A. 中國要建4.5萬噸采礦船嗎
據9月7日消息,有外媒網站8月25日報道稱,中國正在努力開采海底礦藏,目前已完成世界首艘深海采礦船船體的建造工作。
一旦建成,這艘深海采礦船將成為中國船舶製造業的一個里程碑。該船全長227米,可以在2.5公里深的海底作業,載重4.5萬噸,能在海上連續作業5年多時間。
中國已經在4個國際水域擁有采礦權。
在其他深海項目上,中國也進行了大量投資。去年,中國成立了一個專家組進行深海多金屬結核礦開采試驗項目。在就職儀式上,該專家組成員被告知必須理解他們此行的政治和歷史意義。
中國國土資源部說,深海充滿了寶藏,但要獲得這些寶藏,就必須掌握進入深海,和在深海開采礦藏的技術
B. 海洋有什麼資源
海洋覆蓋著地球表面的71%,約3.6億平方千米,世界海岸線總長59.4萬千米,具有廣闊的空間和豐富的資源。浩瀚的海洋中生長著18萬種動物和2萬種植物。世界海洋魚類可捕量每年達1億多噸。海上石油和天然氣資源量目前尚無准確數據。據法國石油研究所估計,世界石油資源極限儲量為10000億噸,可采儲量為3000億噸,其中海上石油可采儲量為1350億噸。美國專家威克斯認為,世界石油可采儲量為3150億噸,其中海上石油1100億噸。另外,據美國科學家估計,全世界油氣遠景沉積盆地面積7746.3萬平方千米,其中位於海域的約2639.5萬平方千米,占總面積的34%。按以上綜合估計,海上石油資源量大體在3000億噸~4000億噸。海上天然氣儲量大約為140萬億立方米。現已探明的石油和天然氣儲量分別為400億噸和30萬億立方米。大洋底的其他礦產資源蘊藏量巨大,遠遠超過了陸地同類資源總量。如大洋中的錳結核儲量約3萬億噸,其中含錳元素2000億噸,為陸地儲量的40倍;鎳元素164億噸,為陸地儲量的328倍;鈷元素58億噸,為陸地儲量的1000倍;銅元素88億噸,為陸地儲量的40倍。海水中鈾的總儲量約為40億噸,這一數據是陸地的2000~4000倍。海水中還含有大量的鎂、溴、白銀和黃金。海鹽幾乎是取之不盡的海洋資源,推算1立方千米的海水中就含有3千萬噸鹽,全世界的海水中含鹽量高達5×108億噸。海洋中各種再生能源的理論蘊藏量十分驚人,每年可達300000萬億噸~400000萬億噸標准煤,其中潮汐能每年約有30億噸標准煤。
廣義的海洋資源還包括海岸帶資源,如灘塗資源、淡水資源、植物和森林資源、海濱砂礦資源、港口資源和旅遊資源等。這些都是一個國家主權區域內的資源,因此對海洋國家來說更為重要。
海洋資源由於異常豐富和對未來的作用,而被譽為21世紀的資源。
從人類及其開發利用自然資源的歷史可以看出,人類對海洋資源和空間的開發利用同樣歷史悠久,而且發展至今已形成許多海洋產業。這些產業可以分為傳統的、新興的和未來的三大類。
傳統的海洋產業包括海洋漁業、海水制鹽業和海上運輸業。
海洋不愧是世界最大的漁場。統計在冊的數據表明,全世界每年從海洋中捕獲的魚類數量超過了9000萬噸,接近於海洋每年可供的1億噸魚類捕獲量。1986年世界魚類捕獲量估計為9100萬噸,如果加上許許多多的自用或銷售范圍很小的手工捕魚業的數據的話——這部分數據無法估計,上述由聯合國糧農組織(FAO)公布的數據則遠遠低於實際捕獲量,這意味著人類每年的魚類捕獲量超過了海洋所能維持的最大產量。