全球最大海上鉆井平臺“藍(lán)鯨一號”

■ 文｜《海洋與漁業(yè)》記者 孔一穎

2017年5月18日，我國正式宣布世界首次海域天然氣水合物（可燃冰）試采成功?！八{(lán)鯨一號”作為最核心裝備主導(dǎo)了此次試采，并在作業(yè)的第一口井就成功實(shí)現(xiàn)試采。有專家認(rèn)為，這不但標(biāo)志著中集海洋工程有限公司（簡稱中集海工）建造能力達(dá)到了世界一流水平，同時也標(biāo)志著其建造的這個世界最先進(jìn)平臺具有超級良好的作業(yè)能力。

圖1：下船體建造

圖2：上船體建造

圖3：大合攏

初識“藍(lán)鯨一號”高 大

重4.2萬噸甲板面積相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)足球場

這座半潛式鉆井平臺以地球上最大的動物“藍(lán)鯨”命名，當(dāng)一睹其風(fēng)采時，才知道名副其實(shí)。在這座海上巨無霸面前，能夠感受到人類海工領(lǐng)域的高科技水準(zhǔn)。

據(jù)介紹，“藍(lán)鯨一號”空船重 4.2萬噸，甲板面積相當(dāng)于一個標(biāo)準(zhǔn)足球場大小；平臺長117米，寬 92.7米，高 118米，從船底到鉆井架頂端有 37層樓高；最大作業(yè)水深 3658米，鉆深能夠達(dá)到 15240米，比世界最深的海溝馬里亞納海溝（海拔：-11034米）還深出許多，也是目前全球作業(yè)水深、鉆井深度最深的半潛式鉆井平臺，適用于全球深海作業(yè)。

此外，“藍(lán)鯨一號”還擁有 27354臺設(shè)備，40000多根管路，50000多個 MCC報(bào)驗(yàn)點(diǎn)，電纜拉放長度120萬米。

走近“藍(lán)鯨一號”可 靠

一張?jiān)O(shè)計(jì)圖紙有上百GB數(shù)據(jù)量

以“藍(lán)鯨一號”平臺為代表的第一代超深水半潛式鉆井平臺，是中集海工建造的最先進(jìn)一代超深水、雙鉆塔半潛式鉆井平臺，該平臺于2017年2月份交付，由中集海工聯(lián)合中國石油集團(tuán)海洋工程有限公司（簡稱“中油海”）在中國南海海域進(jìn)行海洋能源勘探。

據(jù)介紹，中集海工完成了“藍(lán)鯨一號”從設(shè)計(jì)到采購、生產(chǎn)、調(diào)試至最終交付的總承包建造，并順利通過中油海安全運(yùn)營管理體系認(rèn)證，于 2017年 2月13日在煙臺命名交付，交付后即刻投入作業(yè)。

中集集團(tuán)董事會秘書辦公室主任吳三強(qiáng)此前曾在媒體上介紹過“藍(lán)鯨一號”的設(shè)計(jì)特點(diǎn)：“我們對工藝設(shè)計(jì)進(jìn)行了重大改革，用全球起重能力最大的‘泰山吊’（2萬噸橋式起重機(jī)）改變了半潛式鉆井平臺的建造模式，一舉解決了半潛式平臺生產(chǎn)工藝的交付期問題?！眳侨龔?qiáng)說，像“藍(lán)鯨一號”這樣“高精尖”的“大國重器”，其設(shè)計(jì)僅用了9個月時間，比標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)周期縮短了3個月。

2017年3月6日23時，“藍(lán)鯨 1號”完成運(yùn)營準(zhǔn)備工作，從煙臺起航，經(jīng)過 8天的航行順利到達(dá)井位。

然而，要保證鉆井平臺的穩(wěn)定性，還需要大量且復(fù)雜的工作，要依靠DP3定位系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化等。對此，吳三強(qiáng)表示：“一張?jiān)O(shè)計(jì)圖紙的數(shù)據(jù)量就有上百 GB，需要幾十位工程師，分成分機(jī)、管、電等多個小分隊(duì)完成不同部位的設(shè)計(jì)，最后進(jìn)行共享調(diào)整?！?/p>

有專家認(rèn)為，由中集海工自主研發(fā)的鉆井平臺，代表著中集中高端設(shè)計(jì)方面的能力，豐富了 EPC總包經(jīng)驗(yàn)，夯實(shí)了中集在海工完整產(chǎn)業(yè)鏈裝備的競爭優(yōu)勢。

建成后抗住了12級臺風(fēng)

行駛在海面上的“藍(lán)鯨一號”像一艘平穩(wěn)的大船，但它的使命是深海鉆探。漂浮在海面上的“藍(lán)鯨一號”，又是如何保證遇到強(qiáng)烈臺風(fēng)、海流時牢牢停留在原地？

據(jù)了解，“藍(lán)鯨一號”之所以能夠被稱為全球最先進(jìn)的深海鉆井平臺，在于它配備了全球最先進(jìn)的DP3動力定位系統(tǒng)。而DP3動力定位系統(tǒng)的作用就是：通過收集“藍(lán)鯨一號”底部 8個推進(jìn)器的轉(zhuǎn)速、方向，以及風(fēng)、浪、海流等環(huán)境參數(shù)，進(jìn)行精密計(jì)算和分析，并實(shí)時控制8個推進(jìn)器的轉(zhuǎn)速和方向，確?！八{(lán)鯨一號”保持在颶風(fēng)、海流的襲擊下巍然不動。

