中國鑽井平台最大鑽井深度15240米,可以在馬里亞納海溝作業

2017年08月21日     2,112     檢舉

(「藍鯨1號」海上鑽井平台)

(一)海工裝備里的「航空母艦」:37層樓高、甲板有足球場那麼大

在講今天的主角之前,我們先來初步了解一下海上鑽井平台的分類。

根據海底深度的不同,海上鑽井平台的類型也有所區別,總體上可以分為兩類:

(海上鑽井平台分類)

1、固定式平台:

通常我們在近海處見到的鑽井平台一般為固定式結構,整個平台固定在大陸架上,分為導管架式、混凝土重力式和深水順應塔式。

2、移動式平台:

多用於深海,分為自升式、半潛式和鑽井船。

(典型半潛式平台結構)

「藍鯨1號」作為世界上作業水深最深的鑽井平台,為滿足深海操作的需求而採用鑽井船的形式,只不過它是半潛式的,上部為工作甲板,下部為兩個下船體,用支撐立柱連接。工作時下船體潛入水中,甲板處於水上安全高度,水線面積小,波浪影響小,穩定性好、自持力強、工作水深大。

那麼,「藍鯨1號」這艘「大船」究竟有多大呢?

「藍鯨1號」是目前世界上最大、鑽井深度最深的海上鑽井平台。整個平台長117米,寬92.7米,甲板面積相當於足球場大小,高度118米,從船底到鑽井架頂端有37層樓高。該平台重達4.2萬噸,排水量7萬噸,這個排水量,比中國「遼寧號」航空母艦的滿載排水量還要大喲。

這樣一個大傢伙的造價達到7億美金,整個平台擁有27354台設備、40000多條管路、5000多個MCC報驗點,最大作業水深3658米、最大鑽井深度15240米、電纜拉放長度達120萬米,相當於從北京到上海的距離。

看到這些華麗的數據,你可能依然對「藍鯨1號」的能力持懷疑態度。俗話說,是騾子是馬,拉出來溜溜。就在「藍鯨1號」剛剛交付不久,就有一個重大的使命落在了它的肩上——前往中國珠海市東南320千米南海神狐海域的井位開採可燃冰。

(「藍鯨1號」從可燃冰礦中開採天然氣)

「藍鯨1號」首秀表現如何呢?

(二)兩套鑽井系統,效率提高30%

通常的鑽井平台都是一個鑽塔,一套鑽井系統,而「藍鯨1號」則擁有兩套鑽井系統。

(「藍鯨1號」的雙鑽塔)

在鑽井作業時,船舷兩側的頂驅會不斷將幾十米一根的管子提起、連接,然後再送進地下。過去的鑽井平台用一個頂驅鑽井,需要接一會兒,停下來,再鑽一會兒,鑽井越深,需要的管子就越長,頂驅接管時間也就越多,這樣走走停停的方式無疑降低了效率。而「藍鯨1號」則雙鑽塔同時工作,一邊打井、一邊接管,鑽井效率至少提高30%。

(三)防砂技術:讓黑黝黝的可燃冰變「白」

可燃冰理論上來說應該像冰一樣純潔美麗,但海底的可燃冰卻是這個樣子的:

(海底可燃冰)

之所以看起來黑黝黝的,是因為可燃冰混合在海底的泥沙中,這種類型的可燃冰資源量占全球可燃冰總量90%以上,開發難度極大。在日本2013年和2017年的可燃冰開採試驗中,都是因為海底的泥沙堵住鑽井通道而被迫停止開採。

「藍鯨1號」採用了「地層流體抽取」、「未成岩超細儲層防砂」、「天然氣水合物二次生成預防」等先進的防砂及岩屑回收技術,通過保證流體的抽取來實現穩定的降壓,實現海底水、沙、氣的有效分離,方法可靠,可持續有效發揮作用,保證產氣通道狀態良好。

(四)配置最高級別動力定位系統,颱風中穩如泰山

儘管「藍鯨1號」體型巨大,但在颱風影響下的大海中不過是一葉扁舟罷了。這次試采期間,「藍鯨1號」曾遭遇了12級以上的颱風,不過鑽井平台仍然牢牢釘在工作海域,可燃冰試采一秒也沒有停頓。

(「藍鯨1號」在颱風影響下持續工作)

之所以能夠在12級颱風中穩如泰山,多虧了其配備的「定船神針」——DP3動力定位系統(動力定位簡稱DP,共分為3級,其中DP3級是國際海事組織認定的最高動力定位級別)。

DP3根據傳感系統的測量信息,得到平台位置和艏向的估算值,並將該值與工作位置處的設定值進行比較,經過控制算法計算生成控制指令,並通過控制系統將動力分配到對應的推進器上,推進器產生推力以抵消颱風作用的影響。

相比於一般船隻的錨泊定位,動力定位系統自身提供動力,能更加機動靈活地適應深水操作環境,並有效應對極端氣候環境的影響。