“海基二號”作業海域平均水深約324米,導管架總高338.5米,總重37000噸,用鋼量接近“鳥巢”國家體育場,由此引起地基沉降、大型吊裝、重量尺寸控制、裝船運輸、安裝等一系列挑戰。“海基二號”是亞洲高度和作業水深最大的導管架,按照百年一遇惡劣海況進行設計。
“海基二號”在亞洲首次成功將導管架平臺應用水深提升至300米以上,可大幅降低開發投資、工程建設和生產成本,對推動我國海上油氣增儲上產、保障國家能源安全具有重要戰略意義。
據了解,上海交通大學海洋工程團隊2023年11月初接到“海基二號”導管架下水動態過程監測任務,需要同時開展對下水駁船“海洋石油229“和”海基二號“導管架位置、姿態、關鍵位置結構應力、變形以及作業動力環境參數監測,以還原實際裝船-運輸-滑移下水全安裝過程的關鍵數據。
海洋工程實測團隊長期致力于導管架下水、浮托安裝等大型海洋工程作業監測研究。十余年間,團隊就先后針對當時亞洲最大的“海基一號” (長302米)、“番禺34-1”(長203米)和第二大的 “荔灣3-1”(長196米)導管架開展了下水過程監測,獲得了寶貴的實測數據,為我國后續深水導管架的設計提供了重要支撐。
相較于海基一號,海基二號尺度更大,監測工作面臨大尺度、跨介質、高動態等新挑戰,團隊創新開發了自容分布式結構載荷軌跡采集倉和導管架安裝監測系統,實現了整個安裝過程駁船形變、導管架和駁船姿態、海洋動力環境參數以及導管架關鍵結構動態載荷的完整測量。同時,監測系統傳感分布貫穿了整個338米長的導管架,測量涉及水氣跨介質場景,為了保障測量的高穩定性,團隊開發了多源信息校驗、遠程通訊診斷等技術,確保監測方案的可靠性和監測結果的可信度。
國際上針對作業水深300米以上的導管架下水的實海監測活動,尚未見公開報道。此次監測任務的成功實施,使大量潛在的深水邊際油田開發成為可能,為經濟有效開發我國中深水海域的油氣資源開拓了一條新路。隨著我國深水開發進程的不斷推進。這些寶貴的實測數據必將為更深水導管架平臺的創新設計、安全運維和設計軟件驗證提供最堅實的數據支撐。
]]>此次進行完工交付的“海基二號”平臺上部組塊,承擔著油氣處理、動力供應、生活支持、水下遠程操作等核心功能,由東組塊、西組塊、生活樓、火炬臂和鉆機模塊五部分組成,總重量超1.3萬噸。其搭載原油工藝和外輸系統、生產水處理系統、多相流量計量系統、伴生氣壓縮和供電系統等超300套國產設備,國產化率超95%。
固定式導管架平臺是目前全球應用最為廣泛的海洋油氣生產設施,由水下導管架、樁腿和上部組塊三部分組成,相當于建立在茫茫海洋之上的“超級油氣工廠”。“海基二號”平臺是一座集鉆井、生產、生活為一體的多功能深水鉆采平臺。
據悉,上部組塊安裝到位后,整個平臺的總高度將達到428米,接近于“小蠻腰”廣州塔的塔身主體高度,甲板投影面積約2500平方米,相當于6個標準籃球場大小,平臺總重量超5萬噸,超越“鳥巢”國家體育場外部造型鋼結構的總用鋼量,建成后將刷新國內和亞洲海上單體深水原油生產平臺的高度和重量紀錄。
4月下旬,“海基二號”上部組塊將運至已完成安裝的導管架處,開展上部組塊的海上安裝和海上調試等工作,預計于今年下半年實現“海基二號”平臺的整體機械完工。平臺建成后,將服役于珠江口盆地的我國第一個深水油田——流花11-1/4-1油田二次開發項目,推動億噸級深水老油田煥發新生機,為粵港澳大灣區經濟社會發展注入能源新動力。
]]>尤其值得一提的是,由中國船舶集團有限公司旗下上海船舶研究設計院研發設計、被譽為“海上大力士”的二艘專用下水駁船“海洋石油229”“海洋石油221”以及深水鋪管起重船“海洋石油201”在施工海域大顯神威。
