大學(xué)生：1800米水深處矗立的 “定海神針”
發(fā)布時(shí)間:2022-12-06 | 來(lái)源：大學(xué)生 | 瀏覽量：
能源安全,，舉足輕重,。二十大報(bào)告中的“加大油氣資源勘探開(kāi)發(fā)和增儲(chǔ)上產(chǎn)力度”，將確保能源資源安全上升到“增強(qiáng)維護(hù)國(guó)家安全能力”的高度，作為“加強(qiáng)重點(diǎn)領(lǐng)域安全能力建設(shè)”的重要內(nèi)容,。
我國(guó)擁有473萬(wàn)平方公里的海域,，萬(wàn)里海疆深埋能源寶藏,，其中油氣資源超過(guò)400億噸,。2018年，我加入中國(guó)石油大學(xué)（北京）楊進(jìn)教授領(lǐng)銜的海洋工程團(tuán)隊(duì),，進(jìn)行海洋油氣鉆井,、海洋油氣裝備、海洋油氣安全等方面研究,，實(shí)現(xiàn)自己騎鯨蹈海,、挺進(jìn)深藍(lán)夢(mèng)想。2020年,，在國(guó)家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)大會(huì)上,，我們團(tuán)隊(duì)的“海洋深水淺層鉆井關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用”項(xiàng)目榮獲國(guó)家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)，該項(xiàng)技術(shù)在我國(guó)全部自主的深水鉆探中起了重要作用,。
深水鉆井面臨高風(fēng)險(xiǎn),、高技術(shù)、高投入的特點(diǎn),，工程實(shí)踐表明：水深大于500米的鉆井事故60%緣于海底以下幾百米的淺部松軟地層,。深水表層導(dǎo)管是深水鉆井的“咽喉要道”，主要依靠土體對(duì)導(dǎo)管的側(cè)向摩擦力提供承載,，導(dǎo)管既要承接幾百噸的防噴器又要懸掛上百噸的套管串,，如何在深海表層軟泥地里精準(zhǔn)、安全地“踩好高蹺”是世界級(jí)難題,。
我們團(tuán)隊(duì)提出了耐壓型,、定時(shí)膨脹、高承載的深海表層導(dǎo)管,，但是常規(guī)的表層導(dǎo)管模型不能完全照搬到膨脹導(dǎo)管的承載力計(jì)算中,。我分別從理論推導(dǎo)、數(shù)值模擬和模擬實(shí)驗(yàn)出發(fā),，尋找膨脹導(dǎo)管在不同類型上,、不同水深（深海水壓）、不同靜置時(shí)間,、振動(dòng)載荷等影響因素的承載規(guī)律,。通過(guò)上千組的數(shù)值模擬研究和幾百組帶壓實(shí)驗(yàn)的反復(fù)測(cè)試,，發(fā)現(xiàn)了膨脹導(dǎo)管安裝階段實(shí)時(shí)承載力與時(shí)間呈對(duì)數(shù)關(guān)系，井口建立后與振動(dòng)載荷呈線性關(guān)系的規(guī)律,，與膨脹導(dǎo)管的新型實(shí)時(shí)承載力模型相互印證,。
受團(tuán)隊(duì)指派與委托,，我?guī)е碌睦碚撃Ｐ秃团蛎泴?dǎo)管裝備,，前往在南海作業(yè)的藍(lán)鯨1號(hào)鉆井平臺(tái)，對(duì)膨脹導(dǎo)管安裝提供指導(dǎo)與幫助,。湛藍(lán)的海水,、蔚藍(lán)的天空、超低的氣壓,，微波粼粼的海面像一面鏡子,，這是臺(tái)風(fēng)“白鹿”抵達(dá)前的場(chǎng)景，此時(shí)的足球場(chǎng)大的藍(lán)鯨1號(hào)平臺(tái)穩(wěn)穩(wěn)地矗立在海面,。一天凌晨,，突然接到要避臺(tái)風(fēng)的通知，我顧不上疲憊與困倦,，穿上工服和工靴就直奔平臺(tái)甲板,，趕緊給膨脹導(dǎo)管穿上“雨衣”，避免導(dǎo)管提前膨脹影響安裝作業(yè),。悶熱的夏天,、不透氣的工裝，一出生活樓,，我就汗流浹背,，而藍(lán)鯨號(hào)平臺(tái)也拖著它4萬(wàn)多噸的重量在大海上“狂奔”避風(fēng)。那一刻,，我充分體會(huì)到課本上浮體“六自由度”（升沉,、搖晃、垂蕩）的變化是什么樣的感覺(jué),。
臺(tái)風(fēng)過(guò)后,，平臺(tái)返航水深超過(guò)了1800米的目標(biāo)海域。該區(qū)域土質(zhì)十分松軟,、承載力低,，對(duì)表層導(dǎo)管的安裝提出極大的挑戰(zhàn)?；鹄钡奶?yáng)炙烤著平臺(tái)甲板,，我的汗水滴落在含有油漬的鉆臺(tái)，9根導(dǎo)管歷經(jīng)幾小時(shí)連接成了93米的“金箍棒”,。而此刻又傳來(lái)了不好的消息,，新臺(tái)風(fēng)“楊柳”改變了行進(jìn)方向,，預(yù)計(jì)還剩30多小時(shí)就要影響作業(yè)。繼續(xù)作業(yè)就意味著短時(shí)間內(nèi)必須成功,，而馬上避臺(tái)不僅意味著至少損失3至5天的作業(yè)工期,，還會(huì)白白浪費(fèi)上百萬(wàn)的作業(yè)日費(fèi)，平臺(tái)總監(jiān)與公司指揮部簡(jiǎn)短有效溝通與規(guī)劃后,，決定進(jìn)行淺層鉆井作業(yè),。
整個(gè)平臺(tái)作業(yè)人員團(tuán)結(jié)一致，擰成一股繩,，大家有序,、認(rèn)真地加緊了工作的步伐，我認(rèn)真記錄著膨脹導(dǎo)管的入水時(shí)間,，觀察水下機(jī)器人傳回來(lái)平臺(tái)的膨脹導(dǎo)管畫(huà)面,，計(jì)算著膨脹導(dǎo)管在不同安裝時(shí)間下的承載力。
晚上11點(diǎn)半,，膨脹導(dǎo)管攜帶著鉆頭抵達(dá)了1800米深的海底,，鉆頭旋轉(zhuǎn)的機(jī)械破土和水力射流，為膨脹導(dǎo)管鉆出一條通道,，此刻我的心也隨著逐漸消失在海底土中的膨脹導(dǎo)管而緊張著,。“上體下放”“提高排量”“加大鉆壓”……在總監(jiān)精準(zhǔn)的指揮下,，膨脹導(dǎo)管在凌晨3點(diǎn)20分成功安裝到1800米深的南海海底,，此時(shí)距離膨脹導(dǎo)管的順利安裝已經(jīng)成功了一半，接下來(lái)是等待鉆頭破壞的土體逐漸恢復(fù),，“抱住”膨脹導(dǎo)管,。通過(guò)我的計(jì)算，大約5小時(shí)的等待,，可以滿足膨脹導(dǎo)管的承載需要,，上午9點(diǎn)，隨著上提膨脹導(dǎo)管鉆柱逐漸旋轉(zhuǎn),、解脫,，“定海神針”在1800米水深的中國(guó)南海穩(wěn)穩(wěn)矗立，趕在臺(tái)風(fēng)“楊柳”對(duì)作業(yè)造成影響前成功完成了作業(yè),。
（作者徐東升,，中國(guó)石油大學(xué)（北京））
（編輯 李昕陽(yáng)）
