海上鑽探設備
活動式鑽井裝置具有容易移動,能適應各種水深等特點,因而發展比較快。1949年這種設備才問世,到40年後的1989年世界各國活動式鑽井裝置已達到689座,其中自升式鑽井裝置415座,占60%;半潛式鑽井裝置172座,占25%;鑽井船63艘,占9%;座底式鑽井裝置39座,占6%。同時實現了鑽井設備的自動化和自動控製技術,完善了鑽井計算機控製係統與網絡係統,使用了無線電聲學定位技術和衛星數據傳輸技術,以及高精度的動力定位技術等。新型的鑽井設備不斷出現。美國國家供應公司製造出1630-E型鑽機,其最大鑽探能力可達9 150米,另外一種2050-E型鑽機,最大鑽探能力可達15 250米。德國威爾士公司製造的GH3 000型鑽機,它的鑽探能力超過8 000米。
進入20世紀90年代以後,鑽井設備向浮動化、大型化方向發展,設備的抗波和抗冰能力、耐久性以及穩定性增強。鑽探設備中半潛式和鑽井船所占的比重逐漸增大,自升式鑽井設備向大型、深水發展,並逐漸實現可以自航的鑽井設備。
海上核電站
在海上建造核電站,有其獨特的優點:
(1)核電站的造價要比陸地上的造價低,這一點很吸引人,因為在同樣的投資條件下可以建造更多的海上核電站;
(2)在選擇核電站站址時,不像陸地上那樣要考慮地震、地質等條件,以及是否在居民稠密區等各種情況的影響,因而選擇的餘地大;
(3)海上的工作條件幾乎到處都一樣,不存在陸地上那種‘因地而異’的種種問題。這樣,就可以使整個核電站像加工產品一樣,按標準化要求以流水線作業方式進行製造,從而簡化了生產過程,便於生產和使用,可大大降低製造成本,縮短建造周期。
由於人們對海上核電站的安全性等問題的看法不同,所以海上核電站雖然有許多特長但仍然沒有得到迅速的發展和應用。
有人可能擔心海上核電站的安全問題,認為核反應堆會將放射性的物質排入海水,影響水中生物和人類的生存與安全。其實,這種憂慮完全是多餘的,因為海上核電站和陸地上的核電站一樣,都有專門處理廢水、廢料的措施和方法,絕不會把帶放射性物質的廢水直接排放到海水中。從世界上第一座核電站的建立到現在,幾十年的實踐證明,核電站是很安全的,沒有出現過類似的汙染現象。而且與人們擔心的情況相反,由於海上核電站建有較高大的防波堤,能引來魚、蝦的回遊,對於海洋生物的養殖和捕撈非常有好處。
海底核電站
海底核電站是人們隨著海洋石油開采不斷向深海海底發展而提出的一項大膽設想。實際上,20世紀70年代初期,獨特新穎的海底核電站的藍圖已經繪製出來。此後,世界上不少國家都在積極地進行研究和實驗,提出了各種設計方案。
在勘探和開采深海海底的石油和天然氣時,需要陸地上的發電站向海洋采油平台遠距離供電。為此,就要通過很長的海底電纜將電輸送出去。這不僅技術上要求很高,而且要花費大量的資金。如果在采油平台的海底附近建造海底核電站,就可輕而易舉地將富足的電力送往采油平台,而且還可以為其他遠洋作業設施提供廉價的電源。
海底核電站在原理上和陸地上的核電站基本相同,都是利用核燃料在裂變過程中產生的熱量將冷卻的水加熱,使它變成高壓蒸汽,再去推動汽輪發電機組發電。但是,海底核電站的工作條件要比陸地上的核電站苛刻得多。
海洋石油117號
我國第一艘完全自主設計並建造的30萬噸級海上浮式生產儲油輪(FPSO)“海洋石油117”號,在上海命名交付。這是國內迄今為止建造的噸位最大、造價最高、技術最新的FPSO建造項目,標誌著我國在FPSO領域的設計與建造已居世界先進行列。
