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【油气】柔性管道中国造
2017年03月02日 17:23   来源于:中国石油石化   作者:吴纯忠   打印字号
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  由我国民营企业研发成功的深海油气柔性管,使我国向深海油气勘探开发又迈进一大步。

 

  不久前,国家高新技术研究发展计划(863计划)关于柔性海底管道关键技术研究项目通过了国家科学技术部组织的专家技术鉴定。自此,我国向深海油气柔性管设计制造国产化迈出了可喜的一步。

  初探柔性管

  随着海洋开发领域的不断加深,海洋柔性管的开发深度也在随之加大。上世纪60年代初,海洋柔性管的铺设典型深度是20米。到了21世纪初,铺设水深已能达到1500-3000米的超深水域。如今海洋柔性管的设计、生产技术已经成熟,设计与开发也不断向着超深水方向进行。

  但是到目前为止,我国海上油田尤其是深海油气田所用输油输气柔性管道主要依赖国外生产厂家,不仅价格昂贵,而且随着时间的延长,柔性管道在使用过程中一旦出现意外很难得到及时修复。即便应急采办,也需要较长时间才能收货,将严重影响油田的开发效率和效益。

  为此,科技部在2012年“863计划”海洋技术领域“深水油气勘探开发技术与装备”重大项目的立项工作中,把柔性海底管道关键技术研究作为重大项目之一,并要求务必在“十二五”末完成。

  接下这个重大项目并向国家立下“军令状”的企业,是一家在浅海柔性管研制方面有着丰富经验的科技创新型民营企业——河北恒安泰油管有限公司。

  经验得来的背后,曾是一段艰苦的攻关时期。

  当初,在既无资料又无经验可借鉴的情况下,河北恒安泰只有摸索前进。在几经研究、试验、失败、总结后,河北恒安泰终于全面掌握了陆上柔性管最前沿的制造技术。在经过多地、不同介质的现场应用后,2004年通过了有关机构组织的专家技术鉴定,填补了国内空白。从此河北恒安泰成为国家柔性复合管行业标准的起草单位。伴随着不断创新,到2015年底,他们的产品技术成果已获国家专利30多项,陆上柔性复合管已推广应用2.6万多公里。

  随后,他们又将目光投向浅海海管这一难关。针对我国海洋油气开发,尤其在临近的渤海湾地区,急需一种非金属管材来取代易腐蚀、易结垢、施工难的钢制管材。于是河北恒安泰在生产供应陆管市场需求的同时,把目光瞄准在新的领域——海洋柔性管的研制。

  研制海管比陆管更难。开始,研究人员只是听说海上油气开发需要一种海上柔性管,价格高昂,完全被国外垄断。但这种油管谁也没见过,研发工作无从下手。研究人员到南方沿海地区了解,但跑了几天毫无结果。一天傍晚,该公司几个领导沿街蹓达,在路边废品收购站发现一段两米多长、形状怪异的管子,经向收购站老板打听才知道这就是海管。于是经过讨价还价,花7万元买下了这段旧海管。

  虽然花了海价,但他们感到如获珍宝。马上组织科研人员仔细分析,联合高校、科研院所,斥巨资展开海管研究。根据陆管的研制经验,按海管结构,河北恒安泰着手设计制造设备,自制钢槽,轨道成型。与有关高校和企业开展合作,开始缠绕制作海管,但开始并不理想。据当时参与研制的员工回忆,为了攻下这一难关,他们放弃了节假日,有时甚至24小时连续工作。最终研究人员成功开发出我国自主研发的海洋柔性管。

  从2006年到2010年研制出第一根海管,河北恒安泰用了5年时间,花去数千万元的资金。这笔研发资金相当于该企业每年产值的10%以上。除了员工工资奖金和爱心基金外,公司把剩下的钱大部分用在新产品开发上。经中国石油管材研究院试验分析后认为,河北恒安泰研制的海管完全符合产品质量标准要求。随后,他们靠自己设计、制造,承担起渤海湾地区两个研究项目,并取得成功。

  再次实现“零”的突破

  正当河北恒安泰浅海柔性管研制初获成功并在不断总结完善时,2012年恰逢国家科技部“863”重大技术项目立项,由于该公司在柔性管领域的丰富经验,经科技部研究被列在深海海管项目的首列。

  接受任务后,河北恒安泰科研人员根据深海的海况及技术要求,按海管功能类型,分别进行了柔性立管总体技术设计、软件开发、制造技术等子课题研究,自主完成了柔性立管开发设计分析、立管工程制造样机、附属构件、制造设备等。在柔性海底管道铺管关键技术研究方面,总体方案设计、管线各种结构设计、附属构件及主要制造设备,均按任务书要求如期完成,并申报国家专利3项,其中发明专利2项。早在2014年初即顺利通过了国家高科技项目的中期检查评审。

  实践是检验一切研究成果的最佳方式。为此,河北恒安泰争分夺秒,精心组织,2015年,在浙江舟山海洋产业集聚地用自己研究的新技术制造出我国首条单根总长3800米、直径6英寸、总重220多吨的柔性海管,并迅速将首批生产出的13公里深海管运送到我国南海水域使用。

  令人鼓舞的是,应用现场不断传来好消息。首先是国产海管的经济性,一般钢制管材安装13公里用3条铺管船至少需要铺设30天时间,而用同样的铺管船来铺13公里国产柔性管仅用3天。按铺管船每天施工费用100万元计,可节省2700万元。同类型国产管的费用仅为进口管的一半。其次是性能优,质量靠得住,从铺设至今半年多时间,国产管运行稳定,各项性能指标均正常。

  创新永远在路上

  尽管成功攻克浅海管,取得研制深海管的丰硕成果,河北恒安泰并不满足:“我们在深海海管的研究方面仅仅是刚刚起步,今后的路更难更长。未来将持续开展创新研究工作,迈出新的步子。”

  据了解,该公司经上级批准,已成立院士工作站,并与中国石油管材研究院、西北大学、四川大学、北京化工大学等成立管材技术研究中心,为下一步技术创新积累大批人才资源。除此之外,在北京、上海、休斯敦还建立了三个外部研发中心,成为我国在这一专业领域最大的一体化企业。

  虽然初步的任务完成了,但在深海海管领域仍有大量的课题需要深入研究。首先是在海况适应上。我国有300多万平方公里海域。海水深度从几十米到几千米,海况不同对海管的要求也不同。尤其在我国东海、南海每年都受到多场台风的袭击,海浪、海流对钻井立管都有严重影响,如何让海管的抗压、抗拉、抗摆适应环境的要求仍需深入研究。

  “我国虽然在深海海管研制方面起步较晚,但我们有决心后来居上,赶上或超过世界同类产品的水平。‘中国制造’的深海海管进军国际市场指日可待。”该公司领导在接受媒体采访时表示。

  本文图片均由吴公晨提供

  责任编辑:赵 雪

  znzhaoxue@163.com

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