60卷增刊1 中国造船V ol.60 Special 1 2019年1月SHIPBUILDING OF CHINA Jan. 2019文章编号：1000-4882（2019）S1-0104-06国外深海勘探开发装备现状与趋势研究杨清轩，苏强（中船重工第七一四研究所，北京100101）摘要当前世界经济处在快速发展进程中，世界能源的生产和消费正在发生深刻的变革。

从国际看，能源低碳化越来越明显，全球在海洋深水项目的勘探、开发活动非常活跃。

从国内看，海洋深水资源的开发利用在我国能源格局中也将占有更重要的地位。

深海勘探开发装备是指用于海洋资源勘探、开采、加工、储运、管理及后勤服务等方面的大型工程装备和辅助性装备。

作为利用海洋资源的物质和技术基础，深海勘探开发装备事关国家的能源战略安全，其重要性不言而喻。

论文对国外深海勘探开发装备现状进行研究，并分析其发展趋势，为我国相关部门提供参考。

关键词：深海勘探开发装备；起重辅管船；物探船；半潜式钻井平台；钻井船中图分类号：P744.4；TE52 文献标识码：A0 引言深海是继太空之后，又一个对人类具有重大意义的战略领域，围绕深海资源的竞争日趋激烈。

党的十八大工作报告中明确提出了“提高海洋资源开发能力，发展海洋经济，保护海洋生态环境，坚决维护国家海洋权益，建设海洋强国”的战略目标，突显了海洋对扩大我国生存发展空间的重要性。

使用深海勘探开发装备是目前调查、获取深海资源的主要手段，主要包括物探船、移动钻井装备（半潜式钻井平台、钻井船等）、支持船舶/平台（起重船、铺管/铺缆船）等。

1 起重辅管船1.1 发展现状起重船属于工程船，主要承担海上结构物的起吊工作，按用途可分为用于海上吊装、拆卸的大型起重船，用于铺设海底油气管线的起重铺管船（装有回转式起重机），以及用于大型水上工程吊装的起重船（大多数装设固定臂架式起重机）。

起重铺管船按回转式起重机的能力大小，又分为常规起重铺管船和大型起重铺管船。

对于常规起重铺管船，其起重机的能力以满足本船铺管作业要求为极限（如安装铺管系统的托管架等），典型的船型如“海洋石油202”号起重铺管船，其起重机的最大起重量约120t，其他类似船型的起重能力也大致相当。

本文所指的大型起重铺管船，是以起重作业为主，兼具较强铺管作业能力（或具备相关的改造潜力），起重量在3000t以上的起重铺管船。

随着海洋油气资源开发事业的不断发展，海洋管道发挥的作用愈加明显，随之而来的是海洋管道铺设专用设备铺管船的不断发展，专业化程度要求也就越来越高。

据克拉克松数据显示，截至2015年60卷增刊1 杨清轩，等：国外深海勘探开发装备现状与趋势研究105底，世界范围内共有168艘专业铺管船。

在铺管船设计建造初期，主要集中在欧洲国家，近些年来新加坡、韩国等亚洲国家已逐渐掌握了铺管船的建造技术，但是核心设计能力依然掌握在欧洲国家的少数企业手里。

目前，国外的起重铺管船主要设计商有挪威Ulstein公司、挪威STX OSV公司、荷兰SBM Offshore公司、荷兰GustoMSC公司等，主要建造商包括新加坡吉宝岸外海事、新加坡胜科海事、荷兰Damen公司、意大利Fincantieri Monfalco公司等。

目前，世界上最多的铺管船是S-lay铺管船，其中比较著名的有瑞士Allseas公司的“Lorelay”和“Solitaire”。

其中，“Lorelay”是世界上第一艘釆用动力定位技术的铺管船，而“Solitaire”则是“Lorelay”的升级版，配备有更强的载重和动力定位能力，载重能力达2.2万吨，其动力定位系统可以保证在3500m 的深水进行铺管作业。

此外，船型S-lay铺管船多为商船改装而成，如Allseas公司的Audacia是由Geeview号散货船改装。

S-lay铺管船的关键设备是托管架和张紧器，它们决定了S-lay铺管船的作业水深和铺管直径，欧洲国家在这两个关键设备的设计制造上处于垄断地位。

表1列出了国外主要深水S-lay 铺管船的技术参数。

表1 国外主要深水S-lay 铺管船技术参数船名船型作业水深/m 吊机吨位/ t 定位铺管直径/ m 张紧器/ t 绞车/ t 托管架/ m Audacia 船型3000 150 DP3 0.051 ~ 1.524 525 550 106 Lorelay 船型1645 300 DP3 0.051 ~ 0.914 165 ——Solitaire 船型2775 300 DP3 0.051 ~ 1.524 1050 —140 Castoro Otto 船型1500 2177 系泊缆0.102 ~ 1.524 180 135 94 Castoro Sei 半潜式3000 2×134 DP <1.524 330 330 —R-Lay铺管船历经50多年发展，目前最为先进的R-Lay铺管船当属Emas AMC公司的“Lewek Constellation”和HMC公司的“Aegir”，造价分别为5.5亿美元和7亿美元，作业水深都在3000m以深，并且起重能力达到了3000t以上；两艘船除R-Lay铺管外，都同时具备J-Lay和F-Lay等多种铺管方式，以提高铺管船功能及利用率。

