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科技觀察|深海乘波馭流 中國傳遞的首艘全新智能FPSO有多強?

作者:封面新聞

封面新聞記者 邊雪

地球表面的總面積約為5.1億平方千米,其中海洋的總面積約為3.61億平方千米,約占地球總面積的71%。相較于已經過長期勘探開發的陸地,尚處于勘探早期階段的海洋,蘊藏着豐富的石油和天然氣資源,開采潛力大且探明率較低的優勢,開發利用前景廣闊。

海洋能源正逐漸崛起,引領新一代能源革命,但想要在茫茫大海上,深潛數千米至海底開發油氣資源,并非易事。浮式生産儲卸油裝置就成了必不可少的“利器”。作為開采海洋油氣資源的高端大型海洋工程裝備,浮式生産儲卸油裝置可實作海上石油、天然氣等能源的開采、加工、儲存、外輸、發電,被稱為“海上油氣加工廠”。

6月16日,由中海油能源發展股份有限公司(簡稱“海油發展”)投資建造的全新智能FPSO(浮式生産儲卸油裝置)“海洋石油123”在江蘇南通完成陸地建造并成功傳遞。

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“海洋石油123”FPSO在靠泊碼頭調試。

“海洋石油123”是一艘10萬載重噸級的船型浮式生産儲卸油裝置,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,甲闆面積相當于1.5個标準足球場大小,其傳遞标志着中國海油加快推進海上智能油田建設取得新進展,對于實作大陸能源産業與數字技術深度融合,加快推進大陸能源數字化轉型和智能化發展具有重要意義。

現場資料全面感覺 讓油氣智能生産跨越“山海”

作為大陸全新智能FPSO,“海洋石油123”與正常FPSO主要差異在于智能化程度高,是目前大陸首艘應用了雲計算、大資料、物聯網、人工智能、邊緣計算等數字技術的全新FPSO,将為投産後的油氣生産營運智能化奠定堅實基礎。

“過去, FPSO生産作業是以獨立模式運作,倘若現場的關鍵裝置出現故障,需要多個專業的技術專家乘坐交通工具從陸地趕赴海上才能解決問題,這種方式實效性不高,影響現場的正常生産。”

據海油發展副總經理王偉介紹,“海洋石油123”通過智能化的設計,改變了傳統的營運模式,實作了從過去的海上設施獨立作戰模式向橫向內建和縱向貫通的海陸一體化營運模式轉變,現場生産資料可以及時回傳至陸地,技術專家在陸地就能進行聯合診斷,不僅能大幅縮短裝置故障修複時間,還有助于更早發現和解決海上生産隐患,将有效提高作業效率20%,降低生産營運成本10%以上。

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夜景下的“海洋石油123”FPSO。

王偉告訴封面新聞記者,“海洋石油123”現場各類生産資料通過8000餘個資料采集點彙集至自主研發的現場資料中樞——“海精靈”邊緣資料中心,對資料預處理後再通過海陸通訊鍊路傳輸至陸地智控中心,可實作海上生産資料的全面感覺、實時采集和智能輔助決策,全面提升油氣生産設施智能化營運水準。

在開展全新FPSO建設的同時,技術團隊同步對已投産營運的老舊FPSO進行智能化改造更新,随着“海洋石油123”的成功傳遞,陸地指控中心成功實作了FPSO“一對多”集約化管理,實作油田開發經濟效益和管理效率的更優化。

“倘若遇到極端天氣導緻海陸之間的通訊受影響,‘海精靈’可以充當‘臨時指揮站’,為智能化學藥劑加注、生産工藝優化、全船監測系統等智能化應用提供算力支撐,經人工智能模型算法分析後,全面提升裝置設施全生命周期管理的科學性。”王偉向封面新聞記者解釋道。

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“海洋石油123”FPSO生産工藝子產品。

數字“克隆體”,讓海陸協同更加高效

如果說‘海精靈’邊緣資料中心是現場資料的彙集中樞,那麼數字孿生技術就是海陸資料共享的橋梁紐帶。

“海洋石油123”建造項目組負責人譚靜軒告訴封面新聞記者,研發團隊将數字孿生技術首次應用在‘海洋石油123’的生産工藝流程優化、船體及單點系統健康管理,相當于給FPSO創造了一個數字版的“克隆體”。“技術人員在FPSO陸地智控中心,就可通過這一‘克隆體’全面監測海上生産動态,實作了裝置設施遠端映射與海陸協同管理,為海陸一體化智能生産營運搭建資料共享橋梁。”

此前,海上操作人員需要時刻關注外部條件變化,根據生産規程和工作經驗進行工藝系統調節,以保證生産的穩定性。有了“數字孿生”系統後,不僅可以真實還原工藝流程,還可以根據生産的實時狀态和變化情況進行控制參數調優和趨勢預警,解決了裝置運作過程中因依賴操作經驗導緻的系統異常、預警資訊不足等問題,在安全高效運作的前提下,確定FPSO生産時率最大化。

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“海洋石油123”FPSO出塢。

高效用能,不僅“智能”而且“綠色”

在“雙碳”背景下,“海洋石油123”持續改善能源管理模式,實作經濟用能,減少能源成本,遞交了多個綠色答案。

據譚靜軒介紹,“海洋石油123”首次利用先進的工業無線信号傳輸及電子感應技術,将FPSO的照明系統連接配接成一個智能控制網絡,在滿足不同工作時間、不同工作模式下各個場所對照度的需求的同時還可以實作自動控制和調節智能燈具的亮度。每年将節約照明用電30%,節約的電能相當于每年節約原油2575.44桶(标準煤46.2471噸)。

“海洋石油123”還配置了1套煙氣模式惰氣系統,回收利用熱媒體鍋爐燃燒的尾氣用于大艙所需的惰氣覆寫氣,能夠有效減少惰氣發生器的柴油消耗,進而降低FPSO的整體能源消耗。

值得注意的是,“海洋石油123”還配置了四台套主發電機煙氣的餘熱利用鍋爐,單台功率為1500KW,正常生産期間利用餘熱鍋爐就能滿足FPSO所需的熱能。上述兩套系統将每年節約标煤4429餘噸,減少二氧化碳排放約11168噸,相當于植樹6120棵。

“‘海洋石油123’FPSO傳遞後,将成為大陸首個統一批量應用滿足國标二級能效電機的FPSO,相比以前的三級能效電機,效率提升3%左右,每年将節電125700Kwh。”譚靜軒說。

值得注意的是,“海洋石油123”是首個獲得中國船級社智能符号認證的FPSO。傳遞後将通過一艘主拖輪拖帶和一艘輔助拖輪護航,拖航至珠江口盆地海域的陸豐12-3油田,與已經安裝在水下的錨鍊系統對接。陸豐12-3油田作業水深約240米,總井數達13口,主要生産設施包括“海洋石油123”和一座深水導管架平台,預計今年下半年投産後高峰日産原油29500桶,成為大陸海洋油氣産量的新增長級。

大陸作為擁有豐富長海岸線的國家,具備豐富的海洋能源潛力,包括海上風電、海上光伏和潮汐能等。目前,大陸已經成為全球最大的FPSO制造與應用國之一,所擁有的FPSO數量與總噸位均居世界前列。

“緊盯油氣行業數字綠色低碳轉型新趨勢,海油發展将抓住新一輪科技革命為油氣産業帶來的新契機。”王偉表示,在油氣生産領域大力推進以“智能油田”“智能工程”“智能工廠”為代表的數字綠色低碳轉型示範工程,為持續推動海洋石油工業高品質發展、保障國家能源安全作出新的更大貢獻。

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