世界海洋漁業的產量在近40年內增加了4倍以上,1950年海洋魚類捕獲量為1760萬噸,此後經歷了1958~1971年的穩定增加期和1973~1988年的迅速增長期之後,目前趨於平穩,其間1972~1973年由於厄爾尼諾及其對秘魯漁場的影響而出現下降,但1950~1970年平均增長率達到7%,超過了世界糧食產量的增長速度。海洋所提供的魚產品佔全世界水產品消費的90%。對魚類需求的大量增加來自於發展中國家,這是因為發展中國家人口增多的緣故。發展中國家所需要的魚類比1980年增加2250萬噸,發達國家則要低得多,只需590萬噸。世界范圍內各國的魚類消費水平差異也很大。日本、冰島、丹麥、挪威、馬來西亞、朝鮮和韓國等國平均每人每年消費40多千克,而瓜地馬拉、衣索比亞還不到1千克。這一數據所無法表示的含義是,一些西非和亞洲的發展中國家是將魚作為一種重要的蛋白質原料來看待的,盡管這些國家的魚類產品消費量不高。世界上海洋魚類捕獲大國有日本、美國、秘魯、挪威、俄羅斯、朝鮮、韓國、西班牙、加拿大、印度、印度尼西亞、冰島、丹麥、中國等國家。
人類靠無限制地增加捕獲量的做法是危險的,這會危及今後若干年的魚類繁殖,而且,世界已把開發海洋資源作為21世紀解決人類所面臨的人口、資源與環境問題的基礎,因此絕不允許這種危險的做法繼續下去。於是人們尋求擴大水產養殖和轉移一些作為動物飼料而出售的魚類到人的消費市場上去。這兩項的潛力是巨大的。估計水產養殖每年可以提供1000萬噸的魚類產品——目前已近800萬噸。而目前用於動物飼料的魚類產品佔到總捕獲量的40%左右,1986年還曾上升到45%。再加上各類魚種——而不是僅消費某幾種魚的消費市場的擴大,便可以較完滿地解決人類所需的魚類產品的問題了。
海水制鹽業也是傳統的海洋產業。我國在這一領域發展很快。春秋戰國以前我國沿海已開始利用海水制鹽,至春秋時代制鹽業成為富國之本。如今我國的鹽田面積近500萬畝,海鹽的年產量達1000多萬噸(約佔全國原鹽產量的55%),穩居世界首位。我國的海鹽業主要分布在北方的黃海、渤海一帶,這一地區的海鹽產值佔全國的85%以上。
由於海洋是連接各大洲的通道,在經濟上海洋運輸遠比空中運輸劃算得多,因此海洋運輸在世界貿易運輸中的地位是顯而易見的。目前世界上共有噸位在300噸以上的商船34083艘,總噸位6.46億噸。全世界共有港口980多個,其中用於國際貿易的商港2300多個。世界大洋航線密如蛛網,承擔著世界貿易中絕大部分的貨物運輸。據統計,每年經海洋運輸的貨物達40多億噸,佔世界外貿物品的4/5。海洋運輸的效益持續增加,這又刺激了它的發展。目前大型船舶、油輪的載重量達到50萬~70萬噸,礦石船載重達到15萬噸,集裝箱運輸、滾裝和管道裝卸等專用船舶發展也極為迅速。與之配套的各類專用碼頭日益增多,設備現代化程度和管理效率也大大提高。
從1887年美國在加利福尼亞沿海鑽第一口探井算起,海上油氣勘探已有100多年的歷史,但直到20世紀60年代以前還只有少數國家在海上找油,此項工作仍處於探索階段。20世紀70年代在海上找油的國家猛增到80多個,進入了高峰期;到20世紀80年代在海上進行油氣勘查的國家約100多個,陸續發現了一批海上油氣田。海上油氣生產可以從1947年路易斯安那州成功地打出海上第一口商業性生產井算起,至今已有60多年的歷史。1950年海上石油產量為0.3億噸,占當時世界石油總產量的5.5%,1970年近海石油佔全球總產量的20%,1986年接近1/4,1988年世界近海石油產量達7.23億噸。20世紀80年代世界近海石油產量增加27%,約佔世界石油總產量的27%~28%。產量增加最多的是安哥拉、巴西、墨西哥等產油國。隨著越南、剛果、墨西哥灣不斷發現新的海上油田,今後海上石油產量還將大幅度增加。
