深海盛開“海葵花”
探訪亞洲首艘圓筒型浮式生產儲卸油裝置
來源：中央紀委國家監委網站 發布時間： 2024-06-24
中央紀委國家監委網站 王珍 通訊員 牟銀滔
“�？惶�”浮裝作業現場。
工作人員對“�？惶�”內部進行安全檢查。
水下機器人即將入水開展作業。
作業人員進行“海葵一號”錨纜回接掛扣。
扎根深海的“�？惶�”與“�；�”導管架平臺遙遙相望，投產后將共同服役于流花油田。 中國海油深圳分公司 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�”如同一朵盛開的葵花綻放于深海之上，與亞洲第一深水導管架平臺“�；�”遙遙相望。
“�？惶�”，我國自主設計建造的亞洲首艘圓筒型FPSO（浮式生產儲卸油裝置），是集原油生產、儲存、外輸等功能于一體的高端海洋裝備，由近60萬個零部件組成，總重近3.7萬噸，相當于3萬輛小汽車，最大直徑約90米，高度接近30層樓，主甲板面積相當于13個標準籃球場，最大儲油量達6萬噸，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，這一國之重器有何與眾不同、經歷了哪些“千錘百煉”？又將如何服務于深水油氣開發？我們一起走近“�？惶�”。
鍛造重器——
創下建造周期最短的世界紀錄
隨著世界海洋油氣開發向深遠海發展，鋪設長距離油氣管道的成本越來越高、風險也越來越大。解決這一難題最有效的途徑，就是在海上建設FPSO。
FPSO是集油氣生產、儲存、外輸于一體的“海上油氣加工廠”。目前，我國已成為全球最大的FPSO制造與應用國之一，所擁有的FPSO數量與總噸位均居世界前列，自北向南分布于我國廣袤海域中，支撐著我國海洋石油近80%的產能。
以往，我國的FPSO主要是船型結構，為什么要把“�？惶�”設計成圓筒型呢？“相對傳統的船型，圓筒型體型更小，空間更緊湊，儲油效率明顯提高，并具有抵御惡劣海況能力強、鋼材用量少、經濟適用性高等顯著優勢。國際上此前共有6艘圓筒型FPSO，‘�？惶�’是首艘應用于亞洲海域的圓筒型FPSO。”中國海油深圳分公司流花油田開發項目副總經理王火平介紹說，“而且圓筒型FPSO不需要復雜的單點系泊系統，相比船型FPSO可回接的管纜數量更多，更小噸位即可實現安全作業要求，是將來深水油氣開發裝備的重要發展方向。”
歷經近十年的研究和設計，2022年3月，“海葵一號”在青島開工。顧名思義，圓筒型FPSO擁有大直徑的圓柱形筒身，船體內可儲存原油，船體甲板上方搭載生活樓、處理設施、發電設施、外輸系統等。其生產工藝和整體構造非常復雜，在相當程度上體現了一個國家的海洋工程綜合實力。它究竟是怎么一步步建造起來的呢？
“海葵一號”設計經理馮麗梅告訴記者，第一步是將近60萬個零部件，組裝成123個船體分段和8個上部模塊；第二步是將所有分段進行合攏，完成船體建造；第三步是將上部模塊和船體進行總裝集成，實現整體功能融為一體；第四步是對60個大系統、310個子系統進行聯合調試，使“海葵一號”具備完工交付條件。
“�？惶�”在數字化智能化、綠色低碳環保等方面應用了先進的設計理念，其自主化、國產化水平都實現了重要突破。“我們自主研制海陸一體化智能中控系統，在臺風來臨時可切換到智能模式，實現無人化生產，為海上油田的智能化建設提供一種全新模式。同時，國內首次在海洋平臺采用新型天然氣脫硫裝置和雙燃料發電機，可以充分利用油田伴生氣，有效提升了項目的綠色節能水平。大容量液壓潛沒泵等一系列關鍵裝備也都實現了國產化。”馮麗梅說。
2024年4月26日，“�？惶�”在青島建造完工。幾天后，開始離港、起運，一路向南，踏上1300多海里的征途。這是眾人翹首以盼的時刻，不少為之付出心血的人早早來到碼頭，目送其遠去。
“�？惶�”歷時兩年的建造周期，較國際同類型裝備縮短了近一半，創造了建造周期最短的世界紀錄。
水下“接龍”——
精準回接讓“�？惶�”在深海站穩腳跟
6月1日，王火平登上“海葵一號”已經10天了，一直飽受南海內波流、大風、暴雨等復雜海況的困擾。作為海上安裝作業的負責人，他正與現場170多名工程師和工人致力于錨纜的回接作業。
據了解，未加固定的浮式生產裝備像是“無根浮萍”，受洋流影響四處運動無法正常工作。“‘海葵一號’要在海上開采油氣，首先要在深海站穩腳跟，錨纜回接是其中的關鍵環節。”王火平介紹。
簡單來說，錨纜回接就是將之前預鋪設在海底的錨腿與“海葵一號”上布設的牽引鏈連接起來，從而將“�？惶�”牢牢固定在設計位置。然而，看起來簡單的系泊安裝背后，卻涉及復雜設計計算、裝備技術能力、惡劣海況施工等多重技術挑戰，是世界級海洋工程難題之一。
