全球首创!中海油又掌握一项海洋油气核心关键技术!

全球首创!中海油又掌握一项海洋油气核心关键技术!国设计的创新基因

“关键核心技术是要不来、买不来、讨不来的。”作为科研工作者,“深海一号”大气田的设计者们深知这个道理。学习、模仿、跟跑,长期以来,海油人始终保持着谦卑的“学生”心态,以全面掌握关键技术为目标,一面逐步缩小与国际顶尖之间的差距,一面探索建立自主技术体系。中国深水油气开发缓慢起步,数十年厚积只待薄发之时。大合龙、立柱储油、30年不进坞……“深海一号”大气田的横空出世凝结了一代又一代中国深水探路人的智慧,中国设计在世界舞台上再一次华丽亮相。

全球首创!中海油又掌握一项海洋油气核心关键技术!

如何让大胆设想变成现实?

创新的阻力绝非仅仅源于技术本身。客观、理性、敢想敢干,“深海一号”大气田设计团队似乎天生具备创新者的潜质。是宽容的环境、良好的验证机制、持续的成长氛围真正孕育了创新。

气田的开发难度显著高于同等条件的油田,决定走自主创新之路的项目组成员迎面撞上了“深海一号”大气田出的难题:既有气又有油,气多油少,如何给气和油分别找到去处?

“如果有一个平台既能满足气田的生产需求,又能暂时储存少量原油,那该多好!”浮体工程师李达望着眼前的图纸出了神。第一轮研究过后,大家对国外数百个深水项目的开发模式已了然于胸,然而“深海一号”大气田还是未能找到出路。

“给生产平台加一个储油功能不就行了!”这个想法在李达的脑海中一闪而过。

浮式储油的设想和项目总经理朱海山的想法不谋而合,他看着眼前这个刚刚三十出头的年轻人,就好像看到了年轻时的自己。“这个想法世界上没人做过,但咱们可以试试!”这个大胆创想成了解开“深海一号”大气田开发难题的钥匙。

要安全可靠又要省钱高效,前期研究团队兵分多路,对十几个专题展开研究。然而对于第一次自主设计深水项目的研究人员来说,比项目本身更难的是对自我的怀疑。

为了卸下大家的心理包袱,朱海山采用了一种全新的模式——双负责人制、背靠背研究。在这条中国科研人员从未走过的路上,项目组成员结伴而行,似乎摸到了前进的方向。

2015年5月7日,“深海一号”大气田开发大思路研讨会召开。团队抛出了大家半年来的研究结论——水下生产系统回接深水浮式储油平台。这个“离经叛道”的构想就像一颗埋藏已久的炸弹,瞬间点燃了会场内的各种情绪。

“为什么不用现有的模式?”

“全世界都没干过,你们有什么把握能做出来?”

质疑声铺天盖地,为了给大家打气,项目常务副经理魏澈和朱海山想了一个办法,邀请国外深水专家来交流探讨,深水前辈的“质疑”才真正有含金量。

“如果你肚子里没货,人家根本不会理你。”项目副经理李清平对此感触颇深,“以前我们研究做得不够深入,邀请来的‘专家’大多是产品推销员。”为了获得最有针对性的建议,每一份邀请函都量身订制,除了解释清楚“深海一号”大气田的方案构想,每一场技术交流都根据受邀公司和专家的技术特点确定详细的讨论主题。反复斟酌后,第一批邀请函正式发出,小心谨慎的架势不亚于投出去一份标书。

接下来的进展超乎所有人的意料,国外公司和技术专家均表达了积极参与的意愿,专题交流的深度让中外双方都颇感惊讶。在一年多的时间里,大大小小的交流进行了上百场,朱海山团队的方案获得了全球深水油气专家的指点和认可。

功夫不负有心人,2016年9月,项目组得到了可研审查通过的消息。

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如何将海外经验融入创新?

创新绝非一意孤行。中国海油从对外合作起步,在国际化发展中逐步壮大,从艰苦创业到迈向国际一流,对技术创新一直怀有纯粹的敬畏之心。引进、消化、吸收、再创新,设计人员站在巨人的肩膀上,不断积累,扎实推进。

可研通过的喜悦没有冲昏大家的头脑,毕竟是第一次独立做深水气田的设计,保险起见,接下来具体的设计任务由研究总院和SBM公司联合开展。2017年6月,研究总院分批派出技术团队前往休斯敦。

当时缺乏经验的队伍在深水方面仍然只能算是入门者,为了尽快弥补团队在深水经验和技术上的不足,李达给技术攻关难度最大的船体组做了一项“硬核”规定:每天工作不少于12小时,一周6天。

其实用不着规定,年轻的工程师们早就自动开启了“拼命模式”,像海绵吸水一样汲取知识。加上要和国内“联合作战”,为了不因为时差“贻误战机”,白天高强度的工作过后,项目组成员半夜还会再爬起来处理邮件,实际工作时间往往达到十六七个小时。

天将降大任于斯人,必先苦其心志,劳其筋骨。2017年8月,800年一遇的“哈维”飓风卷着连绵不绝的大雨造访休斯敦。项目组租住的公寓很快被淹没了一层楼。紧急撤离时,连换洗衣物都没来得及带,煮好的鸡蛋和烧好的肉等关键“救灾物资”也被忘在了冰箱,但没有一个人忘记把工作用的电脑和资料装进背包。

