随着全球人口数量的增加和发展中国家经济增长的推动,能源消费将持续保持增长,而油气仍将在能源消费中占主体地位。随着陆上油气田勘探开发的难度和成本日益增加,海洋油气田已成为重要的“接替区”。世界各国已纷纷将开发海洋、发展海洋经济和海洋产业作为国家发展的重要战略举措,并把21世纪称为海洋资源开发的新世纪。
发展海洋经济、利用海洋资源强烈依赖于先进的海洋工程装备。目前全球海工装备年需求量400~500亿美元,2011~2015年间年均需求600~800亿美元。其中,海洋石油钻井平台年均约282亿美元,浮式生产平台约189亿美元,海洋工程船舶约126亿美元,其他装备(包括固定式生产平台、水下设施和设备、陆上终端以及新型装备等)约200亿美元,具体需求见表1。
表1 全球2011~2015年海工装备具体需求[1]
未来五到十年将是我国发展海洋工程装备的大好时机。根据我国海洋石油远景规划[2],中海油计划未来5~10年将投资1200亿元购置海工装备,其中各类平台70多座。中石油计划在2020年前投资600亿元新建57个大型海工装备,包括深水半潜平台4座,自升式平台11座,其他各类平台6座,海洋工程辅助船36艘等。
海洋平台的建造消耗大量的钢材,各类典型海洋平台的钢材用量见表2。
表2 各类典型海洋平台的钢材用量[3]
海洋平台服役期一般比船舶类高50%,因此相比船用钢材,海洋平台对高强钢、超高强度钢及特殊钢的需求更大,并且随着平台作业水深的增加,高强度钢、超高强度及特殊钢的用量也将大幅提高。
表3给出了不同海工产品不同级别钢材占比。可以看出,钻井平台用一般强度钢的占比最低,高强钢、超高强度及特殊钢的占比最高。其中,半潜式钻井平台高强钢的占比达到了90%以上,自升式钻井平台超高强度及特殊钢的占比达到30%以上,超出其他如铺管船和辅助船等海工产品。(www.xing528.com)
表4给出了不同作业水深自升式钻井平台不同级别钢的实际消耗量。随着平台作业水深的增加,在总用钢量增加的同时,高强度钢、特殊钢及超高强度钢用量均大幅增加。其中,平台作业水深由250ft升至300ft(1ft=0.3048m),再升至400ft时,高强度钢消耗量分别增加0~1000t、3300~4500t;特殊钢及超高强度钢分别增加160~320t、510~800t。对于400ft自升式钻井平台,高强度钢、特殊钢及超高强度钢的总用钢量达到了8500~9400t,占平台总用钢量的90%以上。
表3 海工产品不同级别钢材占比[4]
表4 不同作业水深自升式钻井平台不同级别钢实际消耗量[5]
(续)
近几年,国内设计建造的海洋平台的主体钢结构部分,主要使用屈服强度355MPa的高强度钢,较以前常用的屈服强度为315MPa的钢材,在强度方面有了提高。目前,国内海洋平台用钢的国产化率已达到90%以上,进口的少量钢材品种包括满足-60℃低温要求的F级高强度钢,屈服强度达到620MPa、690MPa级别的超高强度钢,以及部分特殊钢材(齿条钢、悬臂梁用钢以及双相不锈钢等)。我国海洋平台用钢的主要进口品种,见表5。
表5 我国海洋平台用钢主要进口品种[1]
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