“這是國內首次對圓筒型海洋裝備進行海上安裝，由于圓筒型結構重心高、穩定性差，很容易發生旋轉，我們采用多點系泊形式，使用12根分別長達2570米的高強度系泊纜，從東北、東南、西北三個方向提供穩定的系泊力，將‘�？惶�’牢牢固定在海底。”王火平說，“海葵一號”采用國內入泥最深、系泊載荷最大的吸力錨，每根錨纜能承受高達2300噸的拉力，相當于1500多輛小轎車的重量，即便遭遇百年一遇的惡劣海況也可以穩穩扎根海床上。
彼時，“�？惶�”正被三艘拖輪從三個方向拖拽著，形成穩定的三角形結構，進行精準定位。主作業船“海洋石油291”位于兩艘拖輪之間，甲板上，施工團隊忙而有序地在轟鳴的機器中穿梭，所有人的注意力都在這場“搶時賽”上。
“工程所在海域水深達324米，風向多變、海況復雜，對施工技術要求極高。”守在船上的資深工程師王德洋對記者說，“作業過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324米的海水打入海床以下21米，確保牢固扎根�；亟訒r需要操作水下機器人，在陽光都照不到的海底進行精準作業，作業過程受強對流天氣和南海內波流等疊加影響，對安裝技術提出了極大挑戰。”
與甲板的喧囂不同，水下機器人控制室內靜得能聽到呼吸聲。監控屏幕上展示著300多米深的海底情況，“水下機器人監督”崔相魯帶領團隊操縱著機器人在波濤洶涌的大海里“穿針引線”。在水下機器人的“協助”下，施工團隊將提前鋪設在海底的錨鏈逐根撈起，并與“海葵一號”上預留的牽引鏈進行“接龍”。
6月2日上午，首根錨纜回接成功！這給現場工程師們注入了一劑強心針。“這證實錨纜的回接方案非常有效。”王火平說，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�”錨纜回接作業順利完成，12根錨纜像12條巨龍般將這一巨型“海上油氣加工廠”牢牢固定在深海，作業效率和回接精度均達到國際先進水平。
“以柔克剛”——
為深水裝備穿上“中國裝”
圓筒型FPSO吃水小，尺度和受載面積大，環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FPSO的“錨鏈-鋼纜”系泊方式，“�？惶�”需要21根系泊纜。但實際上，“�？惶�”僅使用了12根錨纜。其背后奧秘是，創新采用了更“軟”的系泊材質。
據介紹，“�？惶�”的錨腿由多段錨鏈、聚酯纜連接而成。其中，聚酯纜以高強聚酯滌綸繩為內芯，外部編織耐磨滌綸外套，10萬多根纖維組成一根整繩，直徑僅274毫米。相比傳統鋼纜，聚酯纜重量輕、成本低，且耐腐蝕、強度高，在受力時可產生一定的彈性變形，有利于緩解和吸收波浪耦合作用，達到“以柔克剛”的效果。
“全部12條錨鏈和4條聚酯纜均為國產錨鏈和國產聚酯纜的首次規模化應用，有效推動了我國深海錨泊系統設計、制造和安裝技術取得全方位突破。”王火平介紹。
不僅如此，“海葵一號”按100年一遇超強臺風工況設計，高度集成了超700臺關鍵設備，這些設備中約九成都是由我國自主設計制造的。其中，我國自研的中控系統、海洋一體化監測系統等技術和設備，均為在圓筒型FPSO上的首次應用，實現了關鍵設備自主研發應用的重要突破。
2.5公里外，早已在此矗立的亞洲第一深水導管架平臺“海基二號”全程見證著這位新伙伴“上崗”。據介紹，“�；�”的總高度達428米，總重量超5萬噸，刷新海上原油生產平臺高度和重量兩項亞洲紀錄，共設生產井24口，搭載了原油工藝和外輸系統、生產水處理系統及電力供應系統等300余套設備，可實現遠程水下井口控制、智能油氣開采、臺風生產模式等功能。
后續，“�？惶�”將與“�；�”平臺陸續開展聯合調試等工作，投產后一起服役于我國第一個深水油田——流花油田的二次開發項目，創新形成“深水導管架平臺+圓筒型FPSO”開發模式。與以往深水油氣田采用的水下生產系統開發模式相比，其采收率大幅提高，可將油田生產壽命延長近30年，同時卻能大幅降低開發成本，為我國深水油氣田開發提供了一種新模式。
“‘海葵一號’、‘海基二號’兩座設施均創亞洲紀錄，攻克了圓筒型浮式生產裝備一體化系統、超大型海洋平臺輕量化設計等系列技術難題，形成了兩項世界首創、十余項國內首創技術，工程建設整體達到世界先進水平。”王火平說。
中國海油深圳分公司流花油田總經理江俊達表示，流花油田位于南海深水區，由于其特殊的地理位置，每年受臺風影響關停時間超過7天，造成原油產量損失超過8萬噸。依托“海葵一號”、“海基二號”，中國海油首次在深水油田新項目中采用臺風無人生產工藝，可在陸地遠程操控生產，具備極端工況下的安全關停、海管置換、恢復生產等功能，極大地保障臺風期間油田安全平穩運行。
據悉，我國300米以上的深水區域蘊藏著豐富的油氣資源，逐漸成為海洋油氣開發的重要戰場。近年來，中國海油依托重大工程項目，牽頭聯合國內知名高校、科研院所和企業，采取“產、學、研、用”相結合、工程項目與科研項目緊密結合的科技創新模式，突破了一系列關鍵技術，全類型深水油氣裝備自主建設能力得到大幅提升。
