習(xí)近平總書記在2018新年賀詞中提到了十項(xiàng)科技創(chuàng)新和重大工程,其中就有首次海域可燃冰試采成功,可燃冰項(xiàng)目美國(guó)還在研究,日本也在去年五月份宣布基本開采成功,而中國(guó)這次領(lǐng)跑可燃冰開采,的確是歷史性的突破,能夠把可燃冰開采出來,全靠這個(gè)超深水鉆井平臺(tái)“藍(lán)鯨1號(hào)”,這可是全球最大的海上鉆井平臺(tái)。
央視財(cái)經(jīng)《經(jīng)濟(jì)半小時(shí)》記者去到藍(lán)鯨1號(hào)里面,帶您參觀這個(gè)37層樓高的海上巨無霸。
“藍(lán)鯨1號(hào)”能鉆透喜馬拉雅山
2017年5月10號(hào),中國(guó)南海北部的神狐海域,一股來自海底深處的氣體迸發(fā)出橘紅色的熊熊火焰,當(dāng)這團(tuán)照亮南海海面的火焰燃燒60天后,中國(guó)也向全球宣布:中國(guó)首次可燃冰試采在產(chǎn)氣時(shí)長(zhǎng)和產(chǎn)量?jī)蓚(gè)領(lǐng)域創(chuàng)造了新的世界紀(jì)錄,試采獲得空前的成功。
可燃冰,是一種天然氣與水在高壓下形成的深海沉積物,能量比相同體積的石油高出10倍,中國(guó)境內(nèi)已探明的可燃冰儲(chǔ)量,能滿足100年的能源使用需求。因此,這對(duì)于原油對(duì)外依存度高達(dá)65.4%,天然氣對(duì)外依存度34%的中國(guó)來說,有著毋庸置疑的戰(zhàn)略意義。
在1000多米的深海海底試采可燃冰,承載這一戰(zhàn)略使命的是全球最先進(jìn)的超深水鉆井平臺(tái)——“藍(lán)鯨1號(hào)”。
試采結(jié)束后,依靠自身的動(dòng)力系統(tǒng),“藍(lán)鯨1號(hào)”以每小時(shí)18.5公里的速度,長(zhǎng)途跋涉,回到了自己的母港——山東煙臺(tái)中集來福士海洋工程有限公司的碼頭!督(jīng)濟(jì)半小時(shí)》記者來到煙臺(tái),探訪“藍(lán)鯨1號(hào)”的風(fēng)采。
煙臺(tái)中集來福士“藍(lán)鯨”系列超深水鉆井平臺(tái)項(xiàng)目經(jīng)理?xiàng)铢i:平臺(tái)下目前“藍(lán)鯨1號(hào)”正處于溫停、和升級(jí)的狀態(tài),溫停,通俗講也就是鉆井平臺(tái)沒有完全停機(jī),而是保持一定的工作狀態(tài),隨時(shí)能夠出發(fā)再次執(zhí)行任務(wù)。
藍(lán)鯨是地球上最大的動(dòng)物,以藍(lán)鯨命名眼前的這個(gè)海上巨無霸真是名副其實(shí),站在它面前,真正感覺到了自己的渺小。
十年前,這里還只是山東煙臺(tái)一個(gè)普通的港口,如今,這里已成為中國(guó)最大的鉆井平臺(tái)建造基地,在距離“藍(lán)鯨1號(hào)”不遠(yuǎn)的地方,還停靠著它的姊妹船“藍(lán)鯨2號(hào)”以及更多的鉆井平臺(tái)。
楊鵬: “藍(lán)鯨1號(hào)”空船重量達(dá)到43000噸,為什么這么重?因?yàn)樯詈c@井平臺(tái)需要很好的抗風(fēng)浪、抗浪涌的能力。另外,“藍(lán)鯨1號(hào)”也是全球面積最大的半潛式鉆井平臺(tái),整個(gè)平臺(tái)擁有27354臺(tái)設(shè)備,4萬多根管路,高度達(dá)到118米高,我們看到它和一個(gè)足球場(chǎng)面積相當(dāng)。
