5月18日,“蓝鲸1号”钻井平台在南海试采可燃冰成功。就在同一天,西门子邀请员工、媒体和社交媒体平台粉丝代表一起登上了正在建设中的“蓝鲸2号”钻井平台。它与“蓝鲸1号”都是由中集来福士打造的第七代超深水半潜式平台,世界领先,西门子为它们提供了包括DP3闭环动力解决方案在内的全套动力包。海工巨无霸的博大精深让所有人感到了震撼,参观团员之一果壳网签约作者、科普作家瘦驼随后写下了一篇游记,在此与大家分享。
作者简介:瘦 驼,果壳网签约作者、科普作家
5月18日,我应邀去参观正在烟台中集来福士进行最后施工的“蓝鲸2号”钻井平台。一早登船之前照例发了条微博作为预告。在那条微博下面,有几个朋友在对暗号:“出气了吗?”“嗯,出了。”
没顾上打听,换上橙色的工作服,我就钻进了“蓝鲸2号”的肚子里去了。这座钢铁岛屿重4万多吨,从浮体上的出入口进入船体,沿着支柱里的旋转楼梯向上爬,等爬到位于整个平台中部的的作业平台,钻出来时已经是满头大汗,差不多爬了有10层楼。
站在骄阳下比一个足球场还大的作业平台上,手机终于有了信号,一个推送传来:“蓝鲸1号”半潜式深水钻井平台在南海作业区成功试采可燃冰。
这条消息在之后的几天里燃爆了朋友圈。虽然可燃冰的商业化开采和利用还不像朋友圈消息里说的那样似乎是“气到渠成”的,但它作为一项储量巨大的燃料资源,对国家的能源战略和能源安全的影响是深远的。
“蓝鲸1号”和“蓝鲸2号”是姊妹平台,外观和内在一模一样,都是由中集来福士建造的最新一代超深水半潜式钻井平台,可以在近4000米的深海钻探超过15000米的深井。
跟这些数字比,平台本身的百米尺度就不算啥了。先不算钻到岩层里的万米钻杆,仅仅从漂浮在海面上的平台到海底,蓝鲸们工作的时候就是这样的:
跟陆地上的钻井不同,海上钻井平台是漂浮在海面上的,在风浪、潮汐、海流作用下,平台无时不刻不在运动之中,来想象一下中学数学里学到的立体坐标系,一个平台有X\Y\Z三个轴,在这三个轴上它都可以移动和旋转,这样一下就是六个自由度。一个物体自由度越多,它的运动就越灵活。
夏天,经常会有朋友在微博上艾特我,惊呼自己发现了蜂鸟。其实他们看到的,都是在花丛里辛勤工作的长喙天蛾。这种蛾子可以算是昆虫界的蜂鸟,它们能精确悬停在花朵上方,用平时卷曲在头部,展开后几乎跟身体一样长的吸管一样的口器吸取花蜜。
对地球来说,蓝鲸平台就是这样的一只吸蜜昆虫,只不过它的“口器”是身长的几十、几百倍,而且还是钢的。平台稍有挪动就有可能撅断钻杆,那里面有可能是高压易燃的原油和天然气,一旦发生这样的事故,后果不堪设想。
建设中的“蓝鲸2号”
怎样才能让浮在海面的平台稳如泰山,最直截了当的办法就是——拴紧。不是有船锚吗?多下几只,用锁链来个五花大绑,把平台牢牢拴住。如果只是在渤海黄海这些水深只有百十米的浅海,这不失为一种简单的解决方案。而在作业深度近4000米的深海,这可就难了。
因为锚链的长度一般是深度的10倍,要是把蓝鲸平台悬在北京城市中心上空,锚区差不多已经覆盖整个六环了。更重要的是,钻井是在地球上绣花,精度的要求非常高,往往偏个几十米就什么也钻不到了,用深海锚泊的办法固定平台,移动起来太麻烦。
于是,海工(海洋工程)工程师们想出了以动治动的办法,这就是动力定位(Dynamic Positioning)。
蓝鲸平台底部装了8台巨大的可以360°回转的螺旋桨推进器,各种传感器计算出风、海浪和海流对平台的作用力,控制系统操纵推进器实时产生等量但是反向的推力,这样整个平台所受的合力就变成零了,任他风吹浪打,我自岿然不动。
动力定位与锚泊定位的区别
从操作平台再次钻回平台内部,沿着旋梯向下,当舱里的温度突然变得怡人的时候,工程师说:“现在我们已经在水面以下了。”蓝鲸平台稳如泰山的秘密也藏在这些舱室里。
一台一人多高的电动机竖在舱里,机器上并没有任何logo,咨询工程师后得知这是一台西门子H-compact PLUS变频电动机,功率达到了惊人的5兆瓦,相当于50台家用轿车发动机的总功率。类似功率的船用柴油机我见过,个头差不多要填满一整间会议室,电动机的高效紧凑表现的淋漓尽致。
这只是一台,全平台一共8台这样的推进电机,为了保证在火灾、进水等极端情况下平台的安全性,这些电动机被布置在用防火水密门隔开的不同舱室里。
平台推进器
西门子电机
西门子除了为蓝鲸平台提供保证平台稳定的DP3闭环动力解决方案之外,还提供了涵盖从变压器、配电板到变频器、电机等的“一站式”动力包。
仅仅是推进电机,全部工作的功率就达到了近40兆瓦,加上采油系统、照明系统和满足全平台200多人的生活用电,总耗电量接近一座小型城市。
跟电力消耗相对平稳的城市不同,推进电机或者其他大功率设备一启一停,全平台电网的波动丝毫不亚于海面的波涛汹涌。要在远离大陆的海上,在达到如此严苛工作要求的前提下保证系统的安全和有效,这是核心科技。
西门子配电设备
其实,如果把蓝鲸钻井平台缩小百万倍,配电板、变频器、电动机,跟一台家用洗衣机的组成并没有什么本质的区别。哦对了,如果你家的西门子洗衣机需要维修保养的话,记得出门右转找博西电器。
博西是博世和西门子和合称,两家从1967年开始合作生产家电,但是在2014年,西门子就自己的那一半股份全部卖给了好机友博世公司,从此退出了家电制造业。
这里不得不暴露一下年龄了,西门子M55手机橙色的背光和按键坚实的手感,大学时代的记忆。早在1985年,西门子就推出了第一款手机。但是在2005年,西门子把自己的移动通信业务全部卖给了明基。
作为一家以电报技术入行的老牌工业企业,近170年来,西门子的业务不断变化,但它却一直没有远离我们的生活。
大家在日常生活中见到SIEMENS标志的机会可能越来越少,但它跟大众生活的关系其实变得更加紧密了。
你用的每一度电,加的每一滴油,乘坐的每一趟高铁,未来搭乘的每一班电动飞机,都有西门子的身影,藏在你看不见的地方。
西门子的解决方案正在支持中国转型升级,将电气化、自动化、数字化的力量融入各行各业,以前所未见的高度、速度、精度和深度,让关键所在,逐一实现。