【现货速发】中国战略性新兴产业研究与发展·海洋油气装备 能源科学 段梦兰 赵志明

　　我国石油对外依存度已超过 70%，严重危及国家能源安全，因此，我国必须加大油气勘探开发力度，以便确保国家能源安全。我国已将海洋油气开采确定为实现“稳油增气”目标的主要途径，并将海洋油气装备列入必须攻克的“卡脖子” 工程。随着国家能源需求的不断增加，海洋油气开发逐渐转向东海、南海等海域， 海洋油气产业将得到进一步发展，这为海洋油气装备产业发展提供了巨大机遇。

　　《中国制造 2025》明确提出，要大力发展深海探测、资源开发利用、海上作业保障装备及其关键系统和专用设备，推动深海空间站、大型浮式结构物的开发和工程化。《海洋工程装备制造业持续健康发展行动计划（2017—2020 年）》提出 , 到 2020 年，我国海洋工程装备制造业国际竞争力和持续发展能力明显提升，产业体系进一步完善，专用化、系列化、信息化、智能化程度不断加强，产品结构迈向中高端，力争步入海洋工程装备总装制造先进国家行列。

　　海洋工程装备制造业是国家战略性新兴产业的重要组成部分，具有先导性、成长性、带动性的鲜明特征，以及技术门槛高、资金密集度高、国际化程度高的基本特点，是高端制造业的典型代表。大力发展海洋工程装备制造业，能够提高我国自主开发海洋资源的能力，为我国资源和能源的持续供应提供保障；能够带动相关产业的发展，推动我国经济结构调整和发展方式转变；能够促进海洋经济和相关海洋产业加快发展，对我国实现海洋强国战略目标具有重要意义。

　　本书集成了中国石油大学（北京）自 2006 年以来承担的国家重点研发计划项目、国家科技重大专项、国家“973 计划”和“863 计划”项目、国家发展改革委及工业和信息化部高技术船舶与高端海洋油气装备重点专项、原国家海洋局海洋经济示范项目及中国海洋石油总公司重大科技项目等 40 多个项目的相关成果，特别是首批国家重点研发计划项目 —— 基于深水功能舱的全智能新一代水下生产系统关键技术研究（项目编号：2016YFC0303700）的部分成果，围绕海洋油气田开发所涉及的主要装备，分别从水面设施、海底装置、海底管道和立管系统等方面进行了论述，比较了我国海洋油气装备与发达国家的差距，介绍了国家及中央各部委近 10 年来制订的战略与科技计划、主要科技专项，并对我国海洋油气装备发展提出了一些粗浅的建议。

　　本书可作为船舶与海洋工程、海洋油气工程、石油工程等专业本科生的教学参考书，也可作为海洋石油和船舶行业的工程技术人员全面了解海洋油气装备行业的参考资料。借此机会，感谢对本书的编撰做出贡献的行业内相关专家和工程技术人员、中国石油大学（北京）“海洋工程结构与装备”双一流学科团队及历届学生。

　　本书涉及海洋油气装备生产制造、技术工艺及应用等方面，内容繁杂，因而编写难度较大，由于编者水平有限，书中难免有不足及疏漏之处，希望读者批评指正。

　　段梦兰

　　2021年2月

　　本书共 7 章，对我国海洋油气装备产业的发展现状、目标、战略及相关政策进行了全面、系统的分析研究，对产业发展和目前的瓶颈提出了具有指导意义的建议。第 1 ～ 4 章主要对海洋油气装备产业的总体情况和细分领域的发展现状、投资与需求情况进行了深入分析；第 5 章分析了我国海洋油气装备与世界先进水平的差距，以及我国海洋油气装备的发展环境和发展前景；第 6 章介绍了我国海洋油气装备产业的重点发展项目情况；第 7 章介绍了促进我国海洋油气发展的政策与措施，并对我国海洋油气装备发展提出了建议。 
　　本书将普及性、科学性有机地统一起来，既有一定的思想、理论深度，又具有浅显易懂、实用的特点。本书适合各级政府和行业决策机构制定政策法规、学术研究机构规划研究方向参考，也适合企业决策者， 技术、管理及市场人员，以及投资、证券行业及咨询机构的人员在制订发展规划、做投资分析及项目 实施中使用。

　　本书共 7 章，对我国海洋油气装备产业的发展现状、目标、战略及相关政策进行了全面、系统的分析研究，对产业发展和目前的瓶颈提出了具有指导意义的建议。第 1 ～ 4 章主要对海洋油气装备产业的总体情况和细分领域的发展现状、投资与需求情况进行了深入分析；第 5 章分析了我国海洋油气装备与世界先进水平的差距，以及我国海洋油气装备的发展环境和发展前景；第 6 章介绍了我国海洋油气装备产业的重点发展项目情况；第 7 章介绍了促进我国海洋油气发展的政策与措施，并对我国海洋油气装备发展提出了建议。 
　　本书将普及性、科学性有机地统一起来，既有一定的思想、理论深度，又具有浅显易懂、实用的特点。本书适合各级政府和行业决策机构制定政策法规、学术研究机构规划研究方向参考，也适合企业决策者， 技术、管理及市场人员，以及投资、证券行业及咨询机构的人员在制订发展规划、做投资分析及项目 实施中使用。

