驚艷瞭!中國造出 37 層樓高海上巨無霸

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驚艷瞭!中國造出 37 層樓高海上巨無霸,鉆井深度超全球最深海溝 ...

習近平總書記在 2018 新年賀詞中提到瞭十項科技創新和重大工程,其中就有首次海域可燃冰試采成功,可燃冰項目美國還在研究,日本也在去年五月份宣佈基本開采成功,而中國這次領跑可燃冰開采,的確是歷史性的突破,能夠把可燃冰開采出來,全靠這個超深水鉆井平臺“藍鯨 1 號”,這可是全球最大的海上鉆井平臺。

央視財經《經濟半小時》記者去到藍鯨 1 號裡面,帶您參觀這個 37 層樓高的海上巨無霸。

“藍鯨 1 號”能鉆透喜馬拉雅山

2017 年 5 月 10 號,中國南海北部的神狐海域,一股來自海底深處的氣體迸發出橘紅色的熊熊火焰,當這團照亮南海海面的火焰燃燒 60 天後,中國也向全球宣佈:中國首次可燃冰試采在產氣時長和產量兩個領域創造瞭新的世界紀錄,試采獲得空前的成功。

可燃冰,是一種天然氣與水在高壓下形成的深海沉積物,能量比相同體積的石油高出 10 倍,中國境內已探明的可燃冰儲量,能滿足 100 年的能源使用需求。因此,這對於原油對外依存度高達 65.4%,天然氣對外依存度 34% 的中國來說,有著毋庸置疑的戰略意義。

在 1000 多米的深海海底試采可燃冰,承載這一戰略使命的是全球最先進的超深水鉆井平臺 —— “藍鯨 1 號”。

試采結束後,依靠自身的動力系統,“藍鯨 1 號”以每小時 18.5 公裡的速度,長途跋涉,回到瞭自己的母港 —— 山東煙臺中集來福士海洋工程有限公司的碼頭。《經濟半小時》記者來到煙臺,探訪“藍鯨 1 號”的風采。

煙臺中集來福士“藍鯨”系列超深水鉆井平臺項目經理楊鵬:平臺下目前“藍鯨 1 號”正處於溫停、和升級的狀態,溫停,通俗講也就是鉆井平臺沒有完全停機,而是保持一定的工作狀態,隨時能夠出發再次執行任務。

藍鯨是地球上最大的動物,以藍鯨命名眼前的這個海上巨無霸真是名副其實,站在它面前,真正感覺到瞭自己的渺小。

十年前,這裡還隻是山東煙臺一個普通的港口,如今,這裡已成為中國最大的鉆井平臺建造基地,在距離“藍鯨 1 號”不遠的地方,還停靠著它的姊妹船“藍鯨 2 號”以及更多的鉆井平臺。

楊鵬: “藍鯨 1 號”空船重量達到 43000 噸,為什麼這麼重?因為深海鉆井平臺需要很好的抗風浪、抗浪湧的能力。另外,“藍鯨 1 號”也是全球面積最大的半潛式鉆井平臺,整個平臺擁有 27354 臺設備,4 萬多根管路,高度達到 118 米高,我們看到它和一個足球場面積相當。

行駛在海面上的時候,“藍鯨 1 號”就是一艘平穩的大船,但它的使命是深海鉆探。深海鉆探時,“藍鯨 1 號”漂浮在海面上,它連接的是細細的鉆桿深深地鉆進海底,這就要求即使遭遇強烈的臺風、海流,“藍鯨 1 號”也必須牢牢停留在原地,否則就會發生鉆桿折斷的慘劇。“藍鯨 1 號”之所以能夠被稱為全球最先進的深海鉆井平臺,就在於它配備瞭全球最先進的 DP3 動力定位系統。而 DP3 動力定位系統的作用就是:通過收集“藍鯨 1 號”底部 8 個推進器的轉速、方向,以及風、浪、海流等環境參數,進行精密計算和分析,並實時控制 8 個推進器的轉速和方向,確保“藍鯨 1 號”保持在颶風、海流的襲擊下巍然不動。

楊鵬 :在南海試采可燃冰時,遭遇 12 級臺風,但是“藍鯨 1 號”牢牢停留在原地不動,保證瞭可燃冰的持續開采。

中國的科學人員在南海 1200 多米的海底探測到瞭可燃冰,要想把這些可燃冰采集回來,需要一套極為特殊的鉆井系統。

楊鵬:其實,在 1000 多米的深度開采可燃冰,對“藍鯨 1 號”來說是小菜一碟。因為它的鉆井深度突破全球紀錄,最大作業水深 3658 米,最大鉆井深度 15250 米,也就是說鉆井深度超過全球最深的海溝馬裡亞納海溝,甚至超過全球最高的山峰喜馬拉雅山。