“落难”的项目组成员被好心的当地华人收留。条件有限,七八个人只能挤在一个房间打地铺。但即便在最落魄的时候,他们也不愿放松工作。

谈起那段日子时,总图工程师刘飞深有感触。那段时间对项目组来说,除了生活窘迫、流离失所带来的不安全感,工作上的压力不减反增。

SBM公司做A版总图布置时,刘飞越看越不对劲:外方工程师按照以往的习惯,将整体布置做得过于松散,设备选型也未加控制,上部组块面积比预定增加了2000多平方米,重量也超出了上限。半潜式平台对重量极为敏感,超重将影响整个平台的安全,刘飞坐不住了。

“重量必须减。”整个项目组行动起来,为了给平台“减肥”煞费苦心,展示可研设计成果说服外方减少预留重量、简化工艺流程、生活楼优化布置……最终,2000多平方米的面积增幅在项目组成员的把控下,降到200平方米增幅,重量也恢复至可控范围。

时光飞逝,转眼半年时间过去,基本设计来到了最终审查阶段。2018年1月8日,魏澈神采奕奕地出现在与会者面前,清晰地对设计工作进行了汇报。在场人员积极的反馈让她一直提着的一口气松了下来。至此,“深海一号”大气田的基本设计工作完成,“万里长征”迈出了第一步。

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如何让“纸上蓝图”落到“地面”?

创新绝非闭门造车。“深海一号”的设计者坚持设计灵感来源一线,设计力量扎根一线,用接地气的创新让“深海一号”大气田从“纸上”落实到“地面”。

蓝图已经绘制完毕,下一步就是施工图了,这一步在业内被称作“详细设计”。海油工程公司接下了“深海一号”详细设计的接力棒。工程师们起早贪黑地做设计,连负责接送的司机都吃不消了。设计中心总经理王会峰第一次去考察烟台设计团队时,一路和司机有说有笑,时隔一个月再次见到这位司机,只见他顶着两个黑眼圈,整个人没精打采,一句话也没说。一问才知道,设计团队天天干到晚上10点、11点,不关门都不走。

前有设计蓝图需要细化,后有工程项目等待施工,设计团队恨不得一天掰成两天用。可越是时间紧迫,意想不到的问题越在此时降临。

2018年末,外国专家对平台设计进行了审查,提出了几点改进意见,其中难度最高的就是立管移位。

看似只是简单地将立管换一个位置,其实整个平台的压载、总体性能和立管的疲劳寿命等方面都会受到影响,原本做好的设计需要进行几乎颠覆性的调整。2019年的春节,项目组没有一个人过好,本应空无一人的办公室里,讨论声、电话声、敲击键盘声不绝于耳,处处弥漫着紧张的气氛。

在山东青岛建造场地,根据倒排工期,“深海一号”半潜平台船体建造必须启动。设计还未完成怎么办?只能采用“多边”策略——边设计、边采办、边建造,即先出一部分设计图纸交给建造现场,设计团队同时完善后续的设计工作。

“建造与设计并行的方式在常规项目中并不少见,因为浅水的设备大家太熟悉了,只要预留大致的空间和位置,设备来了总能装上。”但是深水设计具有迭代性,设备的厂家没定、型号没定,设计工作也很难往下推进。设计中心副总经理蔡元浪说:“深水气田设计工作的整体性太强了,任何看似不起眼的改动都可能从根本上影响整个系统的可靠性,因此改动后必须从头进行计算和论证。”

为此,详细设计团队探索出了“两头抓”的设计策略:一头抓设计前。先把潜在供货厂家的设备调研一遍,在设计中尽可能满足市面上相应设备的要求。另一头抓设计后。设备采办时按预留参数对厂家进行约束,若不符合要求则进行修改。这种策略最大限度地减少了设计工作的修改迭代次数,抢出工期的同时保证了设计的可靠性。

随着设备陆续到位,2019年七八月份,建造现场的产能也逐步完全投入,从蓝图到现实的蜕变开始全速推进。

作为中国海油第一个自主设计的深水气田,“深海一号”大气田的设计建造存在太多首创和首次应用,不止是设计人员需要克服一个又一个前所未有的难题,后续建造、安装,调试等每个环节都充满挑战。

“现场遇到问题,设计人员必须立刻支持!”详细设计技术总负责人尹汉军对设计人员提出了“史上最严”的要求:大面积开工后现场技术支持人员不得少于70人;设计人员在现场发挥技术支持、计划管理、材料管理等多种角色,必要时直接担任相应岗位;管理人员每周至少全场巡查两次,专业人员则要每天拿出一半以上的时间泡在现场。在他们的悉心陪伴下,“深海一号”大气田就像一棵幼苗,朝着阳光“野蛮”生长。

如今,“深海一号”大气田已鼎立南海,回顾它孕育诞生的全过程,每一位参与设计的人都感慨万分。作为深水油气开发领域的“新学生”,他们敢创新、敢冒头,有扎得深入的毅力,更有看得长远的视野。

对于未来,朱海山们保持着谨慎的乐观,“深水先锋”一路走来的经验如何转化为中国深水油气开发实实在在的力量,下一个深水项目如何才能走得更稳更从容,反思和总结正在紧锣密鼓地展开……

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