当前位置:首页 > 科技博览 > 科技热点 > 正文

石油勘探船——深海侦察兵

发布时间: 2019-05-15 11:11:35   作者:本站编辑   来源: 本站原创   浏览次数:        字号:[ 常规 ]

人们的生活每时每刻都离不开石油。为了开发海洋石油资源,石油勘探船应运而生,这是一种专门用于勘探石油的船只,它可以到不同的海域勘探海底的石油储存量。石油勘探船上装有许多先进的探测装备,能协助工作人员更好地进行石油的勘探与开发。正是由于石油勘探船的广泛应用,海洋石油资源的探明储量越来越多,海洋石油资源的开采量也逐年增加。

石油及海洋资源勘探的发展

1966年6月,美国科学基金会指派斯克里普斯海洋研究所筹备开展一项以浅层取样为目的的深海钻探计划(DSDP),该计划主要是在大洋和深海区进行钻探,通过获得的海底岩心样品和井下测量资料来研究大洋地壳的组成、结构、成因、历史及其与大陆关系的一项海底地球科学研究,当时主要由“格洛玛·挑战者”号钻探船负责钻探。

1968年8月,“格洛玛·挑战者”(Glomar Challenger)号首航墨西哥,深海钻探计划正式开始。它用五年半的时间完成了三期钻探计划。由于该计划执行以来取得了显著成果,因而苏联、联邦德国、法、英、日等国相继加入,深海钻探计划进入国际合作的新时代,即大洋钻探国际协作阶段(IPOD)。

 “格洛玛·挑战者”号船于莱文斯顿造船厂(Levingston Shipbuilding Company)1968年3月下水,船长121米,型宽19米,型深8米,吃水6.1米,航速12节,船中部竖立着43.3米高的钻井塔,塔顶高出海面61米。该船排水量10500吨,设计最大工作水深6096米,设计最大钻探深度7615米。1978年,“格洛马·挑战者”号钻探船在马里亚纳海沟查林杰海渊创造了当时的世界记录,总钻探深度达7049.5米。

深海钻探计划完成之后,它的后续任务由大洋钻探计划(Ocean Drilling Program,ODP)完成,该计划从1985年1月开始实施,由美国科学基金会和其他18个参加国共同出资。

微信截图_20190515165924.jpg 

乔迪斯·决心号石油勘探船

ODP主要使用的是用乔迪斯·决心号(JOIDES Resolution)大洋钻探船,该船建造于1978年,原名为“Sedco/BP 471号”,是美国Sedco公司和英国石油公司所属的一艘石油勘探船。后改装供大洋钻探计划使用,船长143米,宽 21米,钻塔高61米,排水量16 862吨,自持力75天,载员119人,其中59名科考人员,钻探能力9510米,钻探最大水深8235米。

20世纪80年代后期,日本对参与大洋钻探计划后取得成果做评估并做出了高度评价。为了进一步取得更多成果,获得更大的主动权。1990年,日本政府科学会议批准了新建大洋钻探船计划,随后以日本海洋科学技术中心(JAMSTEC)为首的相关部门在引进国外技术的基础上开始研发钻井系统,并建造相应勘探船“地球号”。

“地球号”船长210米,型宽38米,型深16.2米,吃水9.2米,排水量57087吨,载员150人,其中50名科考人员,最大航速12节,续航力14800海里(10节),船首设有直升机起降平台,可用于海上作业时人员轮换,采用电力推进系统,6台主发电机,单机功率5344千瓦。

 微信截图_20190515165938.jpg

“地球号”勘探船

“地球号”可以钻探至地幔层,探究地幔流动对板块运动和火山活动的影响;也可钻探海底地震带,设置观测装置,观察研究地震发生机制;也可研究沉积学、岩石学、古生物学、等海洋地质学各学科。地球号的入列使得日本海洋地质学研究水平大大提升。

我国于1998年才正式加入ODP计划,成为ODP历史上第一个“参与成员”。1999年春,由中国科学院院士、同济大学海洋地质国家重点实验室汪品先教授设计、主持的184航次,以深海软泥沉积为研究对象,探讨东亚季风气候的演变历史。

我国目前正在进行世界第三艘大洋钻探船梦想号的立项工作,该船为2万吨级,预计采用非立管泥浆返回系统、双口径钻具、新型升沉补偿装置、配套水下机器人、高精度动力定位系统,可在不同海区和地质环境实施钻探。该船预计钻探深度为1万米,可打穿大洋壳,揭示地震机理 ,查明深部生物圈和天然气水合物,理解极端气候和快速气候变化的过程,构筑新世纪地球系统科学研究的平台,同时为深海新资源勘探开发、环境预测和防震减灾等实际目标服务。

石油勘探船的功能

海洋勘探船用于海洋地质勘探,船上装有地震仪和有关勘探设备,它们应用了重力、磁性、电性等物理的方法,来寻找海底石油和矿藏,所以,又把海洋勘探船叫做物理勘探船。

海洋勘探船一般采用排水式船型,也有采用双体式船型,排水量从几百吨到一、二千吨,航速每小时一、二十海里,续航力几十天。1972年,上海沪东造船厂建造的“勘探1”号是一艘双体式海洋勘探船,排水量3000吨。船上装有专门的地震仪,船尾拖着一根长长的电缆,由浮标使其平衡,并保持一定深度。

海洋勘探船在地质勘探过程中,保持低速航行,由人工爆破产生地震波来探测海底地层。由于海洋勘探船采用物理勘探法来进行探测,速度快、面积广。所以,在海洋石油勘探中广为应用。

石油勘探船的典型船舶

1.“海洋石油707”综合勘察船

该船是国内首艘具有自主知识产权的综合勘察船,其基本设计及详细设计都由上海船院完成。该船最引人注目的地方在于配套设备的国产化率创下了同类海工产品的新高。除井架与通信系统外,该船其余配套产品的供应商均为国内厂家。这标志着我国在综合勘察船领域的研发及配套技术已趋成熟。

“海洋石油707”号采用电力推进,可航行于无限航区,属上海船院自主开发的综合勘察船“TUNA S”系列中的S600型。该船入级中国船级社(CCS),总长80.3米,型宽17.8米,吃水5.85米,配备钻井取样系统,钻深不小于600米,可进行工程地质取样、原位静力触探测试(CPT)等作业。该船配备了多种用于海底勘探的声学设备,可进行水深、地形测量,浅地层剖面和海底地貌及障碍物调查,高分辨数字地震调查,以及海洋水文环境观测。值得一提的是,该船还取得了“CLEAN”环保附加标志,符合国际环保要求。

微信截图_20190515165948.jpg 

“海洋石油707”综合勘察船

2.“海洋石油708”深水工程勘探船

深水工程勘探船“海洋石油708”,该船集钻井、水上工程、勘探功能于一体。海洋石油708深水工程勘探船船体总长105米,型宽23.4米,型深9.6米,排水量约11600吨,可在无限航区航行,设计吃水下最大航速14.5海里;抗风力不低于12级,可保证在9级海况下安全航行,在全球同类型船舶中综合作业能力最强。可在水深3000米进行勘察,可在海底600米进行钻井,可起吊150吨重物,可进行23.5米长深水海底水合物保温、保压取样。

微信截图_20190515165958.jpg 

“海洋石油708”深水工程勘探船