行駛在海面上的時(shí)候,“藍(lán)鯨1號(hào)”就是一艘平穩(wěn)的大船,但它的使命是深海鉆探。深海鉆探時(shí),“藍(lán)鯨1號(hào)”漂浮在海面上,它連接的是細(xì)細(xì)的鉆桿深深地鉆進(jìn)海底,這就要求即使遭遇強(qiáng)烈的臺(tái)風(fēng)、海流,“藍(lán)鯨1號(hào)”也必須牢牢停留在原地,否則就會(huì)發(fā)生鉆桿折斷的慘劇。“藍(lán)鯨1號(hào)”之所以能夠被稱為全球最先進(jìn)的深海鉆井平臺(tái),就在于它配備了全球最先進(jìn)的DP3動(dòng)力定位系統(tǒng)。而DP3動(dòng)力定位系統(tǒng)的作用就是:通過收集“藍(lán)鯨1號(hào)”底部8個(gè)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(shí)控制8個(gè)推進(jìn)器的轉(zhuǎn)速和方向,確保“藍(lán)鯨1號(hào)”保持在颶風(fēng)、海流的襲擊下巍然不動(dòng)。
楊鵬 :在南海試采可燃冰時(shí),遭遇12級(jí)臺(tái)風(fēng),但是“藍(lán)鯨1號(hào)”牢牢停留在原地不動(dòng),保證了可燃冰的持續(xù)開采。
中國(guó)的科學(xué)人員在南海1200多米的海底探測(cè)到了可燃冰,要想把這些可燃冰采集回來,需要一套極為特殊的鉆井系統(tǒng)。
楊鵬:其實(shí),在1000多米的深度開采可燃冰,對(duì)“藍(lán)鯨1號(hào)”來說是小菜一碟。因?yàn)樗你@井深度突破全球紀(jì)錄,最大作業(yè)水深3658米,最大鉆井深度15250米,也就是說鉆井深度超過全球最深的海溝馬里亞納海溝,甚至超過全球最高的山峰喜馬拉雅山。
鉆井系統(tǒng),是“藍(lán)鯨1號(hào)”最為核心的裝備。讓人吃驚的是,這個(gè)井架高度達(dá)到67米,但它的垂直精度要求不超過正負(fù)12毫米。
茫茫大海上漂浮著一座座鉆井平臺(tái),它們不僅是勘探、開采能源的技術(shù)平臺(tái),更是經(jīng)濟(jì)效率競(jìng)爭(zhēng)的平臺(tái)。從全球看,超深水鉆井平臺(tái)平均壽命為25年,一天的租金高達(dá)60萬美元。平臺(tái)上,高級(jí)船員一天的工資從2500美元到5000美元不等,因此國(guó)際市場(chǎng)上一艘超深水鉆井平臺(tái)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(guó)際油價(jià)處于高位時(shí),各種平臺(tái)業(yè)務(wù)繁忙,但油價(jià)低位時(shí),只有那些經(jīng)濟(jì)效率高的平臺(tái)才會(huì)受到青睞。“藍(lán)鯨1號(hào)”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(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中獲得更大的生存空間。
楊鵬 :一個(gè)深海鉆井平臺(tái),如果沒有很好的經(jīng)濟(jì)效率,即使生產(chǎn)出來,也會(huì)面臨沒有市場(chǎng),被淘汰的風(fēng)險(xiǎn)。所以,在設(shè)計(jì)的時(shí)候,我們的一個(gè)重要原則就是“藍(lán)鯨1號(hào)”一定要有全球最高的經(jīng)濟(jì)效率。
“藍(lán)鯨1號(hào)”打造世界最高經(jīng)濟(jì)效率