該船船體為雙底雙殼結構,船長323米,型寬63米,相當於3個標準足球場的麵積。從船底到煙囪71米,相當於24層樓高。可日加工19萬桶合格原油,儲油能力可達200萬桶原油,配有140人工作居住的上層建築及直升機平台。該船設計壽命25年,通過安裝在船艏的軟剛臂單點係泊裝置,長期係泊於固定海域,25年不脫卸,可抵禦百年一遇的海況。
海相生油
海相生油是海相沉積層生成石油的泛稱。海相生油將成為世界油氣勘探的主要趨勢。
“海相生油”理論認為,淺海之中生活著極小的動物——“浮遊生物”,每年都有大量的浮遊生物死去並且沉到海底。河流又把大量枯萎的植物和淤泥帶到海洋,植物和浮遊生物混合在一起,然後淤泥和鹽分又把它們覆蓋起來,於是在海底形成一種沉積物。當這些植物和動物腐爛時,沉積物中就開始生成油氣。這一過程不斷地進行著。因此,淤泥沉積物越積越厚。海水加在淤泥上的壓力很大,使淤泥變成堅硬的岩石,即海相沉積岩。這種富含有機質的海相沉積岩,就是海相生油岩。歐洲、美洲、中東等許多地區,都找到了海洋環境生成的大量石油。
海上風力發電
20世紀70年代石油危機以後,開始了風能利用的新時代。在一些地理位置不錯的陸地上,風能的開發具有一定的經濟價值,而人們在另外一個前沿,發現開發風力發電的經濟性也相當不錯:海上風能。世界上很多國家開始製定計劃,考慮開發海上風電場。海上風電場的風速高於陸地風電場的風速,但海上風電場與電網聯接的成本比陸地風電場要高。綜合上述兩個因素,海上風電場的成本和陸地風電場基本相同。兆瓦級的風機,廉價的基礎以及關於海上風條件的新知識更加提高了海上風電的經濟性。研究人員和開發者們將向傳統的發電技術進行挑戰,海上風力發電迅速發展成為其它發電技術的競爭對手。
淮南煤田
淮南煤田是中國華北聚煤區南側的石炭二疊紀煤田。它位於安徽省中北部,以淮南市為主體,東部伸入滁縣地區,西部延展到阜陽附近,平麵呈北西西向長橢圓狀,長約100千米,寬度20~30千米,麵積2 500千米。煤田跨淮河兩岸,因開發從南岸開始,故名淮南煤田,後經勘探在淮河北岸更大範圍內見煤,但仍沿用原名。
淮南煤田地質構造
淮南煤田為一軸向北西西的複向斜構造,主要由上古生界組成,下古生界位於煤田南、北兩側,煤田普遍被第四係覆蓋。煤田南、北邊緣有低角度走向逆斷層發育,造成下古生界幾度逆覆於上古生界之上。在複向斜中,有一組北東向的正斷層發育,將上古生界切割成階梯狀塊段。石炭二疊紀煤係廣泛賦存於複向斜中,並往往形成次一級褶皺。燕山期岩漿活動多以小型細晶岩、煌斑岩岩脈、岩床侵入煤係,對煤層局部有影響。
淮南煤田煤係
淮南煤田含煤地層為華北型石炭二疊紀煤係,包括:晚石炭世本溪組、太原組,早二疊世山西組及下石盒子組和晚二疊世上石盒子組。主要含煤地層為二疊紀上石盒子組、下石盒子組和山西組,石炭紀地層基本不含可采煤層。
本溪組:由淺海相、近海相薄層石灰岩和鐵鋁質土岩組成,一般厚5~10米。
太原組:由淺海相夾濱海相石灰岩、泥岩、砂岩夾薄煤層組成,石灰岩有10~13層,薄煤層有8~11層,其中1~2層局部可采。一般全組厚100~120米。
山西組:由濱海相砂岩、泥岩及煤層組成,一般厚60~70米,含煤層1~3層,煤層總厚7米左右。
