深海盛開(kāi)“?”
探訪(fǎng)亞洲首艘圓筒型浮式生產(chǎn)儲(chǔ)卸油裝置
來(lái)源:中央紀(jì)委國(guó)家監(jiān)委網(wǎng)站 發(fā)布時(shí)間: 2024-06-24
中央紀(jì)委國(guó)家監(jiān)委網(wǎng)站 王珍 通訊員 牟銀滔
“海葵一號(hào)”浮裝作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。
工作人員對(duì)“?惶(hào)”內(nèi)部進(jìn)行安全檢查。
水下機(jī)器人即將入水開(kāi)展作業(yè)。
作業(yè)人員進(jìn)行“?惶(hào)”錨纜回接掛扣。
扎根深海的“?惶(hào)”與“;(hào)”導(dǎo)管架平臺(tái)遙遙相望,投產(chǎn)后將共同服役于流花油田。 中國(guó)海油深圳分公司 供圖
南海深處,在距離深圳東南約240公里的流花油田海域,“?惶(hào)”如同一朵盛開(kāi)的葵花綻放于深海之上,與亞洲第一深水導(dǎo)管架平臺(tái)“;(hào)”遙遙相望。
“?惶(hào)”,我國(guó)自主設(shè)計(jì)建造的亞洲首艘圓筒型FPSO(浮式生產(chǎn)儲(chǔ)卸油裝置),是集原油生產(chǎn)、儲(chǔ)存、外輸?shù)裙δ苡谝惑w的高端海洋裝備,由近60萬(wàn)個(gè)零部件組成,總重近3.7萬(wàn)噸,相當(dāng)于3萬(wàn)輛小汽車(chē),最大直徑約90米,高度接近30層樓,主甲板面積相當(dāng)于13個(gè)標(biāo)準(zhǔn)籃球場(chǎng),最大儲(chǔ)油量達(dá)6萬(wàn)噸,每天能處理約5600噸原油。
從一紙方案到建造完成,再到海上安家,這一國(guó)之重器有何與眾不同、經(jīng)歷了哪些“千錘百煉”?又將如何服務(wù)于深水油氣開(kāi)發(fā)?我們一起走近“海葵一號(hào)”。
鍛造重器——
創(chuàng)下建造周期最短的世界紀(jì)錄
隨著世界海洋油氣開(kāi)發(fā)向深遠(yuǎn)海發(fā)展,鋪設(shè)長(zhǎng)距離油氣管道的成本越來(lái)越高、風(fēng)險(xiǎn)也越來(lái)越大。解決這一難題最有效的途徑,就是在海上建設(shè)FPSO。
FPSO是集油氣生產(chǎn)、儲(chǔ)存、外輸于一體的“海上油氣加工廠(chǎng)”。目前,我國(guó)已成為全球最大的FPSO制造與應(yīng)用國(guó)之一,所擁有的FPSO數(shù)量與總噸位均居世界前列,自北向南分布于我國(guó)廣袤海域中,支撐著我國(guó)海洋石油近80%的產(chǎn)能。
以往,我國(guó)的FPSO主要是船型結(jié)構(gòu),為什么要把“?惶(hào)”設(shè)計(jì)成圓筒型呢?“相對(duì)傳統(tǒng)的船型,圓筒型體型更小,空間更緊湊,儲(chǔ)油效率明顯提高,并具有抵御惡劣海況能力強(qiáng)、鋼材用量少、經(jīng)濟(jì)適用性高等顯著優(yōu)勢(shì)。國(guó)際上此前共有6艘圓筒型FPSO,‘?惶(hào)’是首艘應(yīng)用于亞洲海域的圓筒型FPSO。”中國(guó)海油深圳分公司流花油田開(kāi)發(fā)項(xiàng)目副總經(jīng)理王火平介紹說(shuō),“而且圓筒型FPSO不需要復(fù)雜的單點(diǎn)系泊系統(tǒng),相比船型FPSO可回接的管纜數(shù)量更多,更小噸位即可實(shí)現(xiàn)安全作業(yè)要求,是將來(lái)深水油氣開(kāi)發(fā)裝備的重要發(fā)展方向。”
歷經(jīng)近十年的研究和設(shè)計(jì),2022年3月,“?惶(hào)”在青島開(kāi)工。顧名思義,圓筒型FPSO擁有大直徑的圓柱形筒身,船體內(nèi)可儲(chǔ)存原油,船體甲板上方搭載生活樓、處理設(shè)施、發(fā)電設(shè)施、外輸系統(tǒng)等。其生產(chǎn)工藝和整體構(gòu)造非常復(fù)雜,在相當(dāng)程度上體現(xiàn)了一個(gè)國(guó)家的海洋工程綜合實(shí)力。它究竟是怎么一步步建造起來(lái)的呢?
