“黑科技”如何帮“海葵一号”扎根深海?四问亚洲首艘圆筒型“海上油气加工厂”
2024-06-10 07:29 来源:央视网

  央视网消息:亚洲首艘圆筒型“海上油气加工厂”——“海葵一号”的海上安装进展如何了?经过近10天的紧张作业,“海葵一号”在流花油田海域已经回接完成12条锚链中的11条。距离最终扎根深水油田只剩下一步。

  “海葵一号”

  最后一根锚链即将回接

  今天(6月9日),就在“海葵一号”最后一根锚链即将从海底浮出水面之时,作业现场下起了大雨。我们一起跟随总台记者到今天的现场看看。

  总台记者 何俊儒:现在天空虽然正在下着小雨,但我们的安装工作正在持续进行。在我身旁的就是“海葵一号”的最后一根连接锚链,大家可以看到它比我的大腿还要粗。现在拉上来的一头是将与“海葵一号”连接的一端,而它的另一端已经预先固定在324米的海底,像这样的锚链一共有12根,前11根已经和“海葵一号”紧紧相连。工作人员告诉我,这些锚链是“海葵一号”安装作业中必不可少的关键部件,就是靠他们从东北、东南、西北三个方向,呈一个稳定的三角结构,将“海葵一号”稳稳地固定在中间。

  “海葵一号”安装是一项系统工程,需要经历拖航、吸力锚安装、锚腿预铺设、锚链回接等多个施工环节。在12根锚链全部回接后,“海葵一号”将进入调试生产阶段。

  海油工程流花油田总包项目安装技术经理 申奎:面对施工海域内波流频发、作业空间受限等不利因素,项目采用“三船定位、一船回接”的方式,投入3000米级深水多功能工程船,应用水下和水面两套定位系统,通过数字化三维模拟,显示水下系泊缆链构型,多次开展施工演练,为我国首个圆筒型“海上油气加工厂”顺利回接奠定基础。

  “海葵一号”如何在

  水深超300米海域安家?

  “海葵一号”是集原油生产、存储、外输等功能于一体的高端海洋装备。目前,“海葵一号”距离最终扎根深水油田只剩下最后一步。但如何才能让这个重量近4万吨、近30层楼高的庞然大物在水深超300米的海域稳稳安家呢?我们通过四个问题来一一了解。

  第一问:“海葵一号”海上安家难在哪?

  圆筒型浮式生产装备海上安装在国内尚属首次,“海葵一号”总重相当于3万辆小汽车,高度接近30层楼,重量大、体形大,独特的圆筒型结构受风面大,极易发生旋转。与此同时,“海葵一号”安装海域水深达324米,地质海况复杂,风向多变,技术难度和作业风险极高。

  海油工程流花油田总包项目安装施工经理 作业过程可以形象地比喻为“深海接龙”,回接前首先要将“拴马桩”一样的吸力锚,穿过324米深的海水打入海床以下21米,回接时需要操作水下机器人,在阳光都照不到的海底进行精准作业,作业过程受强对流、内波流等叠加影响,对安装技术提出极大挑战。

  “海葵一号”采用多点系泊方式进行安装,采用国内入泥最深、系泊载荷最大的吸力锚,通过12根2570米的特制锚链实现连接,每根锚链能够承受高达2300吨的拉力,相当于1500多辆小轿车的重量,即使遭遇百年一遇的恶劣海况也可以稳稳扎根深海。

  第二问:“海葵一号”如何在海上安家?

  “海葵一号”如何在海上安家?这么大的一个庞然大物,一旦有台风或者遭遇其他恶劣海况的时候,它要如何应对,是什么技术能够确保它在波涛汹涌的大海中工作30年?

  总台央视记者 古峻岭:在位于深圳东南约240公里处的流花油田海域,“海葵一号”经过长达17天、超1300海里的远航,从青岛拖拽到这里,它将在这里“安家落户”,服役超过30年。为什么选这个位置安装呢?因为它的好搭档“海基二号”钻采平台就在它的附近,二者之间的距离只有短短的2.5海里。“海基二号”负责从海底把油采上来,再运送到“海葵一号”上面进行初步的加工,达到外输的标准和品质之后,再通过运输船送往陆地上的炼化厂。“海葵一号”最大的储油量达到6万吨,每天能处理约5600吨原油。

  古峻岭:整个“海葵一号”由近60万个零部件组成,总重量近3.7万吨,相当于3万辆小汽车,高度接近30层楼,它的主甲板面积相当于13个标准的篮球场。“海葵一号”是漂浮在海面上的,它是靠12根锚缆,从四面八方将它固定起来紧紧地拽住,从而起到固定的作用。

