“渤海一号”开启船检局检验新征程

2021-03-05 02:38
中国船检 2021年2期
关键词:海洋工程渤海钻井

本刊记者 崔 燕

1971年,我国第一座自行设计建造的自升式海上钻井平台“渤海一号”在大连造船厂建成,该平台交付使用后,在渤海湾内先后作业钻井几十口,并经受住了10级大风和1976年唐山大地震等带来的严峻考验。她的建成投产不仅见证了我国自行设计建造海上石油钻井装备从无到有的历史跨越,也由此开启了船舶检验局海洋工程检验业务的新篇章。我们一起探寻这座曾被誉为“国船之傲”的自升式海上钻井平台设计、建造以及检验过程中尘封已久的那些鲜为人知的秘密。

设计,从零开始

上世纪60年代以前,我国尚未进行过海上油气的勘探作业。1964年1月,7000余名参加过大庆会战的石油工人,披着松辽会战的风尘,挥戈南征,奏响了渤海湾石油勘探开发的序曲。1964年12月20日,当钻头到达约2526米时,港5井发生强烈的井喷。此后,又连续打出了多口探井,均获得高产油流,因此决定建立油田。因港5井地处北大港构造带,大港油田由此而得名。

为了对渤海沿海石油延伸入浅海海区的油层进行钻探作业,石油部委托负责造船的六机部帮忙为其设计建造海上石油钻井装置。随后,六机部将该平台的设计工作交由位于上海的产品设计三室,也就是现如今中国船舶集团第七○八研究所。作为国内造船及海洋工程领域佼佼者的七○八所,曾经开创了我国船舶工业史上许多第一。

谈到“渤海一号”钻井装置的设计工作,据了解情况的老船检人介绍,在当时来说,这是一件具有很大挑战性的工作。因为屹立于渤海海域的钻井装置究竟应该是什么样子,除了几张照片外,国际上可供参考的资料几乎为零。

上世纪60年代中期,国际上海洋工程装备以及主要以钻井平台为主的石油勘探装备均处于初步发展阶段,既没有相关规范标准,也没有可供参考的船型。据记者了解,国际上第一本关于海洋工程类的规范标准也是美国船级社(ABS)于1969年才公布实施的。再加上有些专业,如海底地质和土壤等专业对于船舶设计人员来说比较陌生,一切都需要从零开始,难度可想而知。

热烈欢送渤海一号冬季出海打井

1966年接到设计任务后,产品设计三室立即调配船舶设计领域的专家组成项目组,集中精力开始着手研究设计我国第一座移动式钻井装置。

据了解,自升式钻井平台由平台、桩腿和升降机构组成,平台能沿桩腿升降,一般无自航能力。工作时桩腿下放插入海底,平台被抬起到离开海面的安全工作高度,并对桩腿进行预压,以保证平台遇到风暴时桩腿不致下陷。完井后平台降到海面,拔出桩腿并全部提起,整个平台浮于海面上,由拖轮拖到新的井位。钻一口井一般需要3~4个月时间,钻井平台在移位拖航过程中,台体浮在水面如驳船。因此,在设计中必须要兼顾海工建筑物与浮船的特点。

既然没有海洋工程装备的规范标准,就需要按照船舶检验局颁布的《钢质海船建造规范》以及国外船级社相关的技术标准作为参考依据。同时,汇同船舶检验局专门对我国渤海地区气候和海况条件进行调查和研究。

船检局检验的我国第一座自升式钻井平台“渤海一号”

环境条件主要指气象、水文和海底地质等方面的数据,这对于钻井平台的受力,安全以及技术操作具有决定性的影响,是初步设计最为重要的参考依据。与一般船舶不同的是,这种可以在海上移动的平台,如在作业过程中遇到大风暴是不可能迅速转移躲避大风浪的。所以,在设计之初需要测算出平台能够经受渤海湾地区五十年甚至上百年一遇的风、浪、潮流等特定环境的参数。设计人员需根据船舶检验局颁布的海船稳性规范,结合具有丰富渤海湾航行经历的老船长的经验,对水深30米以内的海区40~50年一遇的风浪数据做出预测和判断。

据一篇“渤海一号”设计回顾的档案资料显示,该平台在设计中还增加了很多有心思的设计,其中很多设计细节几乎堪称完美。例如,升船后供冷却、卫生使用的海水如何供应,油、水舱暴露在空气中的防冻绝缘,在位于井口区的防爆措施,井喷的消防逃生措施等等,都专门作了处理,是一件几乎堪称完美的作品。

1967年7月,船舶检验局大连办事处收到了产品设计三室送审的30米自升式海上移动钻井平台的设计图纸。后来,由于 “文革”影响,“渤海一号”建造计划被搁置。

建造,自力更生

始建于1898年沙俄时期的大连造船厂,先后经历了俄日殖民统治、中苏合营、独立经营、企业分建和整合重组的曲折而漫长的历程。

上世纪70年代,随着国家对大型船舶以及海洋工程装备需求的增加,大连造船厂开始进行第二次大规模建设,在位于香炉礁新区新建10万吨船台、10万吨码头,而老区则新增钢材处理、平面分段流水线等。由此,大连造船厂成为国内首家具备10万吨级船舶建造能力的船厂。