近海天然氣產量增長也非常迅速。1988年世界近海天然氣產量為3188億立方米,20世紀80年代世界近海天然氣產量增長了19%。1992年海上天然氣產量達到4024億立方米,約佔世界天然氣總產量的20%。海上天然氣產量最多的國家是美國、英國、挪威、馬來西亞、荷蘭和澳大利亞。
海水淡化逐漸發展成為一種比較成熟的技術,從而為許多缺少淡水資源的海灣國家帶來了希望。目前可以利用的海水淡化技術主要有蒸餾法、電滲析、反滲透、離子交換等。利用海洋熱能轉換技術可以較好地解決海水淡化時耗能過高的難題。
從海水中直接提取一些有用的化學元素極為方便而且可行,國外所用的溴素基本上都是從海水中提取的,美國、挪威等10多個國家每年從海水中提取氯化鎂200多萬噸。
在1969~1980年的12年中,基本上由傳統的和新興的兩項海洋產業構成的世界海洋經濟的總產值增長了20倍。2000年世界海洋總產值達到30000億美元,在世界經濟總產值中的比重也由5%上升為16%。
海洋產業,海洋能源開發和深海海底礦物開採在21世紀初已經進入商業性生產階段了。
法國已運行了世界上最大的潮汐能裝置,其裝機容量為240兆瓦,1986年挪威投入運行了世界上第一個波力電站。此外,中國和加拿大還分別擁有10兆瓦的潮汐能裝置。
被稱之為海底多金屬結核的新的礦物資源獲取的可能性越來越引起世人矚目。為了取得捷足先登者的利益和地位,美國、俄羅斯、英國、法國、日本、德國、比利時、義大利、瑞典、荷蘭、挪威、印度、加拿大、澳大利亞、韓國和中國等紛紛捲入海底多金屬結核的勘探活動。各國不惜耗費巨資和人力進行調查、勘探和采冶的可行性研究。美國是最早從事多金屬結核勘探的國家,為此,它已投入了2億多美元。日本、德國、法國和韓國也已分別投入了大量資金。目前,俄羅斯、法國、日本和印度、中國等五國是第一批申請登記的先驅投資者,以美國資本為主的4個國際財團也分別在太平洋區域非正式地佔據了4塊礦址。迄今,一些發達國家的深海底資源勘查和采礦技術提高很快,改革開放後的中國及一些發展中國家,也在這方面有了長足的進步。德、日科學家預言,10~15年以後,人類將開采海底礦產以滿足需求。
越來越多的發展中國家開始意識到深海底多金屬資源的重要性,紛紛要求國際上能夠形成一個有利於所有國家的海底資源開發、管理制度。他們認為這些深海底的礦物資源是人類共有的財產,涉及每個國家——無論是發達國家還是發展中國家的切身利益,因此,每個國家都有權分享這些人類共有的財富。廣大發展中國家不希望看到少數發達國家控制世界資源的那一幕在當今社會重演。由此又導致了以77國集團為代表的發展中國家和以美國為首的西方國家集團之間關於深海底資源開發制度的爭論。1982年4月,國際海洋法會議通過了《海洋法公約》,確定了國際海底及其資源是人類共同財產的神聖原則。該公約規定實行平行開發制,即一方面由行將建立的聯合國國際海底管理局企業部開發,另一方面由有關國家及其自然人和法人與管理局以協作方式開發。同時,為了照顧對多金屬結核資源進行了大量投資的國家的要求,承認他們先驅投資者的地位,賦予他們在一定區域內的勘探權、公約生效後他們的勘探計劃被核準的優先權以及在商業性生產開始時獲得生產限額的優先權。為了處理深海采礦的有關問題,成立了國際海底籌委會,制訂了一些深海采礦的具體規章程序,並審批了印度、法國、日本、前蘇聯、中國登記為先驅投資者的申請。這五國已正式被批准為先驅投資者,各獲得了一塊礦地。韓國、巴西、菲律賓、泰國等國也都在積極考慮多金屬結核的開發問題,並正在醞釀申請礦區。盡管如此,國際海底資源爭奪的局面仍十分嚴峻。
