那些曾活躍在深海的生物,在逝去億萬年後,仍能以另一種方式重新“遊”動。
在海南陵水海域,全球首座十萬噸級深水半潛式生產儲油平臺——“深海一號”能源站,如同一個超大型“巨無霸”傲然矗立在藍海之上。由生物遺體分解而成的天然氣,自1500餘米水深處、4000餘米深的開發井底噴湧而出,經能源站處理達標後,順著海底管線呼嘯“遊”向粵港瓊等地的千家萬戶。
由海底至灶頭,天然氣完成這趟“旅途”只需1天。而這背後,卻凝結著幾代中國海洋石油人對“卡脖子”技術的接力攻關。
從跟跑,到實現3項世界級創新、13項國內首創技術的歷史性領跑,這是我國深水油氣開發能力和深水海洋工程裝備建造水平的重大突破。
大國重器“深海一號”能源站的背後,蘊含著怎樣的技術實力?在海上平臺工作和生活,又是怎樣一種感受?
工作人員在檢查“深海一號”能源站的裝置。圖片由海南日報記者 袁琛 攝
由海底逆勢而上的跋涉
從一千五百米超深水大氣田採集油氣水混合物,日產天然氣一千萬立方米
“到了!”1月25日,直升機在陵水海域上空飛行,突然機艙中有人發出一聲輕呼。舷窗下方波光粼粼的海面上,乍現一抹亮眼的黃色。
近點,再近一點,等到直升機降落在“深海一號”能源站停機坪,海南日報記者走出艙門的那一刻,才意識到這個總高度120米、最大投影面積相當於兩個標準足球場大小的“這抹黃”,是何等壯觀。
“看!”順著氣田操作工付福康手指的方向,海南日報記者望見能源站上方伸出的一隻“鐵臂”,正將一把燃燒的火炬高高擎起。火炬如同訊號燈,透過它可以識別生產裝置是否正常執行,這也是“深海一號牌”天然氣抵達的第一個“使用者”終端。
回溯這些天然氣的來路,則需從超過1500米深的水下開始。那是我國目前自主發現的水深最深、勘探開發難度最大的海上深水氣田——“深海一號”超深水大氣田。去年6月,隨著氣田投產,深埋地層的油、氣、水等混合物,便透過水下管匯、跨接管、海底管線等水下生產裝置進入能源站。
油氣水混合物抵達能源站後,就會“分道揚鑣”:經由裝置處理脫水、脫烴的天然氣,會在幹氣壓縮機的助力下,順著海底管線加速衝向使用者終端;分離產生的凝析油,經處理合格後直接儲存在平臺的4根立柱中,之後再透過動力定位油輪外運上岸。
多條任務線同時推進,如何兼顧?可別小瞧“深海一號”能源站,它就像一座高精尖的“機器島”,由上部組塊和船體兩部分組成。其中,僅船體就有24萬個結構件,上部組塊更緊密排布了超過200套油氣處理相關裝置。
“平臺所有區域裝置的執行引數都會彙總到這裡,而各種控制指令也從這裡發出。”在能源站的“大腦”——中央總控機房裡,負責壓載控制系統操作檯的馮迎軍目不轉睛地盯著裝置引數說道。
每15秒,壓載控制系統會自動計算一次平臺的穩性。“一旦平臺重心偏移,我們會第一時間調整4根立柱的壓載。”馮迎軍說,這些立柱均為浮體,真正牽引平臺的是16根緊緊固定在1500米深的海底、直徑有碗口粗的繫泊聚酯纜。它們相互抑制和拉扯,讓“深海一號”能源站上的工人們,即便在八九級海風下也幾乎感覺不到平臺晃動。
表現搶眼的還有產量。“深海一號”超深水大氣田日產天然氣達1000萬立方米,每年可穩定供應天然氣30億立方米。
正在執行中的“深海一號”能源站。圖片由海南日報記者 袁琛 攝
富集多項創新的“機器島”
借鑑“保溫瓶內膽”原理,開創半潛式平臺立柱儲油的世界先例
20世紀60年代,在海南鶯歌海,我國成功開鑽出海上第一井。過去幾十年間,我國海洋油氣勘探開發取得一系列重大突破,但探索的腳步卻始終徘徊在300米至1500米深的水區。
1500米,通常被國際上定義為深水與超深水的分界線。儘管超深水區蘊藏著豐富的油氣資源,但深入的每一步都“難如登天”——水深每增加1米,壓力、溫度、湧流等情況都會發生劇變。而一套安裝在水下1500米處的裝置設施,受到的壓力相當於在指甲蓋上站了一個體重300斤的人。
開發難度隨水深呈幾何級數增加,關鍵技術又掌握在少數發達國家手裡。這也導致“深海一號”超深水大氣田於2014年獲勘探發現時,要如何開採,多數人的第一反應都是:對外合作。
但彼時國際油價正斷崖式下跌,國際石油公司紛紛打起退堂鼓。再加上其他客觀因素限制,“深海一號”能源站轉而走上自主創新之路。
2014年秋,開發方案設計工作正式提上日程。氣田所產凝析油的儲存和運輸,成為當時擋在設計團隊面前的“攔路虎”。
按照世界類似油氣田的常規設計,新建凝析油外輸管線是技術上可行的方案。但這樣一來,將增加約8億元的成本。
能不能設計一個平臺,既能滿足氣田的生產需求,又能暫時儲存少量凝析油?一個新點子在設計團隊中閃現,透過借鑑“保溫瓶內膽”的原理,在平臺的4根浮體立柱內分別設定5000立方米的凝析油艙,併為油艙裝上量身定做的“護體鎧甲”,既能解決凝析油儲存問題,又避免了油體遭碰撞洩漏的風險。這項被稱為“凝析油U型隔離與安全儲存技術”的創新之舉,開創了半潛式平臺立柱儲油的世界先例。