“?惶(hào)”設(shè)計(jì)經(jīng)理馮麗梅告訴記者,第一步是將近60萬(wàn)個(gè)零部件,組裝成123個(gè)船體分段和8個(gè)上部模塊;第二步是將所有分段進(jìn)行合攏,完成船體建造;第三步是將上部模塊和船體進(jìn)行總裝集成,實(shí)現(xiàn)整體功能融為一體;第四步是對(duì)60個(gè)大系統(tǒng)、310個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)合調(diào)試,使“?惶(hào)”具備完工交付條件。
“?惶(hào)”在數(shù)字化智能化、綠色低碳環(huán)保等方面應(yīng)用了先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念,其自主化、國(guó)產(chǎn)化水平都實(shí)現(xiàn)了重要突破。“我們自主研制海陸一體化智能中控系統(tǒng),在臺(tái)風(fēng)來(lái)臨時(shí)可切換到智能模式,實(shí)現(xiàn)無(wú)人化生產(chǎn),為海上油田的智能化建設(shè)提供一種全新模式。同時(shí),國(guó)內(nèi)首次在海洋平臺(tái)采用新型天然氣脫硫裝置和雙燃料發(fā)電機(jī),可以充分利用油田伴生氣,有效提升了項(xiàng)目的綠色節(jié)能水平。大容量液壓潛沒(méi)泵等一系列關(guān)鍵裝備也都實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化。”馮麗梅說(shuō)。
2024年4月26日,“?惶(hào)”在青島建造完工。幾天后,開(kāi)始離港、起運(yùn),一路向南,踏上1300多海里的征途。這是眾人翹首以盼的時(shí)刻,不少為之付出心血的人早早來(lái)到碼頭,目送其遠(yuǎn)去。
“?惶(hào)”歷時(shí)兩年的建造周期,較國(guó)際同類(lèi)型裝備縮短了近一半,創(chuàng)造了建造周期最短的世界紀(jì)錄。
水下“接龍”——
精準(zhǔn)回接讓“?惶(hào)”在深海站穩(wěn)腳跟
6月1日,王火平登上“?惶(hào)”已經(jīng)10天了,一直飽受南海內(nèi)波流、大風(fēng)、暴雨等復(fù)雜海況的困擾。作為海上安裝作業(yè)的負(fù)責(zé)人,他正與現(xiàn)場(chǎng)170多名工程師和工人致力于錨纜的回接作業(yè)。
據(jù)了解,未加固定的浮式生產(chǎn)裝備像是“無(wú)根浮萍”,受洋流影響四處運(yùn)動(dòng)無(wú)法正常工作。“‘?惶(hào)’要在海上開(kāi)采油氣,首先要在深海站穩(wěn)腳跟,錨纜回接是其中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。”王火平介紹。
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),錨纜回接就是將之前預(yù)鋪設(shè)在海底的錨腿與“?惶(hào)”上布設(shè)的牽引鏈連接起來(lái),從而將“海葵一號(hào)”牢牢固定在設(shè)計(jì)位置。然而,看起來(lái)簡(jiǎn)單的系泊安裝背后,卻涉及復(fù)雜設(shè)計(jì)計(jì)算、裝備技術(shù)能力、惡劣海況施工等多重技術(shù)挑戰(zhàn),是世界級(jí)海洋工程難題之一。
“這是國(guó)內(nèi)首次對(duì)圓筒型海洋裝備進(jìn)行海上安裝,由于圓筒型結(jié)構(gòu)重心高、穩(wěn)定性差,很容易發(fā)生旋轉(zhuǎn),我們采用多點(diǎn)系泊形式,使用12根分別長(zhǎng)達(dá)2570米的高強(qiáng)度系泊纜,從東北、東南、西北三個(gè)方向提供穩(wěn)定的系泊力,將‘?惶(hào)’牢牢固定在海底。”王火平說(shuō),“?惶(hào)”采用國(guó)內(nèi)入泥最深、系泊載荷最大的吸力錨,每根錨纜能承受高達(dá)2300噸的拉力,相當(dāng)于1500多輛小轎車(chē)的重量,即便遭遇百年一遇的惡劣海況也可以穩(wěn)穩(wěn)扎根海床上。