屬於全人類共有財產的,還有極地資源——南極和北極。
南極洲是人類尚未分享的最後一塊荒野資源。南極洲沿岸水體供養著35種企鵝和其他鳥類、6種海豹、12種鯨魚和近200個類型的魚類。近年來還發現南極洲近海賦存有石油,極地內部可能蘊藏有鐵等礦物資源。
為了保護人類所共有的這最後一塊凈地,一些國家締結了《南極洲條約》。12個國家於1959年締結了條約,將南極洲60°以南、約佔地球表面10%的3600萬平方千米的區域辟為國際和平區。以後又有22個國家陸續成為該條約的締約國。南極洲條約及其後來追加的3個協定,即保護南極洲海豹公約(1972年)、保護南極洲海洋活資源公約(1980年)和南極洲礦物資源活動管制公約(1988年,該公約由於澳大利亞和法國拒絕簽署目前尚不能實行),使南極區域的海豹、鯨魚和其他魚類得到了有效保護,從而使得人類能夠在21世紀甚至更遙遠的將來還能與一個原始、潔凈的極地共存於一個地球。
人們在談論海洋資源時不應該忘記它還有一個特殊的重要的貢獻,這就是海洋對於全球氣候變化起著緩沖器的作用。海洋可以吸收巨大的熱量,海洋的熱量輸送——北半球從低緯度到高緯度輸送熱量的40%是由海洋完成的——在世界氣候的形成中起著決定性的作用。由於海洋的存在,降低了全球增溫的速度,甚至根本上降低了這種可能性。
知識點
復合生態系統
復合生態系統是由人類社會、經濟活動和自然條件共同組合而成的生態功能統一體。在社會—經濟—自然復合生態系統中,人類是主體,環境部分包括人的棲息勞作環境(包括地理環境、生態環境、構築設施環境)、區域生態環境(包括原材料供給的源、產品和廢棄物消納的匯及緩沖調節的庫)及社會文化環境(包括體制、組織、文化、技術等),它們與人類的生存和發展休戚相關,具有生產、生活、供給、接納、控制和緩沖功能,構成錯綜復雜的生態關系。
C. 中國要建造世界首艘深海采礦船
9月20日,福建省一家造船股份有限公司,由該公司承建的世界首艘深海采礦船已經完成船體部分安裝,目前正在安裝船載設備。該船總長227米,型寬40米,總高約75米,載礦量近4萬噸,利用船載設備可在水下2500米深海區域采礦作業。
深海采礦船是海上采礦生產支持與控制的母船,是深海礦物開采系統中最為重要的水面支持系統。
這次為加拿大建造的這艘深水采礦船,配備了199人高舒適度居住艙室,有完整的配套系統,水下機器人,大型甲板吊車,直升機平台等,具備於2500米深海區域采礦作業,除了搭載相關設備外還可以裝載礦貨39000噸。
D. 深海采礦技術是怎樣的
深海采礦技術是深海采礦業中的支柱性技術,它對海洋的其他產業技術,如近海礦產業、深海油氣業、海洋能源業、船舶製造業等等都會有重大的影響,專家們預測,未來的深海采礦業很可能是一組采礦、海洋能源利用和深海農牧漁業等綜合發展的高新技術產業群。深海采礦技術是未來海洋產業中的先導性行業技術,它對整個海洋高新技術的潛在影響是深遠的。
E. 我想從事深海采礦,請問考研應該考什麼,考哪裡比較好
中南大學在這個方面最好,機電工程學院
F. 海洋礦產資源調查
三、未來海洋礦產資源開發的趨勢
