浮托安裝是利用海上潮汐的自然力和船舶精確調(diào)載相結(jié)合的方式進行安裝,，類似于舉重運動員“挺舉”,。以恩平20-4平臺安裝為例，該方式可將平臺運輸速度提高1倍,，海上安裝作業(yè)所需的氣候窗口可由48小時縮短為24小時,，作業(yè)效率大大提高。

海上油田建設(shè)離不開鉆采平臺,，但鉆采平臺的安裝并非易事,，其單層甲板面積相當于多個籃球場，重達上萬噸,。安裝這個龐然大物就像在波濤洶涌的海面上進行“倒車入庫”,。

日前，在廣東珠江口盆地水深近百米的海域,，天津港保稅區(qū)企業(yè)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(chuàng)新設(shè)計的動力定位浮托技術(shù),，成功完成恩平20-4鉆采平臺的建設(shè),，創(chuàng)造了國內(nèi)海上油氣平臺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(shù)的空白,，這對于保障國家安全、建設(shè)海洋強國具有重要意義,。

動力定位浮托安裝如在海上“倒車入庫”

恩平20-4鉆采平臺是中國海油恩平15-1油田群產(chǎn)量最高的平臺,，由我國自主設(shè)計、建造及安裝,，可實現(xiàn)鉆修井,、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,。

平臺由上部組塊和導(dǎo)管架兩部分組成,，其中導(dǎo)管架高度104米、重量近1.2萬噸,。

為了讓導(dǎo)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,，確保這個合體后總重超過2.7萬噸的鋼鐵巨人能夠在超強臺風下穩(wěn)如泰山,。

底座穩(wěn)固了，但項目團隊迎來了更大的挑戰(zhàn),。

“通常來說,，上部組塊會采用海上浮吊的技術(shù)來進行安裝。但恩平20-4的上部組塊單層甲板實在太大了,，面積相當于9個籃球場,，重達15463噸?！焙Ｓ凸こ潭髌接吞锶洪_發(fā)工程總包項目經(jīng)理盛向明介紹說,，“這個重量超過國內(nèi)海上浮吊的能力極限，因此我們選定采用動力浮托技術(shù)進行海上安裝,?！?/p>

“浮托安裝是利用海上潮汐的自然力和船舶精確調(diào)載相結(jié)合的方式進行安裝，類似于舉重運動員‘挺舉’,?！笔⑾蛎鹘忉專远髌?0-4平臺安裝為例,，該方式可將平臺運輸速度提高1倍,，海上安裝作業(yè)所需的氣候窗口可由48小時縮短為24小時，作業(yè)效率大大提高,。

方法有了,，但是把如此龐然大物“挺舉”上去難度不小,。而且之前我國從未自主實施過動力浮托技術(shù)工程，從方案設(shè)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于開著一輛長度超過220米、寬度40多米,、裝載10000輛小汽車的超級卡車,，在波濤洶涌的海面上進行‘倒車入庫’，兩側(cè)間隙僅為10厘米,，組塊插尖與導(dǎo)管對接精度要求達到毫米級,。”盛向明說,，這對設(shè)計計算精準性,、動力定位系統(tǒng)可靠性、操作人員技術(shù)水平等均提出極大挑戰(zhàn),。

自主創(chuàng)新技術(shù)確保安裝萬無一失

為了實現(xiàn)動力定位浮托安裝,，項目團隊對該技術(shù)進行了攻關(guān)，突破了大型平臺動力定位浮托精確設(shè)計分析,、三維仿真模擬,、精準定位操作等多項關(guān)鍵核心技術(shù)。

首先,，精確數(shù)值分析是對浮托項目從裝船開始就進行裝船,、運輸、浮托過程的計算分析,，根據(jù)計算結(jié)果進行安裝設(shè)計,。

“早期數(shù)值分析都是請國外公司來完成的，收費高昂,，而且不會給我們提供原始數(shù)據(jù),。”海油工程浮托技術(shù)專家秦立成說,，由于作業(yè)過程的非平穩(wěn),、力學(xué)特征的非線性、多體系統(tǒng)強耦合等特點,，多體耦合時域分析技術(shù)是精準數(shù)值分析中的難點,。

