时间:2024-01-12 15:13:25
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一、引言
海洋石油产业的快速发展离不开海洋石油开发装备产业的支撑,而海洋石油钻井平台就是海洋石油发开所需要的关键的装备。海洋石油钻井平台技术的发展不仅能有效保障海上石油资源的顺利获取,而且对我国的国家能源发展的稳定性与持续性有着重要的影响。随着海洋石油产业的快速发展,海洋石油钻井平台技术也在飞速的发展与革新。
二、我国的海洋石油钻井平台技术的现状
2.1建造技术逐步成熟
我国的海上石油开采技术已经经历了几十年的发展,现有几十座海上移动式钻井平台,为我国的石油资源的开发做出了巨大的贡献。目前我国的海上石油钻井平台技术已经日益趋于稳定与成熟,在发展过程中拥有了海上平台及船体的丰富的建造经验,已逐步的缩小与世界先进水平之间的差距。
2.2配套设备性能趋于稳定
海洋石油平台技术的配套设备要比陆地钻井所需的设备要求更为苛刻,主要体现在配置的可靠性、安全性以及自动化程度上。目前我国的石油平台技术配套设备中钻井泵、驱动钻机以及钻井控制设备等都趋于稳定,可以满足几千米以内的海洋石油资源的开发需求[1]。
2.3深海石油开发技术及设备迅速发展
我国现在的海洋石油钻井技术的应用较多的集中在较浅的海域中,但是由于浅水区的石油资源有限,近海海域的石油资源已经不足以满足日益增长的能源需求,因此对于发展深海海域的石油开发工作显得十分重要。虽然我国的深海石油开发技术仍处于起步阶段,但是随着科学技术的不断发展以及相关部门的重视程度的不断增加,深海石油开发技术将会逐步成熟。
三、海洋石油钻井平台技术特点
3.1钻井平台作业范围较广
我国的石油钻井平台并不是固定的,而是会根据海域、海深、石油的储量、作业情况以及质量安全要求的不同移动式作业,其作业的范围较广。不同的钻井平台工作的区域及深度都不同,技术及设备先进的钻井平台作业深度可达到3000米。
3.2钻井平台可靠性系数较高
钻井平台由于要长期泊在海面上,长期受到海面上包括海风、海浪、地震、海啸等恶劣的工作环境的影响,钻井平台的强度、使用寿命、设计及建造工艺以及使用过程中的生产管理都具备高标准。此外随着石油钻井平台向深海海域的发展,对于作业技术、生产管理以及安全因素的贯彻和管理都提出了更高的要求,因此钻井平台的可靠性系数较高[2]。
3.3钻井平台技术复杂程度较高
海洋石油的开采技术是一门错综复杂的技术,包括了结构力学、机械工程、流体力学、海洋环境以及船舶技术等多个领域的学科。因此在石油钻井过程中要综合运用力学分析技术、环境检测技术、船舶建造技术以及卫星自动化技术等,才能有效解决钻井过程中出现的系列问题,保证钻井平台技术稳步持续发展。
四、海洋石油钻井平台技术缺陷带来的不利影响
由海洋石油钻井平台的技术特点可以看出,在钻井技术应用过程中必然存在着诸多的缺陷,具体有复杂性、可燃性以及多样性等缺陷,此外我国的设备国产化程度较低以及现有钻井平台的数量不足等都制约着钻井平台技术的发展,下面是钻井平台缺陷所带来的不利影响[3]。
4.1钻井平台容易引起火灾
海上石油钻井平台在运行过程中接触的可燃物的种类及数量较多,这些可燃物接触到很小的火源就有可能引发重大的火灾。同时由于在海上作业时受到环境的影响较大,比如海上风浪影响火势的方向趋势不容易把握,因此发生火灾时难以进行控制。
4.2钻井平台容易破坏环境