彼時(shí),“?惶(hào)”正被三艘拖輪從三個(gè)方向拖拽著,形成穩(wěn)定的三角形結(jié)構(gòu),進(jìn)行精準(zhǔn)定位。主作業(yè)船“海洋石油291”位于兩艘拖輪之間,甲板上,施工團(tuán)隊(duì)忙而有序地在轟鳴的機(jī)器中穿梭,所有人的注意力都在這場(chǎng)“搶時(shí)賽”上。
“工程所在海域水深達(dá)324米,風(fēng)向多變、海況復(fù)雜,對(duì)施工技術(shù)要求極高。”守在船上的資深工程師王德洋對(duì)記者說(shuō),“作業(yè)過(guò)程可以形象地比喻為水下‘接龍’,回接前首先要將‘拴馬樁’一樣的吸力錨,穿過(guò)324米的海水打入海床以下21米,確保牢固扎根;亟訒r(shí)需要操作水下機(jī)器人,在陽(yáng)光都照不到的海底進(jìn)行精準(zhǔn)作業(yè),作業(yè)過(guò)程受強(qiáng)對(duì)流天氣和南海內(nèi)波流等疊加影響,對(duì)安裝技術(shù)提出了極大挑戰(zhàn)。”
與甲板的喧囂不同,水下機(jī)器人控制室內(nèi)靜得能聽(tīng)到呼吸聲。監(jiān)控屏幕上展示著300多米深的海底情況,“水下機(jī)器人監(jiān)督”崔相魯帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)操縱著機(jī)器人在波濤洶涌的大海里“穿針引線(xiàn)”。在水下機(jī)器人的“協(xié)助”下,施工團(tuán)隊(duì)將提前鋪設(shè)在海底的錨鏈逐根撈起,并與“?惶(hào)”上預(yù)留的牽引鏈進(jìn)行“接龍”。
6月2日上午,首根錨纜回接成功!這給現(xiàn)場(chǎng)工程師們注入了一劑強(qiáng)心針。“這證實(shí)錨纜的回接方案非常有效。”王火平說(shuō),但他們不敢有絲毫松懈。
6月10日中午,隨著最后一根系泊錨纜牢牢地鎖緊固定,“?惶(hào)”錨纜回接作業(yè)順利完成,12根錨纜像12條巨龍般將這一巨型“海上油氣加工廠(chǎng)”牢牢固定在深海,作業(yè)效率和回接精度均達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。
“以柔克剛”——
為深水裝備穿上“中國(guó)裝”
圓筒型FPSO吃水小,尺度和受載面積大,環(huán)境載荷是同等噸位船型FPSO的2倍以上,系泊纜張力較大。若采用常規(guī)FPSO的“錨鏈-鋼纜”系泊方式,“?惶(hào)”需要21根系泊纜。但實(shí)際上,“?惶(hào)”僅使用了12根錨纜。其背后奧秘是,創(chuàng)新采用了更“軟”的系泊材質(zhì)。
據(jù)介紹,“?惶(hào)”的錨腿由多段錨鏈、聚酯纜連接而成。其中,聚酯纜以高強(qiáng)聚酯滌綸繩為內(nèi)芯,外部編織耐磨滌綸外套,10萬(wàn)多根纖維組成一根整繩,直徑僅274毫米。相比傳統(tǒng)鋼纜,聚酯纜重量輕、成本低,且耐腐蝕、強(qiáng)度高,在受力時(shí)可產(chǎn)生一定的彈性變形,有利于緩解和吸收波浪耦合作用,達(dá)到“以柔克剛”的效果。
“全部12條錨鏈和4條聚酯纜均為國(guó)產(chǎn)錨鏈和國(guó)產(chǎn)聚酯纜的首次規(guī);瘧(yīng)用,有效推動(dòng)了我國(guó)深海錨泊系統(tǒng)設(shè)計(jì)、制造和安裝技術(shù)取得全方位突破。”王火平介紹。
