深海一號海上“巨無霸”升級新技能

“深海一號”能源站上部組塊完成建造后順利裝船。國際能源網(wǎng)

從三亞乘直升機飛行大約50分鐘后，記者在波光粼粼的海面上看到一抹明艷的黃色。直升機舷窗下方，一座“巨無霸”越來越近，其上方伸出的“鐵臂”，正將一把燃燒的火炬高高擎起。這就是全球首座十萬噸級深水半潛式生產(chǎn)儲油平臺——“深海一號”。3月19日，我國工業(yè)領(lǐng)域最高獎項——第七屆中國工業(yè)大獎公布獲獎名單，“深海一號”工程項目榜上有名。

4月10日，在習近平總書記連線“深海一號”作業(yè)平臺一周年之際，中國海油宣布又一喜訊：“深海一號”完成遠程遙控生產(chǎn)改造與調(diào)試工作，具備在臺風期間保持連續(xù)安全穩(wěn)定生產(chǎn)能力，向全面建成超深水智能氣田邁出關(guān)鍵一步。

“大國重器”要用得好

走進總高度120米、最大投影面積相當于兩個標準足球場大小的“深海一號”內(nèi)部，記者頗為震撼。錯綜密布的管道，24萬個零部件組成的“機器島”——正是通過這里，水下1500米深處的天然氣源源不斷地輸出，被送到千家萬戶的灶頭。

從跟跑到3項世界級創(chuàng)新、13項國內(nèi)首創(chuàng)技術(shù)的歷史性領(lǐng)跑，“深海一號”實現(xiàn)了我國深水油氣開發(fā)和深水海洋工程裝備技術(shù)的重大突破。

“大國重器”造得出，更要用得好。

中國海油海南分公司陵水—崖城作業(yè)公司總經(jīng)理李勁松告訴記者，自2021年6月25日投產(chǎn)以來，“深海一號”安全穩(wěn)定運行650多天，累計產(chǎn)氣超45億立方米，外輸凝析油超45萬立方米。

“我們自主建立起一套完整的超深水氣田運維技術(shù)體系，解決了一批超深水氣田生產(chǎn)運行難題，被譽為超深水氣田投產(chǎn)后快速達產(chǎn)并保持高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的開發(fā)典范。”李勁松說。

“深海一號”開發(fā)運營團隊沒有止步于此，他們希望“深海一號”更高效、更安全。“如何在臺風條件下不停產(chǎn)”，成為團隊攻關(guān)的重點課題。

在“深海一號”平臺中控室操作平臺上，一個“正常/臺風模式切換”的旋鈕吸引了記者注意。正是這個旋鈕，讓“深海一號”成為世界首個具備遙控生產(chǎn)能力的超大型深水半潛式生產(chǎn)儲油平臺。

“當臺風或惡劣天氣來臨時，我們就切換到‘臺風模式，陸上的控制中心就可以接管平臺上的所有操作，不用再停產(chǎn)了。”工作人員告訴記者。

千里之外的遙控成為現(xiàn)實

“正常/臺風模式切換”旋鈕雖小，卻來之不易。

“深海一號”穩(wěn)產(chǎn)面臨的最大挑戰(zhàn)是夏秋季節(jié)多發(fā)的臺風。臺風嚴重時，員工必須撤離平臺，停工停產(chǎn)。投產(chǎn)以來，“深海一號”經(jīng)歷過7次臺風。雖然生產(chǎn)團隊已盡量在最短時間內(nèi)復產(chǎn)，但他們認為，必須消除這一不穩(wěn)定因素，最大限度減小因臺風關(guān)停對下游用戶的影響。

更何況，建一個智能的“深海一號”更是研發(fā)設(shè)計團隊的初心。

“最初在設(shè)計‘深海一號時，我們就考慮過要裝備這套系統(tǒng)，但由于我們從來沒有開發(fā)過超深水氣田，誰也沒有把握。”中國海油海南分公司副總經(jīng)理李力坦陳，超深水半潛式平臺結(jié)構(gòu)復雜、所處環(huán)境條件惡劣，此前在國際上還沒有遠程遙控生產(chǎn)的成功案例。

“創(chuàng)新就是這樣，先解決‘有沒有的問題，再解決‘好不好的問題。”李力說。

去年初，在“深海一號”穩(wěn)定運行大半年后，遙控生產(chǎn)系統(tǒng)被提上日程。

平臺總體性能和系泊系統(tǒng)強度、平臺穩(wěn)性、立管和臍帶纜狀態(tài)、船體結(jié)構(gòu)整體強度……沒有先例、沒有資料，在遙控生產(chǎn)系統(tǒng)研發(fā)中，“深海一號”團隊再次經(jīng)歷了“從無到有”的艱難歷程。

在無數(shù)次計算、建模、調(diào)試后，研發(fā)團隊確定了平臺抗風暴吃水安全范圍等關(guān)鍵指標，以及涉及270多套相關(guān)設(shè)備的改造調(diào)試方案。經(jīng)過改造的設(shè)備和專門為此搭建的通信網(wǎng)絡(luò)，相當于感知各項作業(yè)指標的“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”，陸上操控中心則相當于“大腦”。

“理論上，只要是有一根網(wǎng)線的地方，都可以遠程操作‘深海一號的生產(chǎn)系統(tǒng)。”李勁松說，“此前進行的3次遠程監(jiān)控測試和惡劣海況條件下的遙控生產(chǎn)測試表明，‘深海一號具備了遠程遙控生產(chǎn)能力。”

李勁松預計，遠程遙控系統(tǒng)的建成，可減少因惡劣天氣導致的停產(chǎn)時間，預計每年可增加天然氣產(chǎn)量供應超6000萬立方米，可供47萬家庭使用一年。

未來將更“聰明”

在運營團隊的不斷努力下，“深海一號”正在變得更智能、更“聰明”。

在這里，“遙控”無處不在。

“我們同步開展多種數(shù)字化智能化技術(shù)的應用探索，努力建設(shè)超深水智能氣田，打造科技領(lǐng)先的行業(yè)示范標桿。”李力介紹道。

通過建立超深水氣田的數(shù)字孿生模型，技術(shù)專家在基地生產(chǎn)運營中心便可全面了解“深海一號”的運行狀態(tài)，對設(shè)備故障進行遠程診斷；

通過升級聲光探測智能監(jiān)控設(shè)備，“深海一號”將獲得更強的實時感知能力，建立覆蓋水上和水下的立體安防系統(tǒng)；

搭建以5G技術(shù)為核心的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應用場景，平臺各種設(shè)備可以實現(xiàn)互通互聯(lián)，操作人員通過5G終端就能實時掌控能源站的運行狀況……

在李力看來，作為油氣生產(chǎn)設(shè)施的“深海一號”，同時也是一個大型的科研綜合實驗平臺。

“針對深海油氣資源開發(fā)過程中遇到的半潛式平臺船體系泊管理、深海氣藏開發(fā)動態(tài)監(jiān)測、深海水下流動性保障、深海生產(chǎn)運營可視化管理等世界級技術(shù)難題，我們運用‘深海一號開展科學實驗研究；同時與國內(nèi)外科研機構(gòu)、院校保持密切聯(lián)系，共同開展數(shù)字化智能化技術(shù)在超深水氣田的應用研究。”李力說。

◎ 來源|科技日報