深海“双勇士”成长进行时

2024年9月19日，我国首个深水油田二次开发项目——中国海油流花11-1/4-1油田二次开发项目暨“海葵一号”与“海基二号”正式投产。随着投产指令的发出，亚洲第一深水导管架平台“海基二号”缓缓开启300多米深的水下采油。原油通过水下管道汇入生产处理系统，经“海基二号”预处理后，输往2.5千米外的亚洲首艘圆筒型浮式生产储卸油装置“海葵一号”。

“海葵一号”与“海基二号”这两座“大国重器”的诞生，标志着我国在深海油气开发领域迈出了坚实的一步。让我们揭开它们的神秘面纱，探寻它们的成长旅程。

近年来，我国大部分新发现的大型油气田位于深海。在这古老而又神秘的海域，流花油田以其丰富的油气资源和极端的气候条件闻名遐迩。然而，要想在这片“深蓝”中开采油气资源，绝非易事。传统的开发模式在这里显得力不从心，于是，一场关于创新的挑战悄然拉开序幕。

“超级能源碗”的诞生

圆筒型FPSO（浮式生产储卸油装置），这个听起来就充满科技感的名词，是“海葵一号 ”的真身。面对复杂多变的海况，中海油研究总院（以下简称研究总院）设计团队深知照搬以往国外的经验是行不通的，必须自主研发出最适合的圆筒型FPSO。他们吸取了国外同类产品研发过程中的经验教训，结合“深海一号”的成功案例，创造性地设计出了“海葵一号 ”。

“海葵一号”直径达到了惊人的72米，满载时可携带6万吨原油，相当于一个“超级能源碗”，但也容易因“身形笨重”而产生剧烈纵摇。为此，设计团队精心调整其尺寸和参数，确保上部设施和柔性立管的安全运行。

同时，为了解决圆筒型结构运动阻尼小、幅度大的问题，设计人员创新地将阻尼板设计成类似海葵花边的裙边形状，利用涡旋脱落和流动分离的原理，成功提升了抑制平台上下运动的能力。

“海葵一号”吃水小，尺度和受载面积大，使得其受到的环境载荷远超同类船型。为了“拴住”这个庞然大物，设计团队决定采用更“软”的系泊材质——聚酯缆材料。这种材料在受力时可产生弹性变形，形成“以柔克刚”的效果，成功将系泊缆数量由21根减少至12根，不仅节约了成本，还提高了安全性。此外，研究总院还联合国内厂家成功研发出国产聚酯缆，实现了中国深水系泊缆绳规模化应用的突破。

深海基座的构筑

如果说“海葵一号”是深海中的石油加工厂，那么“海基二号”则是支撑这一切的坚实基座。作为亚洲首例“深水导管架平台”，“海基二号”的设计与建造过程同样充满了挑战与创新。

“海基二号”所处的海域水深更深、环境更恶劣，且上部组块功能需求更多。如何在保证结构承载能力的同时实现减重，成为设计团队面临的首要难题。他们从基础力学原理出发，对超大跨距X型撑杆空间桁架结构的承载机理进行了深入研究，并通过模型试验验证了理论的可靠性。一系列创新设计应运而生：“人体形”的“八腿变四腿转换结构”增强了结构整体刚度；“米字形”斜撑两侧增加面内支撑，优化了分流传力……这些设计不仅解决了技术难题，还成功刷新了亚洲深水导管架高度和重量的两项纪录。

为了尽量减轻“海基二号”的重量，设计团队决定首次尝试使用420MPa高强钢。这种钢材在我国导管架方面的应用还是一片空白。为此，研究总院与钢铁研究总院强强联合，开启了联合攻关的历程。经过无数次的试验与验证，他们终于成功地将国产420MPa高强钢应用于“海基二号”上。这一创新不仅实现了减重近5000吨的目标，还开辟了国产高强钢在海洋工程中的新道路。

多专业协同保障，守护深海“动脉”

在深海之下，有两条看不见的“动脉”正默默地为“海葵一号”和“海基二号”输送着养分。这两条动态管缆不仅承载着油气的输送任务，还连接着两座平台之间的电力供应。为了确保它们在极端海况下的安全运行，设计团队开启了多专业协同作战的模式。

面对复杂的海况环境，“海葵一号”的位移控制成了棘手的问题。传统的位移控制标准在这里显得力不从心。设计团队没有被固有思维束缚，而是从浮体、系泊和立管等多个专业入手，对不同构型参数下的动态管缆性能进行了深入评估。最终，他们创新性地提出了“系链缓波”动态管缆结构优化方案，成功将“海葵一号”在极端台风下的位移控制要求从传统的水深15%提高到了28%。这一创新不仅减少了系泊缆的需求，还避免了投资成本的增加。

“立管和浮式平台一定要绑在一起做设计！”这是研究总院团队一直遵循的原则。他们深知，只有各专业之间紧密协作才能确保项目的成功。因此，在“海葵一号”和“海基二号”的设计过程中，浮体、系泊、立管等多个专业团队始终保持着密切的沟通与协作。他们共同面对挑战、解决问题，最终确保了这两座“大国重器”的顺利投产。

深海梦想在延续

“海葵一号”与“海基二号”的开发设计团队攻克了一系列关键技术难题，全面掌握了超300米深海油气工程一体化成套技术，使我国具备了根据不同油田、不同海域，自主设计制造不同类型深水油气装备的能力。它们的成功投产，不仅为我国中深水边际油田的经济开发奠定了重要基础，更展示了我国海洋科技实现高水平自立自强的决心和实力。

未来，中国海油的科技工作者们将锚定增储上产和科技创新，培育和发展海洋能源新质生产力，继续挺进深海领域，探索更加高效、环保的油气开发模式。同时，他们还将积极推动国产高端装备在海洋工程中的广泛应用，助力我国海洋经济高质量发展取得新的更大成效。

作者单位 中海油研究总院工程研究设计院

知识链接

流花油田是我国第一个深水油田，作业水深324米，探明地质储量超过亿吨。油田二次开发项目在国内首次采用“深水导管架平台+圆筒型浮式生产储卸油装置”开发模式，深水导管架钻采平台进行原油开采，预处理后输送到圆筒型海上油气加工厂，处理成合格的原油储存、外输。这种开发模式能够大幅提高采收率，将油田生产寿命延长近30年，为我国深水油气田高效开发提供了全新选择。