21世紀是發展海洋經濟的時代,浩瀚的海洋是資源和能源的寶庫,也是人類實現可持續性發展的重要基地。當今世界人類正面臨著日趨嚴峻的陸地資源和能源危機威脅,世界各國都把經濟進一步發展的希望寄託在佔地球表面積71%的海洋上,越來越多的國家都把合理有序地開發利用海洋資源和能源,以及保護海洋環境作為求生存、求發展的基本國策。海洋中蘊藏著豐富的各類礦產資源、能源和生物資源。20世紀以來,各國科學家的積極努力使人類極大地增長了對海洋資源的認識,目前全球已興起一個開發利用和保護海洋資源、攻克海洋開發高新技術的熱潮,海洋經濟已成為世界經濟發展新的增長點,成為我們這個時代的特徵。
1.加強海洋資源的調查評價是實施海洋開發戰略的前提條件
我國的海洋國土面積很大,內海和領海面積達40多萬平方公里。內海是內水的一部分,是指伸入一國大陸內部,有狹窄的水道與大洋相通,與本國領海相連的海域。渤海、瓊州海峽和長江口、珠江口都是中國的內海。即使不算南沙海域,中國內海和領海也有38萬平方公里,幾乎占我國陸上國土面積的30%。它們與我國960萬平方公里的陸上國土一樣,中國擁有絕對的主權。
根據《聯合國海洋法公約》和我國的主張,我國管轄的海域面積約300萬平方公里,包括渤海的全部7萬平方公里,黃海38萬平方公里中我國主張的部分,東海80萬平方公里中我國主張的部分,南海350萬平方公里中我國主張的部分。
世界公海和國際海底是人類的共同繼承財產,全球的公海面積約為2.3億平方公里,公海對所有國家開放,我國享有公海,包括海底區域海洋資源開發利用的權利。
國土資源部的一項基本職能是進行海洋資源調查評價。海洋資源調查就是對我國的領海及管轄海域的資源環境的基本特徵、資源開發利用現狀、開發利用前景,以及海洋環境和地質災害情況進行綜合調查及評價分析。海洋資源調查是人們認識和掌握海洋資源環境要素的分布及變化規律,獲取資源環境資料的最基本最經常的工作,是海洋科學研究、海洋資源開發利用、海洋工程技術、海洋環境保護的基礎工作。
海洋開發具有重要戰略地位,從我國國情出發,我國海洋資源調查與評價必須把海岸帶到大陸架專屬經濟區的廣闊區域作為一個整體來考慮。主要任務是:根據國民經濟和社會發展的需要,基本查清從海岸帶到大陸架、專屬經濟區廣闊區域的海洋資源開發利用現狀,發現一批新的可開發資源,重點是一海(渤海)、一灣(北部灣)、一峽(台灣海峽)、三洲(黃河三角洲、長江三角洲、珠江三角洲);調查海岸帶、大陸架及專屬經濟區海洋資源類型、數量、特徵、分布規律及開發現狀;開展海洋災害類型、引發機制及變化規律研究,建立災害及海平面變化動態監測網;調查我國海岸帶最大環境承載量;完成大陸架及專屬經濟區底土環境質量評價與功能區劃;查明軍事海洋環境與國防建設要素,為維護國家海洋權益、統籌海洋開發和整治服務。同時,開展大洋深海資源及極地的調查研究。
目前,我國的海洋資源調查評價工作還剛剛開始,裝備力量都非常單薄,需要有一個大的發展。尤其需要具備不同噸位與不同功能的海洋科學考察船、資源調查船、海洋環境監測船以及各種海巡船隻。
2.濱海砂礦的開發將從以岸上為主轉變為水上、水下並舉
我國人口眾多,資源相對貧乏。社會經濟的高速度發展對礦產資源的需求越來越大。在經過幾十年的強化開采之後,濱海砂礦在岸上的部分已經越來越少,日益嚴格的資源管理制度,將迫使人們把眼光投向水下,濱海砂礦開發的趨勢必然是水上、水下並舉。
顯然,礦業開發部門需要有更多的抓鬥式和吸揚式挖泥船及其他功率大、效率高、砂礦回收率高的海上采礦設備。