此外，Lewek Constellation配置大吨位吊机及自升降补偿AHC 吊机，以提升海上吊装能力。

表2列出了国外主要R-lay铺管船的技术参数。

表2 国外主要深水Reel-lay 铺管船技术参数船名船型作业水深/m 吊机/ t 定位服务管径/英寸张紧器/ t 卷筒数量存管能力/ t Lewek Constellation 船型>3000 3000 DP3 4 ~ 16 800 6 4800 Aegir 船型3500 4000 DP3 <16 800 2 400LV108 船型3000 400 DP2 4~16 400 1 2500 Deep Energyr 船型3000 150 DP3 4~18 450 2 5600 LV105 船型3000 440 D92 2~16 440 1 27501.2 发展趋势总的说来，铺管船的技术发展趋势主要体现在以下几个方面：（1）作业深水化。

目前，钻井船、半潜式钻井平台已向3600m的超深水海域挺进，钻井深度达到12000m；FPSO等生产装备也达到了3000m的作业深度；铺管船作为铺设海底管道的大型设备，朝深水化挺近势在必行。

（2）功能更加多元。

随着深海科技的进步，目前越来越强调装备的多功能特征。

对于铺管船来说，一条船具有多种方法的铺管功能，已成为未来的发展趋势。

除此之外，搭配重型起重机可用于深水起重、106 中国造船学术论文铺管、水下施工；一般海工作业的多功能铺管船也正逐渐受到作业公司的青睐，起重能力逐渐增强。

（3）模块拓展性。

为适应铺管船功能更加多元的需求，铺管船需要搭载的设备及功能逐渐增多，而某些设备可能在单一作业的时候并不是必须的。

接口的标准化设计使得铺管船可以根据自身需求快速地进行功能转换和功能拓展，既避免了船体的冗余设计以及设备的浪费，又可以进行专项的功能拓展应用，以满足各种铺管方式、柔性管铺管、铺缆、海底工程建设和起重等其他不同的作业需求，因此具有巨大优势。

（4）更加高效、节能。

海上油气田的开发具有投资大、风险高的特点。

目前，一座多功能高端起重铺管船造价高达4亿美元以上，如何在设计建造过程和船舶营运过程中进行能耗优化以节约成本、满足经济性要求已成为当今深海油气开采装备的创新发展方向。

为此，应通过选择更为高效的设备和铺管方式，进行全船的功率管理，考虑功能需求设计的经济性，优化船体总布置，提高建造过程中的智能化和自动化等方式，进行铺管船全寿命周期的优化管理。

2 物探船2.1 发展现状海洋石油开采分勘探、开发、生产三大阶段。

大型物探船（Seismic Survey Vessel）作为勘探领域的关键装备，可独立完成大面积海域的地质勘探，具备高效的采集能力，并能提供高质量的三维地震数据。

据统计，目前全世界物探船保有量为163艘，处于活跃状态的为134艘，由53家船东持有。

物探船船东主要集中在欧洲，其中挪威是物探船配套设备和建造船厂最集中的国家，也是运营物探船最多的国家。

其中PGS，WESTEN GECO，CGG-VERITAS，FUGRO GEOTEAM等欧洲公司占据了世界海洋三维物探市场80%以上的份额。

全球具备设计与开发大型物探船能力的国家为数不多，船型开发主要由挪威SKIPSTEKNISK、VIK-SANDVIK、ULSTEIN等设计公司主导。

日本2008年拥有的唯一一艘大型深水物探船“资源号”，是政府花费232亿日元向挪威购买的二手船。

韩国建造过一条14缆物探船，其设计来自Rolls-Royce。

自1991年世界上出现第一条三维物探船后，到1999年的短短8年时间，物探船拖带电缆数已迅速从3缆发展到20缆。

2008年5月挪威Aker Langsten船厂建造完成1艘22缆Ramform S系列全球第三代物探船。

2013年5月，三菱重工旗下长崎船厂为挪威PGS公司建造的“Ramform Titan号”24缆物探船交付，该船造型十分奇特，成等腰三角形，可携带6000t燃油，电缆上传感器能收集12平方公里内的相关数据，几乎相当于1500个足球场的面积。

该船也是目前世界上最为先进的深水物探船。

图1为“Ramform Titan号”物探船。

图1 “Ramform Titan号”物探船60卷增刊1 杨清轩，等：国外深海勘探开发装备现状与趋势研究1072.2 发展趋势（1）向深海长距离、多缆大面积地震勘探作业能力方向发展。

随着各大石油公司将开发海洋油气资源特别是深海油气资源作为未来的重要战略举措，海上油气勘探区域逐步向深海发展。

需要新一代物探船的续航力、自持能力、抗风浪能力进一步提高，具备高效的深海长距离、多缆大面积地震勘探作业能力。

（2）向3D、4D地震成像能力发展。

较早的物探船都只提供2D地震成像，而近些年3D物探船已经占领市场为成交主力。

未来随着深海勘探的难度增加和油气开采成本不断攀升，将导致石油公司对物探技术和物探精准度提出更高的要求，4D地震成像物探船将是未来物探船的技术主流。

（3）海底地震采集技术是重要发展方向。

海底地震技术有着海上拖缆地震无法比拟的功用和优势，主要缺点是成本高、生产周期长。

但是，随着材料、电子电路、光纤通讯等领域的进步和发展，海底地震采集技术取得了突飞猛进的发展；此外，海底地震采集技术易于进行4D油藏监测。

海底地震采集技术的未来市场应用前景非常广阔。

3 半潜式钻井平台3.1 发展现状半潜式钻井平台主要用于深水油气开发而设计的浮式钻井平台，现有的深海半潜式钻井平台的额定作业水深从500～3657m不等，钻深能力介于6000～15240m（50000英尺）之间。