“藍(lán)鯨1號(hào)”全球最高的經(jīng)濟(jì)效率究竟是如何打造的呢?“藍(lán)鯨1號(hào)”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1號(hào)”采取了雙鉆塔結(jié)構(gòu)。
楊鵬:“藍(lán)鯨1號(hào)”它有一個(gè)全球領(lǐng)先的雙鉆塔結(jié)構(gòu),其中一個(gè)鉆塔負(fù)責(zé)鉆井,另外一個(gè)鉆塔負(fù)責(zé)處理并聯(lián)結(jié)鉆桿。
楊鵬告訴記者,由于“藍(lán)鯨1號(hào)”鉆井高達(dá)67米,擁有48米的提升高度,以及雙井心的配置。因此,當(dāng)一個(gè)井心鉆探時(shí),另外一個(gè)井心就可以不斷地把3根15米長(zhǎng)的鉆桿聯(lián)結(jié)成一根45米長(zhǎng)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。
楊鵬 :像這樣一個(gè)雙鉆塔的鉆井系統(tǒng),從技術(shù)參數(shù)的角度說,能提高30%的效率。
要帶動(dòng)雙鉆塔、以及配套的系統(tǒng)提升30%的效率,這需要更為強(qiáng)大的動(dòng)力。33歲的陳騁作為生產(chǎn)經(jīng)理,參與了藍(lán)鯨1號(hào)建造的全過程,他帶記者來到了鉆井平臺(tái)里,這里有全球最大、裝載了16萬升液壓油的液壓動(dòng)力站,這套復(fù)雜的系統(tǒng)擁有5000多米高度清潔的管道,控制了100多臺(tái)設(shè)備,工作壓力高達(dá)300公斤,每一個(gè)法蘭面的間隙要求到小于頭發(fā)的四分之一。
煙臺(tái)中集來福士生產(chǎn)經(jīng)理程騁:在這個(gè)過程中,我們要控制在0.02毫米的范圍之內(nèi),才能保證整個(gè)管線的氣密性,才能夠達(dá)到一次成功,它的內(nèi)部壓力最大可以達(dá)到300公斤。
300公斤的壓力,也使得擁有幾千個(gè)接頭的液壓系統(tǒng)在安裝和調(diào)試過程中具有極大的危險(xiǎn)性,一旦泄露打在人身上,就好像一顆子彈一樣。
在遼闊而又漂浮不定的海洋上,“藍(lán)鯨1號(hào)”67米的井架、1000多根鉆桿、300公斤的壓力,以及上百個(gè)系統(tǒng)必須配合得天衣無縫、分毫不差,才能精準(zhǔn)地完成15250米的鉆井深度。記者看到,為了保證這些系統(tǒng)精準(zhǔn)運(yùn)行,檢測(cè)人員也在不斷地測(cè)量、調(diào)校各個(gè)系統(tǒng)。
程騁 :它的控制是在正負(fù)3毫米之內(nèi),而且對(duì)于整個(gè)一系列精度控制,我們都是在下水之后,在海上飄移狀態(tài)下進(jìn)行的測(cè)量,所以說這更加增加了建造的精度管控的難度。
大海無情,風(fēng)險(xiǎn)難測(cè)。廣闊的海面上,鉆井平臺(tái)就像一葉孤舟,隨時(shí)會(huì)遭遇臺(tái)風(fēng)、海流的強(qiáng)力沖擊。1980年3月27日,9級(jí)大風(fēng)突襲挪威的亞歷山大·基蘭號(hào)鉆井平臺(tái),鉆井平臺(tái)像圓桌一樣被颶風(fēng)掀翻,消失在海底,123人遇難,而原因僅僅是立柱的鋼結(jié)構(gòu)上出現(xiàn)一個(gè)小小的瑕疵,導(dǎo)致立柱承受不住巨大的應(yīng)力而被撕裂。因此,為“藍(lán)鯨1號(hào)”打造一個(gè)最為堅(jiān)固、沒有瑕疵的船體,就顯得至關(guān)重要。
