随着海洋钻探向几英里深度发展，固定式钻台正在逐渐被浮动式和海底式钻台所代替。

以可能出现的最坏情况为例：在格陵兰岛西部70海里被人们称为冰山通道的戴维斯海峡，这天早晨，气温是 -10℃，海水的温度是 -2°C。忽然，刮起了时速达65节的狂风，气温下降到零下40°C，海面掀起了高达45英尺的巨浪。大雪伴随着疯狂的大海飞舞，能见度下降到几百码。

在这种严酷的环境下，一座重达750万吨的银灰色冰山，它高出海面200英尺，随着一股急流擦着500英尺深的海底向南漂移过来。在它的南面5海里处，一艘外表稀奇古怪的船只——半潜式钻探船Sedco 709号，正满不在乎地工作着。这艘重量只有23吨的浮动式钻探船，要和向它漂来的庞大冰山相撞，显然不是对手。

然而，并没有什么值得大惊小怪的。在Sedco709的控制室里，操作管理人员根据加拿大海岸警卫队的报告和通过装有旁测扫描雷达的冰山监督飞机，二天前已经开始注意这个迎面而来的庞然大物。当这座体积庞大、无法拖走的冰山距离他们不到2海里时，管理人员决定，采取措施的时候到了。首先把钻具和钻井的管子从井中拔出——不到二分钟即可收回90英尺长的管子。由于冰山可能擦到井的顶部，因此必须用水泥把井口堵住。最后，放下了与井口相连接的防止井喷的安全装置，船就可撤离了。

冰山平安无事地通过以后，钻探船又回到了井位。它通过平台上的海底回声探测装置找到并连结井口。损失开钻的时间只有四个小时。这个成绩是1977年采用Sedco709和其他类似的动力定位钻探船之前所不能取得的。

曾在Sedco上工作过二年的鲍勃 · 唐利说：“在这种环境下，许多冰山通过钻探地区。撤离井位以躲避冰山的实际情况还没有发生过，但这只是时间的问题。”

这艘杰出的Sedco709号钻探船，以及本文所要讲述的其他各种专门钻探生产设备，都是在需要、试验和失败的过程中逐步发展起来的。自从1947年一个小型钻探平台在墨西哥湾20英尺水深处进行试验以来，这门工业已发展到惊人的程度。据能源部统计，1979年，美国沿海共开采了约3亿9千万桶原油，占国内总产量的12.5冤，其中2亿8千6百万桶在外大陆架（3海里以外）开采。1978年，全世界原油产量的19%是在海上开采的。

现在，开采石油的区域已经从平静的海湾向波涛汹涌的北海、杳无人迹的北大西洋和冰天雪地的北极伸展。在2000英尺深的海底，石油从钻入10000英尺深海底沉积层的井中开采出来。钻探井正在从5000英尺深的海底钻入25000英尺的地下，而新的地质调查表明，海底含油结构层很可能有6英里那么深。一位观察家说：“我们正在稳步地向更深处发展。从50英尺到1300英尺，花了15年时间。从1300英尺到5000英尺，花了5年。在今后的几年中，将进展到6000英尺以上。”

但是，增加深度不是海上作业所遇到的唯一问题，天气仍然是制造麻烦的罪魁祸首：猛烈的狂风，超过100英尺高的巨浪，使人难以忍受的酷暑和严寒；有些地区经常出现湍急而多变的潮流；有些地区不断地受到大雾、暴雨、大雪和冰山的骚扰。还有其他更多的问题：海水会腐蚀钻台的金属部分；海洋深处的巨大压力对人和设备有致命的威胁；而且，那里找到石油，那里就会有火焰、井喷和毒气的威胁。

为了解决这些问题，开发海洋深处丰富的石油资源，石油工业部门研制了大型的、神通惊人的钻探设备、下面将介绍其中六种。

SEDCO709   过去，开发海底石油资源的工作由钻井船（普通船只装上钻井设备）和锚泊半潜式平台（平台安放在锚泊的浮体上）来进行。这在比较平静的大海里，是可以胜任的。但是，在条件恶劣、气候寒冷的加拿大沿海，就需要有比锚泊半潜式平台更轻、比普通钻井船更稳定的设备。

因此，得克萨斯州荷兰壳牌和塞德科钻探公司设计了Sedco709半潜式钻台。它使用可变螺距螺旋桨作为定位推进器。这种螺旋桨已在钻井船上使用。为了保证钻台固定在井位正上方，八只3000匹马力的螺旋桨可以向任何方向以任意转速工作。它们分别由Honeywell计算机进行控制。计算机参照空中的导航卫星和水下的回声信号提供的正确位置，根据不断变化的风速、波浪和水流的数据来工作。虽然709钻台最初是用拖轮拖到井位上的，但是它可以使用自己的推进器，以6节的航速航行。

Sedco709可以在6000英尺深的海水中钻井，钻井深度可达海底以下25000英尺 · 它可以在浪高达56英尺，流速达2.4节，阵风达66节的综合条件下工作。假如环境比这个更坏，在甲板上操纵设备就比较困难。但是，船可以留在固定位置，保持与海底油井接触、等待暴风雨过去。在40英尺高的海浪中，709钻探船只升高5英尺，而普通钻探船将升高20英尺。

