作者:温才妃 刘涛 来源:中国科学报 发布时间:2021/8/18 12:46:42
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哈工程研发水下油气开采“最强大脑”

 

水下控制系统成功完成高压舱测试  哈尔滨工程大学供图

渤海石油矿藏丰富,但水上航道纵横,无法采取传统的海上平台的直采方式,而使用水下生产系统实现海底油气开采并将油气输送到远距离海洋平台是最佳途径。在复杂的海底环境中,如何安全可靠地实现对油气开采装备的控制是核心关键,这项核心技术业内被称为水下控制模块(SCM)。

哈尔滨工程大学机电学院水下作业技术与装备研究所教授王立权团队研发的水下油气开采“最强大脑”——水下生产系统核心控制装备,近日完成交付,将应用于渤海油气田开发项目。该装备是国内首台套应用于渤海油气田开发的国产水下控制系统,各项指标达到国际同等水平,并通过挪威船级社认证。项目甲方中海油研究总院认为,这标志着我国高端海洋油气关键装备国产化取得重要突破,开辟了浅水油田作业新模式。

水下控制系统的相关技术和装备,仅被欧美少数几家公司垄断。因水下作业对设备安全性和可靠性标准要求极高,一旦发生泄漏问题,将对海洋生态造成严重损害。面对这项高风险和高技术研究,国内高校和研究单位极少涉及。甚至国内外业界也有人认为“这么高端的设备中国短时间造不出来”。

哈工程水下作业技术与装备研究所潜心钻研,在渤海浅水油田开发项目中,用三年的时间,攻克了水下控制系统的主要核心技术和装备制造技术——水下控制模块。作为水下控制系统的“大脑”,水下控制模块是一个机、电、液、光一体化的设备,从设备细节到整体系统都要经受高温、高压、高强度冲击振动的考验,需解决多学科难题。

除解决水下控制模块的技术难题,渤海海生物生长快,泥沙含量大、海水浑浊和温差大的现实问题,同样为项目研发带来诸多挑战。为了防范海生物对设备的影响,课题组专门研究了渤海环境海生物的生长规律,并针对性地通过材料、涂层和防护结构防止海生物对设备的影响;渤海环境泥沙含量大、海水浑浊,能见度低,给潜水员水下操作带来很大困难,课题组和一线潜水员沟通,从设备操作标识、操作灵活性等方面优化了操作接口;渤海环境温差大,对系统的硅油补偿提出了更高的要求,项目组通过选择特种硅油,扩大补偿囊体积和减少补偿空间等方法解决了温差大造成的补偿难题。

据悉,水下作业技术与装备研究所团队突破水下高压集成式液压阀板、水下多路液压电气回路自动精确对接、锁紧解锁、SCM安装及回收、双SEM冗余控制、水下供电单元电力智能监控和主控站多路数据处理等多项核心技术,成功研制了具有自主知识产权的水下控制模块、主控站、电力单元和安装回收装备。

 
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