成果簡介

　　海洋石油981深水半潛式鉆井平臺，簡稱“海洋石油981”，于2008年4月28日開工建造，是中國首座自主設(shè)計、建造的第六代深水半潛式鉆井平臺，具備勘探、鉆井、完井與修井作業(yè)等多種功能，最大作業(yè)水深為3000米，最大鉆井深度可達(dá)10000米。該平臺由中國海洋石油總公司全額投資建造，中海油研究總院、大連理工大學(xué)、上海交通大學(xué)、西南石油大學(xué)、中國石油大學(xué)、中國船舶工業(yè)集團(tuán)公司第七〇八研究所、中國科學(xué)院力學(xué)研究所、上海外高橋造船有限公司、大連船舶重工集團(tuán)有限公司等國內(nèi)諸多海洋工程領(lǐng)域頂級機(jī)構(gòu)參與研究開發(fā)，并于2011年榮獲國家科技進(jìn)步獎一等獎。該平臺的建成，標(biāo)志著中國在海洋工程裝備領(lǐng)域已經(jīng)具備了自主研發(fā)能力和國際競爭能力。

歷史背景

　　隨著海洋油氣開發(fā)逐漸向深海推進(jìn)，傳統(tǒng)的自升式鉆井平臺和半潛式鉆井平臺受其作業(yè)能力的限制，己經(jīng)不能滿足深水油氣資源勘探開發(fā)的需要。在這種背景下，深水半潛式鉆井平臺得到了快速發(fā)展。為加快我國深水油氣資源的開發(fā)，提高我國深水海洋工程裝備能力，中國海洋石油總公司于2004年開始第六代深水半潛式鉆井平臺的概念性研究，并于2006年7月正式成立深水鉆井船工程項目組，負(fù)責(zé)“海洋石油981”深水半潛式鉆井平臺的研究。

創(chuàng)新歷程

　　在研發(fā)過程中，為適應(yīng)南海海域惡劣的環(huán)境并滿足平臺新的作業(yè)功能的要求，“海洋石油981”的研發(fā)團(tuán)隊在基本設(shè)計和詳細(xì)設(shè)計階段結(jié)合國家863重點項目和國家科技重大專項開展了大量技術(shù)攻關(guān)。通過基礎(chǔ)研究和工程實施相結(jié)合，研發(fā)團(tuán)隊在總體性能、主尺度優(yōu)化、總體布局、結(jié)構(gòu)設(shè)計、重量控制、動力定位及錨泊定位升級、系統(tǒng)集成等很多方面實現(xiàn)了突破和創(chuàng)新。

　　例如，在總體性能優(yōu)化方面，要確保實現(xiàn)9000噸甲板可變載荷（通常指含立柱在內(nèi)甲板的可變載荷）。甲板可變載荷是深水半潛式鉆井平臺的關(guān)鍵性能指標(biāo)之一，主要由平臺的作業(yè)水深、鉆井深度、船型、主尺度所決定。甲板可變載荷主要包括人員、備品、鉆井設(shè)備可變載荷等。甲板可變載荷大，有利于減少供應(yīng)物資的運(yùn)輸次數(shù)，降低作業(yè)成本，保證作業(yè)的連續(xù)性，提高經(jīng)濟(jì)效益。一般而言，鉆井平臺的甲板可變載荷需求隨作業(yè)水深和鉆井深度而增加。“海洋石油981”的最大作業(yè)水深設(shè)計為3000m，鉆具和鉆材的需求顯著增加。因此，研發(fā)團(tuán)隊將“海洋石油981”的可變載荷指標(biāo)確定為9000噸，為當(dāng)時在運(yùn)營的半潛式鉆井平臺的甲板可變載荷之最。技術(shù)人員為此進(jìn)行了主尺度優(yōu)化及大量的數(shù)值分析和模型試驗，并通過平臺運(yùn)動性能、定位性能、穩(wěn)性、可變載荷等各項性能指標(biāo)的綜合優(yōu)化，最終確保9000噸甲板可變載荷的實現(xiàn)。

　　“海洋石油981”的成功研制實現(xiàn)了6個世界首次：首次采用南海200年一遇的環(huán)境參數(shù)作為設(shè)計條件，大大提高了平臺抵御環(huán)境災(zāi)害的能力；首次采用3000米水深范圍DP3動力定位、1500米水深范圍錨泊定位的組合定位系統(tǒng)，優(yōu)化了節(jié)能模式；首次實現(xiàn)半潛式平臺可變載荷9000噸，為世界半潛式平臺之最，大大提高了遠(yuǎn)海作業(yè)能力；中國國內(nèi)首次成功研發(fā)世界頂級超高強(qiáng)度R5級錨鏈，引領(lǐng)了國際規(guī)范的制定，為中國國內(nèi)供貨商走向世界提供了條件；首次在船體的關(guān)鍵部位安裝了傳感器監(jiān)測系統(tǒng)，為研究半潛式平臺的運(yùn)動性能、關(guān)鍵結(jié)構(gòu)應(yīng)力分布、錨泊張力范圍等建立了系統(tǒng)的海上科研平臺，可為中國半潛式平臺的開發(fā)提供更寶貴和更科學(xué)的設(shè)計依據(jù)；首次采用了最先進(jìn)的本質(zhì)安全型水下防噴器系統(tǒng)，在緊急情況下可自動關(guān)閉井口，能有效防止類似墨西哥灣事故的發(fā)生。

重大意義和深遠(yuǎn)影響

　　“海洋石油981”平臺的建成和投入使用，標(biāo)志著我國具備了在南海及世界大部分深水海域進(jìn)行油氣勘探開發(fā)的能力，實現(xiàn)了我國海洋石油工業(yè)的歷史性跨越。超深水半潛式鉆井平臺為我國第一個“深水大慶”提供了深水重大裝備的支撐和保障，是我國“海洋強(qiáng)國”之路上的里程碑，有力地宣誓了國家主權(quán)，維護(hù)了國家海洋權(quán)益，有著重大的社會和經(jīng)濟(jì)效益