◎本報記者 陳 曦

　　浮托安裝是利用海上潮汐的自然力和船舶精確調載相結合的方式進行安裝，類似於(yu) 舉(ju) 重運動員“挺舉(ju) ”。以恩平20-4平台安裝為(wei) 例，該方式可將平台運輸速度提高1倍，海上安裝作業(ye) 所需的氣候窗口可由48小時縮短為(wei) 24小時，作業(ye) 效率大大提高。

　　海上油田建設離不開鑽采平台，但鑽采平台的安裝並非易事，其單層甲板麵積相當於(yu) 多個(ge) 籃球場，重達上萬(wan) 噸。安裝這個(ge) 龐然大物就像在波濤洶湧的海麵上進行“倒車入庫”。

　　日前，在廣東(dong) 珠江口盆地水深近百米的海域，天津港保稅區企業(ye) 海洋石油工程股份有限公司(以下簡稱海油工程)運用我國自主創新設計的動力定位浮托技術，成功完成恩平20-4鑽采平台的建設，創造了國內(nei) 海上油氣平台動力定位浮托安裝重量的新紀錄，同時也填補了我國這項技術的空白，這對於(yu) 保障國家安全、建設海洋強國具有重要意義(yi) 。

　　動力定位浮托安裝如在海上“倒車入庫”

　　恩平20-4鑽采平台是中國海油恩平15-1油田群產(chan) 量最高的平台，由我國自主設計、建造及安裝，可實現鑽修井、智能采油、油氣水綜合處理以及伴生氣回收利用等多項功能。

　　平台由上部組塊和導管架兩(liang) 部分組成，其中導管架高度104米、重量近1.2萬(wan) 噸。

　　為(wei) 了讓導管架固定在百米深的海底，海油工程項目團隊將12根長度近145米、直徑2.4米的鋼樁打入120米深的海床之下，確保這個(ge) 合體(ti) 後總重超過2.7萬(wan) 噸的鋼鐵巨人能夠在超強台風下穩如泰山。

　　底座穩固了，但項目團隊迎來了更大的挑戰。

　　“通常來說，上部組塊會(hui) 采用海上浮吊的技術來進行安裝。但恩平20-4的上部組塊單層甲板實在太大了，麵積相當於(yu) 9個(ge) 籃球場，重達15463噸。” 海油工程恩平油田群開發工程總包項目經理盛向明介紹說，“這個(ge) 重量超過國內(nei) 海上浮吊的能力極限，因此我們(men) 選定采用動力浮托技術進行海上安裝。”

　　“浮托安裝是利用海上潮汐的自然力和船舶精確調載相結合的方式進行安裝，類似於(yu) 舉(ju) 重運動員‘挺舉(ju) ’。”盛向明解釋，以恩平20-4平台安裝為(wei) 例，該方式可將平台運輸速度提高1倍，海上安裝作業(ye) 所需的氣候窗口可由48小時縮短為(wei) 24小時，作業(ye) 效率大大提高。

　　方法有了，但是把如此龐然大物“挺舉(ju) ”上去難度不小。而且之前我國從(cong) 未自主實施過動力浮托技術工程，從(cong) 方案設計、計算分析到施工等都由外國公司負責。

　　“動力定位浮托安裝過程相當於(yu) 開著一輛長度超過220米、寬度40多米、裝載10000輛小汽車的超級卡車，在波濤洶湧的海麵上進行‘倒車入庫’，兩(liang) 側(ce) 間隙僅(jin) 為(wei) 10厘米，組塊插尖與(yu) 導管對接精度要求達到毫米級。”盛向明說，這對設計計算精準性、動力定位係統可靠性、操作人員技術水平等均提出極大挑戰。

　　自主創新技術確保安裝萬(wan) 無一失

　　為(wei) 了實現動力定位浮托安裝，項目團隊對該技術進行了攻關(guan) ，突破了大型平台動力定位浮托精確設計分析、三維仿真模擬、精準定位操作等多項關(guan) 鍵核心技術。

　　首先，精確數值分析是對浮托項目從(cong) 裝船開始就進行裝船、運輸、浮托過程的計算分析，根據計算結果進行安裝設計。

　　“早期數值分析都是請國外公司來完成的，收費高昂，而且不會(hui) 給我們(men) 提供原始數據。”海油工程浮托技術專(zhuan) 家秦立成說，由於(yu) 作業(ye) 過程的非平穩、力學特征的非線性、多體(ti) 係統強耦合等特點，多體(ti) 耦合時域分析技術是精準數值分析中的難點。

