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探訪我國首艘全新智能浮式生產(chǎn)儲卸油裝置“海洋石油123”

時間:2023-08-14   訪問量:973   來源:http://www.chinanews.com.cn/cj/2023/08-14/10060646.shtml

  建在海面上的油氣加工廠

  探訪我國首艘全新智能浮式生產(chǎn)儲卸油裝置“海洋石油123”

  在距離深圳東南約250公里的南海珠江口盆地海域,一艘明黃色的“鋼鐵巨艦”橫亙在深藍色海面上。不久后,這座全新智能FPSO(浮式生產(chǎn)儲卸油裝置)“海洋石油123”將在這片海域的陸豐12-3油田投產(chǎn),預計投產(chǎn)后的高峰年產(chǎn)量可達173萬噸。近期,技術團隊正在進行投產(chǎn)前的調(diào)試工作。

  浮式生產(chǎn)儲卸油裝置是開采海洋油氣資源的高端大型海洋工程裝備,可實現(xiàn)海上石油、天然氣等能源的開采、加工、儲存、外輸、發(fā)電,被稱為“海上油氣加工廠”?!昂Q笫?23”的成功交付,標志著中國加快推進海上智能油田建設取得新進展,對于實現(xiàn)我國能源產(chǎn)業(yè)與數(shù)字技術深度融合,加快推進我國能源數(shù)字化轉(zhuǎn)型和智能化發(fā)展具有重要意義。

  實現(xiàn)從海上設施“獨立作戰(zhàn)”向橫向集成、縱向貫通的海陸一體化運營模式轉(zhuǎn)變

  “海洋石油123”是一艘10萬載重噸級的船型浮式生產(chǎn)儲卸油裝置,船長241.5米,型寬45.2米,型深25.4米,其系泊中心水深大約236米,甲板面積相當于1.5個標準足球場大小,由中海油能源發(fā)展股份有限公司投資建造。在這座“龐然大物”上,隨處可見的數(shù)據(jù)采集裝置如靈敏的神經(jīng)末梢及時把各類數(shù)據(jù)匯集至中樞大腦——“海精靈”邊緣數(shù)據(jù)中心。

  與常規(guī)FPSO相比,智能化程度高是“海洋石油123”最大的特點。它是目前我國首艘應用了云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、邊緣計算等數(shù)字技術的全新智能FPSO,將為投產(chǎn)后的油氣生產(chǎn)運營智能化奠定基礎。

  海油發(fā)展副總經(jīng)理王偉介紹,“海精靈”將會對船上8000余個數(shù)據(jù)采集點采集到的各類現(xiàn)場生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行預處理,然后再通過海陸通訊鏈路傳輸至陸地智控中心,可實現(xiàn)海上生產(chǎn)數(shù)據(jù)的全面感知、實時采集和智能輔助決策,全面提升油氣生產(chǎn)設施智能化運營水平。

  由于南海油氣田大多遠離岸基,且位置分散,遠程通訊時延長,限制了常規(guī)數(shù)字化智能化手段的使用。“過去,F(xiàn)PSO生產(chǎn)作業(yè)是以獨立模式運行,倘若現(xiàn)場的關鍵設備出現(xiàn)故障,需要多個專業(yè)的技術專家乘坐交通工具從陸地趕赴海上作業(yè)平臺才能解決問題,這種方式實效性不高,影響現(xiàn)場的正常生產(chǎn)?!蓖鮽ジ嬖V記者,智能化的設計使“海洋石油123”改變了傳統(tǒng)運營模式,實現(xiàn)從過去的海上設施“獨立作戰(zhàn)”向橫向集成、縱向貫通的海陸一體化運營模式轉(zhuǎn)變,現(xiàn)場生產(chǎn)數(shù)據(jù)可及時回傳至陸地,技術專家在陸地就能進行聯(lián)合診斷,不僅能大幅縮短設備故障修復時間,還有助于更早發(fā)現(xiàn)和解決海上生產(chǎn)隱患,將有效提高作業(yè)效率20%、降低生產(chǎn)運營成本10%以上。

  據(jù)了解,在開展全新FPSO建設的同時,技術團隊也同步對已投產(chǎn)運營的老舊FPSO進行智能化改造升級。隨著“海洋石油123”的成功交付,陸地智控中心成功實現(xiàn)了FPSO“一對多”集約化管理,實現(xiàn)油田開發(fā)經(jīng)濟效益和管理效率的更優(yōu)化。