由于开采出的石油多为原油,其中含有的各种元素的含量都较大,一旦出现泄漏现象将会对钻井平台周围的海域造成难以恢复的影响。此外,在原油中还含有大量的对环境有害的多种气体,经风一吹将会对大范围的空气造成严重影响,若气体进入高空伴随雨水降落对环境的影响更大。
4.3钻井技术容易造成经济损失
深海石油钻井平台技术涉及的领域广、实施的难度大以及设备的高精度与现代化程度导致了钻井技术是一门耗费经济极大的技术,而一旦出现火灾或者其他事故所引起的经济损失也必然是巨大的。不仅对精密设备及技术造成严重影响,还对工作人员的生命财产安全造成巨大的威胁。
五、海洋石油钻井平台技术的发展趋势
科学技术的发展带动了海洋石油钻井技术向更高水平进一步的发展,其在钻井平台技术中的应用大幅度的提升了海洋石油资源的开采效率,对于石油资源的开采量及开采速度的提升、开采难度的降低以及开采范围的扩大都做出了巨大的贡献。现在发达国家已经基本实现了开采作业的现代化、一体化、自动智能化等特点,这也是我国努力追赶的目标和方向。
5.1钻井平台自主操纵技术的增强
在海洋石油钻井平台技术应用中,依靠计算机形成的自动化操纵技术是未来石油开采行业的发展方向,工作人员可以在平台总利用自动操纵技术实现人机操作,并实现作业过程中的探测、数据获得、数据分析处理、决策以及通讯管理等的自动化,可以加强对石油开采设备的自动化控制。
5.2自升式钻井平台载荷不断增加
利用现代化技术增大平台上载荷的安全可靠能力,在原材料的选择方面选用高强度钢以提高平台上载荷、平台的排水量以及平台作业深度与平台自身重量的比例。平台载荷的不断增加就要求钻井平台有长时间连续工作能力,并不断地辅助以现代化设备。
5.3钻井平台的集成能力增强
未来的钻井平台已经不再局限于某种功能,而是要综合集成钻井、修井、适应多种环境的采油需求,可以在平台上分别配备动力系统、维修系统、生产系统以及控制系统等,使之在有限的空间内发挥更多的功效。
5.4数据挖掘系统的完善
通过数据挖掘系统能够将石油资源开采过程中的数据实现统一调配运行,并且可以根据实际情况通过数据分析得到下一步的战略部署,以指导进一步的开采作业,这是自主智能控制技术的延伸。
六、结语
海上钻井平台是保证海洋石油资源能够顺利开采的重要保障,能够有效的对石油开采技术进行革新,大幅度提升石油的开采效率与安全。而目前,我国的石油开采设备仍与发达国家存在一定的差距,较多的关键设备的主要来源仍然是进口,这就要求我们不断发展与创新石油钻井技术,早日实现石油开采设备与技术的国产化与现代化,推动我国海洋石油资源开采事业的进一步发展。
参考文献
(一)人和海洋的关系研究
在国家的资助下,我国学者对海洋经济地理学展开了详细的研究分析,并取得了不错的成果。海洋经济地理学研究成果主要体现在以下几个方面:一是海洋资源研究,二是陆地和海洋结构的差异性,三是海洋和人的关系等。海岸带是人类和海洋相互交汇的地方,也是海洋活动比较频繁的地方。海洋带的环境很容易受到外界因素的影响,随着人口数量的逐渐增多,人类活动给海岸带的环境带来很大影响。很多人类生活垃圾流向海洋,严重污染了海洋环境。海洋经济地理学可以为治理海洋环境做出一定的贡献,减少外界因素对海洋的污染。
(二)海洋结合和产业布局的研究分析
如今,海洋经济地理学主要从两个方面展开研究分析:一是社会稳定和国家发展,二是海洋经济地理学的自由分析研究。海洋经济地理学先从海洋结构和海洋产业入手进行分析研究。该学科首先研究了海洋结构的变化规律,海洋结构的特点以及海洋结构的变化方向。其次,该学科把海洋结构的特点和当地的产业发展结合在一起,研究分析海洋结构对当地经济发展的作用。最后,海洋经济地理学结合海洋结构的特点,分析研究了海洋结构的优化对策。虽然我国已经展开了海洋经济地理学的研究和分析,但是海洋经济地理学在研究和分析的过程中依旧存在很多问题,研究人员必须针对存在的问题积极采取对策。
