置在面积不大的海上平台上，自然条件恶劣，操作工况十分复杂。此外，海洋钻井远离陆地，运输十分困难。这些特点决定了海洋钻机除了必须达到陆上设备的要求外，还要满足一些特殊要求。同时，由于钻井环境条件的不同，海洋钻机系统和部件配置又有其自身的特点。1）组成简介

海洋钻机系统主要由钻井绞车、顶驱、泥浆泵、排管机、仪表与司钻房等部分组成。

（1）钻井绞车

钻井绞车按照驱动方式可以分为直流驱动、液压驱动和交流驱动三种形式；按照传动方式可以分为链条传动和齿轮传动两种形式；按照刹车方式可以分为盘式刹车和涡磁刹车两种。

（2）顶驱

顶驱的驱动方式分为直流、液压和交流三种，有单马达和双马达两种驱动组合。

（3）泥浆泵

泥浆泵的驱动方式分为直流、液压和交流三种，有卧式和立式两种布置型式。（4）排管机

排管机有柱式排管机、桥吊式排管机和星型排管机三种形式。

（5）仪表与司钻房

仪表一般有组合式指针仪表、组合式数显仪表和屏显数字化仪表三种形式。（6）产业结构

目前，整个钻井系统几乎所有核心设备都被国外少数几个公司垄断，如下表所示：

表 1 钻井系统设备生产企业市场份额

年代初开始，世界钻井技术进入快速发展期，石油

钻机整体向着交流变频调速电驱动石油钻机）方向发展；钻深能力达12000～15000米，绞车功率从增大至。虽然我国川油广汉宏华公司与宝鸡石油机械公司已设计出海洋同时配备交流变频电驱、静液驱动的新一代顶部驱并已成为海洋工程标准产品。挪威MH公司、德国Bentec和美

7000-9000m数控变频钻机。但大多数国内钻机的性能较差，导致国内钻井平台几乎只采用国外钻机。另外，国外无绞车、液缸升降型钻机正迅速发展，质量比传统曲轴连杆三缸钻井泵轻80%的静液驱动钻井泵、套管钻井石油钻机、机械驱动长行程泥浆泵均得到广泛应用，我国基本在这几项没有开发能力。

在钻井配套设备方面：对一些高难度钻采条件，如定向井、水平井所需的随钻测量（MWD）、地质导向钻井技术（LWD），电潜泵（ESP）、自动送钻装置、软扭矩系统、钻井泵同步装置等等关键设备仍依赖进口。大通径高封井压力和高剪切力的防喷器（BOP）我国仍没有开发能力。如美国Hydril公司的防喷器封井压力高达138Mpa；河北华北石油荣盛机械公司作为国内最大的防喷器企业，封井压力才50Mpa，难以适用于6000米水深。

13年三月，上海船厂与宏华海洋油气装备（江苏）有限公司在上海签订了TIGER系列钻井船的钻井设备包合同，其中五缸泵等设备由宏华自主研发。这将推动钻井船配备国产化钻井设备的进程，逐渐提高中国海洋装备制造企业在国际市场的竞争力。

2、水下生产系统

水下生产系统是将全部或部分油气集输装备置于海底的生产系统。该系统的出现，解决了在深水中使用固定式平台而使成本急剧上升的问题；水下生产系统多与浮式生产系统配合工作。在水下系统中，井口头和采油树都在海底；因此，水下生产系统就不会像在水上的生产系统（如刚性平台）那样受到海面风浪流和水深的影响。但另一方面，水下生产系统不能直接进行操作，操控也必须通过脐带缆远程控制，持续地操作显然比平台式生产系统复杂得多。水下生产系统的费用基本上随水深变化而变化，而刚性平台的费用是随着水深的增加而增加的；因此，对于深水区域，多趋向于使用水下生产系统。该系统的工作原理为：油气从水下井口上的采油树采出，经海底管线送到水下管汇进行计量、收集、初步处理，再通过海洋立管输送，然后被运往岸上做进一步处理。

1）组成简介

水下生产系统主要包括：油井、井口头、采油树、水下管汇、接入出油管系统和控制系统等，如下图12所示。

图 1 水下生产系统组成

（1）采油树

采油树最初被称为十字树、X型树或者圣诞树。它是位于通向油井顶端开口处的一个组件，它包括用来测量和维修的阀门、安全系统和一系列监视器械。它连接了来自井下的生产管道和出油管；同时，作为油井顶端外部环境隔绝开的重要屏障。采油树还包括：许多可以用来调节或阻止所产原油蒸汽、天然气和液体从井内涌出的阀门；采油树是通过海底管线连接到生产管汇系统的。水下采油树的诞生使低成本地开发深水油气田成为可能。

（2）水下管汇

水下管汇主要用来分配、控制管理石油和天然气的流动。水下管汇安装在海底井群之间，主要是将数口油井的油气集巾起来，再通过一条输油管线混合油流，送到最近的采油平台或岸上基地做进一步处理，它可以减少海底管线的长度。管汇终端包括一些大型的结构（如：水下加工系统）都属于水下管汇；因此，水下管汇类型有许多种。

水下管汇和油井在结构上是完全独立的，油井和出油管道通过跨接管与管汇相连。水下管汇由管汇、管汇支撑结构、基础结构和保护盖三部分组成。

（3）管汇

管汇由管线、阀门、控制模块、流动仪表等组成。管汇中心的管线布置在底

盘上，从底盘井及卫星井产出的流体，由管汇聚集后用管道输至平台。来自平台的注入水经管汇分配至个注水井。

（4）管汇支撑结构

水下管汇的管汇支撑结构主要由大管径和型钢制成的框架组成，它的主要作用是：为钻井提供导向；为水下管汇安装的设备提供支撑基座；为水下管汇下入海底提供载体；提供一个隔离物以保护水下管汇部件不被撞坏。

（5）基础结构和保护盖

大部分水下管汇中心的基础结构都是吸力锚的结构形式。吸力锚主要由大管径钢结构组成，对管汇系统主要起锚固作用；吸力锚（Suetion Anehor）所依靠的“吸力”，仅仅是在沉锚施工过程中实现的；沉锚完成后，“吸力”即消失，此时的吸力锚实际上就如同一个常规的埋入短桩，依靠它周围土体的抗力提供锚固力。

（6）跨接管

在水下油气生产系统中，跨接管是一个较短的管状连接元件，主要用在采油树和管汇、管汇和管汇等之间输油；除输油外，跨接管也可用来向油井注入水和气。典型的跨接管在管子的两头分别有一个终端连接器。如果管子是刚性的，跨接管叫做刚性跨接管，如果管子是柔性的就叫做柔性跨接管。刚性跨接管主要有“M”和“U”两种形式。

（7）脐带缆

是由一组电缆组成，通过上部设备连接水下设备，为水下生产设备提供电力、液压、控制和监控信号。

（8）水下控制系统

主要用于对水下采油树、水下管汇系统等设备的远程控制，用以闸阀开/关，水下油咀的调节，井下压力温度及水下设施进行的监测，所需化学药剂的配注。