隨著我國對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。水下開采設(shè)備是如何接受控制的?開采出的石油是如何輸送上來的?針對這些環(huán)節(jié)，相信不少人都有這樣的疑問。位于高新區(qū)的青島迪瑪爾海洋工程有限公司(以下簡稱迪瑪爾)研發(fā)的用于海洋石油開采的“臍帶纜”和“海上單點(diǎn)系泊系統(tǒng)核心設(shè)備”就解決了這些問題，產(chǎn)品在打破了國外技術(shù)壟斷的同時，大大降低了我國海洋石油開采成本。

水下開采設(shè)備的“生命之帶”

“臍帶纜”聽起來似乎很玄妙，但是說到臍帶，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，每一個石油鉆井平臺像是一個有機(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。深海使用的電信號控制線、動力線，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、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之為 “臍帶纜”，它就像連接母體與嬰兒的臍帶一樣，保障著開采設(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，還要滿足復(fù)雜海況的動態(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，長期以來，我國使用的“臍帶纜”全部依賴進(jìn)口。我國海洋油氣生產(chǎn)企業(yè)在海上油氣開采過程中，一旦臍帶纜出現(xiàn)問題要更換新的時，就需要向國外生產(chǎn)廠商訂制，國外生產(chǎn)廠商接到訂單后根據(jù)我國油氣企業(yè)所在不同水域環(huán)境專門著手設(shè)計(jì)和生產(chǎn)相應(yīng)的臍帶纜，這個過程周期很長。在這個過程中，海洋油氣開采不得不終止，這對于油氣開采廠家來說，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)明專利和6項(xiàng)實(shí)用新型專利及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)境專門訂制，不僅具備信號傳遞、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1萬磅/平方英寸的環(huán)境，已經(jīng)打破了歐美國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，為我國海洋油氣企業(yè)挽回巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

“浮動碼頭”節(jié)省裝卸成本

在海上油氣田開采出來的原油運(yùn)回陸地怎樣進(jìn)行裝卸?不少人對海上原油開采過程心懷類似的疑問。張大剛告訴記者，以前海上原油開采出來之后需要用油輪運(yùn)送到專門的固定碼頭進(jìn)行裝卸，既費(fèi)時又費(fèi)力，尤其在淺水區(qū)域大型油輪無法進(jìn)港，需要使用小型過駁油輪進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)，周期長，費(fèi)用也較高。迪瑪爾研發(fā)出的我國首套擁有自主知識產(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“浮動式碼頭”，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)被國外公司所壟斷。迪瑪爾通過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)，取得了我國單點(diǎn)系統(tǒng)獨(dú)立的知識產(chǎn)權(quán)，獲得了3項(xiàng)發(fā)明專利和4項(xiàng)實(shí)用新型專利，實(shí)現(xiàn)了單點(diǎn)系泊系統(tǒng)的國產(chǎn)化，改變了我國不能自主研發(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)是國際上為適應(yīng)超級油輪遠(yuǎn)距離運(yùn)輸原油需要而發(fā)展起來的先進(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: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。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。

立足全局帶動平臺發(fā)展

目前，張大剛帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)先后參與了28個大型海項(xiàng)目的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建造和安裝，其中包括17個張力腿平臺、7個單筒式平臺和4個半潛式平臺。負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)和管理的中海油惠中26-1平臺大裂縫修復(fù)概念設(shè)計(jì)、番禺油區(qū)分布圖及臍帶纜布置、國家“863”臍帶纜研究、墨西哥灣深水HESS Stampede張力腿平臺等工程項(xiàng)目，多次獲得工程界的好評，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、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、設(shè)計(jì)、制造、安裝、測試服務(wù)能力。

“接下來將繼續(xù)完善臍帶纜性能，我們的理想是只用一根臍帶纜，就能完成過去幾根線纜共同完成的任務(wù)，同時也希望未來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)時將這些參數(shù)傳遞給水上控制系統(tǒng)。 ”張大剛說，未來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)多個合作關(guān)系，加快技術(shù)引進(jìn)，力爭大大縮短產(chǎn)品從研發(fā)到生產(chǎn)的周期，以此帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)平臺的發(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采中的重要裝備——FPSO(浮式生產(chǎn)儲油輪)平臺的開發(fā)。今年上半年開始，他們已與英國殼牌公司和美國福祿公司聯(lián)合開發(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)和建造兩個方面開展“企鵝”圓筒形FPSO建造工作，推動了我國深水浮式生產(chǎn)裝備的產(chǎn)業(yè)升級，實(shí)現(xiàn)海工平臺的高端創(chuàng)造。目前各項(xiàng)工作進(jìn)展順利，預(yù)計(jì)整個項(xiàng)目將于2020年交付使用。

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