(三)海洋产业发展的研究分析
海洋资源也是海洋经济地理学研究分析的重点内容。随着海洋产业的快速发展,海洋产业对国民经济发展的影响不断增大,海洋资源也是沿海城市快速发展的基本保障。但是,我国还没有建立海洋资源保护相关的法律法规,海洋被过度开发,海洋资源被无度浪费,导致海洋资源开始短缺。海洋经济地理学科的开展可以更好的保护海洋资源,推动海洋产业的发展。只有合理控制海洋资源的开采,才能真正实现海洋产业的可持续发展。
二、海洋经济地理学的展望
(一)扩展海洋经济地理学研究领域
吴传钧曾经指出:“我国海洋经济地理学的研究分析领域还需要不断扩展。”海洋经济地理学在研究的过程中还存在很多问题,比如,海洋经济地理学还没有建立相对健全的研究管理体系,研究经验不足等等。海洋经济地理学必须在研究的过程中不断创新研究方法,建立和完善学科研究体系,扩展研究领域,才能实现海洋经济地理学的研究价值。
(二)加强海洋经济地理学和其他学科的联系
虽然我国在海洋经济地理学研究方面取得了很大的成就,但是海洋经济地理学研究缺乏理论支持。在未来的研究分析中,该学科研究人员还应该加强该学科的理论研究,并在研究的过程中加强该学科和其他学科的联系。其他学科可以为海洋经济地理学的研究分析奠定基础。
(三)协调人和海洋之间的关系
海洋经济地理学是新兴学科,该学科的研究领域相对较小,该学科的研究还受到很多因素的限制。随着海洋经济地理学科的不断发展,该学科应该不断扩大研究领域。任美锷认为:“海洋经济地理学必须合理的协调人和海洋之间的关系。”
虽然半岛经济在过去的几十年中取得了飞速的发展,但由于长期粗放型经济发展方式的影响,山东半岛地区海洋环境的现状并不乐观。现阶段,半岛地区海域每年所承受的污染物已达数百万吨,渤海部分海域所接受的污染量甚至超过了其本身自净化能力的极限。每年因海洋污染造成的经济损失已达数十亿元之巨。因此,作为以海洋为依托的蓝色经济,如果不能从根本上解决海洋环境污染问题,必将严重制约蓝色经济的健康持续发展。
二、山东半岛近海污染现状
山东半岛紧靠黄海和渤海,大陆海岸线约为3121km,占全国的1 /6。改革开放以来,随着现代经济的高速发展,近岸工业区的大量涌现、海运事业的繁荣和填海造陆工程的增多使得排入海洋的污染物质日趋增多,相关海域的自净化能力也大为减弱,近海海域的海洋环境不断恶化。
1.陆地污染
山东半岛沿海区域是经济比较发达的区域,其工业化水平虽然比较高,但是有很多高污染、高消耗的工业。多年来由于人们忽视了对工业废水和生活污水的处理,大部分污染、有毒物质进入海洋。据统计,沿海7市、地排放工业废水和农业污染物接近10亿吨。大量的有毒有害甚至剧毒物质被直接排放入海,严重污染了近岸海域。渤海湾、莱州湾、山东半岛南部近海海域的污染面积越来越大,这些海域的生态环境急剧恶化,赤潮、浒苔等各种海生灾难频发。
2.事故性溢油污染
在山东半岛沿岸海港众多,航运发达。近年来由于海事部门的严格管理和相关部门的通力协作,已经基本上消除了人为的排油,石油入海量主要来自事故溢油。事故性溢油事件具有突发性、复杂性等特点,不但会严重损害海洋的自然生态环境并对污染区域的渔业、水产养殖业、旅游业等造成巨大经济损失,而且后续影响时间比较长。如1984年秋,巴西15万吨级的“加翠”号油轮在在离青岛港时触礁搁浅,右第三仓漏油, 溢油757吨,污染海岸线长达104公里,1500亩水产养殖区受到污染;2006年3月,山东长岛海域发生重大海上溢油事件,污染了长约200公里,宽约50公里的海域,经济损失约2亿元。