它的稳定性来自浸在海水稳定层中的二个大浮体。100英尺长的支柱从浮体上升起，支撑着45000平方英尺的甲板——九十七名管理人员工作和生活的场所。在二年的使用过程中，这艘价值7千5百万美元的钻探船已经在格陵兰、爱尔兰和加拿大水深达3700英尺的沿海开钻过。

COGNAC钻台 在开发浅海时期，依靠固定式钻台和可移式桩腿钻台开采海底石油和天然气。现在，海洋开发已向新的深度发展。经济因素使人们向往其他类型的钻台，Cognac也许是空前绝后的最大型固定式钻台了。可惜，再也没有人能看到它全面安装起来了。1265英尺高的宏伟建筑是在水下安装的。Cognac钻探平台创造了几个惊人的记录：它是在最深的海底安装的固定钻台；它重59000吨，是最重的钻台（艾弗尔塔台只重7000吨）；它是第一座分三部分制造的钻台：它第一次让潜水员潜到1000英尺的深度。

这座庞大的、价值2亿6千5百万美元的Cognac钻台，是专门为Cognac海沟设计的。这条海沟由于密西西比河冲刷而成。1974年，壳牌石油公司在这里发现了估计贮藏量为1亿桶的石油和5000亿立方英尺的天然气。开采这些石油和天然气的最好方法是，建造一座比纽约帝国大厦还要高的塔台。它的六十二个井槽能以可达65°的角度定向开钻，可钻入半径为2英里的球扇形内任何深度。

这些圆筒形的钢筋结构钻台由路易斯安那州摩根城的J · 雷 · 麦克特莫特公司分三部分制造，然后由驳船沿着狭窄的航道运到墨西哥湾。178英尺高、14000吨重的底部安放在1000英尺深的海底，由驳船上的回声测量装置和计算机定位，用二十四根直径7英尺的桩柱固定。每根重465吨的桩柱先是由于自重而沉入150英尺深的海底地层，然后由水下液压打桩机再打入300英尺。300英尺高的中部和650英尺高的顶部连接在圆锥形的导柱上。1000英尺长的腿销穿过平台的十根桩腿，把各部分永久地固定起来。钻台甲板由八个单元集合而成，工作面积有二英亩。甲板离海平面55英尺，以任凭浪涛在下面汹涌澎湃。

在设计和制造Cognac的时候，壳牌公司的工程管理人员斯特林说：“毫无疑问，这种钻台结构可以发展到2000英尺深度。但是，对于这种深度来说，其他结构的钻台可能会更经济一些。”

STATFJORD-A混凝深水结构体   最引人注目的大型海洋建筑物，也许是所谓混凝深水结构体或重力型结构体。以莫比尔石油公司为首的十二家公司集团，正在使用这种最大型结构中的一个，即834英尺高的Statfjord-A。它坐落在离挪威西部110海里的北海最大油田上面。这座大型的预应力钢筋混凝土结构体的任务是，每天生产30万桶原油，并加以处理、贮存。当达到130万桶时，就通过海底管道输给附近的油轮装油站。

这座价值13亿美元的混凝深水结构体重715000吨，它的顶端是分为三层、面积为283×274平方英尺的平台。整个装置有可供四十二口井开钻的井槽口，钻井深度可达9300英尺。它的发电站可发65000千瓦电，能满足人口为3万3千人的城市需要。平台上有二百名人员工作和生活。

Statfjord-A在挪威的一个海湾里制造。它的混凝土基础部分是由19个大空筒组成的六角形，开始在干船坞里制造。当它高达55英尺时，就把它拖到海湾里的一个深水建筑工地，放入海底继续加高。到213英尺时，16个圆筒即浇上混凝土圆顶，这就成了贮存室。另外三个贮存室造得高出成百英尺，充当支撑甲板的圆柱。其中二个圆柱供钻井用，第三个是通用的，供设备内部工作使用。

与此同时，15500吨的甲板横跨在二只改装的油轮上制造，然后拖往海上的建筑工地。那里，16个贮存筒都充满了水，因此，只有塔顶上的圆圈可见浮在水上。油轮上的甲板被放置在圆圈上，然后把贮存筒里的水抽干，整个混凝结构就像一个巨大的液压起重器一样地升起来，把甲板从油轮上托起。五艘大功率的拖轮拖着吃水深300英尺的整个装置，向海洋迸发。在那里重新灌水，平稳地把它放在约600英尺深的海底。甲板上层，包括六层住房、直升飞机甲板和生产设备，都最后装上各种部件而完成。

拉杆式钻台   由于价格昂贵，1000英尺以上深海似乎不能使用像Cognac和Statfjord-A型固定式钻台。许多石油专家认为、合乎逻辑的第二步是采用所谓拉杆式钻探和生产平台。这种居于浮动半潜式钻台和固定式钻台间的设备，靠抛锚于海底的钢杆拉力和平台浮体的浮力来固定它的位置。

