【行業動態】中國造出最先進海上鉆井平臺 誰為這座“深海巨擘”裝上了“永動”的“心臟”?
      2017年2月13日,全球最先進的超深水雙鉆塔半潛式鉆井平臺“藍鯨1號”(BLUEWHALE I) 在山東煙臺正式交付,這是中國船廠在海洋工程超深水領域的首個“交鑰匙”工程。
 

 
       “藍鯨1號”長117米,寬92.7米,重達4.2萬噸,最大作業水深3658米,最大鉆井深度1.52萬米,是目前全球作業水深最深、鉆井深度最深的半潛式鉆井平臺,可作業于全球大部分海域,具備應對12級颶風的抗風險能力。
 
       這座“深海巨擘”由煙臺中集來福士海洋工程有限公司(下稱中集來福士)全面建造,建成后正式交付于中國石油集團海洋工程有限公司(下稱中石油海工),后者將進行海洋能源勘探。
 
       作為中國第二座自主設計、建造的超深水半潛式鉆井平臺,“藍鯨1號”的交付不僅刷新了國內半潛式鉆井平臺作業井深的最高紀錄,也刷新了世界海洋石油勘探作業水深及鉆井深度的紀錄。
 
適用不同海洋深度的鉆井平臺
 
       按海洋石油工業的劃分,水深不足500米的油氣資源被稱為淺海油氣,超過500米的被稱為深水油氣,超過1500米的被稱為超深水油氣。
 
       “在未來全球油氣開發中,增量主要來自深水,特別是水深逾3000米的超深水海域。打開這個領域的前提在于具有配套的開發裝備,而超深水鉆井平臺則是其中關鍵所在。” 中集來福士助理總裁閆永軍說。
 
       除了變幻莫測、惡劣的海況外,深海海底地形的錯綜復雜也增加了勘探過程的難度。為了應對這一挑戰,半潛式鉆井平臺應運而生。相對于傳統的固定式平臺和自升式平臺,它具備靈活移動、作業水深大、作業效率高、甲板可變載荷大等優勢。
 
       自1961年誕生以來,半潛式平臺的更新換代飛速進行,逐步朝著水深更深、作業能力更強、自動化程度更高,抗打擊能力更大的方向發展。
 
“藍鯨1號”的誕生意味著中國在海洋工程領域完成了從“制造大國”向“制造強國”的身份轉變
 
       海洋工程裝備素有“流動的國土”之稱,是發展海洋石油工業的戰略利器,而半潛式鉆井平臺則被譽為海工裝備產業 “皇冠上的明珠”。“藍鯨1號”的誕生,不僅標志著中國半潛式平臺建造能力的顯著提升,也是中國進軍超深水裝備領域的重要里程碑,更意味著中國在海洋工程領域完成了從“制造大國”向“制造強國”的身份轉變。
 
       與傳統的鉆井平臺相比,雙鉆塔系統可同時進行“打井”和“接管”,至少提高了30%的鉆井效率
 
       除了“大”和“深”,“藍鯨1號”所配置的高效的液壓雙鉆塔也十分亮眼。通常來說,傳統的鉆井平臺一般配置一套鉆井系統,只用一個頂驅鉆井,“打井”和“接管”需要交替進行,鉆井越深,需要的管子就越長,頂驅接管時間也就越長。與之相比,雙鉆塔系統可同時進行“打井”和“接管”,至少提高了30%的鉆井效率。
 
       但值得注意的是,“大”和“深”,遠不是“藍鯨1號”鉆井平臺的真正價值所在,安全、穩定、節能高效才是其最應受到關注的地方。
 
海上鉆井平臺事故
 
       海洋油氣鉆井面臨的最主要問題是其特定工作對象和環境所帶來的安全隱患,有時候一次時間稍長的電力中斷就能帶來后果慘重的巨大災難。
 
       超深水海域蘊藏的油氣資源固然十分豐富,但勘探技術難度和投入成本也隨著水深的增加而呈幾何倍數上升。
 
“藍鯨1號”所面臨的安全隱患和風險自然要遠高出普通的鉆井平臺
 
       作業水深的提升和平臺噸位的增加必然增加鉆井平臺的運行難度,而“藍鯨1號”所面臨的安全隱患和風險自然要遠高出普通的鉆井平臺。
 
       因此,中國制造的“藍鯨1號”匯集了來自全球各地的先進技術與設備,約有上百家供應商為其提供解決方案,其中就包括全球電子電氣工程領域的領先企業西門子,這家擁有170年歷史的德國電氣設備巨頭為“藍鯨1號”裝上了一顆“永動”的“心臟”——西門子動力包系統。
 
自2005年以來,西門子已為中集來福士的6座半潛式平臺提供動力包系統
 
       “和西門子打交道已經很長時間了,每個系列船型都和西門子有合作,“藍鯨1號”在深水鉆井平臺方面是最高端的技術設計,體現了劃時代的意義。”中集來福士助理總裁閆永軍說道。
 
       自2005年以來,西門子已為中集來福士的6座半潛式平臺提供動力包系統,它們正分別在中國南海、挪威北海和巴西海域上作業。
 
       電力供應永不間斷 應急備用快速響應
 
西門子DP3閉環動力解決方案
 
       為這個重達約4.2萬噸的“深海巨擘”供應大量電力的“心臟”,需要具備足夠強大的“永動”能力。西門子動力包涵蓋從變壓器到配電板、變頻器和推進電機等設備的“一站式”解決方案,為整座平臺提供不間斷的動力,確保穩定、可靠、高效的運行。
 
       在動力包系統中,變壓器將發電機產生的電力轉化至可供驅動系統和日常生活使用的電壓。NXPlus C中壓配電板和SIVACON 8PT低壓配電板則有效地把電力分配和傳輸到各個關鍵設備。8臺GM150推進變頻器和8臺H-compact PLUS推進電機相互協同,源源不斷地為360度全回轉推進器提供動力,BlueDrive鉆井變頻器則對鉆井電機的轉速轉矩進行靈活調節。
 
       此外,當發電機突然出現故障,DP3閉環動力解決方案會將備用發動機的啟動時間從幾分鐘縮短到幾十秒,避免動力定位系統因失去電力供應而導致平臺發生較大位移,輸油管發生斷裂引發安全事故。
 
       精確平衡定位 
 
傳統錨泊系統VS動力定位系統
 
       傳統的錨泊系統定位并不適用于“藍鯨1號”。如果使用傳統的錨泊系統定位,“整個錨鏈覆蓋面積會接近北京六環內區域,實際操作存在很大困難,并不經濟可行。
 
       “藍鯨1號 ” 能夠借助衛星定位和高精度聲吶準確地找到井口位置,而不需要錨泊來固定位置。
 
       不同于傳統的錨泊系統,動力定位系統基于采集到的推進器當前轉速、方向,以及風、浪、流等環境參數,該系統在進行精密計算和分析后即時控制8個推進器的轉速和方向,抵消風、浪、流對船體的作用力,保持船體偏移在1米內,達到精確平衡定位的目的。
 
DP3閉環動力解決方案可以節省50%的發動機維護成本
 
       除了安全性和穩定性,DP3閉環動力解決方案也為“藍鯨1號”實現了節能高效。 
 
       一般說來,DP3閉環動力解決方案可以節省50%的發動機維護成本。更為重要的是,該解決方案為平臺的節能和安全性提供了保障,可以在不啟動機艙設備的情況下進行維護工作,節約能耗超過11%,同時降低二氧化碳排放高達20%、降低氮氧化物排放高達35%。
 
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(來源:界面新聞)

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