隨著我國(guó)對(duì)石油需求的不斷增加，海上油氣田的規(guī)模也在逐步擴(kuò)大。水下開(kāi)采設(shè)備是如何接受控制的?開(kāi)采出的石油是如何輸送上來(lái)的?針對(duì)這些環(huán)節(jié)，相信不少人都有這樣的疑問(wèn)。位于高新區(qū)的青島迪瑪爾海洋工程有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)迪瑪爾)研發(fā)的用于海洋石油開(kāi)采的“臍帶纜”和“海上單點(diǎn)系泊系統(tǒng)核心設(shè)備”就解決了這些問(wèn)題，產(chǎn)品在打破了國(guó)外技術(shù)壟斷的同時(shí)，大大降低了我國(guó)海洋石油開(kāi)采成本。

水下開(kāi)采設(shè)備的“生命之帶”

“臍帶纜”聽(tīng)起來(lái)似乎很玄妙，但是說(shuō)到臍帶，大家就不那么陌生了。顧名思義，“臍帶纜”就是像嬰兒向母體汲取營(yíng)養(yǎng)的生命之帶一樣，是海底油氣勘采、海洋工程等領(lǐng)域的關(guān)鍵設(shè)備，主要為深海水下生產(chǎn)系統(tǒng)提供電力、氣液壓動(dòng)力、化學(xué)注入和數(shù)據(jù)傳輸通道。

迪瑪爾總裁張大剛介紹，每一個(gè)石油鉆井平臺(tái)像是一個(gè)有機(jī)體，主要控制系統(tǒng)在水面以上，而水下機(jī)械裝備具體執(zhí)行操作系統(tǒng)的指示。深海使用的電信號(hào)控制線、動(dòng)力線，油井需要的化學(xué)品線等由于自身直徑限制，不能承受海上波浪力，通常做法是將多根線放在一起制成水下臍帶纜，既可以傳輸信號(hào)、發(fā)送指令，又可以傳輸物質(zhì)、進(jìn)行補(bǔ)給的線纜，這根組合了多種功能的線纜集合體稱(chēng)之為 “臍帶纜”，它就像連接母體與嬰兒的臍帶一樣，保障著開(kāi)采設(shè)備的正常運(yùn)行。

自主研發(fā)臍帶纜打破壟斷

由于臍帶纜的設(shè)計(jì)要兼顧電、通信、液壓等功能，還要滿(mǎn)足復(fù)雜海況的動(dòng)態(tài)響應(yīng)要求，其材料強(qiáng)度、柔韌性、抗腐蝕和抗?jié)B透要求極高。張大剛介紹，長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)使用的“臍帶纜”全部依賴(lài)進(jìn)口。我國(guó)海洋油氣生產(chǎn)企業(yè)在海上油氣開(kāi)采過(guò)程中，一旦臍帶纜出現(xiàn)問(wèn)題要更換新的時(shí)，就需要向國(guó)外生產(chǎn)廠商訂制，國(guó)外生產(chǎn)廠商接到訂單后根據(jù)我國(guó)油氣企業(yè)所在不同水域環(huán)境專(zhuān)門(mén)著手設(shè)計(jì)和生產(chǎn)相應(yīng)的臍帶纜，這個(gè)過(guò)程周期很長(zhǎng)。在這個(gè)過(guò)程中，海洋油氣開(kāi)采不得不終止，這對(duì)于油氣開(kāi)采廠家來(lái)說(shuō)，將造成巨大的損失。

為了突破這些技術(shù)壁壘，迪瑪爾投入了大量的資金和人力，用了4年多時(shí)間進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)，終于完成了臍帶纜的設(shè)計(jì)研發(fā)，并獲得了4項(xiàng)發(fā)明專(zhuān)利和6項(xiàng)實(shí)用新型專(zhuān)利及3項(xiàng)軟件著作權(quán)。2017年，迪瑪爾聯(lián)合青島漢纜股份有限公司自主設(shè)計(jì)的動(dòng)態(tài)臍帶纜成功面世。不同于普通線纜，每一根臍帶纜都是根據(jù)不同水域環(huán)境專(zhuān)門(mén)訂制，不僅具備信號(hào)傳遞、物質(zhì)傳輸?shù)榷喾N功能，而且在性能上適應(yīng)水深、壓力、動(dòng)態(tài)疲勞等特殊環(huán)境。目前，迪瑪爾與漢纜股份聯(lián)合研發(fā)的臍帶纜可以承受水深3000米、壓力1萬(wàn)磅/平方英寸的環(huán)境，已經(jīng)打破了歐美國(guó)家在海洋工程裝備這一領(lǐng)域的壟斷，并與之相媲美，大大縮短了臍帶纜生產(chǎn)周期，為我國(guó)海洋油氣企業(yè)挽回巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

“浮動(dòng)碼頭”節(jié)省裝卸成本

在海上油氣田開(kāi)采出來(lái)的原油運(yùn)回陸地怎樣進(jìn)行裝卸?不少人對(duì)海上原油開(kāi)采過(guò)程心懷類(lèi)似的疑問(wèn)。張大剛告訴記者，以前海上原油開(kāi)采出來(lái)之后需要用油輪運(yùn)送到專(zhuān)門(mén)的固定碼頭進(jìn)行裝卸，既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力，尤其在淺水區(qū)域大型油輪無(wú)法進(jìn)港，需要使用小型過(guò)駁油輪進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)，周期長(zhǎng)，費(fèi)用也較高。迪瑪爾研發(fā)出的我國(guó)首套擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的 “懸鏈錨腿單點(diǎn)系泊系統(tǒng)(CALM)”就解決了這一難題。懸鏈錨腿單點(diǎn)系泊系統(tǒng)(CALM)是一種新型的遠(yuǎn)海原油輸送碼頭，它就像一個(gè)“浮動(dòng)式碼頭”，海上油輪不用�？看a頭就可進(jìn)行原油裝卸。