創意的火花熊熊燃燒,又誕生出另外兩項世界級首創:採用世界跨度最大的半潛平臺桁架式組塊、首次在陸地上採用船塢內溼式半坐墩大合龍技術,並運用了1500米級水深聚酯纜錨泊系統的設計與安裝技術、30年不進塢檢修的浮體結構疲勞的設計與檢測技術等13項國內首創技術。
創新,意味著顛覆既往認知。“進行裝置設施採購招標時,不少企業都承諾能夠勝任,可看到苛刻的設計標準後,不少投標方卻只能交出一份打折扣的‘答卷’,或乾脆打起退堂鼓。”曾參與“深海一號”前期設計工作的技術人員郭明樂還記得,如此僵局讓能源站的建設工作遲遲無法開展。
“氣田開發等不起,保障國家能源安全更等不起!”面對種種困難,專案總經理尤學剛帶領團隊,堅守設計標準半分不退,向作業方案實施方傳導壓力。那段時間,每週送審圖紙超過700份,在14天內召開了近30場專題技術討論會,經過無數次的方案最佳化、上百次的技術交流後,專案團隊終於推動能源站於2018年啟動建設。
緊鑼密鼓地建造隨之展開,作業高峰期5000餘人、17臺大型履帶起重機進行作業,僅用18個月就順利完成陸地建造和合龍工作。
建造速度如此之快,質量如何?一組資料給出答案:2萬噸重的上部組塊與20層樓高的船體大合龍,對接精度誤差小於6毫米;焊接一次合格率達99.48%,裝置一次安裝、除錯、驗收合格率達98%以上。
去年2月初,安裝完畢的“深海一號”能源站從山東煙臺出發,經拖航後抵達“深海一號”超深水大氣田所在的陵水海域。在此之前,在海南省工信廳、省發改委等部門及相關市縣政府的支援下,海上施工團隊已在海里鋪下管、插上樁,迎接這個中國海洋工程裝備領域的集大成之作。
虎年春節前夕,值班的工作人員在“深海一號”能源站裡包餃子。圖片由海南日報記者 袁琛 攝
“巨無霸”背後的守護者
海上油氣生產不停歇,今年春節期間五十七人值守能源站
能源站出發不久,郭明樂緊隨其後,自煙臺出發一路南下。
參與能源站前期設計工作時,他把自己想象成一個“小人”,鑽進3D模型裡一遍一遍地走。“數不清到底走過多少遍,每一條通道的走向,每一處閥門的佈局,幾乎都爛熟於心。”可等到雙腳真正站上能源站平臺時,他還是感到心顫了一下,“那天剛好是去年除夕,雖然沒能回家過年,但我覺得特別圓滿。”
只允許自己興奮一小會,郭明樂便迅速投入到新崗位——機械主操。這是一個類似“機械裝置搶修隊隊長”的角色,負責帶領機械團隊完成平臺上所有機械裝置的巡檢與維修,包括200餘臺泵、20餘臺壓縮機和近3000個大閥門,“我們必須24小時待命,第一時間到崗”。
每天,6名“搶修隊”隊員會從早上7點開始,一圈又一圈地穿梭在生產甲板上密密麻麻的管廊間,巡檢大大小小的裝置。
甲板上沒有遮蔽物,表面溫度高時超過40攝氏度。但不管多曬、多熱,為了生產安全,所有工人都必須穿著連體長袖工服、高筒皮靴,戴著耳塞和護目鏡作業。“幾個小時下來非常考驗人的體力和意志。”郭明樂說。
常規的巡檢工作通常在每天晚上7點左右結束。回到寢室後,郭明樂習慣將對講機擺在床頭,隨時處於應急待命狀態。空閒時,他會和工友們喝喝茶、聊聊天,偶爾去健身房鍛鍊。能源站5層高的生活樓如同一個“微型社群”,寢室、餐廳、健身房等生活和娛樂配套設施一應俱全,可滿足120人的日常起居需求。
更多時候,郭明樂會掏出手機跟家人影片,但平臺通訊靠微波訊號,容易受天氣影響。訊號弱時,他就樂此不疲地翻看相簿裡一段段記錄孩子成長的影片。
缺席兒女成長,是“深海一號”能源站上許多工人的遺憾。“老婆上個月剛生產,我回去照顧幾天就趕回來了。”今年27歲的陝西小夥付福康,剛當上爸爸,卻選擇早早結束休假,回到平臺工作,“投產初期,平臺上處處是事,我實在是放不下。”
1月25日,平臺上的餐廳組織包餃子活動。這是自去年延續下來的春節“固定節目”。工人們來自五湖四海,為了照顧不同口味,後廚團隊特意備了韭菜、白菜等多種餃子餡,還提供了葷素炒菜、湯和水果等餐食。
這些新鮮的食材均由一艘紅色的拖船送至平臺,儲存在一處集裝箱模樣的超大型冰櫃裡。除定期往返平臺補給物資、清運垃圾外,拖船更多時候停泊在幾公里外的海面,無聲守護著這個海上“巨無霸”。
守護者又何止這艘拖船。海上油氣生產不停歇,總有人在一線站崗。今年春節,共有57人值守海上平臺。
“新年好!”趁著煮餃子的空檔,工人們聚集在甲板上,給家人們錄製了一段拜年影片。畫面中,“鐵臂”上方的火焰輕輕搖曳,或許這便是海上石油人心中最漂亮的新年焰火。
(海南日報椰林2月10日電)
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圖片由海南日報記者 袁琛 攝