　　段梦兰 中国石油大学（北京）二级教授。
　　Member of the EU Academy of Sciences，国际船舶与海洋结构大会（ISSC）水下技术委员会首任主席，国际水下技术学会（SUT）中国分会创始主席，获得第28届国际水运、造船与海洋结构物大会“2020 Award of Excellence”、水下技术学会（SUT）2012 Fellowship Award，中国力学学会理事及第四届产学研工作委员会主任委员。担任首批国家重点研发计划“基于深水功能舱的全智能新一代水下系统关键技术研究”项目负责人，兼任湖北省“楚天学者计划”特聘教授、山东省“泰山产业领军人才”， Federal University of Rio de Janeiro客座教授，并担任国外期刊Development and Application of Oceanic Engineering主编和Maritime Systems and Ocean Technology副主编，《中国大百科全书石油与天然气工程卷•海洋油气工程分卷》主编。
　　发表SCI期刊论文137篇（h-index为21），撰写英文专著5部。

序言前言
编写说明
第 1 章 海洋油气开发及主力装备概述1
1.1海洋油气开发状况2
1.2钻采设施3
1.2.1自升式钻井平台3
1.2.2半潜式钻井平台3
1.2.3导管架平台3
1.2.4浮式生产储卸油装置4
1.2.5单柱式平台5
1.2.6张力腿平台7
1.2.7钻井船8
1.2.8液化天然气船9
1.2.9钻井隔水管9
1.2.10钻杆自动处理系统10
1.3水下生产装备18
1.3.1水下采油树18
1.3.2吸力锚及水下基础结构20
1.3.3水下跨接管及连接器21
1.3.4防喷器及水下防喷器组22
1.3.5水下阀门及执行机构23
1.3.6水下管汇24
1.3.7管线/管汇终端25
1.4海洋立管系统和海底管道26
1.4.1海洋立管系统26
1.4.2海底管道28
参考文献30
第 2 章 海洋油气钻采设施33
2.1 概述34
2.2发展现状与方向35
2.2.1自升式钻井平台35
2.2.2半潜式钻井平台38
2.2.3导管架平台39
2.2.4浮式生产储卸油装置40
2.2.5张力腿平台42
2.2.6 钻井船43
2.2.7液化天然气船43
2.2.8钻井隔水管44
2.2.9钻杆自动处理系统46
2.3市场格局与发展潜力50
2.3.1现状和发展趋势50
2.3.2产品全球分布情况55
2.4产业化可行性分析59
2.4.1自升式钻井平台59
2.4.2半潜式钻井平台64
2.4.3导管架平台67
2.4.4钻井隔水管73
2.4.5钻杆自动处理系统77
参考文献82
第 3 章 海洋水下生产装备85
3.1 概述86
3.1.1水下采油树86
3.1.2吸力锚及水下基础结构88
3.1.3水下跨接管及连接器88
3.1.4防喷器及水下防喷器组控制系统89
3.1.5水下阀门及执行机构90
3.1.6水下管汇91
3.1.7管线/管汇终端92
3.2技术水平94
3.2.1水下采油树94
3.2.2 吸力锚108
3.2.3水下跨接管及连接器113
3.2.4防喷器与水下防喷器组119
3.2.5水下阀门及执行机构120
3.2.6 水下管汇132
3.2.7 管线/管汇终端137
3.3 发展规模139
3.3.1水下采油树139
3.3.2吸力锚及水下基础结构142
3.3.3水下跨接管及连接器142
3.3.4防喷器及水下防喷器组144
3.3.5水下阀门及执行机构145
3.3.6 水下管汇148
3.3.7 管线/管汇终端148
3.4投资与需求148
3.4.1水下采油树148
3.4.2吸力锚及水下基础结构150
3.4.3水下跨接管及连接器154
3.4.4防喷器与水下防喷器组156
3.4.5水下阀门及执行机构156
3.4.6管线/管汇终端156
3.5主要研究、设计、制造及服务厂商157
3.5.1水下采油树157
3.5.2 吸力锚163
3.5.3水下跨接管及连接器172
3.5.4防喷器及水下防喷器组174
3.5.5水下阀门及执行机构176
3.5.6 水下管汇176
3.5.7 管线/管汇终端176
参考文献176
第 4 章 海底管道和立管系统179
4.1 海底管道180
4.1.1国内外海底管道发展概述180
4.1.2海底管道分类182
4.1.3海底管道的功能及特点184
4.1.4海底管道的发展趋势184
4.2 立管系统185
4.2.1立管系统概述185
4.2.2钢质悬链线立管186
4.2.3顶部张紧立管187
4.2.4 柔性立管187
4.2.5 混合立管189
4.3技术水平和规模190
4.3.1 海底管道190
4.3.2 国内外海底管道公司概况192
4.4产业化可行性分析194
4.4.1海底管道设计及技术难点194
4.4.2海底管道的运输及安装199
参考文献207
第 5 章 我国海洋油气装备发展环境与前景209
5.1国内外海洋油气装备发展现状及发展状况比较210
5.1.1国内外海洋油气装备产业现状210
5.1.2国内外海洋油气装备发展状况比较213
5.2我国海洋油气装备的发展机遇217
5.2.1巨大的市场需求218
5.2.2合理的总体规划219
5.2.3良好的投资环境222
5.3我国海洋油气装备发展面临的挑战225
5.3.1我国海洋油气装备发展取得的成绩225
5.3.2我国海洋油气装备发展面临的挑战230
5.4我国海洋油气装备的发展前景231
参考文献232
第 6 章 我国海洋油气装备重点发展项目233
6.1我国海洋油气装备发展路线234
6.2海洋油气钻井平台项目235
6.2.1海洋油气钻井平台概况235
6.2.2海洋工程浮体结构物研究项目246
6.2.3海洋油气钻井平台主要研究内容（以自升式钻井平台为例）249
6.3海洋油气钻采装备项目255
6.3.1海洋油气钻采装备概况255
6.3.2海洋油气钻采装备项目研究目标263
6.3.3海洋油气钻采装备项目主要研究内容（以钻井系统为例）265
6.4海洋油气水下采油树项目268
6.4.1海洋油气水下采油树概况268
6.4.2海洋油气水下采油树项目研究目标272
6.4.3海洋油气水下采油树项目主要研究内容（以卧式采油树为例）272
6.5其他配套设备研制项目277
6.5.1水下管汇研制项目277
6.5.2水下立管研制项目279
6.6公共研发试验平台建设282
6.6.1压力/温度试验装置283
6.6.2水下环境模拟高压舱287
6.6.3水下控制系统（SCM）测试台288
6.6.4 清洗装置291
6.6.5多相流装置293
6.6.6水下机器人（ROV）及配套工具297
6.6.7连接器测试装置298
6.6.8 起升装置299
参考文献299
第 7 章 促进我国海洋油气装备发展的措施与政策建议301
7.1我国支持海洋油气装备发展的政策与措施302
7.1.1 支持政策302
7.1.2 发展措施303
7.2对我国海洋油气装备发展的建议305
7.2.1做好战略布局305
7.2.2加大自主创新308
7.2.3加快产业结构调整310
7.2.4推动产业转型升级311
7.2.5促进两化融合311
7.2.6打造海洋装备制造基地312
7.2.7培育海洋油气装备供应商312