以前，我國(guó)不能自主研發(fā)和制造單點(diǎn)系泊系統(tǒng)，核心技術(shù)被國(guó)外公司所壟斷。迪瑪爾通過(guò)3年自主研發(fā)和設(shè)計(jì)，攻克了單點(diǎn)系泊系統(tǒng)核心設(shè)備旋轉(zhuǎn)接頭和單點(diǎn)浮筒的關(guān)鍵技術(shù)，取得了我國(guó)單點(diǎn)系統(tǒng)獨(dú)立的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，獲得了3項(xiàng)發(fā)明專(zhuān)利和4項(xiàng)實(shí)用新型專(zhuān)利，實(shí)現(xiàn)了單點(diǎn)系泊系統(tǒng)的國(guó)產(chǎn)化，改變了我國(guó)不能自主研發(fā)和制造單點(diǎn)系泊系統(tǒng)的局面。據(jù)了解，該系統(tǒng)全部建設(shè)投資和建設(shè)周期約為同樣等級(jí)固定碼頭的20%至30%，投產(chǎn)后每噸原油裝卸費(fèi)用可以減少30%至40%。

張大剛介紹，懸鏈錨腿單點(diǎn)系泊(CALM)系統(tǒng)原油裝、卸技術(shù)是國(guó)際上為適應(yīng)超級(jí)油輪遠(yuǎn)距離運(yùn)輸原油需要而發(fā)展起來(lái)的先進(jìn)物流技術(shù)。與傳統(tǒng)固定式原油碼頭相比，單點(diǎn)系統(tǒng)具有多方面的優(yōu)勢(shì):在技術(shù)上，單點(diǎn)系統(tǒng)將碼頭由岸邊移至海上，解決了世界上絕大部分港口航道較窄、較淺、規(guī)模較小，不能與大型油輪和超大型油輪發(fā)展相匹配的矛盾，尤其在不具備興建超大型深水碼頭條件的地區(qū)和海域，更具優(yōu)勢(shì)。此外，該系統(tǒng)還可作為進(jìn)出口原油的中轉(zhuǎn)終端，供大型或超大型油輪系泊和裝卸原油，能充分發(fā)揮大型油輪經(jīng)濟(jì)運(yùn)輸?shù)膬?yōu)越性。

立足全局帶動(dòng)平臺(tái)發(fā)展

目前，張大剛帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)先后參與了28個(gè)大型海項(xiàng)目的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建造和安裝，其中包括17個(gè)張力腿平臺(tái)、7個(gè)單筒式平臺(tái)和4個(gè)半潛式平臺(tái)。負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)和管理的中海油惠中26-1平臺(tái)大裂縫修復(fù)概念設(shè)計(jì)、番禺油區(qū)分布圖及臍帶纜布置、國(guó)家“863”臍帶纜研究、墨西哥灣深水HESS Stampede張力腿平臺(tái)等工程項(xiàng)目，多次獲得工程界的好評(píng)，創(chuàng)立了很多世界深海采油技術(shù)的第一。迪瑪爾已具備浮式平臺(tái)、立管與海底管線、水下生產(chǎn)系統(tǒng)等海洋工程全產(chǎn)業(yè)鏈的咨詢(xún)、設(shè)計(jì)、制造、安裝、測(cè)試服務(wù)能力。

“接下來(lái)將繼續(xù)完善臍帶纜性能，我們的理想是只用一根臍帶纜，就能完成過(guò)去幾根線纜共同完成的任務(wù)，同時(shí)也希望未來(lái)能在智能化臍帶纜上有新的突破，增加臍帶纜在不同的溫度、壓力、環(huán)境參數(shù)下的自我感知能力，并實(shí)時(shí)將這些參數(shù)傳遞給水上控制系統(tǒng)。 ”張大剛說(shuō)，未來(lái)他們公司將以海洋工程產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展布局為指導(dǎo)，做好與當(dāng)?shù)睾Ｑ蠊こ唐髽I(yè)的嫁接，逐步建立和落實(shí)多個(gè)合作關(guān)系，加快技術(shù)引進(jìn)，力爭(zhēng)大大縮短產(chǎn)品從研發(fā)到生產(chǎn)的周期，以此帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)平臺(tái)的發(fā)展。

目前，青島迪瑪爾海洋工程有限公司正致力于海上油氣田開(kāi)采中的重要裝備——FPSO(浮式生產(chǎn)儲(chǔ)油輪)平臺(tái)的開(kāi)發(fā)。今年上半年開(kāi)始，他們已與英國(guó)殼牌公司和美國(guó)福祿公司聯(lián)合開(kāi)發(fā)“企鵝”圓筒形FPSO，項(xiàng)目設(shè)計(jì)工作已在菲律賓馬尼拉完成，船體建造在中海油的海洋石油工程(青島)有限公司進(jìn)行，三方組成的聯(lián)合團(tuán)隊(duì)從FPSO設(shè)計(jì)和建造兩個(gè)方面開(kāi)展“企鵝”圓筒形FPSO建造工作，推動(dòng)了我國(guó)深水浮式生產(chǎn)裝備的產(chǎn)業(yè)升級(jí)，實(shí)現(xiàn)海工平臺(tái)的高端創(chuàng)造。目前各項(xiàng)工作進(jìn)展順利，預(yù)計(jì)整個(gè)項(xiàng)目將于2020年交付使用。

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