  古峻岭:虽然今天的主角是“海葵一号”,但是大部分安装工作却是在我所站的这艘“海洋石油291”船上完成的。这个大铁链就是固定“海葵一号”的锚缆,像这样的锚缆一共有12根,它们一头固定在324米深的海底,另一头则连接着“海葵一号”。那么像这样的海上“巨无霸”,它是如何做到能够稳定地漂浮在海上呢?船长为我们做出了解答。

  “海洋石油291”船船长 李书军:我们现场采用“三船定位+一船回接”的形式进行作业,像这艘“海洋石油291”船,它是3000米水深级深水多功能作业船,我们采用水面和水下双定位系统,通过数字三维系统模拟水下系泊缆状况,确保“海葵一号”可以在30年的服役期内稳稳地漂浮在海面上。“海葵一号”可以抵御16级台风与百年一遇的恶劣海况。

  第三问:水下机器人如何在海底“穿针引线”?

  水下机器人如何在百米海底“穿针引线”?在漆黑的海底深处,要想把固定“海葵一号”的锚缆固定下来,也不是一件容易的事,那么工人师傅到底是如何精准操控水下机器人安装的呢?

  古峻岭:在水下机器人的操作间,工作人员此刻正操作机器人进行水下作业。我们可以从屏幕上看到,在300多米深的海底,机器人正展开它的机械臂进行锚链挂钩作业。工作人员告诉我,在这个深度的压强相当于海面上的30倍,同时加上海流的干扰因素,这个作业难度比飞船在太空中对接也不差。在水下机器人操作过程中,最难的是什么呢?

  “海葵一号”回接作业水下机器人团队负责人 崔相鲁:水下机器人的机械臂有零点几秒的延时,所以对于机器人操作手来说要有一个提前的预判。机器人在水下的行动主要靠这个操纵杆进行控制,其他的精细操作就由我们另一位操作手来控制,这样就非常考验我们两个人之间的默契。

  在波涛汹涌的海底,我们操作水下机器人就犹如“戴着厚重的手套绣花”,水下作业的时候,这么精细且风险比较大的作业,任何细小的失误都会带来很大的损失。所以我们在深海区域作业,要有极强的立体空间思维,对水下机器人要非常熟悉,才能做到真正的人机合一。我们在做的作业就是把海底的锚链挂扣,一会儿就把它提到海面上来,和“海葵一号”进行连接。那么在多变的海流之中,这么精细的操作就像“穿针引线”一样。

  古峻岭:在“海洋石油291”船上,我发现了一个与众不同之处,其他的大型船舶的甲板都是金属的,但是“海洋石油291”的甲板却是木头的。这是为什么呢?工作人员告诉我,“海洋石油291”船是一艘海洋工程作业船,经常会吊装一些大型的金属设备。这些金属设备如果和金属甲板接触,噪声会非常大,而且像雨天,金属对金属的摩擦力很小,再加上船的晃动,它就会滑来滑去,带来作业危险。加上木头之后,它就能起到保护的作用。其实在这个木板底下,也是金属甲板,但相对来说,哪里坏了、磨损了,只要换几块木头就行,不需要换整个焊接的甲板,这样一来,成本也大幅降低,噪声也得到了控制。

  第四问:“黑科技”如何帮“海葵一号”扎根深海

  “黑科技”如何助力“海葵一号”扎根深海?“海葵一号”所在海域水深超300米,海面风向多变、海况复杂,同时,船体还面临直径大、吃水浅等难题。要让这样一艘巨轮稳稳扎根深海,都有哪些“黑科技”帮忙助力呢?

  “海葵一号”采用多点系泊分布形式,12条锚腿分3组,从东北、东南、西北三个方向提供稳定的系泊力。锚腿创新应用“锚链+中水浮筒+聚酯缆”结构,相对于“锚链+钢缆”的传统方案能在提供足够系泊张力的情况下,节省大量工程费用。

  中国海油流花油田二次开发项目高级结构工程师 王德洋:“海葵一号”的锚腿由多段聚酯缆、锚链有力连接而成。其中,聚酯缆以高强聚酯涤纶绳为内芯,外部编织耐磨涤纶外套,以及10万多根纤维组成一根整绳,直径仅274毫米。相比传统的钢缆,重量轻、成本低且更耐海水腐蚀、强度更高。

  “海葵一号”系泊系统是我国自主研发的聚酯缆及锚链首次实现规模化应用,标志着我国深海锚泊系统设计、制造和安装技术实现全方位升级。

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责任编辑: 廖文焱,赖旭华