3. 围填海工程带来的影响
围填海工程是人类海洋开发活动中,向海洋拓展生存和生产空间的一种重要手段。近年来,半岛地区为发展经济或保护陆地资源进行了各种工程建设,使得半岛地区的围填海工程的数量和规模日趋扩大。大规模的围填海工程一方面使得海岸线的长度大幅缩减,破坏了海岸的动态平衡,弱化了海湾的属性,另一方面破坏了原有的海洋潮流系统,使近海水域面积缩小,纳水量减少,水交换能力变差,大幅削弱了海水的自净化能力,加剧了海域污染。
三、加强近海环境保护的对策
由于海洋污染具有污染源广,污染持续性强,扩散范围大等特点,因此必须要认真研究,做好防治工作,坚持“以防为主,防治结合,综合治理”的原则,保护好半岛海域的自然环境,助力蓝色经济的发展。
1.健全规章制度,加强环保意识
海洋环境污染一方面是由于关于海洋环境保护的法规不健全,针对性不强,另一方面是由于人们的法制观念淡薄,有法不依,执法部门执法不严造成的。针对这种情况应加强具有蓝色经济区本地特点的法律法规的建设,加大对《海洋环境保护法》的学习力度和其他海洋法规的宣传力度,加强沿海地区公众海洋环境法律、法规及政策的学习。提高民众对海洋环境保护的认识,利于《海洋环境保护法》和其他海洋法规的贯彻和执行。
2.减少陆地污染物的排放加强沿海企业的监督
由于陆源污染具有种类多、数量大等特点,因此要想从根本上改变陆源污染的现状必须做到以下四点:一是下大力气调整沿岸地区产业结构和生产模式,转变现有的经济增长方式,发展绿色经济。二是采用高新技术加强对重点工业和生活污染源的治理,增加工业废水和生活污水收集和处理能力,减少入海污染量。三是加强沿海企业环境监督管理,严格按照“谁污染,谁治理”的原则,进行专业处理和就地处理,禁止工业污染源中有毒有害物质的随意排放,彻底杜绝未经处理的有毒有害废水直接入海。
3.加强预警监测,完善溢油应急计划
针对事故性溢油特点,应从以下两方面入手。一是加强国际合作与交流,学习发达国家先进的经验,充分利用和开发我国现有技术力量对海洋油污染实行实时动态监控,建立半岛油污染预防和反应系统,加快这一区域海洋污染预报系统的开发和使用。二是蓝色经济区内的环保部门和海事部门应联合成立蓝色经济区重大海上污染事故应急指挥部,编制重大海上溢油应急计划,配备相应设施,加强应急能力建设,提高海上溢油监视监测、清除技术等。4 详实规划,建立跟踪监测和后期评估制度。
美国模式:大陆立国,海洋突破
美国是一个大国,而且是一个发展相对均衡的大国,这种均衡包括多个方面,既有内陆各个城市和区域的均衡,还有大众工业与高新技术产业的均衡,以及工业与农业的均衡。所有人意想不到的是,美国既是全球第一大工业国,竟然也是全球第一大农业国。
同样令人意想不到的是,美国既是大陆型强国,也是海洋强国。但是,美国更主要的,还是一个大陆强国,其广袤的疆域,赋予美国先天的大陆强国的特性。
美国是面临太平洋和大西洋的海洋大国,全国海岸线漫长,拥有1400万平方公里的海域面积,海洋资源丰富。同时美国也是个海洋经济强国。目前,海洋产业对美国经济的贡献是农业的2.5倍,美国海外贸易总量的95%和价值的37%通过海洋交通运输完成,而外大陆架海洋油气生产还贡献了全美30%的原油和23%的天然气产量。
