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“蓝鲸1号”:助力可燃冰试采的超深水钻井平台

2017-07-13 10:26:00    来源: 中国国土资源报    作者:秦如雷 黄芳飞

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大海上的“蓝鲸1号”平台  

2017年5月18日,我国海域天然气水合物试采宣布成功,这标志我国取得了天然气水合物勘查开发理论、技术、工程、装备的自主创新。本次试采中,“蓝鲸1号”深水钻井平台功不可没。

“蓝鲸1号”是什么?

“蓝鲸1号”钻井平台诞生于山东烟台,是由中集来福士海洋工程有限公司(以下简称“中集来福士”)自主设计建造的超深水半潜式钻井平台,是目前世界上最先进的钻井平台。

此次南海天然气水合物试采作业,是“蓝鲸1号”平台承担的首次钻采作业任务。试采工区在水深1200~1300米处,设计井深300~400米。对于这种程度的钻采作业而言, “蓝鲸1号”完全可以胜任。

那么,“蓝鲸1号”的优势在哪里?

一是体型大。“蓝鲸1号”平台排水量可达7万吨,与“辽宁”号航母满载排水量相当;长117米,宽92.7米,面积相当于一个标准足球场大小;高度达118米,相当于40层楼的高度。

二是性能强。“蓝鲸1号”平台最大作业水深可达3658米,最大钻井深度更是达到15240米,其中大钩钩载1250短吨,可变载荷1万吨。这是目前全球作业水深、钻井深度最深的半潜式钻井平台,适用于全球深海钻探作业。

三是效率高。“蓝鲸1号”装配了全球最先进的液压双钻塔和2个井口,两台钻机可在2个井口同时实现钻井、连接套管、下放防喷器等主副线作业,有效减少了钻井辅助时间,使深水钻井作业效率比传统的单井口作业平台提高30%。同时配备了全球领先的闭环动力系统,可比同类作业平台燃油消耗降低10%。

四是安全系数高。“蓝鲸1号”配备了主副两套15000psi压力级别的水下防喷器,每套防喷器配备三组剪切闸板,而剪切闸板是井喷控制的最后一道屏障。如此配置,大大提升了常规井下压力控制设备的能力,保证了试采作业安全。同时,该平台配备了世界上最先进的DP3动力定位系统,最精确的定位测量误差达到0.1米,通过8台全回转式6034马力的推进器实时定位,保证了作业期间平台在台风“苗柏”11级风力里保持“纹丝不动”。

与天然气水合物试采之约

中国地质调查局和中石油集团到国内运营深水钻井平台的企业进行了多次调研,最终“蓝鲸1号”凭借优越的装备性能、完全自主设计建造而入选为天然气水合物试采施工作业平台。

2016年8月,“蓝鲸1号”平台技术服务合同签订。此时,距天然气水合物试采预定开工时间不到7个月,而平台的建造进度刚刚达到90%左右。中集来福士将平台建造与水合物试采适应性改造同时进行,大大缩短了建造和改造工期,增加了平台调试时间,为平台的如期交付奠定了基础。

天然气水合物试采施工作业面临着新平台、新设备、新队伍和平台作业准备时间紧的几大挑战。试采指挥部高度重视,多次派技术人员驻厂调研、跟踪平台作业准备进度,参与工程总承包中国石油集团海洋工程有限公司与中集来福士“蓝鲸1号”平台项目推进会。试采指挥部在平台调试、海试测试、人员培训、第三方设备安装等关键阶段出谋划策,协调解决遇到的问题,共同推动平台于2017年2月13日如期交付。

台风中保障产气平稳

试采工程光荣而艰巨,工期极为紧张,挑战巨大。

3月6日,“蓝鲸1号”平台从烟台启航,自航奔赴南海工区。平台航行总行程约2263公里,共航行7.1天,平均航速达8.27节,动力功率仅占平台功率的70%左右,可见其动力能力强大,远超越同类的平台。

对南海海域来说,海上钻采作业最大挑战就是遇到台风。6月12日,“蓝鲸1号”平台正面迎来第一次台风——“苗柏”。试采现场指挥部与“蓝鲸1号”操船团队根据南海前期台风的特点,以及对当前平台动力系统和定位系统的能力评价,最终作出保持生产测试、原地抗击台风的决定,同时制定了详细的、可操作性强的应急解脱躲避台风的应急预案。

当日凌晨4点,“苗柏”转向风力突然由预测的9级加剧至11级,海况异常恶劣。但平台凭借强大的动力定位系统和经验丰富的操船队伍,保持在安全区域与暴风对抗,实测最大漂移距离不超过6.5米。在试采各参战单位的坚守下,南海天然气水合物试采的火焰在狂风暴雨中依旧燃烧。

7月9日,我国首次南海天然气水合物试采安全生产满60天后主动关井。此次试采,获得了持续产气时间最长、产气总量最大、气流稳定、环境安全等多项重大突破性成果,并创造了产气时长和总量的世界纪录,全面完成了试采预期目标。这也充分证实, “蓝鲸1号”平台凭借自身强大的功能,为我国首次海域天然气水合物试采工程的成功实施提供了坚实保障。

(作者系中国地质调查局水合物试采现场指挥部办公室工程组成员,《南海天然气水合物试采工程实施及关键技术》项目主要成员,主要从事钻井技术研究工作。)

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