3.深海油氣資源開發迅速發展,已成趨勢
深海油氣資源潛力巨大,隨著海洋石油鑽探和開采技術及其裝備的迅速發展,海洋勘查開發深度不斷增加,海洋石油勘查開發成本不斷降低,海洋石油產量不斷增加。目前深海石油勘查已經達到在2500米的深水區作業,鑽探深度達到1萬多米;「智能完井」技術實現了實時數據的採集;鑽探成本從1980年的平均每口井(深度平均在3000米以上)530萬美元降到1999年的100-120萬美元。目前,世界石油產量中約30%來自海洋石油。
深水勘探技術進步迅速、勘查成果顯著。深海油氣鑽探始於1965年,早期鑽探深度大多限於水深600米以內,先後探明了一批具有相當儲量規模的油、氣田,包括墨西哥灣地區的布理文科爾、萊納油田,加利福尼亞地區的派因特阿古洛、佩斯卡多油田,巴西坎波斯盆地的科維納等油田,挪威的特羅爾的大型氣田。這些油氣田的發現表明深海油氣有巨大的資源前景。
80年代中期,深海油氣開發幾乎集中在200-600米的中深海區,主要是美國的墨西哥灣和加利福尼亞灣(400-450米)。美國在墨西哥灣水深200-400米的海區進行石油開采,Sohio公司的油田每日每桶生產能力的投資為15000美元,每桶的技術開采成本只需5美元,但是需要有不打瞎井、集中開采和快速開採的有利條件來保證。一般情況下,開采一個5000萬桶石油的油田,每日每桶生產能力的投資估計達20000-25000美元。在更深的海區(400-600米,甚至800米),投資會更高,北海Conoco公司的油田每日每桶生產能力的投資達30000美元。但是中深海區開發石油的成本和投資隨環境的不同而變化很大。到80年代末期鑽井水深已經突破2300米,海底完井工作水深接近500米。
90年代以來,深海鑽探和開采深度進一步擴大,海底完井水深1991年達到752米,1997年達到1614米,1999年巴西在近海安裝的採油樹已經達到1853米。海底完井工作將很快突破2000米,目前,可用於2500米的半潛式鑽井綜合平台已經研製成功,這意味著在大部分陸坡上都可以進行油氣的勘探開發。據預測,未來20年內將有工作水深4000-5000米的半潛式平台出現。埃克森-美孚公司2000年獲得的墨西哥灣深水區塊,水深從3000米到8000米。
世界海洋平均深度約為3730米,水深0-200米僅占海洋總面積的7.49%,水深在6000米以上僅占海洋總面積的1.38%,90%以上的水深在200-6000米之間,大量海域面積等待人們開發。海洋勘查開發技術的發展是未來海洋油氣資源勘查開發的關鍵。
美國的深水油氣勘探開發進展迅速,到1997年,水深1625米的門薩油氣田開始投產。墨西哥灣水深大於300米的已經投產的油氣田30個。
巴西把開發深海石油當作石油開發的重點,巴西國家石油公司不斷刷新世界深海油氣勘探開發的水深紀錄,巴西石油公司利用三維地震技術陸續發現了大批深水油田,其中有4個是可采儲量大於1億噸的巨型油田,可采儲量共達13.51億噸。到2000年底,巴西石油公司在海上有固定大型鑽井平台13個,大型浮動鑽井平台21個。巴西石油公司在深海石油開發技術上已經處於世界領先的地位,並利用深水開采技術到海外尋找市場。
法國海洋工業的長期目標是發展水深達3000米的海底勘探和生產油氣能力,法國各石油公司的海洋石油勘探區分布於13個國家,總面積達230萬平方公里。到1995年底,已經投資85億法郎用於海底石油開采工程,開發深水開采工藝技術,提高油田採收率。法國海洋潛水技術公司的潛水作業佔世界深潛作業量的30-50%,其中90%左右是海底礦產資源調查和深海油氣層調查。