據了解“海基二號”導管架總重37000噸,用鋼量接近國家體育場鳥巢的鋼結構總重,總高度達338.5米,是亞洲首次在水深超過300米的海域進行固定式導管架安裝作業,刷新了作業水深、高度、重量等多項亞洲紀錄。
固定式導管架平臺是目前全球應用最為廣泛的海洋油氣生產設施,其相當于是一個“基座”,將巨大的海上油氣生產平臺托舉在海面上。隨著作業水深的增加,固定式導管架重量也不可避免的遞增。同時,遠海固定式導管架的重量往往超出了現有起重船的能力,而利用導管架下水駁進行導管架下水作業則是經濟、便捷的方式。
據了解,浮托安裝是一種高效的大型海上平臺安裝方法,具有安裝重量大、施工周期短、技術風險可控等顯著優勢。該技術核心是借助潮汐的自然力量和船舶調載等施工技術,通過類似舉重運動員“挺舉”的方式,漲潮時駁船托運組塊駛入導管架槽口,落潮時組塊順勢從高位精準落到導管架預定位置上,載荷轉移完畢后退出船舶完成安裝。
在這次海上作業中,“海洋石油229”“海洋石油221”“海洋石油201”各司其職,為“海基二號”的安全運輸、成功滑移下水和精準固定就位立下了頭功。
其中,亞洲最大專用下水駁船“海洋石油229”船安全的將“海基二號”運輸至施工海域,并成功將其滑移下水;專用下水駁船“海洋石油221”負責將用于固定“海基二號”導管架的16根長達170米的巨型鋼樁運輸至指定海域;深水鋪管起重船“海洋石油201”在“海基二號”定位扶正后,利用船載深水打樁錘,將16根鋼樁準確無誤地打入海底130多米,把“海基二號”導管架牢牢固定就位在海上。
作為遠海導管架下水不可或缺的“海上大力士”,目前國內僅有的“海洋石油221”“海洋石油228”“海洋石油229”三艘專用下水駁船,是上船院依托在整平船、起重船、浮船塢、下水駁船等細分工程船舶領域的豐富經驗,匠心設計,為交通強國與海洋強國建設貢獻中國船舶力量。
如“海洋石油229”,其總長234.70米,型寬65.00/42.00米,型深14.25米,不僅可以完成導管架下水作業,還能實現大型鋼結構物裝載、運輸與上部組塊的浮托安裝功能。
2022年,“海洋石油229”先后完成了高達302米、重達30000噸的當時亞洲第一深水導管架“海基一號”的裝船、運輸、下水等海上工程施工,以及18880噸的恩平15-1中心平臺上部組塊的整體浮托安裝工作,為我國海上油田群的開發建設保駕護航。(何寶新)
]]>導管架平臺是全球應用最廣泛的海洋油氣生產設施,導管架相當于“地基”,用于支撐海上油氣平臺的龐大身軀與巨大噸位。“海基二號”導管架總高338.5米,超過北京國貿三期主樓高度,總重近37000噸,用鋼量接近“鳥巢”國家體育場,是亞洲高度最高、重量最大的導管架。
由于“海基二號”的巨大噸位超過世界最大起重船的吊裝能力,此次海上安裝采用滑移下水方式進行,這種方式是利用導管架自身重力并配合液壓千斤頂助推,使導管架從駁船平穩地滑入海中,再通過導管架注水和起重船輔助相結合的方式,實現扶正坐底和精準就位。
“海基二號”安裝地點位于距深圳東南約240公里的流花油田海域,應用水深約324米,是國內首次在超過300米水深的海域安裝固定式導管架,所處海域臺風頻發,風浪及內波流強烈,安裝技術難度和作業風險極高。
為此,項目團隊調配亞洲最大下水駁船“海洋石油229”、國內最大海洋油氣工程起重船“藍鯨7500”,全面提升船舶運輸及安裝能力。在施工過程中,通過先進定位系統和精確就位系統,不斷調整導管架的位置姿態,使“海基二號”穿越324米深的海水實現精確就位,安裝精度達到國際先進水平。
按照作業計劃,“海基二號”接下來將繼續進行水下打樁和上部組塊安裝,完成海上安裝后將應用于我國第一個深水油田——流花11-1/4-1油田,推動億噸級老油田煥發新生機。
