1800米水深處矗立的“定海神針”

文/徐東升 中國石油大學（北京）

能源安全，舉足輕重。二十大報告中的“加大油氣資源勘探開發和增儲上產力度”，將確保能源資源安全上升到“增強維護國家安全能力”的高度，作為“加強重點領域安全能力建設”的重要內容。

我國擁有473萬平方公里的海域，萬里海疆深埋能源寶藏，其中油氣資源超過400億噸。2018年，我加入中國石油大學（北京）楊進教授領銜的海洋工程團隊，進行海洋油氣鉆井、海洋油氣裝備、海洋油氣安全等方面研究，實現自己騎鯨蹈海、挺進深藍夢想。2020年，在國家科學技術獎勵大會上，我們團隊的“海洋深水淺層鉆井關鍵技術及應用”項目榮獲國家技術發明二等獎，該項技術在我國全部自主的深水鉆探中起了重要作用。

深水鉆井面臨高風險、高技術、高投入的特點，工程實踐表明：水深大于500米的鉆井事故60%緣于海底以下幾百米的淺部松軟地層。深水表層導管是深水鉆井的“咽喉要道”，主要依靠土體對導管的側向摩擦力提供承載，導管既要承接幾百噸的防噴器又要懸掛上百噸的套管串，如何在深海表層軟泥地里精準、安全地“踩好高蹺”是世界級難題。

我們團隊提出了耐壓型、定時膨脹、高承載的深海表層導管，但是常規的表層導管模型不能完全照搬到膨脹導管的承載力計算中。我分別從理論推導、數值模擬和模擬實驗出發，尋找膨脹導管在不同類型上、不同水深（深海水壓）、不同靜置時間、振動載荷等影響因素的承載規律。通過上千組的數值模擬研究和幾百組帶壓實驗的反復測試，發現了膨脹導管安裝階段實時承載力與時間呈對數關系，井口建立后與振動載荷呈線性關系的規律，與膨脹導管的新型實時承載力模型相互印證。

受團隊指派與委托，我帶著全新的理論模型和膨脹導管裝備，前往在南海作業的藍鯨1號鉆井平臺，對膨脹導管安裝提供指導與幫助。湛藍的海水、蔚藍的天空、超低的氣壓，微波粼粼的海面像一面鏡子，這是臺風“白鹿”抵達前的場景，此時的足球場大的藍鯨1號平臺穩穩地矗立在海面。一天凌晨，突然接到要避臺風的通知，我顧不上疲憊與困倦，穿上工服和工靴就直奔平臺甲板，趕緊給膨脹導管穿上“雨衣”，避免導管提前膨脹影響安裝作業。悶熱的夏天、不透氣的工裝，一出生活樓，我就汗流浹背，而藍鯨號平臺也拖著它4萬多噸的重量在大海上“狂奔”避風。那一刻，我充分體會到課本上浮體“六自由度”（升沉、搖晃、垂蕩）的變化是什么樣的感覺。

臺風過后，平臺返航水深超過了1800米的目標海域。該區域土質十分松軟、承載力低，對表層導管的安裝提出極大的挑戰。火辣的太陽炙烤著平臺甲板，我的汗水滴落在含有油漬的鉆臺，9根導管歷經幾小時連接成了93米的“金箍棒”。而此刻又傳來了不好的消息，新臺風“楊柳”改變了行進方向，預計還剩30多小時就要影響作業。繼續作業就意味著短時間內必須成功，而馬上避臺不僅意味著至少損失3至5天的作業工期，還會白白浪費上百萬的作業日費，平臺總監與公司指揮部簡短有效溝通與規劃后，決定進行淺層鉆井作業。

整個平臺作業人員團結一致，擰成一股繩，大家有序、認真地加緊了工作的步伐，我認真記錄著膨脹導管的入水時間，觀察水下機器人傳回來平臺的膨脹導管畫面，計算著膨脹導管在不同安裝時間下的承載力。

晚上11點半，膨脹導管攜帶著鉆頭抵達了1800米深的海底，鉆頭旋轉的機械破土和水力射流，為膨脹導管鉆出一條通道，此刻我的心也隨著逐漸消失在海底土中的膨脹導管而緊張著。“上體下放”“提高排量”“加大鉆壓”……在總監精準的指揮下，膨脹導管在凌晨3點20分成功安裝到1800米深的南海海底，此時距離膨脹導管的順利安裝已經成功了一半，接下來是等待鉆頭破壞的土體逐漸恢復，“抱住”膨脹導管。通過我的計算，大約5小時的等待，可以滿足膨脹導管的承載需要，上午9點，隨著上提膨脹導管鉆柱逐漸旋轉、解脫，“定海神針”在1800米水深的中國南海穩穩矗立，趕在臺風“楊柳”對作業造成影響前成功完成了作業。

從深水到超深水，從近海到遠海，我以創新科技強國為己任。