  “倘若遇到極端天氣導致海陸之間的通訊受影響,‘海精靈’可以充當‘臨時指揮站’,為化學藥劑智能加注、生產(chǎn)工藝優(yōu)化、全船監(jiān)測系統(tǒng)等智能化應用提供算力支撐,經(jīng)人工智能模型算法分析后,全面提升設備設施全生命周期管理的科學性?!蓖鮽ケ硎?。

  為做好“海洋石油123”智能化工作并發(fā)揮青年人在數(shù)字化智能化方面的強項優(yōu)勢,海油發(fā)展組建了“FPSO智能化青年先鋒隊”,研發(fā)過程中,技術團隊不斷加大創(chuàng)新研發(fā)力度,實現(xiàn)一個又一個突破。

  “基于多年FPSO的操作經(jīng)驗及‘海洋石油123’的現(xiàn)場需求,我們首次研發(fā)并配備了智能裝配載系統(tǒng)、智能照明系統(tǒng)、生活樓防疫系統(tǒng)、工藝流程數(shù)字孿生系統(tǒng)及化學藥劑智能加注系統(tǒng)等,使得‘海洋石油123’在提高安全性、降低能耗及碳排放的基礎上,減少了9%的操作人力。”海油發(fā)展有關負責人告訴記者,團隊成員還經(jīng)常與中國船級社開會探討細節(jié)到深夜,最終首次建立FPSO智能化建設行業(yè)規(guī)范指南,使得“海洋石油123”成為國內(nèi)首個擁有智能符號認證的FPSO。

  數(shù)字“克隆體”全面監(jiān)測海上生產(chǎn)動態(tài),實現(xiàn)設備設施遠程映射與海陸協(xié)同管理

  如果說“海精靈”邊緣數(shù)據(jù)中心是現(xiàn)場數(shù)據(jù)的匯集中樞,那么數(shù)字孿生技術就是海陸數(shù)據(jù)共享的橋梁紐帶。

  據(jù)“海洋石油123”建造項目組負責人譚靜軒介紹,研發(fā)團隊將數(shù)字孿生技術首次應用在“海洋石油123”的生產(chǎn)工藝流程優(yōu)化、船體及單點系統(tǒng)健康管理,相當于給FPSO創(chuàng)造了一個數(shù)字版的“克隆體”,技術人員在FPSO陸地智控中心便可通過這一數(shù)字“克隆體”全面監(jiān)測海上生產(chǎn)動態(tài),實現(xiàn)設備設施遠程映射與海陸協(xié)同管理,為海陸一體化智能生產(chǎn)運營搭建數(shù)據(jù)共享橋梁。

  “此前,海上操作人員需要時刻關注外部條件變化,根據(jù)生產(chǎn)規(guī)程和工作經(jīng)驗進行工藝系統(tǒng)調(diào)節(jié),以保證生產(chǎn)的穩(wěn)定性。有了‘數(shù)字孿生’系統(tǒng)后,不僅可以真實還原工藝流程,還可以根據(jù)生產(chǎn)的實時狀態(tài)和變化情況進行控制參數(shù)調(diào)優(yōu)和趨勢預警,避免了傳統(tǒng)工作方式中容易產(chǎn)生的操作系統(tǒng)異常、預警信息不足等問題,在安全高效運行的前提下,確保FPSO生產(chǎn)時率最大化。”譚靜軒說。

  與此同時,在“雙碳”背景下,如何持續(xù)改善能源管理模式,實現(xiàn)綠色經(jīng)濟用能,減少能源成本,也是“海洋石油123”技術研發(fā)團隊努力的方向。

  據(jù)了解,“海洋石油123”首次利用先進的工業(yè)無線信號傳輸及電子感應技術,將FPSO的照明系統(tǒng)連接成一個智能控制網(wǎng)絡,可以自動控制和調(diào)節(jié)智能燈具的亮度,滿足不同工作時間、不同工作模式下各個場所對光照強度的不同需求。此舉每年將節(jié)約照明用電30%,節(jié)約的電能相當于每年節(jié)約原油約2575桶(標準煤46噸)。

  此外,“海洋石油123”上的煙氣模式惰氣系統(tǒng),回收利用熱介質(zhì)鍋爐燃燒的尾氣用于大艙所需的惰氣覆蓋氣,能有效減少惰氣發(fā)生器的柴油消耗,進而降低FPSO的整體能源消耗。另外配置的四臺(套)主發(fā)電機煙氣余熱利用鍋爐,單臺功率為1500千瓦,正常生產(chǎn)期間利用余熱鍋爐就能滿足FPSO所需的熱能。

