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超燃大片——世界首次Diver-less遠程海底管道高壓

時間:2019-11-21 09:58 來源: 作者:songxinyuan

早在2003年,PRS 便著手進行這項海底黑科技的前期研發,歷經15年的持續投入,2019年5月22日,在Technip-Deepocean領導下,這項動員了數十臺最高端的大型機器人、數家專業油服公司精英、北海最牛作業船的歷史性項目成功實施。堪稱海底作業史上的巔峰之作!

挪威國油北海Johan Severdrup油開發項目中,Deepocean在無潛水員協助的情況下,成功實施了世界上第一次遠程水下預制管高壓焊接作業,原油輸出管直徑36英尺。

 
Johan Severdrup油田是自1980年以來,挪威大陸架上最大的油田開發項目,預計將于11月開始投入生產。該油田計劃實現穩定產量每天66萬桶,低至20美元以下的桶油成本,不到0.67Kg的每桶二氧化碳排放量,使其成為世界上效率最高的油田之一。2017年,Deepocean獲得了該油田36英寸外輸管線的EPCI合同,以及連接中心平臺立管的水下焊接工程。
 
此外,該項目還破了另外一個世界紀錄,那就是在組塊安裝中,使用Pioneering Spirit起重船在四個小時完成了上部組塊的吊裝作業,單鉤起重重量接近26000噸。
 
Johan Sverdrup第二階段的計劃包括在2022年之前完成Utsira High的電力供應,可以實現每年減少460000噸二氧化碳的排放,相當于23萬量私家車的排放量。

事件回看

 

復活節前,挪威國油計劃在北海海底120米處進行一項歷史性的工作,執行這項工作的是Pioneer號作業船。

 

作業的具體內容是在Johan Severdrup油田進行世界上第一次不使用潛水員支持的情況進行遠程遙控管道焊接工作,要焊接在一起的管道也是挪威直徑最大的36英寸外輸管,通過這條管道,原油可以源源不斷地輸送到Mongstad的終端和煉油廠。

 

 

最近,這艘北海巨型作業船上裝滿了集裝箱和大量最為先進的水下機器設備,布滿了面積達3英畝的甲板,用于支持這一具有開創意義的焊接作業。

 

船上100多名各司其職的專業人員也將為本次作業作出重大貢獻。

 

 

無需飽和潛水

Kjell Edvard Apeland是Equinor焊接工程的項目經理,多年來一直就職于PRS Haugesund基地。他說,在挪威大陸架上,水下遠程焊接作業至少進行過90次以上。

 

“復活節前的這次作業的特殊之處在于,遠程控制的焊接首次在沒有潛水員支持的情況下進行。”在此前類似的焊接工作中,潛水員依賴飽和潛水,必須和遙控焊接機器人一起工作。

 

自2003年以來,該技術一直處于開發階段,Kjell Edvard Apeland說,該技術在Sognefjord的多次測試達到了1000米。(據Technip的表述,PRS的計劃是2012年完成水下1000米的測試)。該技術于2014年獲得完全認證,現在將首次投入使用。

 

挪威大陸架上最大的原油管道

Johan Sverdrup油田總共安裝了四座導管架平臺,在中心平臺立管下方有一根36英寸的水平管,伸出去兩米遠。預制管件長88米,Z字型,需要連接立管和外輸管本身。預制管件插入平臺和主管之間,但是不可避免的需要通過水下校正。Z型管由Aker Solutions設計,在位于Floro的Westcon制造好并運輸到現場,使用先鋒號作業船在海底定位。

 

創造干燥的環境

在焊接開始之前,在海床上布放幾座大型的定位提升框架,他們由海水液壓裝置提供動力,可以高精度高效率定位管道。其他遙控工具則包括切割,加工坡口等。等到預制管定位完畢后,在接縫的上方,放置焊接艙,遠程焊接機對接到該艙室上,軟管從支持船輸送氬氣進入艙室,排出海水,保證了后續焊接可以在干燥的環境下進行,保證了焊接質量。

 Equinor的項目經理Kjell Edvard Apeland和材料與焊接控制員Hans Olav Knagenhjelm。

臍帶纜

為了能夠控制,監視海床上的所有工具和作業情況,必須在水面和海底設備之間連接臍帶纜,光纖電纜,高壓電纜和提吊繩索。通過幾臺ROV在水中將這些電纜,軟管和設備連接起來,并通過ROV的相機監控這些過程。各種工具,機器在海底連成網絡,一切都在船上控制。

 

焊接監視

由于這些大型機器位于海底,作業船是DP3動力定位,非常靠近平臺,但是又足夠穩定。當一切管線都連接好,管道也被定位于正確的位置后,就可以開始遠程焊接了。焊接過程通過甲板上的集裝箱里的控制臺監控,并且監控員必須是具有足夠經驗的資深焊接工程師。Neil Woodward是其中以為,也參與到該項目中,他獲得了焊接專業博士學位。堆焊的層數多達120到180層。

 

挑選專家

對于這樣的項目,我們得挑選經驗豐富,高素質的專業人士和專家,項目經理Apeland說,幸運的是,他們從很多專業公司抽調并組建了一只適合的隊伍。他補充道,Haugesund PRS基地集中了來自不同公司的代表們,在Equinor的管理下,該基地由Deep Ocean和Technip FMC聯合成立的合資公司運營著。

 

PRS基地成立于1987年,由Statoil(挪威國油前身)和Hydro合作建立,以便能夠保證挪威大陸架油氣管道出現故障時應急搶修。后來,不僅挪威大陸架運營公司,其他地區的業主們也加入這個組織,如今,已經成為20多家業主聯合運營的大團隊,甚至能看到來自其它大洲的成員。

 

Apeland表示,不斷開發新設備和新方法以滿足成員們的需求,如今PRS已經成為挪威大陸架上深水復雜作業的全球領導者。根據他的說法,遠程操控技術在深水中的需求越來越大。

 

關于水下管道連接機器人

 

上世紀七八十年代,海上油田逐步進入了開發的高潮期,挪威大陸架(NCS)因此成為了各家巨頭角逐的主戰場之一,但隨著海底管道越鋪越多,新的問題也隨之浮出了水面:由于海底管道運營、維護,尤其是維修作業成本極度高昂,動輒數億美元,而且管道故障影響的不只是一家公司的正常運營,出故障了這個費用誰出?誰出得起?一家獨大肯定不是出路。因此在1987年,在NCS開展業務的多家公司合起來成立了一個海底管道合作組織——PRS Pool:
-應急搶修
-分擔投資和運營成本
-最大化地分享技術及經驗
-提供市面上的稀缺服務

 

PRS Pool是一個非盈利的會員組織,會員們可以基于此尋求服務,同時根據一個商定好的公式承擔基礎成本。(管道尺寸,水深,長度,輸送介質等)

 

PRS Pool里目前集中了不少大型維搶修高端工程機器,由挪威國油負責運營,并代表業主和成員們和服務商簽訂一些必要的服務合同,以確保組織當下15000公里的海底管道始終穩定運行。
 
2007年1月1日起,全球能源行業最專業的工程、管理承包商德希尼布被挪威國油選定為該組織的服務商,直到2014年,德希尼布和Deepocean合資開展了業務,因此該組織的服務商變更為Technip-Deepocean聯合體,第一階段的合同簽約到2019年。
 
因此,這幾臺高大上的設備不屬于單一公司,是大家的共同資產。目前PRS pool擁有十幾臺此類海底管道維搶修設備,每臺的造價都高達幾個億。

 

以下是PRS擁有的一些目前地球上最復雜的水下機器人:

 

戰略合作
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