1800米水深处矗立的“定海神针”

文/徐东升 中国石油大学（北京）

能源安全，举足轻重。二十大报告中的“加大油气资源勘探开发和增储上产力度”，将确保能源资源安全上升到“增强维护国家安全能力”的高度，作为“加强重点领域安全能力建设”的重要内容。

我国拥有473万平方公里的海域，万里海疆深埋能源宝藏，其中油气资源超过400亿吨。2018年，我加入中国石油大学（北京）杨进教授领衔的海洋工程团队，进行海洋油气钻井、海洋油气装备、海洋油气安全等方面研究，实现自己骑鲸蹈海、挺进深蓝梦想。2020年，在国家科学技术奖励大会上，我们团队的“海洋深水浅层钻井关键技术及应用”项目荣获国家技术发明二等奖，该项技术在我国全部自主的深水钻探中起了重要作用。

深水钻井面临高风险、高技术、高投入的特点，工程实践表明：水深大于500米的钻井事故60%缘于海底以下几百米的浅部松软地层。深水表层导管是深水钻井的“咽喉要道”，主要依靠土体对导管的侧向摩擦力提供承载，导管既要承接几百吨的防喷器又要悬挂上百吨的套管串，如何在深海表层软泥地里精准、安全地“踩好高跷”是世界级难题。

我们团队提出了耐压型、定时膨胀、高承载的深海表层导管，但是常规的表层导管模型不能完全照搬到膨胀导管的承载力计算中。我分别从理论推导、数值模拟和模拟实验出发，寻找膨胀导管在不同类型上、不同水深（深海水压）、不同静置时间、振动载荷等影响因素的承载规律。通过上千组的数值模拟研究和几百组带压实验的反复测试，发现了膨胀导管安装阶段实时承载力与时间呈对数关系，井口建立后与振动载荷呈线性关系的规律，与膨胀导管的新型实时承载力模型相互印证。

受团队指派与委托，我带着全新的理论模型和膨胀导管装备，前往在南海作业的蓝鲸1号钻井平台，对膨胀导管安装提供指导与帮助。湛蓝的海水、蔚蓝的天空、超低的气压，微波粼粼的海面像一面镜子，这是台风“白鹿”抵达前的场景，此时的足球场大的蓝鲸1号平台稳稳地矗立在海面。一天凌晨，突然接到要避台风的通知，我顾不上疲惫与困倦，穿上工服和工靴就直奔平台甲板，赶紧给膨胀导管穿上“雨衣”，避免导管提前膨胀影响安装作业。闷热的夏天、不透气的工装，一出生活楼，我就汗流浃背，而蓝鲸号平台也拖着它4万多吨的重量在大海上“狂奔”避风。那一刻，我充分体会到课本上浮体“六自由度”（升沉、摇晃、垂荡）的变化是什么样的感觉。

台风过后，平台返航水深超过了1800米的目标海域。该区域土质十分松软、承载力低，对表层导管的安装提出极大的挑战。火辣的太阳炙烤着平台甲板，我的汗水滴落在含有油渍的钻台，9根导管历经几小时连接成了93米的“金箍棒”。而此刻又传来了不好的消息，新台风“杨柳”改变了行进方向，预计还剩30多小时就要影响作业。继续作业就意味着短时间内必须成功，而马上避台不仅意味着至少损失3至5天的作业工期，还会白白浪费上百万的作业日费，平台总监与公司指挥部简短有效沟通与规划后，决定进行浅层钻井作业。

整个平台作业人员团结一致，拧成一股绳，大家有序、认真地加紧了工作的步伐，我认真记录着膨胀导管的入水时间，观察水下机器人传回来平台的膨胀导管画面，计算着膨胀导管在不同安装时间下的承载力。

晚上11点半，膨胀导管携带着钻头抵达了1800米深的海底，钻头旋转的机械破土和水力射流，为膨胀导管钻出一条通道，此刻我的心也随着逐渐消失在海底土中的膨胀导管而紧张着。“上体下放”“提高排量”“加大钻压”……在总监精准的指挥下，膨胀导管在凌晨3点20分成功安装到1800米深的南海海底，此时距离膨胀导管的顺利安装已经成功了一半，接下来是等待钻头破坏的土体逐渐恢复，“抱住”膨胀导管。通过我的计算，大约5小时的等待，可以满足膨胀导管的承载需要，上午9点，随着上提膨胀导管钻柱逐渐旋转、解脱，“定海神针”在1800米水深的中国南海稳稳矗立，赶在台风“杨柳”对作业造成影响前成功完成了作业。

从深水到超深水，从近海到远海，我以创新科技强国为己任。