鉆井系統,是“藍鯨 1 號”最為核心的裝備。讓人吃驚的是,這個井架高度達到 67 米,但它的垂直精度要求不超過正負 12 毫米。

茫茫大海上漂浮著一座座鉆井平臺,它們不僅是勘探、開采能源的技術平臺,更是經濟效率競爭的平臺。從全球看,超深水鉆井平臺平均壽命為 25 年,一天的租金高達 60 萬美元。平臺上,高級船員一天的工資從 2500 美元到 5000 美元不等,因此國際市場上一艘超深水鉆井平臺每天的人員工資往往高達 30 萬美元左右。再加上燃料以及其它費用,每天作業成本高達 100 萬美元左右。國際油價處於高位時,各種平臺業務繁忙,但油價低位時,隻有那些經濟效率高的平臺才會受到青睞。“藍鯨 1 號”建造成本超過 7 億美元,折合人民幣超過 45 億元。如此高的建造成本,隻有經濟效率更高,才能在激烈的國際市場競爭中獲得更大的生存空間。

楊鵬 :一個深海鉆井平臺,如果沒有很好的經濟效率,即使生產出來,也會面臨沒有市場,被淘汰的風險。所以,在設計的時候,我們的一個重要原則就是“藍鯨 1 號”一定要有全球最高的經濟效率。

“藍鯨 1 號”打造世界最高經濟效率

“藍鯨 1 號”全球最高的經濟效率究竟是如何打造的呢?“藍鯨 1 號”一次出航最多可以攜帶近 200 根隔水套管,1000 多根鉆桿,為瞭打造更高的經濟效率,“藍鯨 1 號”采取瞭雙鉆塔結構。

楊鵬:“藍鯨 1 號”它有一個全球領先的雙鉆塔結構,其中一個鉆塔負責鉆井,另外一個鉆塔負責處理並聯結鉆桿。

楊鵬告訴記者,由於“藍鯨 1 號”鉆井高達 67 米,擁有 48 米的提升高度,以及雙井心的配置。因此,當一個井心鉆探時,另外一個井心就可以不斷地把 3 根 15 米長的鉆桿聯結成一根 45 米長的鉆桿,源源不斷地提供給鉆井的井心使用,大大地提高瞭經濟效率。

楊鵬 :像這樣一個雙鉆塔的鉆井系統,從技術參數的角度說,能提高 30% 的效率。

要帶動雙鉆塔、以及配套的系統提升 30% 的效率,這需要更為強大的動力。33 歲的陳騁作為生產經理,參與瞭藍鯨 1 號建造的全過程,他帶記者來到瞭鉆井平臺裡,這裡有全球最大、裝載瞭 16 萬升液壓油的液壓動力站,這套復雜的系統擁有 5000 多米高度清潔的管道,控制瞭 100 多臺設備,工作壓力高達 300 公斤,每一個法蘭面的間隙要求到小於頭發的四分之一。

煙臺中集來福士生產經理程騁:在這個過程中,我們要控制在 0.02 毫米的范圍之內,才能保證整個管線的氣密性,才能夠達到一次成功,它的內部壓力最大可以達到 300 公斤。

300 公斤的壓力,也使得擁有幾千個接頭的液壓系統在安裝和調試過程中具有極大的危險性,一旦泄露打在人身上,就好像一顆子彈一樣。

在遼闊而又漂浮不定的海洋上,“藍鯨 1 號” 67 米的井架、1000 多根鉆桿、300 公斤的壓力,以及上百個系統必須配合得天衣無縫、分毫不差,才能精準地完成 15250 米的鉆井深度。記者看到,為瞭保證這些系統精準運行,檢測人員也在不斷地測量、調校各個系統。

程騁 :它的控制是在正負 3 毫米之內,而且對於整個一系列精度控制,我們都是在下水之後,在海上飄移狀態下進行的測量,所以說這更加增加瞭建造的精度管控的難度。

大海無情,風險難測。廣闊的海面上,鉆井平臺就像一葉孤舟,隨時會遭遇臺風、海流的強力沖擊。1980 年 3 月 27 日,9 級大風突襲挪威的亞歷山大 · 基蘭號鉆井平臺,鉆井平臺像圓桌一樣被颶風掀翻,消失在海底,123 人遇難,而原因僅僅是立柱的鋼結構上出現一個小小的瑕疵,導致立柱承受不住巨大的應力而被撕裂。因此,為“藍鯨 1 號”打造一個最為堅固、沒有瑕疵的船體,就顯得至關重要。

“藍鯨 1 號”重達 43000 噸,立柱和平臺連接作為應力最集中的區域,需要使用 100 毫米厚的超高強度鋼板。但在此之前,國內沒有一傢鋼廠能夠生產如此厚的特種鋼,“藍鯨 1 號”建造團隊找到鞍鋼集團,希望能跟他們一起研發這種超高強度的鋼板。出身鋼鐵世傢的嚴玲接到這一任務後,花費瞭整整 3 個月的時間,一次次試驗、不斷調整加工方法,最終生產出的超高強度鋼板,經過測試,完全符合要求。