跨國公司競爭深海盆地,引發深海油氣勘探開發熱。安哥拉是世界上最具有勘探前景的熱點地區之一。埃克森-美孚公司擁有11個區塊的權益。並在1997-1999年期間的初探鑽井中獲得6個發現,勘探成功率為86%,水深都在1000-1400米之間。據估計,可采儲量超過20億桶油當量,而且該區塊還有很大的勘探開發的潛力。2001年殼牌公司計劃向安哥拉深水的超深水域石油項目投資數十億美元。深水項目將成為殼牌勘探和生產的重點之一。雪佛龍-德士古公司在14區塊有數個開發項目,安哥拉深水石油資源是雪佛龍-德士古公司的重要增長點。奈及利亞深水區內,殼牌公司是最大的生產者,大陸石油公司是進行鑽探的跨國公司之一,擁有200億桶石油儲量。雪佛龍將獲得兩個新的有前景的區塊。
我國海洋石油開采技術與裝備落後,目前只能在內海的部分海域以及南海的淺水區進行。但隨著國際上深海油氣勘探開發熱潮的不斷發展與海洋石油開采技術的進步,我國的海洋石油勘探與開發活動,也必然需要順應這一潮流,從目前的以淺水區為主,而逐步走向深水區,由目前的以近海區為主,而逐步走向中深海區。為適應這一戰略轉變,這個的石油工業也必須對其勘探和開發裝備進行必要的更換。現在尤其迫切需要能適應在大陸架海域活動、水深在2500米以上的中深海域進行作業且機動性能比較優異的海洋地球物理勘測船,在水深100-400米的海區進行作業的石油開采裝備。
海底石油的開采過程包括鑽生產井、採油氣、集中、處理、貯存及輸送等環節。海上石油生產與陸地上石油生產所不同的是要求海上油氣生產設備體積小、重量輕、高效可靠、自動化程度高、布置集中緊湊。一個全海式的生產處理系統包括:油氣計量、油氣分離穩定、原油和天然氣凈化處理、輕質油回收、污水處理、注水和注氣系統、機械採油、天然氣壓縮、火炬系統、貯油及外輸系統等。
供海上鑽生產井和開採油氣的工程措施主要有:①人工島,多用於近岸淺水中,較經濟。②固定式採油氣平台,其形式有樁式平台(如導管架平台)、拉索塔式平台、重力式平台(鋼筋混凝土重力式平台、鋼筋混凝土結構混合的重力式平台)。③浮式採油氣平台:其形式又分:a.可遷移式平台(又稱活動式平台),如坐底式平台(也稱沉浮式平台)、自升式平台、半潛式平台和船式平台(即鑽井船)。b.不遷移的浮式平台,如張力式平台、鉸接式平台。④海底採油裝置:採用鑽水下井口的辦法,將井口安裝在海底,開采出的油氣用管線直接送往陸上或輸入海底集油氣設施。
供開采生產的油氣集中、處理、轉輸、貯存和外運的工程設施:①裝有集油氣、處理、計量以及動力和壓縮設備的平台。②貯油設施,包括海上儲油池、儲油罐和儲油船。③海底輸油氣管線。④油氣外運碼頭,包括單點系泊裝置和常規的海上碼頭(有固定式和浮式兩種)。
4.海底多金屬資源的勘查、開采和冶煉技術進一步提高
以錳多金屬結核為代表的海底固體礦產資源的開發利用主要取決於勘查、開采和冶煉技術的進步。經過幾十年的研究,這一方面我們人類已經取得顯著進展。
現在,一般利用采礦船來開采錳團塊。由裝有深海電視的采礦機在海底收集錳團塊,通過軟管抽氣像吸塵器一樣,把錳團塊經軟管連續地吸到地面上的采礦船中,每天采礦量可達3000噸。
日本的深海礦產資源開發技術居世界領先地位,已經研製出具有高效率及高可靠性的流體掘式采礦實驗系統,進行了錳結核基礎性冶煉技術研究、有經濟價值和有效率的冶煉技術開發,並將成熟技術封存。
