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海基一號首次嘗試300米級深水導(dǎo)管架平臺開發(fā)模式

   2022-04-18 中國新聞網(wǎng)

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核心提示:“海基一號”是我國自主設(shè)計的300米級深水導(dǎo)管架,實現(xiàn)了我國深水導(dǎo)管架設(shè)計、建造、安裝等技術(shù)質(zhì)的飛躍,

“海基一號”是我國自主設(shè)計的300米級深水導(dǎo)管架,實現(xiàn)了我國深水導(dǎo)管架設(shè)計、建造、安裝等技術(shù)質(zhì)的飛躍,對推動海上油氣增儲上產(chǎn)、保障國家能源安全具有重要戰(zhàn)略意義。

滑移下水、扶正坐底、精準(zhǔn)安裝……4月11日,我國自主設(shè)計建造的亞洲第一深水導(dǎo)管架“海基一號”在南海東部珠江口盆地海域精準(zhǔn)就位,將服役于我國陸豐15-1油田開發(fā)。

這是國內(nèi)首次嘗試300米級深水導(dǎo)管架平臺開發(fā)模式,標(biāo)志著我國深水超大型導(dǎo)管架成套關(guān)鍵技術(shù)和安裝能力達(dá)到世界一流水平。“海基一號”的成功應(yīng)用為經(jīng)濟(jì)有效開發(fā)我國200至400米水深海域的油氣資源開拓了一條新路。

“海基一號”是一個“大家伙”:高達(dá)302米,堪比埃菲爾鐵塔,重達(dá)3萬噸,所用鋼材可制造1艘中型航空母艦,是亞洲首例300米級深水導(dǎo)管架。為什么要建這么高的導(dǎo)管架,建這么一個“大家伙”到底有多難呢?

記者了解到,固定式導(dǎo)管架平臺是海上油氣開發(fā)最基礎(chǔ)的形式,主要由導(dǎo)管架、樁腿和上部模塊三部分組成。導(dǎo)管架就相當(dāng)于“地基”,用于支撐海上油氣平臺的龐大身軀與巨大噸位,是世界范圍內(nèi)應(yīng)用最廣泛的海洋油氣開發(fā)裝備,能穩(wěn)穩(wěn)扎根海底,托舉平臺矗立大洋之上。

據(jù)中海油研究總院工程研究設(shè)計院副院長付殿福介紹,固定式導(dǎo)管架平臺通常用于淺水海域油氣資源開發(fā),我國在200米水深及以上海域通常采用的是“浮式生產(chǎn)平臺+水下生產(chǎn)系統(tǒng)”開發(fā)模式。目前,在世界范圍內(nèi)數(shù)千座導(dǎo)管架生產(chǎn)平臺中,僅有9座導(dǎo)管架高度超過300米。

與“浮式生產(chǎn)平臺+水下生產(chǎn)系統(tǒng)”開發(fā)模式相比,深水導(dǎo)管架平臺開發(fā)模式最大的優(yōu)勢,是將生產(chǎn)系統(tǒng)從水下搬到了導(dǎo)管架平臺上,也就是說集鉆井、采油、處理等功能于一身,可大幅降低鉆完井、工程以及后續(xù)的生產(chǎn)操作成本。

然而,隨著水深的增加,導(dǎo)管架所受環(huán)境荷載迅速增加,設(shè)計、建造難度也隨之加大。

一般來說,為了對抗更大的環(huán)境荷載,需要使用更多的鋼材來增加結(jié)構(gòu)的強度。這就意味著,導(dǎo)管架的尺寸要變大,大尺寸對應(yīng)的就是大跨度和大噸位吊裝。受國內(nèi)施工資源和經(jīng)濟(jì)成本的限制,決定了必須將導(dǎo)管架的重量控制在合理范圍內(nèi)。

如何解決這一難題?“我們?yōu)椤;惶枴可碇贫ā萆怼桨福ㄟ^浮動式下水桁架、超大尺寸X撐結(jié)構(gòu)等創(chuàng)新設(shè)計,優(yōu)化結(jié)構(gòu),精簡導(dǎo)管架水平層數(shù)量,最大化發(fā)揮鋼材性能,使平臺重量優(yōu)化至3萬噸。”付殿福告訴記者,“海基一號”比此前國內(nèi)最高的導(dǎo)管架高了近50%,但重量卻更輕了。

不僅如此,為解決海底巨型沙坡沙脊會發(fā)生移動、無法平穩(wěn)固定等難題,項目團(tuán)隊開展了數(shù)值模擬,并對沙坡沙脊進(jìn)行了為期2年的運移監(jiān)測,掌握了其運移規(guī)律,并專門為“海基一號”設(shè)計了階梯型防沉板,完美貼合陸豐15-1油田階梯狀海床地貌。

海上安裝階段對海洋環(huán)境有著較為苛刻的要求,適合安裝導(dǎo)管架的時機非常難得。為了在有限的時間內(nèi)完成“海基一號”的海上安裝,項目團(tuán)隊首創(chuàng)“三主作業(yè)船”聯(lián)合施工模式,通過三條作業(yè)船間的緊密配合,大大提升了安裝效率。同時首次應(yīng)用下水姿態(tài)監(jiān)測系統(tǒng),使“海基一號”成為全球首個在深水巨型沙坡場址完成高精度安裝就位的導(dǎo)管架。

為確保“海基一號”能夠在20年服役期內(nèi)安全運行,在運營維護(hù)方面,“海基一號”導(dǎo)管架首次設(shè)置了應(yīng)力級在線監(jiān)測系統(tǒng),并以此為基礎(chǔ)開發(fā)相應(yīng)的數(shù)字孿生系統(tǒng)。“也就是說,技術(shù)人員不用下水,就可以知道導(dǎo)管架水面以下的工作狀態(tài)。”付殿福告訴記者。

創(chuàng)新應(yīng)用封艙隔板設(shè)計、大尺度大噸位結(jié)構(gòu)多臺吊機聯(lián)合吊裝……“海基一號”10余項技術(shù)創(chuàng)新,讓我國深水導(dǎo)管架設(shè)計建造技術(shù)從基礎(chǔ)理論、結(jié)構(gòu)型式、設(shè)計理念、施工工藝到運行維護(hù)等,實現(xiàn)了全方位的提升。

近期,項目團(tuán)隊正在進(jìn)行“海基一號”平臺上部組塊安裝的準(zhǔn)備工作,平臺整體建成后將刷新我國海上原油生產(chǎn)平臺的重量紀(jì)錄。 (中國紀(jì)檢監(jiān)察報 記者 王珍)



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