“藍(lán)鯨1號(hào)”重達(dá)43000噸,立柱和平臺(tái)連接作為應(yīng)力最集中的區(qū)域,需要使用100毫米厚的超高強(qiáng)度鋼板。但在此之前,國(guó)內(nèi)沒有一家鋼廠能夠生產(chǎn)如此厚的特種鋼,“藍(lán)鯨1號(hào)”建造團(tuán)隊(duì)找到鞍鋼集團(tuán),希望能跟他們一起研發(fā)這種超高強(qiáng)度的鋼板。出身鋼鐵世家的嚴(yán)玲接到這一任務(wù)后,花費(fèi)了整整3個(gè)月的時(shí)間,一次次試驗(yàn)、不斷調(diào)整加工方法,最終生產(chǎn)出的超高強(qiáng)度鋼板,經(jīng)過測(cè)試,完全符合要求。
測(cè)試現(xiàn)場(chǎng):20.78千牛,抗拉強(qiáng)度782兆帕。
超高強(qiáng)度的鋼板有了,但這么厚的鋼板焊接在一起也是一個(gè)難題,焊接處抗斷裂性能需要權(quán)威的試驗(yàn)認(rèn)證后,才能使用。在一次次的焊接中,鋼板的中心部位反復(fù)出現(xiàn)氣孔,影響焊接后鋼板的強(qiáng)度和韌性。功夫不負(fù)有心人,通過1年多的試驗(yàn),建造團(tuán)隊(duì)幾千次調(diào)整焊接的電壓、電流、溫度,最終解決了這一難題。
楊鵬 :我們成功完成了全球首例F690 100毫米厚鋼板的CTOD試驗(yàn),不僅提升了“藍(lán)鯨1號(hào)”平臺(tái)的安全性,同時(shí)也證明了我們團(tuán)隊(duì)面對(duì)困難的攻關(guān)能力。
而如今,通過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化,“藍(lán)鯨2號(hào)”深水鉆井平臺(tái)降低了關(guān)鍵部位的應(yīng)力,使用80毫米厚的鋼板就已經(jīng)能夠確保安全。
煙臺(tái)中集來福士海洋工程有限公司項(xiàng)目技術(shù)經(jīng)理劉忠林:這證明我們?cè)O(shè)計(jì),還有計(jì)算能力,也處在世界前列。
在“藍(lán)鯨1號(hào)”深水鉆井平臺(tái)上,項(xiàng)目經(jīng)理?xiàng)铢i還帶記者參觀了兩臺(tái)非常重要的裝置——防噴器,它的作用是試油、修井、完井作業(yè)過程中用來關(guān)閉井口,防止井噴事故發(fā)生,以及在緊急情況下切斷鉆桿的安全密封井口裝置。2010年,一家英國(guó)石油公司的鉆井平臺(tái)在墨西哥灣開采石油,由于防噴器故障,導(dǎo)致發(fā)生劇烈井噴,并最終爆炸,造成7人重傷,11人失蹤,大量原油泄漏并污染2萬平方公里的海域,由此可見防噴器對(duì)鉆井平臺(tái)的重要性。目前,單個(gè)防噴器的價(jià)格高達(dá)800到1000萬美元,因?yàn)閮r(jià)格昂貴,很多的鉆井平臺(tái)只配置1臺(tái),但“藍(lán)鯨1號(hào)”卻是兩臺(tái)的豪華配置。
楊鵬 :防噴器也會(huì)有故障,需要檢修和保養(yǎng),兩臺(tái)防噴器就是雙保險(xiǎn),不僅可以完全保障安全,同時(shí)也會(huì)減少怠工,提高生產(chǎn)效率。
更讓楊鵬自豪的是,“藍(lán)鯨1號(hào)”超深水鉆井平臺(tái)還擁有全球領(lǐng)先的閉環(huán)動(dòng)力系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)把“藍(lán)鯨1號(hào)”上的8臺(tái)主機(jī)連接起來,不斷根據(jù)實(shí)際的動(dòng)力需求,自動(dòng)安排8臺(tái)主機(jī)哪些啟動(dòng)、哪些關(guān)閉,甚至能夠精準(zhǔn)的調(diào)節(jié)每臺(tái)主機(jī)動(dòng)力輸出的大小,可以有效減少主機(jī)運(yùn)行和維護(hù)時(shí)間。