據了解,相對于全水下生產系統開發模式,固定式海洋平臺開發和建設成本更低,“海基二號”的成功下水,標志著我國深水超大型固定式海洋平臺建設能力實現重要突破,在超300米深水的深海油氣資源開發中具備了根據實際情況選擇不同開發模式的能力。
]]>導管架平臺是全球應用最廣泛的海洋油氣生產設施,導管架相當于“基座”,將巨大的海上油氣生產平臺托舉在海面上。
“海基二號”總高度達338.5米,超過北京國貿三期主樓高度,它有超過95%的部分長期在海面以下作業,要經受風浪及內波流等惡劣海況的沖擊。“海基二號”按照百年一遇惡劣海況進行設計,是亞洲高度和作業水深最大的導管架。
]]>“海基二號”深水導管架是我國自主設計建造,深水超大型海洋油氣裝備的新“里程碑”,刷新“亞洲第一高”“亞洲第一重”紀錄,對億噸級深水老油田——流花11-1/4-1油田的二次開發具有重大意義。
]]>該次作業也刷新了導管架鋼樁最長、最重兩項紀錄,標志著我國深水大型導管架自主設計建造能力上取得新的突破。
據了解,隨著海洋工程向深海領域邁進,深水導管架已成為海洋石油工程行業發展的主流。作為國內首次設計、建造及安裝的330米級深水導管架——“海基二號”導管架所在海域平均水深324.5米,導管架設計總高度為338米,超過北京國貿三期主樓高度;導管架重量達3.7萬噸所用鋼鐵接近國家體育場“鳥巢”鋼結構總重。目前,該導管架已實現主體封頂。
被喻為巨型“鋼釘”的導管架鋼樁是將海洋油氣平臺牢牢固定在深海海底的關鍵結構,相比淺水導管架鋼樁深水導管架鋼樁在施工建造、質量把控、海上安裝等方面的技術要求極高。
“海基二號”導管架鋼樁共有16根,每根直徑約為2.7米,主樁長約170米,接近于60層樓的高度;鋼樁總重約1.25萬噸,相當于1萬輛小汽車的總重,鋼樁尺寸和重量均為亞洲之最。
據悉,該次裝船作業采用SPMT(自行模塊運輸車)滾裝裝船,針對鋼樁超長、超重、單側偏重等技術難點,項目團隊反復優化鋼樁“打包”方案、合理安排裝船作業流程,創新采用 “2-3-3”框架方案,單根鋼樁裝船時間從3小時縮短至1.3小時,大大提高了裝船效率。
同時,將陸地上的鋼樁打包框架和鋼樁的海運固定框架合二為一,鋼樁裝船、裝船固定兩項作業基本同時完成,有效減少施工人員約80%的船上焊接工作量。
據了解,16根巨型“鋼釘”裝船作業完成后將運往至流花11-1油田預定海域安裝下水,“海基二號”導管架扎根南海打下堅實“根基”。
]]>據了解,導管架相當于固定式海上油氣平臺的“基座”,用于支撐平臺的龐大身軀與巨大噸位。“海基二號”導管架總高度為338米,重量達3.7萬噸,所用鋼鐵接近國家體育場“鳥巢”的鋼結構總重。
“海基二號”位于臺風多發區域,海況惡劣、風浪和內波流巨大,隨著水深增加,承受超萬噸環境荷載的超大型海洋工程結構物的設計建造技術難度急劇增加。“海基二號”的巨型“噸位”,已接近國內建造場地承重和吊裝設備承載能力極限,由此引起地基沉降、復雜受力計算、大型吊裝、精度控制等一系列挑戰。
該平臺建成后,其總高度達428米,總重量超5萬噸,將成為亞洲最高的海上油氣生產平臺,應用于距離香港東南約220公里、水深約325米的海域,實現億噸級深水老油田——流花11-1/4-1油田的二次開發。
?值得一提的是,“海基二號”是我國首次在超過300米水深海域設計、建造的固定式海洋平臺。該次封頂,對進一步提升我國深水超大型海洋油氣裝備的自主設計建造能力,具有重要意義。
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