走近海底擎天柱

黃玉璽

挖掘海底石油的鋼鐵巨人

要了解“海基一號(hào)”，先要從導(dǎo)管架說起。石油被稱為“黑色的黃金”，是人類最重要的化石能源，而全球海底石油為1300多億噸，占石油可采儲(chǔ)量的45%左右。因此，海上石油開發(fā)利用意義重大。這就讓導(dǎo)管架有了用武之地。

海洋石油鉆井平臺(tái)分為移動(dòng)式平臺(tái)和固定式平臺(tái)。移動(dòng)式平臺(tái)包括自升式、半潛式、張力腿式、牽索塔式等;固定式平臺(tái)包括坐底式、導(dǎo)管架式、重力式、順應(yīng)塔式等。其中，導(dǎo)管架平臺(tái)是現(xiàn)在應(yīng)用最廣泛的海洋油氣生產(chǎn)設(shè)施。

1947年，全球首個(gè)鋼質(zhì)導(dǎo)管架平臺(tái)誕生，當(dāng)時(shí)水深只有6米，屬于近海區(qū)域。此后，導(dǎo)管架平臺(tái)不斷發(fā)展，從近海擴(kuò)展至深海，水深也逐漸達(dá)到300米以上。

導(dǎo)管架平臺(tái)由導(dǎo)管架、樁和上部結(jié)構(gòu)組成。導(dǎo)管架為鋼質(zhì)桁架結(jié)構(gòu)，通過低合金鋼管相互焊接而成。它的結(jié)構(gòu)類似于鐵塔，結(jié)構(gòu)形式多為四柱式和八柱式，多邊棱臺(tái)的形狀可以保持其穩(wěn)定性。它就像折疊桌的底座一樣，將海上作業(yè)平臺(tái)固定在海面上，平臺(tái)上安裝好鉆井設(shè)備就可以采油了。

亞洲第一的“龐然大物”

亞洲第一深水導(dǎo)管架平臺(tái)——“?；惶?hào)”平臺(tái)自2020年3月開工建設(shè)，至2022年2月完工，歷時(shí)兩年時(shí)間。這座海底“龐然大物”高達(dá)302米，堪比法國的埃菲爾鐵塔，加上上部結(jié)構(gòu)，總高度達(dá)到了340.5米，是亞洲第一座300米級(jí)別的深水導(dǎo)管架平臺(tái)。

在重量方面，“?；惶?hào)”達(dá)3萬多噸，所用鋼材能夠制造一艘中型航母，加上平臺(tái)總重4萬多噸，打破了中國海上單體原油生產(chǎn)平臺(tái)的重量紀(jì)錄。

“健身制鞋”站穩(wěn)站久

“?；惶?hào)”服役于中國南海的陸豐15-1油田，這里不僅海況惡劣，還面臨大型可移動(dòng)沙坡沙脊等世界級(jí)海洋工程難題。那它的導(dǎo)管架是怎么站穩(wěn)腳跟的呢？

一方面，為其量身定制“健身”方案。這套方案通過精確計(jì)算和比較，判斷出極端海況下“?；惶?hào)”所需的整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度參數(shù)，進(jìn)而優(yōu)化結(jié)構(gòu)尺寸，精簡(jiǎn)導(dǎo)管架水平層數(shù)量，提升它的抗浪擊打能力。

另一方面，就不得不提“海基一號(hào)”的“鞋”——階梯型防沉板了。它是通過數(shù)值模擬，對(duì)沙坡沙脊進(jìn)行了兩年的運(yùn)移監(jiān)測(cè)，在掌握其運(yùn)移規(guī)律的基礎(chǔ)上專門設(shè)計(jì)的“鞋”。這雙“鞋”讓導(dǎo)管架底部完美貼合了階梯狀海床地貌，保證其站得穩(wěn)、立得平。

“?；惶?hào)”在無數(shù)科技工作者夜以繼日的努力下，克服多個(gè)世界性難題，完成了十余項(xiàng)重大技術(shù)創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)了關(guān)鍵設(shè)備100%國產(chǎn)化。而首次嘗試300米級(jí)導(dǎo)管架就獲得巨大成功，讓中國實(shí)現(xiàn)了深水超大型導(dǎo)管架設(shè)計(jì)、建造、安裝等的技術(shù)跨越，達(dá)到世界一流水平。它開辟了一條深海油氣開采的新道路，是服務(wù)“海洋強(qiáng)國”戰(zhàn)略的重要實(shí)踐。