拉杆式钻台有二点引人注目：首先，它的价值（约10亿美元）可能随着水深的增加而变动较小；其次，在一个地区的石油采完以后，它可以断锚后拖向别的地区。

这个重57000吨，像足球场那么大的平台坐落在八只212英尺长的空筒上，空筒的底部与水平浮筒相连接。四个角上的空筒各用三根直径为9英寸的空心钢管与锚相连，锚由打入海底地下375英尺的桩固定。利用水压系统拉紧这些钢管，配合控制平台空筒里的灌水，12根钢管中的每一根就会产生1000吨的拉力。结果就消除了垂直方向的摇动和颠簸。水平方向的波动、摇摆和转动仍然存在，但是在绝大多数情况下，这些运动应该是感觉不到的。

假如风、波浪和潮流同时从一个方向向拉杆式钻台袭来，就会出现最坏的情况。在这种合力的作用下，钻台的最大水平位移将达79英尺。石油开发人员说，在北海可能出现的风速为每小时98英里，浪高为98英尺的情况下，工作可以照常进行。

在过去的五年中，以大陆石油公司为首的八家公司集团已经研究了这种钻台的基本原理。到1984年，第一台拉杆式钻台将在离苏格兰海岸90海里的赫顿油田全面投产。

拉杆式钻台可以在多大的深度钻探和开采石油？Coneoco的总工程师N. D. 比勒尔说：“我认为，它可以达到5000英尺，甚至可能超过。重要的问题是，我们必须研究一下可能出现的情况，如塔台的移动、基本设备、自然共振，以及在海流的作用下，拉杆和管道的‘弛张效应’等。”

顺服牵索式钻台  好几家公司已经试验过拉杆式钻台。但是，埃克森公司却正在研究另一种类似半潜式而更像固定式的混合式钻台。深水钻台所遇到的一个主要问题是波浪和设备的相互冲击作用。每一个塔台都有一个固有共振周期，它们的刚性结构必须大大加强以抵抗这种破坏性作用力。

埃克森公司的钻台却与众不同，顺服牵索式钻台能以波浪的周期产生谐振。钻台本身是用桩固定于海底的比较单薄的钢管结构，它的力量来自钢缆牵索。这就意味着只需要较少的钢材，建造的价格也就比较低。

但是，它也并不便宜。埃克森公司已经宣布，计划在路易斯安那州格兰德岛东南面65海里的海湾里，安装一座1100英尺高的牵索式钻台。这座重43000吨的钻台（比Cognac钻台轻30%）价值5亿美元。将使用20根对称地分布在四周的5英寸粗的钢索把它安放下来，这些钢索固定在离海面80英尺的塔身上，在离塔底半英里远的海底抛锚。每块钢缆上巨大笨重的压铁可减少意外作用力的影响。

钻塔上的三层甲板面积为75000平方英尺，装备有54个井槽，每天可以生产25000桶原油。原油和天然气将通过水下管道输往陆地。当飓风来临的时候，这座钻塔如同海湾中其他开采石油和天然气的设备一样，将撤离。埃克森公司的工程师估计，在海湾百年一次的最大风暴中，钻塔约摇晃40英尺。

—位名叫查尔斯 · 罗克斯伯格的埃克森公司管理人员说：“在墨西哥湾，牵索式钻塔应用于1200到2500英尺深的海底钻探和开采石油，超过这个范围，使用它就太贵了。”

潜水式开采装置（SPS）   从海面一直到海底，人们使用着各式各样的钻台。一种完全不同类型的设备，可以满足在极深海底开采石油的需要。埃克森公司正在使用许多水下设备来装备SPS，这个不需要人员操纵，自动平稳地开采石油和天然气的装置。它坐落在海底深处，除了钻井以外，所有的开采过程都由SPS控制，人们从船上或岸上进行监视或遥控。

罗克斯伯格说：“我们相信，SPS可以在不适于使用牵索式钻台的地区——2500英尺水深区域进行开采。在水深5000英尺以上地区也可以使用，很有可能比这更深。”

SPS的沉垫将沉放在海底，用桩加以固定。钻探船或半潜式钻台将通过沉垫开钻和完成定向性钻井。当油井准备投产时，将把油井与SPS的总油管相连接。许多油井开采的石油将在这里汇合，然后油和天然气将通过管道输往停泊在海面上的油轮。

潜水式装置的大小看钻井的数目而定。它可能大约40英尺高、100英尺宽、100英尺长。装置上装有油井准备投产的设备，采油总管道，自动安全设施，把同一口油井中开采出来的油和气进行分离并输往不同管道的分离器，以及把各部分连结起来的机械。同时、装置内部装有自动控制器以及通向各部分的线路。控制器可以在工作船上工作，需要时也可装进水下的SPSO在那里，它将通过线路与各个部分的工作保持联系，通过七个电视摄像机进行监督。一旦出现漏隙，漏油将会被盖板吸收，传感器将启动自动关闭机构。

埃克森和壳牌公司正在考虑在北海450英尺深的海水中首次使用SPSO尽管研究工作已进行了十二年，花费了8千9百万美元，工作的进展还是缓慢的、小心翼翼的，因为要达到的目标是远大的，道路是崎岖的。

[Popular Science，1.931年1月号]