　　為(wei) 此，項目團隊的計算工程師依托工程項目進行技術攻關(guan) ，通過反複試算，結合試驗，一點點推敲出關(guan) 鍵數據。特別是項目剛剛開始的時候，計算工程師為(wei) 了確定核心參數，經常通宵計算和進行數據比對。最終項目團隊開發了動力定位靜力評估和時域分析軟件，並且在項目中成功應用。

　　有了設計方案，為(wei) 了確保萬(wan) 無一失，還需要三維仿真模擬讓施工人員提前按照施工方案來演練，提前發現問題和風險，在項目上規避這些問題。

　　最終團隊開發了動力定位浮托模擬係統，解決(jue) 了動力定位算法、水動力算法、多體(ti) 耦合算法，為(wei) 三維仿真模擬提供了技術支持。

　　有了“線上”模擬演練，還需“線下”實操檢驗。對此，項目團隊組織了多次技術方案交底及作業(ye) 風險分析，持續細化施工計劃，開展浮托過程仿真模擬和水池實驗，提前對錨係布設、進船、對齊、載荷轉移等工序進行預演，並針對錨纜失效進行應急演練。

　　為(wei) 了確保“倒車入庫”能夠準確進入規定的位置，還需“精準定位操作”。施工之前，項目團隊大量開展虛擬模型培訓，並在施工海域對關(guan) 鍵操作進行現場預演，持續提高動力定位操作水平。

　　“船舶設置‘一用一備’兩(liang) 套獨立的定位係統，為(wei) 浮托提供穩定、精確的‘倒車防撞雷達’，且專(zhuan) 門設計新型護舷係統和樁腿耦合緩衝(chong) 裝置，以防碰撞造成損壞，確保施工過程萬(wan) 無一失。”秦立成說。

　　無懼海上風浪精準完成平台對接

　　盡管已經做了萬(wan) 全的準備，但在大自然麵前人類還是顯得如此渺小。

　　恩平20-4平台進行浮托前夕，施工海域下起大雨，晚上風力達到六級，最大浪高4米，現場施工作業(ye) 一度麵臨(lin) 取消。

　　為(wei) 了確保精準“入庫”，主作業(ye) 船距離槽口30米之後，需要由“自動擋”調整為(wei) “手動擋”。由經驗豐(feng) 富的動力定位操作師精準控製船舶進行“倒車”，每5米就要停船一次進行校準，到達10米以內(nei) 時，每1米就要停船校準一次。

　　完成“倒車入庫”還僅(jin) 僅(jin) 是施工作業(ye) 的第一步，作業(ye) 船進入導管架槽口後，上部組塊的8個(ge) 插尖要對齊導管架的8個(ge) 對接裝置，高度誤差不超過5個(ge) 指甲厚度，中心水平偏差不超過3個(ge) 玉米粒總長，難度堪比宇宙飛船和空間站對接。“相比空間站在幾乎不受外力影響情況下進行對接，海上浮托還要克服海上風、浪、湧等一係列不利因素。”本次動力定位浮托主作業(ye) 船海洋石油278船船長劉雪峰說。

　　施工過程中，項目團隊對風浪及船舶運動進行實時監測，搶抓時間窗口，精準操控，僅(jin) 用7小時就高效完成施工作業(ye) ，最大水平高度誤差僅(jin) 5毫米，精度控製達到國際先進水平，為(wei) 後續項目投產(chan) 節省寶貴時間。

　　海油工程安裝分公司副總經理賀辰表示，在本次作業(ye) 中，我國首次使用自有船舶、自有人員獨立自主完成全流程關(guan) 鍵作業(ye) ，成功掌握大型平台動力定位浮托方案編製、設計計算、仿真模擬、動力定位係統操作、海上安裝和監測等成套核心技術，填補了我國動力定位浮托自主設計安裝技術空白。

　　目前，海油工程建成了以亞(ya) 洲最大浮托駁船“海洋石油229”、5萬(wan) 噸級動力定位半潛工程船“海洋石油278”等為(wei) 代表的係列關(guan) 鍵裝備，攻克浮托安裝多體(ti) 耦合控製算法、數值模擬軟件開發、關(guan) 鍵數據精準預報等多項技術難題，實現了浮托樁腿耦合緩衝(chong) 器等核心部件的國產(chan) 化，實現了高位浮托、低位浮托、動力定位浮托等全天候、全序列、全海域主流浮托施工關(guan) 鍵技術的自主化，掌握的浮托技術種類、作業(ye) 難度和技術複雜性等位居世界前列，並進行了浮托前沿技術的研究開發，具備了在全球惡劣海況海域進行浮托作業(ye) 的能力。