鉆機是在地質勘探中,帶動鉆具向地下鉆進,獲取實物地質資料的機械設備。又稱鉆探機。主要作用是帶動鉆具破碎孔底巖石,下入或提出在孔內的鉆具。可用于鉆取巖心 、礦心、巖屑、氣態樣、液態樣等,以探明地下地質和礦產資源等情況。石油鉆機為鉆機的一個重要門類。
按作業區域分,石油鉆機可以分為陸地鉆機和海洋鉆機兩大門類。
攜帶海洋鉆機的裝備可稱為海洋鉆井裝備。可以概分為固定鉆井裝備和可移動鉆井裝備兩大類。
固定式鉆井裝備一般作業于固定海域,多為綜合處理平臺,主要功能并不是鉆、修井。配備鉆機模塊在項目前期提供鉆井作業,在油氣田生產過程中提供打調整井及修井服務。
可移動鉆井裝備的主要功能是鉆修井,可以往返于不同油氣田實施鉆修井作業。其中半潛式鉆井平臺、單柱體鉆井平臺、鉆井船多配備動力定位,具備自航能力(少數比較老的半潛式鉆井平臺不具備自航能力),自升式鉆井平臺不具備自航能力。
另,半潛式生產平臺、張力腿平臺、深吃水單立柱平臺、半潛式鉆井平臺、單柱體鉆井平臺、鉆井船、鉆井駁船均為浮式平臺、后四者為可移動浮式平臺。
1. 導管架平臺
導管架平臺基礎剛性固定于海底。可支持干式井口。
理論作業水深0-300m。
導管架平臺,多為井口平臺或綜合處理平臺。部分綜合處理平臺均配備模塊鉆機,可為油氣田提供鉆修井服務。
2. 順應塔平臺
順應塔平臺基礎固定于海底,在海洋環境荷載作用下,平臺可圍繞底部基礎在一定范圍內擺動。可支持干式井口
理論作業水深300-1000m。
順應塔平臺共有5座服役,均為綜合處理平臺。平臺均配備模塊鉆機,可為油氣田提供鉆修井服務。
3. 半潛式平臺
半潛式平臺漂浮于水面通過錨鏈系泊于海底,在海洋環境荷載作用下,平臺可圍繞中心有較大偏移。支持濕式井口。
理論作業水深70m以上。
多為綜合處理平臺。改造而成的平臺多保留鉆機模塊,可為油氣田提供鉆修井服務。近年新建平臺均不配備鉆機模塊。
4. 張力腿平臺
張力腿平臺漂浮于水面通過張力腿系泊于海底,在海洋環境荷載作用下,平臺可圍繞中心有較小偏移。支持干式井口。
理論作業水深350-1500m。
多為綜合處理平臺。由于多數平臺用于支持干式井口,多配置鉆、修機模塊,可為油氣田提供鉆修井服務。
5. 深吃水單立柱平臺
深吃水單立柱平臺漂浮于水面通過半張緊式系泊系泊于海底,在海洋環境荷載作用下,平臺可圍繞中心有較小偏移。可支持干式井口。
理論作業水深400m以上。
多為綜合處理平臺。部分平臺配置鉆、修機模塊,可為油氣田提供鉆修井服務。
6. 半潛式鉆井平臺
半潛式鉆井平臺漂浮于水面,通過動力定位系統進行定位(前期比較老的平臺仍采用系泊定位), 平臺配置鉆機系統,可為油氣田提供鉆修井服務。
理論作業水深100m-3600m。
自1961年第一座半潛式鉆井平臺問世,現在半潛式鉆井平臺已經發展到第七代,由于其環境適應性好,深受鉆井承包商歡迎,未來仍會在深水特別是惡劣海域發揮主導作用。
7. 單柱體鉆井平臺
單柱體鉆井平臺漂浮于水面,通過動力定位系統進行定位, 平臺配置鉆機系統,可為油氣田提供鉆修井服務。業內常將其歸屬于半潛式鉆井平臺,由于其結構型式和性能上與鉆井平臺有較大差異,文中將其單列。
理論作業水深100m-3600m。
單柱體鉆井平臺運動性能較差,但是存儲空間較大。在役平臺共有2座,另外兩座在建平臺前途未卜,命運多舛。
8. 鉆井船
鉆井船、船型漂浮于水面,通過動力定位系統進行定位, 平臺配置鉆機系統,可為油氣田提供鉆修井服務。
理論作業水深100m-3600m。
目前共有163座服役,由于其可移動性好,存儲空間大,深受鉆井承包商歡迎,但其環境適應性略差,未來在深水溫和海域將發揮主導作用。
9. 鉆井駁船
鉆井駁船漂浮于水面通過錨鏈系泊于海底,平臺配置鉆機系統,可為油氣田提供鉆修井服務。
理論作業水深5m-50m。
目前共有50座服役,由于運動性能差,環境適應性差,但是成本低廉,主要作業內湖或近海海域。
10. 自升式鉆井平臺
自升式平臺由樁腿和主船體兩部分組成,樁腿可升降,作業時樁腿固定于海底,船體提升至水面以上。平臺配置鉆機系統,可為油氣田提供鉆修井服務。
理論作業水深5m-120m。
目前在役包括在建平臺636座,由于其可移動性好,成本低,深受鉆井承包商歡迎,未來在淺水海域仍將發揮主導作用。但是由于近幾年新建平臺過多,產能嚴重過剩。
小結
由于近幾年新建可移動鉆井裝備過多,產能嚴重過剩,海上鉆井可以很容易獲得廉價鉆井資源,固定式平臺帶鉆機模塊的必要性越來越小。而對于移動式鉆井平臺,產能過剩勢必造成競爭更加激烈,前幾天最先進的第六代平臺日租金只有23萬美元/天(高峰期間100多萬美元一天),如此,將導致越來越多的老舊低效平臺被淘汰,二手平臺拆解及改造再利用市場已經打開,在以后一段時間里或許會有所發展。