碳纤维复合材料在深海油气开发中的应用

摘要：

深海油气开采是当今世界石油开发的趋势，已经成为世界各国竞争的热点。我国海洋油气资源开采潜力十分巨大，但与陆地石油勘探相比，我国的深海油气勘探整体上还处于早期阶段，与世界先进国家相比存在较大的差距。加快深海油气开发已成为我国当前石油战略发展的重要课题。<br>　　随着我国石油和天然气资源在陆地及浅海区域的急剧减少，油气田勘探开发已逐渐由近海向深海发展，开采海域深度向1500～3000m的深水进军，这就给原来适用于浅海海域的钻井平台及其配套装备带来了不可回避的技术难题。使用传统钢质材料无法有效地解决这些问题，例如，钢材的密度过大，一个1500m水深的钻井平台，其钢制系缆的质量就达6500t左右，给钻井平台带来极大的载重负荷，增加了平台的建造成本。此外，钢材在海水中耐腐蚀性差，造成钻井平台的钢制系缆和管道的平均工作寿命仅为2～3年。因此，对于能够承受恶劣海洋环境的轻质高强材料的需求迫在眉睫。由于碳纤维增强复合材料(CFRP)具有强度大（钢的7～9倍）、模量高、耐腐蚀性强、抗疲劳损伤性能优异、易于修补、抗冲击性强、热膨胀系数和导热性低、质量轻又无浮力等诸多优点，是目前最先进的复合材料之一，可被广泛应用于深海石油平台的结构件上，如脐带管加强杆、锚泊系缆、采油立管、柔性立管等方面。CFRP制成的系缆可用于开采深度为3000m以上的深海作业平台，且耐腐蚀性优异，工作寿命可达25年。可见在深海油气开发领域，尽快研发和产业化应用轻质高强、性能优异的CFRP构件是非常必要的，也是产业急需的。

机标关键词：碳纤维复合材料、深海、油气开发、钻井平台、耐腐蚀性、石油平台、碳纤维增强复合材料、轻质高强、油气开采、工作寿命、油气田勘探开发、海洋油气资源、天然气资源、热膨胀系数、作业平台、质量、战略发展、油气勘探、应用、损伤性能

分类号：TU5;TE9

在线出版日期：2013-11-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：31-36