多項原創(chuàng)技術(shù)助“海基一號”導(dǎo)管架順利“上崗”

4月11日，我國自主設(shè)計建造的亞洲第一深水導(dǎo)管架“海基一號”在南海東部珠江口盆地海域成功滑移下水并精準就位，創(chuàng)造了亞洲深水導(dǎo)管架海上安裝新紀錄，這標志著我國深水超大型導(dǎo)管架成套關(guān)鍵技術(shù)和安裝能力達到世界一流水平。

“海基一號”總高302米，高度堪比埃菲爾鐵塔，是我國自主設(shè)計的亞洲第一深水導(dǎo)管架，在國際上位列第10。為什么要建這么高的導(dǎo)管架，建這么一個“大家伙”有多難？

導(dǎo)管架平臺是全球應(yīng)用最廣泛的海洋油氣生產(chǎn)設(shè)施，導(dǎo)管架相當于“基座”，將巨大的平臺托舉在海面上。中海油研究總院工程研究設(shè)計院副院長付殿福介紹說，導(dǎo)管架平臺主要在淺水運用，200米水深以上則用浮式生產(chǎn)平臺居多。目前，全球數(shù)千座導(dǎo)管架生產(chǎn)平臺中僅有9座高度超過300米。與“水下生產(chǎn)系統(tǒng)+浮式生產(chǎn)平臺”開發(fā)模式相比，導(dǎo)管架平臺可將鉆機、井口等設(shè)置在平臺上，將大大降低鉆完井、工程以及后續(xù)的生產(chǎn)操作成本。

但隨著水深的增加，導(dǎo)管架所受環(huán)境荷載迅速增加，設(shè)計難度急劇加大。如何在保證導(dǎo)管架強度和穩(wěn)定性的同時，保持自身重量在國內(nèi)建造安裝資源能力可接受范圍內(nèi)，是設(shè)計者們面臨的最大難題。

“海基一號”按照百年一遇的惡劣海況進行設(shè)計，項目團隊攻克南海超強內(nèi)波流、海底巨型沙坡沙脊、萬噸級環(huán)境荷載、超大型結(jié)構(gòu)物精準下水就位等一系列世界性難題。“我們?yōu)?lsquo;海基一號’量身制定‘瘦身’方案，通過‘浮動式下水桁架、超大X撐結(jié)構(gòu)等’創(chuàng)新設(shè)計，優(yōu)化結(jié)構(gòu)尺寸，精簡導(dǎo)管架水平層數(shù)量，最大化地發(fā)揮鋼材性能，使平臺重量優(yōu)化至3萬噸，比此前同海域水深不到200米的導(dǎo)管架重量還輕。”付殿福說。

此外，為解決海底巨型沙坡沙脊無法平穩(wěn)固定的難題，項目團隊先花一年時間對海底進行監(jiān)測，確定形狀不會改變，然后專門為“海基一號”設(shè)計了階梯型防沉板，完美貼合陸豐15-1油田海床沙波形狀，并首次應(yīng)用下水姿態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)了全球首個在深水巨型沙波場址的高精度安裝就位。

此外，“海基一號”還創(chuàng)新應(yīng)用封艙隔板設(shè)計、大尺度大噸位結(jié)構(gòu)多臺吊機聯(lián)合吊裝、適應(yīng)沙坡沙脊的防沉板方案、數(shù)字孿生等十余項新技術(shù)，實現(xiàn)深水導(dǎo)管架設(shè)計建造技術(shù)從基礎(chǔ)理論、結(jié)構(gòu)型式、設(shè)計理念、施工工藝到運行維護等全方位的提升。

中海油研究總院院長米立軍表示，“海基一號”是中國海油自主設(shè)計的300米級深水導(dǎo)管架，實現(xiàn)了我國深水導(dǎo)管架設(shè)計、建造、安裝等技術(shù)質(zhì)的飛躍，形成了中國海油標志性的深水導(dǎo)管架技術(shù)體系，可以根據(jù)不同油田的情況自由選擇最優(yōu)的開發(fā)方案，對海上油氣增儲上產(chǎn)，保障國家能源安全具有重要的戰(zhàn)略意義。

據(jù)介紹，“海基一號”將服役于我國陸豐油田群區(qū)域開發(fā)項目陸豐15-1油田。后續(xù)中國海油將進行平臺上部組塊的安裝、調(diào)試作業(yè)，平臺整體建成后將刷新我國海上原油生產(chǎn)平臺的重量紀錄。