　　本书共 7 章，对我国海洋油气装备产业的发展现状、目标、战略及相关政策进行了全面、系统的分析研究，对产业发展和目前的瓶颈提出了具有指导意义的建议。第 1 ～ 4 章主要对海洋油气装备产业的总体情况和细分领域的发展现状、投资与需求情况进行了深入分析；第 5 章分析了我国海洋油气装备与世界先进水平的差距，以及我国海洋油气装备的发展环境和发展前景；第 6 章介绍了我国海洋油气装备产业的重点发展项目情况；第 7 章介绍了促进我国海洋油气发展的政策与措施，并对我国海洋油气装备发展提出了建议。 
　　本书将普及性、科学性有机地统一起来，既有一定的思想、理论深度，又具有浅显易懂、实用的特点。本书适合各级政府和行业决策机构制定政策法规、学术研究机构规划研究方向参考，也适合企业决策者， 技术、管理及市场人员，以及投资、证券行业及咨询机构的人员在制订发展规划、做投资分析及项目 实施中使用。

　　段梦兰 中国石油大学（北京）二级教授。
　　Member of the EU Academy of Sciences，国际船舶与海洋结构大会（ISSC）水下技术委员会首任主席，国际水下技术学会（SUT）中国分会创始主席，获得第28届国际水运、造船与海洋结构物大会“2020 Award of Excellence”、水下技术学会（SUT）2012 Fellowship Award，中国力学学会理事及第四届产学研工作委员会主任委员。担任首批国家重点研发计划“基于深水功能舱的全智能新一代水下系统关键技术研究”项目负责人，兼任湖北省“楚天学者计划”特聘教授、山东省“泰山产业领军人才”， Federal University of Rio de Janeiro客座教授，并担任国外期刊Development and Application of Oceanic Engineering主编和Maritime Systems and Ocean Technology副主编，《中国大百科全书石油与天然气工程卷•海洋油气工程分卷》主编。
　　发表SCI期刊论文137篇（h-index为21），撰写英文专著5部。