全球石油日产量超过1亿桶,这些宝贵的能源资源大多蕴藏在远离陆地的海洋深处。开采这些海底石油资源需要运用一系列先进的工程技术。
石油,这种在地底与海底深处形成数百万年的自然资源,通常赋存在多孔透水岩层之间,或是缓慢地从地层裂隙渗出地表。虽然早在4世纪的中国就有关于钻油活动的记载,但真正意义上的现代石油开采技术则始于19世纪末。1897年,首个现代石油采集结构的出现标志着石油工业的一次重大飞跃。随后,1928年,移动式钻机的诞生推动了一场技术革命,为全球工业在21世纪的发展奠定了重要基础。
当前,石油开采的日产量之所以能够维持在1亿桶以上,离不开一系列精密的前期调查工作。从地质与地磁测量,到声呐深度探测和地震波反射调查,这些技术手段共同帮助工程师们确定石油矿床的储层位置。只有在完成这些勘测并取得开采许可后,造价数百万英镑的钻机和专业团队才会被调派到现场,开始钻探作业。
如今,全球范围内有超过4万座油田在持续运作,其中大部分海上钻油活动都在大陆架上进行。大陆架作为大陆延伸至海洋的部分,蕴藏着丰富的石油资源。从墨西哥湾深海区域造价高达1亿美元的钻井平台,到北海那些能承受90节风速和20米巨浪的海上设施,各式各样的钻油平台支撑着全球能源供应。
这些钻油平台不仅规模庞大,其内部结构更是设计精密。平台主体通常由钢制结构构成,它们固定于海床之上,为钻井提供稳定支撑。支撑结构采用混凝土或钢材制成,确保整个平台在极端海况下依然保持稳定。钻机会从这些基础结构出发,向下钻探数千米深度,以开采地下的石油资源。
在钻油平台上,工作区、钻机、生产设备和人员生活区都合理布置在甲板上。对于大型平台来说,有时会在附近设置“生活平台”作为工作人员的生活区。每座平台通常需要管理多达30座不同深度和位置的油井,这些油井通过管道和缆线与主钻机连接,形成一个高效的开采系统。
井架,这个位于钻机顶部的钢结构,是钻油作业中的关键设备。它用于安装钻井设备,并为钻井提供管材输送。同时,海上钻机还配备了各种起重机,负责将物资、钻井设备和钻杆吊装至井架上方,确保钻油作业的持续进行。
尽管钻油平台上的生活设施较为完善,但钻油工人的工作环境却异常艰苦且风险极高。他们通常采用轮班制,连续在平台上工作数月,面对的是具有爆炸风险的石油和天然气、高压作业环境以及变幻莫测的海洋气候。当紧急情况发生时,救援直升机或船只往往因距离过远而无法及时抵达。因此,钻油工人必须经过严格的训练并穿戴专业的装备以防范各种作业风险。
北海钻油平台的住舱甲板
然而,统计数据显示,离岸钻油的事故率近年来仍居高不下。除了作业环境本身的高风险性外,工人还长期面临心理孤寂、身体疲惫等健康问题,这可能导致部分人员酗酒或违规使用药物的情况。但正是这些坚守岗位的钻油工人,通过他们的专业和奉献为社会提供了不可或缺的能源保障。
经济数据显示,钻油平台对于区域经济的带动作用十分显著。据估计,每位海上钻油工人创造的就业机会可覆盖多达10位相关产业员工。因此,尽管钻油作业存在挑战和风险,但它依然是保障能源安全和促进经济发展的关键产业。
工人检查塔架上的钻头
下一篇,我们将继续深入了解海上钻油平台。
文中图片均来源于《How it works》杂志
作者:《how it works》科普团队
审核:梁忠伟 中国机械学会微纳制造\智能运维专委会理事、中机联绿色制造专委会常务委员
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