下石盒子組:由陸相泥岩、粉砂岩、砂岩、鮞狀泥岩及煤層組成,厚100~150米。含煤層13~16層,大部可采,煤層總厚18.73米。
上石盒子組:由陸相砂岩及泥岩組成,中下部岩石顏灰,含煤層總厚13.09米;上部岩石為紅、綠、黃等雜色色調,含薄煤層3~5層,均不可采。全組厚600~800米。
淮南煤田資源
淮南煤田是我國東部尚存煤炭量最大的煤田。在負1 200米以上煤炭資源量達300億噸,負1 000米以上為200億噸。已探明儲量153億噸,其中精查儲量108億噸。淮河以南的老礦區,產出1/3焦煤和極少量的氣煤;淮河以北的潘集礦區,主產氣煤;煤中灰分以中等偏高為多,硫分一般較低,屬較好的煉焦用煤。煤係中還共生有耐火黏土礦,於“謝家集—新莊”一帶已查明儲量61,淮南老礦區煤礦深部瓦斯含量較高,有較好抽放利用前景。
淮南煤田開采地質條件
淮南煤田以中厚傾煤層為主,構造複雜程度中等,一般開采條件尚可。第四係鬆散層厚0~800米,由東向由南向北增厚,其中含砂礫及流砂層,建井需采用特殊鑿井法施工。礦坑充水主要為大氣降水及第四係砂層水的滲入,水文地質條件比較簡單,但太原組灰岩喀斯特水比較複雜,在地層倒轉或有斷層聯通過,對二疊紀煤層開采有影響。
核聚變發電
核聚變發電是21世紀初的重要技術,主要是把聚變燃料加熱到1億度以上高溫,讓它產生核聚變,然後利用熱能,但是科學家發現沒有任何一種容器能承受1億度的高溫,於是科學家想到了磁容器技術,就是在微型氫彈周圍放上強大的磁場,約束住高溫物質,但是又一個問題難住了科學家,如果使用磁容器,將至少需要100萬噸磁鐵,很不實際,於是科學家又想到磁場很強大的電磁鐵,但是使用電磁鐵也至少需要1萬噸重,這可難住了科學家們,經過40多年的努力,科學家發現超導體擁有特別強大的磁場,效率是磁鐵的幾萬倍,於是21世紀初核聚變發電站正式建成了。
核能發電的優點
世界上有比較豐富的核資源,核燃料有鈾、釷氘、鋰、硼等,世界上鈾的儲量約為417萬噸。地球上可供開發的核燃料資源,可提供的能量是礦石燃料的十多萬倍。核能應用作為緩和世界能源危機的一種經濟有效的措施有許多的優點:
其一是核燃料具有許多優點,如體積小而能量大,核能比化學能大幾百萬倍;1 000克鈾釋放的能量相當於2 400噸標準煤釋放的能量;一座100萬千瓦的大型燒煤電站,每年需原煤300萬~400萬噸,運這些煤需要2 760列火車,相當於每天8列火車,還要運走4 000萬噸灰渣。同功率的壓水堆核電站,一年僅耗鈾含量為3%的低濃縮鈾燃料28噸;每一磅鈾的成本,約為20美元,換算成1千瓦發電經費是0.001美元左右,這和目前的傳統發電成本比較,便宜許多;而且,由於核燃料的運輸量小,所以核電站就可建在最需要的工業區附近。
核電站的基本建設投資一般是同等火電站的1.5~2倍,不過它的核燃料費用卻要比煤便宜得多,運行維修費用也比火電站少,如果掌握了核聚變反應技術,使用海水作燃料,則更是取之不盡,用之方便。
其二是汙染少。火電站不斷地向大氣裏排放二氧化硫和氧化氮等有害物質,同時煤裏的少量鈾、鈦和鐳等放射性物質,也會隨著煙塵飄落到火電站的周圍,汙染環境。而核電站設置了層層屏障,基本上不排放汙染環境的物質,就是放射性汙染也比燒煤電站少得多。據統計,核電站正常運行的時候,一年給居民帶來的放射性影響,還不到一次X光透視所受的劑量。