圖4：安裝鉆井架

哪怕在南海試采天然氣水合物時，遭遇了12級臺風(fēng)，“藍(lán)鯨一號”依然可以牢牢停留在原地不動，保證了天然氣水合物的持續(xù)開采。通過這一動力定位系統(tǒng)，67米高的井架非常穩(wěn)定，其垂直精度要求不超過正負(fù)12毫米。

看懂“藍(lán)鯨一號”省 錢

雙鉆塔結(jié)構(gòu)提升作業(yè)效率節(jié)省燃料消耗

對于海上漂浮著的一座座鉆井平臺來說，除了完成勘探開采的任務(wù)，還要承擔(dān)著經(jīng)濟(jì)效率的壓力。此前根據(jù)《經(jīng)濟(jì)半小時》相關(guān)報(bào)道，全球目前超深水鉆井平臺平均壽命為 25年，一天的租金高達(dá) 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(dá) 30萬美元左右。再加上燃料以及其它費(fèi)用，每天作業(yè)成本高達(dá)100萬美元左右。國際油價處于高位時，各種平臺業(yè)務(wù)繁忙，但油價低位時，只有那些經(jīng)濟(jì)效率高的平臺才會受到青睞?！八{(lán)鯨一號”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，只有經(jīng)濟(jì)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。

對此，中集相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，在設(shè)計(jì)的時候，“藍(lán)鯨一號”就帶著“高經(jīng)濟(jì)效率”的目標(biāo)。操作中，“藍(lán)鯨一號”一次出航最多可以攜帶近 200根隔水套管，1000多根鉆桿，為了打造更高的經(jīng)濟(jì)效率，“藍(lán)鯨一號”還采取了全球領(lǐng)先的雙鉆塔結(jié)構(gòu)，其中一個鉆塔負(fù)責(zé)鉆井，另外一個鉆塔負(fù)責(zé)處理并聯(lián)結(jié)鉆桿。

也就是說，當(dāng)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(lián)結(jié)成一根45米長的鉆桿，源源不斷地提供給鉆井的井心使用，大大地提高了經(jīng)濟(jì)效率。

有專家表示，與傳統(tǒng)單鉆塔平臺相比，“藍(lán)鯨一號”配置了高效的液壓雙鉆塔和全球領(lǐng)先的閉環(huán)動力系統(tǒng)，可提升30%作業(yè)效率，節(jié)省10%的燃料消耗。

如今，“藍(lán)鯨一號”持續(xù)提供了穩(wěn)定、良好的作業(yè)表現(xiàn)，有效提升了我國海工裝備制造業(yè)的技術(shù)水平和國際競爭力，并將長期為我國深水油氣開發(fā)提供必要的技術(shù)和裝備支持。

【延伸閱讀】

“藍(lán)鯨一號”超深水半潛式鉆井平臺特點(diǎn)

★具有國際最先進(jìn)的“可燃冰”勘探能力，同時對其他海洋能源勘探也有著國際領(lǐng)先的能力。

★平臺為目前新一代全球作業(yè)水深、鉆井深度最深、作業(yè)性能最為優(yōu)良的半潛式鉆井平臺，平臺長 117米，寬 92.7米，高 118米，最大作業(yè)水深3658米，最大鉆井深度 15250米，適用于全球深海作業(yè)。

★該平臺由中集海工完成全部的詳細(xì)設(shè)計(jì)、施工設(shè)計(jì)、建造和調(diào)試，配備 DP3動力定位系統(tǒng)，入級挪威船級社。藍(lán)鯨一號”平臺項(xiàng)目過程中，中集海工完成了從設(shè)計(jì)到采購、生產(chǎn)、調(diào)試至最終交付的總承包建造，并順利通過中油海安全運(yùn)營管理體系認(rèn)證，交付后即刻投入作業(yè)。

★與傳統(tǒng)單鉆塔平臺相比，“藍(lán)鯨一號”配置了高效的液壓雙鉆塔和全球領(lǐng)先的閉環(huán)動力系統(tǒng)，可提升30%作業(yè)效率，節(jié)省10%的燃料消耗。

★平臺擁有 27354臺設(shè)備，40000多根管路，50000多個MCC報(bào)驗(yàn)點(diǎn)，電纜拉放長度120萬米。

★中集海工采用詳細(xì)設(shè)計(jì)和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)并行推進(jìn)的策略，僅用 9個月完成了平臺的設(shè)計(jì)任務(wù)，比標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)周期縮短了3個月。

★首次使用 100毫米 NVF690超厚鋼板，在全球率先成功完成 CTOD實(shí)驗(yàn)，使中集成為全球唯一一家通過 CTOD實(shí)驗(yàn)，并具有該類焊接生產(chǎn)能力的企業(yè)。

★平臺的鉆井系統(tǒng)采用了液壓主提升、巖屑回收、超高壓井控等大量的新技術(shù)。中集海工首次深度參與平臺鉆井系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、拆包采購、設(shè)備安裝、MC、調(diào)試等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，完成了大部分的自主設(shè)計(jì)以及完全的自主建造和鉆井調(diào)試，這標(biāo)志著中集海工走通了深水半潛式鉆井平臺鉆井大包之路。