不僅如此,“?惶(hào)”按100年一遇超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)工況設(shè)計(jì),高度集成了超700臺(tái)關(guān)鍵設(shè)備,這些設(shè)備中約九成都是由我國(guó)自主設(shè)計(jì)制造的。其中,我國(guó)自研的中控系統(tǒng)、海洋一體化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等技術(shù)和設(shè)備,均為在圓筒型FPSO上的首次應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)了關(guān)鍵設(shè)備自主研發(fā)應(yīng)用的重要突破。
2.5公里外,早已在此矗立的亞洲第一深水導(dǎo)管架平臺(tái)“;(hào)”全程見(jiàn)證著這位新伙伴“上崗”。據(jù)介紹,“海基二號(hào)”的總高度達(dá)428米,總重量超5萬(wàn)噸,刷新海上原油生產(chǎn)平臺(tái)高度和重量?jī)身?xiàng)亞洲紀(jì)錄,共設(shè)生產(chǎn)井24口,搭載了原油工藝和外輸系統(tǒng)、生產(chǎn)水處理系統(tǒng)及電力供應(yīng)系統(tǒng)等300余套設(shè)備,可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程水下井口控制、智能油氣開(kāi)采、臺(tái)風(fēng)生產(chǎn)模式等功能。
后續(xù),“?惶(hào)”將與“海基二號(hào)”平臺(tái)陸續(xù)開(kāi)展聯(lián)合調(diào)試等工作,投產(chǎn)后一起服役于我國(guó)第一個(gè)深水油田——流花油田的二次開(kāi)發(fā)項(xiàng)目,創(chuàng)新形成“深水導(dǎo)管架平臺(tái)+圓筒型FPSO”開(kāi)發(fā)模式。與以往深水油氣田采用的水下生產(chǎn)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)模式相比,其采收率大幅提高,可將油田生產(chǎn)壽命延長(zhǎng)近30年,同時(shí)卻能大幅降低開(kāi)發(fā)成本,為我國(guó)深水油氣田開(kāi)發(fā)提供了一種新模式。
“‘?惶(hào)’、‘;(hào)’兩座設(shè)施均創(chuàng)亞洲紀(jì)錄,攻克了圓筒型浮式生產(chǎn)裝備一體化系統(tǒng)、超大型海洋平臺(tái)輕量化設(shè)計(jì)等系列技術(shù)難題,形成了兩項(xiàng)世界首創(chuàng)、十余項(xiàng)國(guó)內(nèi)首創(chuàng)技術(shù),工程建設(shè)整體達(dá)到世界先進(jìn)水平。”王火平說(shuō)。
中國(guó)海油深圳分公司流花油田總經(jīng)理江俊達(dá)表示,流花油田位于南海深水區(qū),由于其特殊的地理位置,每年受臺(tái)風(fēng)影響關(guān)停時(shí)間超過(guò)7天,造成原油產(chǎn)量損失超過(guò)8萬(wàn)噸。依托“?惶(hào)”、“海基二號(hào)”,中國(guó)海油首次在深水油田新項(xiàng)目中采用臺(tái)風(fēng)無(wú)人生產(chǎn)工藝,可在陸地遠(yuǎn)程操控生產(chǎn),具備極端工況下的安全關(guān)停、海管置換、恢復(fù)生產(chǎn)等功能,極大地保障臺(tái)風(fēng)期間油田安全平穩(wěn)運(yùn)行。
據(jù)悉,我國(guó)300米以上的深水區(qū)域蘊(yùn)藏著豐富的油氣資源,逐漸成為海洋油氣開(kāi)發(fā)的重要戰(zhàn)場(chǎng)。近年來(lái),中國(guó)海油依托重大工程項(xiàng)目,牽頭聯(lián)合國(guó)內(nèi)知名高校、科研院所和企業(yè),采取“產(chǎn)、學(xué)、研、用”相結(jié)合、工程項(xiàng)目與科研項(xiàng)目緊密結(jié)合的科技創(chuàng)新模式,突破了一系列關(guān)鍵技術(shù),全類(lèi)型深水油氣裝備自主建設(shè)能力得到大幅提升。