美国的经济中,80%的GDP受到了海岸地区的驱动,40%以上是受到了海岸线的驱动,另外只有8%是来自于陆地领域的驱动。海岸经济和海洋经济对于美国整体经济来说都是非常重要的,分别占到就业率的75%和GDP的51%。
在此情况下,美国的海洋经济总量领先全球,但是,就相对值而言,美国的海洋经济本身所占比重却不高。
美国是最早开展海洋经济相关理论和方法研究的国家之一。1999年美国成立了国家海洋经济计划国家咨询委员会,并实施了 “国家海洋经济计划”(NOEP)。
由于大陆经济的发达,美国对于发展海洋经济,则显得比较从容,相对于日本在海洋经济方面涸泽而渔,引起众怒,美国则非常注意保护性发展。美国国家海洋与大气局国际事务办公室主任詹姆斯・特纳认为,应重视海洋经济发展过程中对海洋和海岸地区环境质量造成的破坏,应关注气候变化对于海洋生物资源产生的不良影响,避免过度捕捞对渔业资源带来的致命性打击。他呼吁必须要平衡对海洋环境与资源的管理,使其与经济发展之间达到平衡。
而本届奥巴马政府,则非常注重再生能源产业。奥巴马在2010年制定的预算中,将美国致力于发展可再生能源的投资增加了一倍。而据美国电力研究机构预计,水动力的能力来源将会在未来满足10%的美国能源需求。
一直以来,美国的海洋经济在发达国家中算是发展非常缓慢。直到上世纪60年代中期,在能源危机以及其他经济问题的压力下,美国才开始发力海洋经济。鉴于美国的整体经济结构和国家禀赋,美国的海洋经济,主要集中在高新技术领域。
美国政府直接出面领导海洋高新技术研究开发工作,据相关报道,美国政府现有研究与开发实验室700 多个,聘雇的科学家和工程师占全美国的3/5,政府每年的投资达到了270 亿美元。在密西西比河口区和夏威夷,美国开办了两个海洋科技园。前者主要从事军事和空间领域的高技术向海洋空间和海洋资源开发的转移,加速密西西比河区域海洋产业发展;后者以夏威夷自然能实验室为核心,主要致力于海洋热能转换技术的开发和市场开拓,同时从事海洋生物、海洋矿产、海洋环境保护等领域的技术产品开发。这些海洋科技园在美国乃至世界上具有重要影响力。
强大的大陆经济,使美国并不需要在海洋经济方面下大赌注,而强大的大众产业,亦使美国在保证民生的情况下,在海洋经济领域更多发展高新技术产业。在未来,美国模式最可为中国借鉴,即:未来以大陆经济为主,致力于中西部振兴,而以海洋经济为辅;在大陆城市发展大众产业,而沿海除石化之外,多发展海洋医药、海洋能源等产业。
目前,中国大陆比较发达的区域,适合此种模式,如青岛、深圳、广州等地,因为“大陆经济”的发达,海洋经济可以作为补充,而且,在产业选择上,应该主要以高新技术为主。
日本模式:陆海联动,全面开发
日本是个典型的岛国,陆地资源极其匮乏,之所以能够发展成为全球第二大经济体,靠的就是丰富的海洋资源。日本由四国、九州、本州、北海道四个大岛和几千个小岛组成,海岸线漫长曲折,200海里专属经济区面积广阔,达450多万平方公里,相当于其国土面积的12倍。20世纪60年代以来,日本政府把经济发展的重心从重工业、化工业逐步向开发海洋、发展海洋产业转移,迅速形成了以海洋生物资源开发、海洋交通运输、海洋工程等高新技术产业为支柱的现代海洋经济结构。
日本陆地国土狭小,而海洋经济,则需要大陆的依托,为此,日本的一个特点,就是陆海联动,以大型港口为依托,以拓宽经济腹地范围为基础。
日本在建立近海产业集聚区之前,陆地原有产业区的发展,已经先行达到了很高的水平。由此依托海洋发展的产业,起点本身就很高,且与陆地原有产业连为一体,陆海产业的现代化互为依托。大陆经济成为海洋经济的腹地,海洋经济成为大陆经济的延伸。而这种模式,很容易形成产业聚焦,目前,日本已经认定19个地区建设产业集群,形成了多层次的海洋经济区域。