  “上述兩套系統(tǒng)將每年節(jié)約標準煤4400余噸,減少二氧化碳排放約1.1萬余噸,相當于植樹6120棵?!弊T靜軒表示,“海洋石油123”還是我國首個統(tǒng)一批量應用滿足國標二級能效電機的FPSO,相比以前的三級能效電機,效率提升3%左右,每年將節(jié)電12萬余千瓦時。

  我國擁有的浮式生產(chǎn)儲卸油裝置數(shù)量與總噸位均居世界前列

  我國油氣勘探開發(fā)正不斷向深海挺進,很大程度上得益于海洋油氣裝備產(chǎn)業(yè)的進步。

  近年來,一系列由我國自主設計建造,擔負地球物理探測、地質(zhì)勘察、鉆井作業(yè)、工程建設、安全保障和生產(chǎn)管理等功能的海洋油氣裝備先后投入使用。例如,勘探開發(fā)方面,“海洋石油720”“海洋石油721”姊妹船最大作業(yè)水深達3000米,能高效、精確、大面積地進行三維地震采集作業(yè)。在建造安裝上,我國已擁有包括“藍鯨”號、“海洋石油201”在內(nèi)的多艘起重、鋪管作業(yè)船,最大起重能力達7500噸。在生產(chǎn)設備上,去年6月,我國首套國產(chǎn)化深水水下采油樹投入使用,海洋高端裝備制造能力進一步增強。中國海油已有在用生產(chǎn)平臺和浮式生產(chǎn)儲卸油裝置超300座,最大作業(yè)水深超1500米,部分油氣田完成了數(shù)字化、智能化改造,可實現(xiàn)遠程遙控生產(chǎn)。

  歷經(jīng)從對外合作到自主研發(fā)的過程,目前,我國已成為全球最大的FPSO制造與應用國之一,所擁有的FPSO數(shù)量與總噸位均居世界前列。

  “20世紀80年代初,我國在渤海灣與外國作業(yè)者合作首次在國內(nèi)應用FPSO‘渤海友誼號’,從那時開始,便開始探索FPSO設計建造及操作運營的自主性?!蓖鮽ジ嬖V記者,伴隨著我國海上油氣開發(fā)的爆發(fā)式增長,至21世紀前十年,渤海灣以FPSO為油田開發(fā)核心設施開發(fā)了數(shù)個大型油田。伴隨著渤海灣管網(wǎng)化建設,以及南海油氣勘探的成果涌現(xiàn),F(xiàn)PSO逐漸向更深水轉(zhuǎn)移。在FPSO設計制造方面,隨著21世紀我國造船業(yè)的崛起以及海洋工程市場的蓬勃發(fā)展,國際FPSO的制造逐漸向我國轉(zhuǎn)移,從起初的照圖施工,逐漸形成FPSO船體和上部模塊設計、建造及運營的一體化能力。

  縱觀全球,海洋油氣開發(fā)目前正朝著深遠海發(fā)展。與近海工程不同,由于遠離陸地海岸,深遠海油氣田無法將油氣通過海底管道輸送至陸地終端進行處理。作為深遠海油氣田開發(fā)的重要手段,F(xiàn)PSO作為整裝油田開發(fā)的核心海上設施之一,將扮演越來越重要的角色。

  “尤其是未來我國油氣開發(fā)的主戰(zhàn)場將位于南海海域。當進入深遠海應用FPSO開發(fā)油氣田時,將面臨超深水、超深井及超遠距離等挑戰(zhàn),需要攻克FPSO超深水系泊及立管海纜系統(tǒng),尤其是要克服南海特有的臺風工況。”王偉表示。

  未來,我國的海上油氣開發(fā)將加快建設以智能油田、智能工程、智能工廠為代表的數(shù)字綠色低碳轉(zhuǎn)型示范工程,不斷提高海上平臺無人化率?!皩⒕o盯油氣行業(yè)數(shù)字綠色低碳轉(zhuǎn)型新趨勢,抓住新一輪科技革命為油氣產(chǎn)業(yè)帶來的新契機,建立相關行動方案,通過清潔替代、低碳跨越、綠色發(fā)展三個階段,助力‘碳達峰、碳中和’目標實現(xiàn),為持續(xù)推動海洋石油工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展、保障國家能源安全作出新的更大貢獻?!蓖鮽フf。(中國紀檢監(jiān)察報記者 侯顆)

【編輯:房家梁】

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