海底石油开采的第一步，是用无人遥控潜水器找到适合打井的海底位置。接着把钻头塞进套管，一起放入海底，套管内的钻头会打碎岩石。当套管到达一定深度不再下降，就把钻头拉上来，往套管内泵入水泥，水泥到底后向两边扩散，固定钻井。之后换更小的钻头重复操作，越往下套管越细，直到接触油层。钻井过程中要持续泵入钻井液，既能冷却钻头，又能把岩屑带出井口。
井口必须安装防喷器，因为石油通常处于高压状态，贸然开采可能引发井喷。防喷器像水龙头，只有打开时石油才能流出。它的结构很精密，有环形活塞内置橡胶圈，通过液压拧紧井眼阻断油气；还有多组对置钢块的闸板系统，能合拢控制压力；里面还有剪切封隔闸板，紧急时能剪断钻杆，完全封闭井口，防止石油泄漏污染海洋。
海上钻井平台得能抗住恶劣天气，比如台风。固定式钻井平台的桩柱直接打入海底，稳定性好；深水区用半潜式平台，靠两个巨大浮筒提供浮力，拖到开采点后用锚固定，再调整浮筒内水位让其沉降到海面下，降低重心减少摇晃。我国最先进的钻井平台自带动力定位系统，即使面对17级台风也能屹立不倒。
针对南海台风频发的问题，我国研发出深海钻井防台风隔水管悬挂系统，能在1000—3000米水深作业。这个系统有完全自主知识产权，攻克了20余项关键技术，能适应百年一遇的恶劣海况。它能在线监测悬挂隔水管的载荷和运动状态，还设计了主动节流动载控制液压系统，降低动态载荷，提高台风下的安全性。有了它，南海台风期深海钻井的风险大大缓解，还能避免反复起下隔水管，降低开发成本。
大型石油钻井平台像漂浮的小型城市，周围有起重机装卸物资，有生活区供工作人员吃饭休息，还有直升机坪应对紧急情况，紧急救生艇是最后的生命保险。平台上的闪蒸塔会冒火光，那是在燃烧开采石油时伴生的天然气，避免易燃气体积聚。开采出的原油通过海底管道送到陆地炼油厂，加工成汽油、柴油、塑料等产品。
海底石油开采前还要经过勘探，用地震勘探监测海底地壳运动，分析地震波推测油气分布；电磁法找高导体区域；重力法找重磁异常区。确定有开采价值后，再用钻井平台钻探，结合测井、取心获取地下储层信息，确保钻井质量和效率。
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