相对中国的湛江、茂名等地本土经济不发达,而主要依靠“外来和尚”的模式,日本模式完全不同。
由于先天不足,海洋是日本经济的生命线,其全体国民开发海洋的意识非常强烈。其开发战略可以总结为“向纵深推进、全方位开发”。
海洋开发主要指两个方面,即海洋资源开发和海洋技术开发。近年来,日本已形成了近20种海洋产业。构筑起新型的海洋产业体系。其中,港口及海运业、沿海旅游业、海洋渔业、海洋油气业等四种产业,已经占日本海洋经济总产值70%左右。其他的如土木工程、船舶工业、海底通讯电缆制造与铺设、矿产资源勘探、海洋食品、海洋生物制药、海洋信息等等,也都获得全面发展。
日本非常重视海洋科技的发展,海洋科技开发领域也随之不断扩大,并在海洋环境探测技术、海洋再生能源试验研究、深海机器人等领域取得阶段成果。
日本对于海洋经济的依赖,几乎是全球登峰造极的。日本有效国土的缺乏,使其成为全球最疯狂的围海造田者。同时,早期的急功近利,亦使日本成为全球海洋公害,日本通过建造人工岛,已向海洋索取土地达到200多平方公里,严重影响了海洋地理生态。日本疯狂扑鲸,置国际公约于不顾,造成了对海洋生物的严重破坏,而日本将大量从第三世界国家购买的矿产品藏在海洋里,也对海洋水质形成污染,破坏了海洋体系的平衡。为此,日本经常受到全球国家诟病。
因此,日本后来在发展海洋经济时,有一些补偿性的措施,如,日本现在更多发展高新技术,并且实施海洋循环经济战略;健全油污染防除体制、充实油污损害赔偿保障制度、加强海洋环保调研与技术开发以及对海上环境违法进行查处等。而如今,日本青山绿水、碧海蓝天,虽是“先举屠刀,后成佛”,也总算是修成正果。
而日本模式,主要应用于既是岛国,同时又有大国雄心的国家,最典型的除日本外,即是英国、荷兰。
内陆资源贫乏的浙江省,主要可以借鉴日本模式。
新加坡模式:以港兴市,工业为辅
新加坡是个“弹丸之国”,却创造了一个个经济奇迹,其经济社会发展的成就瞩目,成为举世闻名的繁荣富庶之地。在此过程中,海洋经济居功至伟。
新加坡是一个典型的自由港。
而自由港的特点是,既是全球重要的港口、海洋性战略枢纽,同时贸易发达。
这种特点,使其海洋经济以航运为主,临海工业、旅游为辅助,而其他海洋产业则基本是作为补充。
作为全球为数不多的自由港,新加坡扼太平洋和印度洋之咽喉,是东西方向海运的全球枢纽。这种地位,使新加坡成为全球最具战略地位的航运港口。全球有超过600个港口与新加坡通航。集装箱吞吐量超过2000万标箱,全球每5个中转箱中就有1个是由新加坡码头处理的,堪称世界上最繁忙的港口。而新加坡的贸易对象,主要包含中国香港、中国台湾、澳大利亚、新西兰、丹麦、美国和日本。同时,新加坡亦与全球其他100多个国家建立了贸易关系。新加坡自然资源贫乏,经济属外贸驱动型,外贸总额是国内生产总值的4倍。
贸易的兴盛,使新加坡港口运输发达。同时,物流业所占比重日益重要。目前,物流业成为新加坡经济的重要组成部分,对GDP贡献超过8%。
新加坡刚崛起时,还是以工业立国。新加坡从马来西亚独立出来之后,还是发展工业,裕廊工业区于1968年成立,除此之外在加冷、红山和大巴窑等地也建立了轻工业基地。十年左右的时间,新加坡就迅速成为世界主要电子产品出口国。
同时,新加坡加大了对于临港工业的发展,特别是作为世界主要的港口,新加坡成功吸引著名的石油公司,如蚬壳石油和埃克森美孚,成为世界第三大炼油国。