日本的潛水技術是世界一流的,1981年建成的第一艘2000米級潛水器「深水2000號」是多功能大型載人潛水器,下潛深度2000米。1989年又建造了「深水6500」號載人潛水器,下潛深度達6500米,並裝有聲成像聲響系統,即「觀測聲吶」,可獲得三維立體圖像。為了觀測全球海洋,日本於1993年研製了11000米工作水深的深海無人潛水器,同年研製了智能機器人,可在海底進行各種海洋資源的勘探作業。
英國研究深海錳結核和結殼的生成模式,研究深海錳結核、鈷殼、硫化物或金屬沉積采礦是英國礦業公司有興趣的長期戰略。英國在政治上和科學上介入這些資源的開發,不但能使深海采礦技術發展保持與世界同步,而且確保英國公司擁有最終開發這些資源的權利。英國深海采礦試驗性開采系統由泵吸采礦式、連續鏈庫或無人遙控潛水式組成,日產量可達1萬噸。英國對紅海多金屬軟泥的開發也進行了大量的調查研究。
法國法國研製成新型深海多金屬采礦系統,可以從6000米的深海底高速采礦,然後按自控程序返回海面。
5.天然氣水合物的研究進展顯著,商業開發已經為期不遠
幾項重要的國際合作研究項目和世界主要國家的研究為天然氣水合物研究進展做出巨大貢獻:深海鑽探計劃/大洋鑽探計劃(DSDP/ODP)調查世界海洋天然氣水合物的分布,阿拉斯加天然氣水合物研究項目研究一個地區天然氣水合物的可能成因模式、埋藏深度、厚度、區域分布及資源量等,為今後的進一步勘探開發作了大量前期工作;四國聯合國際合作項目因深鑽和淺層取樣的成功,從不同角度研究海洋氣水合物組成和成分、產出狀況、在沉積物中的分布等一系列相關問題;三國麥肯齊天然氣水合物研究項目實施鑽探研究天然氣水合物儲層,評價原始天然氣水合物的性質,評估電纜測井儀器表徵水合物的能力,計算了鑽井周圍1平方公里范圍內水合物中天然氣儲量。
美國2000年美國國會通過了「天然氣水合物研究與開發法」,目的是支持更好地認識天然氣水合物、含天然氣水合物沉積物、全球天然氣水合物儲層與世界海洋及大氣圈間的相互作用的特性等研究項目,以達到兩個重要的能源供應目標:第一,為了保證鑽透上覆在海底天然水合物的覆蓋層所需要的深水油氣研發作業的安全;第二,到2015年,通過研究,提高地質認識,在技術上實現對天然氣水合物礦床的商業開發,以保證美國的天然氣長期供應。
日本的天然氣水合物研究在世界處於領先地位。2001年,日本完成了分別在加拿大北部馬更些三角洲陸上鑽探井和在日本近海水域深水鑽探井的分析研究,分析結果使日本受到激勵,計劃於2002年在已探明的天然氣水合物氣田進行工業性試驗開發,到2010年實現對其海域的天然氣水合物資源進行商業性開發。
加拿大在胡安-德富卡洋中脊斜坡區的工作引人注目,天然氣水合物評價儲量為1800億噸石油當量。在加拿大西北部永久凍土帶鑽探的麥肯齊河三角洲MallikZL-38井深1150米處取得的37米岩心保留了天然氣水合物層序互層的特徵。
開采天然氣水合物需要有專門的設備,我們對此正予以密切的關注。
G. 深海采礦技術對哪些行業有重大影響
深海采礦技術是深海采礦業中的支柱性技術
H. 中國造首艘深海采礦船可潛多少千米深
最近一段時間,國外媒體頻繁報道稱,中國正在努力開采海底礦藏,目前已完成世界首艘深海采礦船船體的建造工作。
據了解,該船的建造進展順利,將按時完工,於2018年交付給總部位於加拿大的鸚鵡螺礦業公司,用於在巴布亞紐幾內亞附近海域的采礦作業。