1970年8月28日,国家石油部重新启动被搁置的“渤海一号”自升式钻井平台建造计划。

接到任务后,大连造船厂立即开始着手进行生产设计和各方面生产准备工作。因厂内船台已由其他船舶产品占用,最后只能将香炉礁工地原有的小船台加以修建改造,用作建造“渤海一号”自升式钻井平台的施工场地。

现如今我们已经很难想象某个部门发一个文件,全国的高校、科研院所和企事业单位等一切可以组织、调动和召集起来的力量立即联合起来,声势浩大地搞学术探讨和产品研发。然而,“渤海一号”的设计、建造和检验过程就是设计单位、施工单位、船检部门、高校等产学研各相关单位紧密配合,采取土设备和新工艺有效结合的办法,攻克一个又一个关键技术难关而取得的合作成果。与船舶相比,海洋工程装备的建造过程更为复杂,涉及的领域及单位、设备、产品、试验项目更多。为了争分夺秒,大连船厂已没有了白天和黑夜之分,夜深了,技术部门的灯光还亮着,车间里工人们手里的焊光依然此起彼伏地闪烁。

1971年11月30日,我国第一座30米自升式海上石油钻井平台“渤海一号”建成交付,总长60.4米,总宽32.5米,型深5米,作业水深30米,最大钻井深度4000米,结构举升为4600吨,4支圆柱型桩腿依靠一整套液压装置将4600吨重的平台自海面升到海平面9米的高度,进行钻井作业。该平台的成功交付打破了国际技术垄断和封锁。

1972年6月,“渤海一号”由大连造船厂用5300马力拖轮拖往塘沽方向。同年9月, 通过长途拖航以及升降船试验,“渤海1号”正式交付使用。1973年6月7日,船舶检验局大连办事处完成检验工作,为其签发证书。

船检局检验的渤海五号自升式钻井平台

船检局检验的渤海七号自升式钻井平台

1976年,唐山发生大地震,当时“渤海一号”正在海上升起作业,艏西艉东方向,位置大约位于唐山东南方向90公里处。虽然距离唐山很近,但“渤海一号”经受住了这次巨灾的考验。

1978年“渤海一号”自升式平台获得全国科技大会奖。

检验,开启新征程

于天湧,曾任船舶检验局总工程师,先后参与“渤海三号”“渤海五号”的现场检验工作。已经年过八荀的于天湧老领导思维敏捷,语言清晰,给记者讲述了船舶检验局海洋工程检验业务的全面开启。

据了解,我国第一本海上移动平台规范是船舶检验局委派大连办事处组织编写而成的,于1982年正式公布实施。而我国海上移动平台建造及检验于20世纪70年代便开始了。其实,在我国海上移动平台规范还未正式颁布之前,为了确保安全,船舶检验局主要采取的是临时措施,来解决检验依据问题,也就是说依据船舶检验局制订的《移动式近海钻井平台法定检验和入级检验暂行办法》和采用国际通行的规则。

1982年船检局颁布我国第一部海上移动式钻井船入级与建造规范

移动近海钻井船构造和设备规则

于天湧介绍说,虽然没有亲自参与我国首座自升式钻井平台“渤海一号”的现场检验和发证工作,但他在大连造船完成了“渤海三号”“渤海五号”的现场检验工作以及与挪威船级社验船师共同完成上述平台的联合检验任务。同时向美国船级社验船师(负责ABS船级大脚型钻井船的进厂修理检验)了解了ABS对钻井船的相关技术要求。这位来自基层的总工程师,具有对现场技术解决方案的把控能力,他表示检验过程是完成并实现要求以及积累经验和提高的过程。搞联合检验也应勇于说出自己的观点,使问题的解决即合规又合理。应对检验现场可能出现的问题是验船师学习积累经验的过程,熟悉国家规范、规则和相关标准,要理性指导经验,作到能结合我国以及船厂的实际情况,实现技术指标、使产品质量符合检验要求。海洋石油和天然气开发的不断增多,极大地促进了海上钻井平台建造工业的发展。西方先进船级社自1968年以来,先后制定了各自的海洋工程规范,以保障海上设施的安全。

1978年起,船舶检验局开始着手研究制定海洋工程检验规章和规范。1980~1984年间,先后公布了《海上移动式钻井平台入级与建造规范》《海上固定平台入级与建造规范》,及《海上平台安全规则》等等。在随后的十余年内,又陆续制定了包括规则、规范、规程和须知在内的一系列海洋工程检验规章制度,使得海洋工程规范体系逐步充实和完善。为我国海洋工程事业的发展奠定了坚实的技术规范根基,助力中国海洋工程事业由浅海走向深海,实现一个又一个辉煌跨越。

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