為此，項目團隊的計算工程師依托工程項目進行技術(shù)攻關(guān),，通過反復(fù)試算,，結(jié)合試驗，一點點推敲出關(guān)鍵數(shù)據(jù),。特別是項目剛剛開始的時候,，計算工程師為了確定核心參數(shù),，經(jīng)常通宵計算和進行數(shù)據(jù)比對。最終項目團隊開發(fā)了動力定位靜力評估和時域分析軟件,，并且在項目中成功應(yīng)用,。

有了設(shè)計方案，為了確保萬無一失,，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(fā)現(xiàn)問題和風險,，在項目上規(guī)避這些問題,。

最終團隊開發(fā)了動力定位浮托模擬系統(tǒng)，解決了動力定位算法,、水動力算法,、多體耦合算法，為三維仿真模擬提供了技術(shù)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(shù)方案交底及作業(yè)風險分析,，持續(xù)細化施工計劃，開展浮托過程仿真模擬和水池實驗,，提前對錨系布設(shè),、進船、對齊,、載荷轉(zhuǎn)移等工序進行預(yù)演,，并針對錨纜失效進行應(yīng)急演練。

為了確?！暗管嚾霂臁蹦軌驕蚀_進入規(guī)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(xùn),，并在施工海域?qū)﹃P(guān)鍵操作進行現(xiàn)場預(yù)演，持續(xù)提高動力定位操作水平,。

“船舶設(shè)置‘一用一備’兩套獨立的定位系統(tǒng),，為浮托提供穩(wěn)定、精確的‘倒車防撞雷達’,，且專門設(shè)計新型護舷系統(tǒng)和樁腿耦合緩沖裝置,，以防碰撞造成損壞，確保施工過程萬無一失,?！鼻亓⒊烧f,。

無懼海上風浪精準完成平臺對接

盡管已經(jīng)做了萬全的準備，但在大自然面前人類還是顯得如此渺小,。

恩平20-4平臺進行浮托前夕,，施工海域下起大雨，晚上風力達到六級,，最大浪高4米,，現(xiàn)場施工作業(yè)一度面臨取消。

為了確保精準“入庫”,，主作業(yè)船距離槽口30米之后,，需要由“自動擋”調(diào)整為“手動擋”。由經(jīng)驗豐富的動力定位操作師精準控制船舶進行“倒車”,，每5米就要停船一次進行校準,，到達10米以內(nèi)時，每1米就要停船校準一次,。

完成“倒車入庫”還僅僅是施工作業(yè)的第一步,，作業(yè)船進入導(dǎo)管架槽口后，上部組塊的8個插尖要對齊導(dǎo)管架的8個對接裝置,，高度誤差不超過5個指甲厚度,，中心水平偏差不超過3個玉米粒總長,，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、涌等一系列不利因素,?！北敬蝿恿Χㄎ桓⊥兄髯鳂I(yè)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(jiān)測,，搶抓時間窗口，精準操控,，僅用7小時就高效完成施工作業(yè),，最大水平高度誤差僅5毫米，精度控制達到國際先進水平,，為后續(xù)項目投產(chǎn)節(jié)省寶貴時間,。

海油工程安裝分公司副總經(jīng)理賀辰表示，在本次作業(yè)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(guān)鍵作業(yè),，成功掌握大型平臺動力定位浮托方案編制、設(shè)計計算,、仿真模擬,、動力定位系統(tǒng)操作、海上安裝和監(jiān)測等成套核心技術(shù),，填補了我國動力定位浮托自主設(shè)計安裝技術(shù)空白,。

目前，海油工程建成了以亞洲最大浮托駁船“海洋石油229”,、5萬噸級動力定位半潛工程船“海洋石油278”等為代表的系列關(guān)鍵裝備,，攻克浮托安裝多體耦合控制算法、數(shù)值模擬軟件開發(fā),、關(guān)鍵數(shù)據(jù)精準預(yù)報等多項技術(shù)難題,，實現(xiàn)了浮托樁腿耦合緩沖器等核心部件的國產(chǎn)化,，實現(xiàn)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(guān)鍵技術(shù)的自主化，掌握的浮托技術(shù)種類,、作業(yè)難度和技術(shù)復(fù)雜性等位居世界前列,，并進行了浮托前沿技術(shù)的研究開發(fā)，具備了在全球惡劣海況海域進行浮托作業(yè)的能力,。