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超燃大片——世界首次Diver-less远程海底管道高压

时间:2019-11-21 09:58 来源:

早在2003年,PRS 便着手进行这项海底黑科技的前期研发,历经15年的持续投入,2019年5月22日,在Technip-Deepocean领导下,这项动员了数十台最高端的大型机器人、数家专业油服公司精英、北海最牛作业船的历史性项目成功实施。堪称海底作业史上的巅峰之作!

挪威国油北海Johan Severdrup油开发项目中,Deepocean在无潜水员协助的情况下,成功实施了世界上第一次远程水下预制管高压焊接作业,原油输出管直径36英尺。

 
Johan Severdrup油田是自1980年以来,挪威大陆架上最大的油田开发项目,预计将于11月开始投入生产。该油田计划实现稳定产量每天66万桶,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,使其成为世界上效率最高的油田之一。2017年,Deepocean获得了该油田36英寸外输管线的EPCI合同,以及连接中心平台立管的水下焊接工程。
 
此外,该项目还破了另外一个世界纪录,那就是在组块安装中,使用Pioneering Spirit起重船在四个小时完成了上部组块的吊装作业,单钩起重重量接近26000吨。
 
Johan Sverdrup第二阶段的计划包括在2022年之前完成Utsira High的电力供应,可以实现每年减少460000吨二氧化碳的排放,相当于23万量私家车的排放量。

事件回看

 

复活节前,挪威国油计划在北海海底120米处进行一项历史性的工作,执行这项工作的是Pioneer号作业船。

 

作业的具体内容是在Johan Severdrup油田进行世界上第一次不使用潜水员支持的情况进行远程遥控管道焊接工作,要焊接在一起的管道也是挪威直径最大的36英寸外输管,通过这条管道,原油可以源源不断地输送到Mongstad的终端和炼油厂。

 

 

最近,这艘北海巨型作业船上装满了集装箱和大量最为先进的水下机器设备,布满了面积达3英亩的甲板,用于支持这一具有开创意义的焊接作业。

 

船上100多名各司其职的专业人员也将为本次作业作出重大贡献。

 

 

无需饱和潜水

Kjell Edvard Apeland是Equinor焊接工程的项目经理,多年来一直就职于PRS Haugesund基地。他说,在挪威大陆架上,水下远程焊接作业至少进行过90次以上。

 

“复活节前的这次作业的特殊之处在于,远程控制的焊接首次在没有潜水员支持的情况下进行。”在此前类似的焊接工作中,潜水员依赖饱和潜水,必须和遥控焊接机器人一起工作。

 

自2003年以来,该技术一直处于开发阶段,Kjell Edvard Apeland说,该技术在Sognefjord的多次测试达到了1000米。(据Technip的表述,PRS的计划是2012年完成水下1000米的测试)。该技术于2014年获得完全认证,现在将首次投入使用。

 

挪威大陆架上最大的原油管道

Johan Sverdrup油田总共安装了四座导管架平台,在中心平台立管下方有一根36英寸的水平管,伸出去两米远。预制管件长88米,Z字型,需要连接立管和外输管本身。预制管件插入平台和主管之间,但是不可避免的需要通过水下校正。Z型管由Aker Solutions设计,在位于Floro的Westcon制造好并运输到现场,使用先锋号作业船在海底定位。

 

创造干燥的环境

在焊接开始之前,在海床上布放几座大型的定位提升框架,他们由海水液压装置提供动力,可以高精度高效率定位管道。其他遥控工具则包括切割,加工坡口等。等到预制管定位完毕后,在接缝的上方,放置焊接舱,远程焊接机对接到该舱室上,软管从支持船输送氩气进入舱室,排出海水,保证了后续焊接可以在干燥的环境下进行,保证了焊接质量。

 Equinor的项目经理Kjell Edvard Apeland和材料与焊接控制员Hans Olav Knagenhjelm。

脐带缆

为了能够控制,监视海床上的所有工具和作业情况,必须在水面和海底设备之间连接脐带缆,光纤电缆,高压电缆和提吊绳索。通过几台ROV在水中将这些电缆,软管和设备连接起来,并通过ROV的相机监控这些过程。各种工具,机器在海底连成网络,一切都在船上控制。

 

焊接监视

由于这些大型机器位于海底,作业船是DP3动力定位,非常靠近平台,但是又足够稳定。当一切管线都连接好,管道也被定位于正确的位置后,就可以开始远程焊接了。焊接过程通过甲板上的集装箱里的控制台监控,并且监控员必须是具有足够经验的资深焊接工程师。Neil Woodward是其中以为,也参与到该项目中,他获得了焊接专业博士学位。堆焊的层数多达120到180层。

 

挑选专家

对于这样的项目,我们得挑选经验丰富,高素质的专业人士和专家,项目经理Apeland说,幸运的是,他们从很多专业公司抽调并组建了一只适合的队伍。他补充道,Haugesund PRS基地集中了来自不同公司的代表们,在Equinor的管理下,该基地由Deep Ocean和Technip FMC联合成立的合资公司运营着。

 

PRS基地成立于1987年,由Statoil(挪威国油前身)和Hydro合作建立,以便能够保证挪威大陆架油气管道出现故障时应急抢修。后来,不仅挪威大陆架运营公司,其他地区的业主们也加入这个组织,如今,已经成为20多家业主联合运营的大团队,甚至能看到来自其它大洲的成员。

 

Apeland表示,不断开发新设备和新方法以满足成员们的需求,如今PRS已经成为挪威大陆架上深水复杂作业的全球领导者。根据他的说法,远程操控技术在深水中的需求越来越大。

 

关于水下管道连接机器人

 

上世纪七八十年代,海上油田逐步进入了开发的高潮期,挪威大陆架(NCS)因此成为了各家巨头角逐的主战场之一,但随着海底管道越铺越多,新的问题也随之浮出了水面:由于海底管道运营、维护,尤其是维修作业成本极度高昂,动辄数亿美元,而且管道故障影响的不只是一家公司的正常运营,出故障了这个费用谁出?谁出得起?一家独大肯定不是出路。因此在1987年,在NCS开展业务的多家公司合起来成立了一个海底管道合作组织——PRS Pool:
-应急抢修
-分担投资和运营成本
-最大化地分享技术及经验
-提供市面上的稀缺服务

 

PRS Pool是一个非盈利的会员组织,会员们可以基于此寻求服务,同时根据一个商定好的公式承担基础成本。(管道尺寸,水深,长度,输送介质等)

 

PRS Pool里目前集中了不少大型维抢修高端工程机器,由挪威国油负责运营,并代表业主和成员们和服务商签订一些必要的服务合同,以确保组织当下15000公里的海底管道始终稳定运行。
 
2007年1月1日起,全球能源行业最专业的工程、管理承包商德希尼布被挪威国油选定为该组织的服务商,直到2014年,德希尼布和Deepocean合资开展了业务,因此该组织的服务商变更为Technip-Deepocean联合体,第一阶段的合同签约到2019年。
 
因此,这几台高大上的设备不属于单一公司,是大家的共同资产。目前PRS pool拥有十几台此类海底管道维抢修设备,每台的造价都高达几个亿。

 

以下是PRS拥有的一些目前地球上最复杂的水下机器人:

 

战略合作
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