測試現場:20.78 千牛,抗拉強度 782 兆帕。

超高強度的鋼板有瞭,但這麼厚的鋼板焊接在一起也是一個難題,焊接處抗斷裂性能需要權威的試驗認證後,才能使用。在一次次的焊接中,鋼板的中心部位反復出現氣孔,影響焊接後鋼板的強度和韌性。功夫不負有心人,通過 1 年多的試驗,建造團隊幾千次調整焊接的電壓、電流、溫度,最終解決瞭這一難題。

楊鵬 :我們成功完成瞭全球首例 F690 100 毫米厚鋼板的 CTOD 試驗,不僅提升瞭“藍鯨 1 號”平臺的安全性,同時也證明瞭我們團隊面對困難的攻關能力。

而如今,通過結構設計優化,“藍鯨 2 號”深水鉆井平臺降低瞭關鍵部位的應力,使用 80 毫米厚的鋼板就已經能夠確保安全。

煙臺中集來福士海洋工程有限公司項目技術經理劉忠林:這證明我們設計,還有計算能力,也處在世界前列。

在“藍鯨 1 號”深水鉆井平臺上,項目經理楊鵬還帶記者參觀瞭兩臺非常重要的裝置 —— 防噴器,它的作用是試油、修井、完井作業過程中用來關閉井口,防止井噴事故發生,以及在緊急情況下切斷鉆桿的安全密封井口裝置。2010 年,一傢英國石油公司的鉆井平臺在墨西哥灣開采石油,由於防噴器故障,導致發生劇烈井噴,並最終爆炸,造成 7 人重傷,11 人失蹤,大量原油泄漏並污染 2 萬平方公裡的海域,由此可見防噴器對鉆井平臺的重要性。目前,單個防噴器的價格高達 800 到 1000 萬美元,因為價格昂貴,很多的鉆井平臺隻配置 1 臺,但“藍鯨 1 號”卻是兩臺的豪華配置。

楊鵬 :防噴器也會有故障,需要檢修和保養,兩臺防噴器就是雙保險,不僅可以完全保障安全,同時也會減少怠工,提高生產效率。

更讓楊鵬自豪的是,“藍鯨 1 號”超深水鉆井平臺還擁有全球領先的閉環動力系統。這個系統把“藍鯨 1 號”上的 8 臺主機連接起來,不斷根據實際的動力需求,自動安排 8 臺主機哪些啟動、哪些關閉,甚至能夠精準的調節每臺主機動力輸出的大小,可以有效減少主機運行和維護時間。

楊鵬 :“藍鯨 1 號” 8 臺主機能夠產生一個 50 萬人口城市的用電量,這個閉環系統也是中國第一個試驗成功的案例,它能夠降低 11% 的油耗,減少 35% 的氧化氮和 20% 的二氧化碳排放,並將主機維修費用降低 50%。

“藍鯨 1 號”擁有 27000 多臺設備,而平臺上隻有 100 多名船員,僅僅靠這些船員無法管理如此眾多的設備,因此,“藍鯨 1 號”還構建瞭最為復雜的神經網絡,這個控制室就是管理眾多神經的大腦,技術經理劉忠林告訴《經濟半小時》記者,全船有 13600 個報警點,整個回路都在這裡反饋。

參觀完眾多全球領先的超級裝備,又來到瞭“藍鯨 1 號”的生活區,因為要去深海鉆探,船員們在海上一呆就是幾個月。記者看到,每個宿舍裡都有兩個獨立的房間,生活上互不影響,而在公共使用的客廳,衛生間、電視、沙發一應俱全。除此之外,“藍鯨 1 號”上還有健身房,供船員鍛煉身體。

采訪即將結束時,記者也來到瞭中集研究院,大廳裡,擺放著 20 多年來研發的各種鉆井平臺。而在設計部門,記者看到工程師們正在設計更為先進的鉆井平臺。

煙臺中集來福士海洋工程有限公司藍鯨 1 號項目鉆井技術經理王正權:在墨西哥灣,在中國的南海,包括在非洲一些海域,它的水深都超過瞭 3000 米,我們必須要有這樣作業能力的平臺問世,才能在那邊一些海域進行相應的石油 、天然氣勘探工作。

【半小時觀察】

去年夏天在南海試采可燃冰期間,曾經遇到瞭非常猛烈的海上風暴,撤回碼頭還是繼續開采?工程師們經過科學測算,認為“藍鯨”完全有能力抵禦這次風暴。事實證明,這個大傢夥果然不負眾望,經歷風暴後,繼續順利完成瞭開采任務。海上鉆井平臺被稱為“流動的國土”,體現著一個國傢的整體工業實力。十多年前,中國完全沒有自主制造海上鉆井平臺的能力,當時一天要花 100 美元去租用一套國外的海上鉆井平臺。不過現在,我們不僅能夠自己制造,而且領先全球。從原材料到自動控制系統,從學習到超越,在中國制造能力的整體提升過程中,硬技能和軟實力一個都不能少。

厲害瞭,我的國!

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