楊鵬 :“藍(lán)鯨1號(hào)”8臺(tái)主機(jī)能夠產(chǎn)生一個(gè)50萬人口城市的用電量,這個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)也是中國(guó)第一個(gè)試驗(yàn)成功的案例,它能夠降低11%的油耗,減少35%的氧化氮和20%的二氧化碳排放,并將主機(jī)維修費(fèi)用降低50%。
“藍(lán)鯨1號(hào)”擁有27000多臺(tái)設(shè)備,而平臺(tái)上只有100多名船員,僅僅靠這些船員無法管理如此眾多的設(shè)備,因此,“藍(lán)鯨1號(hào)”還構(gòu)建了最為復(fù)雜的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),這個(gè)控制室就是管理眾多神經(jīng)的大腦,技術(shù)經(jīng)理劉忠林告訴《經(jīng)濟(jì)半小時(shí)》記者,全船有13600個(gè)報(bào)警點(diǎn),整個(gè)回路都在這里反饋。
參觀完眾多全球領(lǐng)先的超級(jí)裝備,又來到了“藍(lán)鯨1號(hào)”的生活區(qū),因?yàn)橐ド詈c@探,船員們?cè)诤I弦淮艟褪菐讉(gè)月。記者看到,每個(gè)宿舍里都有兩個(gè)獨(dú)立的房間,生活上互不影響,而在公共使用的客廳,衛(wèi)生間、電視、沙發(fā)一應(yīng)俱全。除此之外,“藍(lán)鯨1號(hào)”上還有健身房,供船員鍛煉身體。
采訪即將結(jié)束時(shí),記者也來到了中集研究院,大廳里,擺放著20多年來研發(fā)的各種鉆井平臺(tái)。而在設(shè)計(jì)部門,記者看到工程師們正在設(shè)計(jì)更為先進(jìn)的鉆井平臺(tái)。
煙臺(tái)中集來福士海洋工程有限公司藍(lán)鯨1號(hào)項(xiàng)目鉆井技術(shù)經(jīng)理王正權(quán):在墨西哥灣,在中國(guó)的南海,包括在非洲一些海域,它的水深都超過了3000米,我們必須要有這樣作業(yè)能力的平臺(tái)問世,才能在那邊一些海域進(jìn)行相應(yīng)的石油 、天然氣勘探工作。
[半小時(shí)觀察]
去年夏天在南海試采可燃冰期間,曾經(jīng)遇到了非常猛烈的海上風(fēng)暴,撤回碼頭還是繼續(xù)開采?工程師們經(jīng)過科學(xué)測(cè)算,認(rèn)為“藍(lán)鯨”完全有能力抵御這次風(fēng)暴。事實(shí)證明,這個(gè)大家伙果然不負(fù)眾望,經(jīng)歷風(fēng)暴后,繼續(xù)順利完成了開采任務(wù)。海上鉆井平臺(tái)被稱為“流動(dòng)的國(guó)土”,體現(xiàn)著一個(gè)國(guó)家的整體工業(yè)實(shí)力。十多年前,中國(guó)完全沒有自主制造海上鉆井平臺(tái)的能力,當(dāng)時(shí)一天要花100美元去租用一套國(guó)外的海上鉆井平臺(tái)。不過現(xiàn)在,我們不僅能夠自己制造,而且領(lǐng)先全球。從原材料到自動(dòng)控制系統(tǒng),從學(xué)習(xí)到超越,在中國(guó)制造能力的整體提升過程中,硬技能和軟實(shí)力一個(gè)都不能少。