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能效管理

開采出可燃冰的“藍(lán)鯨”到底長啥樣?

2025China.cn   2017年05月26日

  5月18日,“藍(lán)鯨1號(hào)”鉆井平臺(tái)在南海試采可燃冰成功。就在同一天,西門子邀請(qǐng)員工、媒體和社交媒體平臺(tái)粉絲代表一起登上了正在建設(shè)中的“藍(lán)鯨2號(hào)”鉆井平臺(tái)。它與“藍(lán)鯨1號(hào)”都是由中集來福士打造的第七代超深水半潛式平臺(tái),世界領(lǐng)先,西門子為它們提供了包括DP3閉環(huán)動(dòng)力解決方案在內(nèi)的全套動(dòng)力包。海工巨無霸的博大精深讓所有人感到了震撼,參觀團(tuán)員之一果殼網(wǎng)簽約作者、科普作家瘦駝隨后寫下了一篇游記,在此與大家分享。

 

  作者簡介:瘦 駝,果殼網(wǎng)簽約作者、科普作家

  5月18日,我應(yīng)邀去參觀正在煙臺(tái)中集來福士進(jìn)行最后施工的“藍(lán)鯨2號(hào)”鉆井平臺(tái)。一早登船之前照例發(fā)了條微博作為預(yù)告。在那條微博下面,有幾個(gè)朋友在對(duì)暗號(hào):“出氣了嗎?”“嗯,出了?!?/FONT>

  沒顧上打聽,換上橙色的工作服,我就鉆進(jìn)了“藍(lán)鯨2號(hào)”的肚子里去了。這座鋼鐵島嶼重4萬多噸,從浮體上的出入口進(jìn)入船體,沿著支柱里的旋轉(zhuǎn)樓梯向上爬,等爬到位于整個(gè)平臺(tái)中部的的作業(yè)平臺(tái),鉆出來時(shí)已經(jīng)是滿頭大汗,差不多爬了有10層樓。

  站在驕陽下比一個(gè)足球場還大的作業(yè)平臺(tái)上,手機(jī)終于有了信號(hào),一個(gè)推送傳來:“藍(lán)鯨1號(hào)”半潛式深水鉆井平臺(tái)在南海作業(yè)區(qū)成功試采可燃冰。

 

  這條消息在之后的幾天里燃爆了朋友圈。雖然可燃冰的商業(yè)化開采和利用還不像朋友圈消息里說的那樣似乎是“氣到渠成”的,但它作為一項(xiàng)儲(chǔ)量巨大的燃料資源,對(duì)國家的能源戰(zhàn)略和能源安全的影響是深遠(yuǎn)的。

  “藍(lán)鯨1號(hào)”和“藍(lán)鯨2號(hào)”是姊妹平臺(tái),外觀和內(nèi)在一模一樣,都是由中集來福士建造的最新一代超深水半潛式鉆井平臺(tái),可以在近4000米的深海鉆探超過15000米的深井。

  跟這些數(shù)字比,平臺(tái)本身的百米尺度就不算啥了。先不算鉆到巖層里的萬米鉆桿,僅僅從漂浮在海面上的平臺(tái)到海底,藍(lán)鯨們工作的時(shí)候就是這樣的:

 

  跟陸地上的鉆井不同,海上鉆井平臺(tái)是漂浮在海面上的,在風(fēng)浪、潮汐、海流作用下,平臺(tái)無時(shí)不刻不在運(yùn)動(dòng)之中,來想象一下中學(xué)數(shù)學(xué)里學(xué)到的立體坐標(biāo)系,一個(gè)平臺(tái)有X\Y\Z三個(gè)軸,在這三個(gè)軸上它都可以移動(dòng)和旋轉(zhuǎn),這樣一下就是六個(gè)自由度。一個(gè)物體自由度越多,它的運(yùn)動(dòng)就越靈活。

  夏天,經(jīng)常會(huì)有朋友在微博上艾特我,驚呼自己發(fā)現(xiàn)了蜂鳥。其實(shí)他們看到的,都是在花叢里辛勤工作的長喙天蛾。這種蛾子可以算是昆蟲界的蜂鳥,它們能精確懸停在花朵上方,用平時(shí)卷曲在頭部,展開后幾乎跟身體一樣長的吸管一樣的口器吸取花蜜。

  對(duì)地球來說,藍(lán)鯨平臺(tái)就是這樣的一只吸蜜昆蟲,只不過它的“口器”是身長的幾十、幾百倍,而且還是鋼的。平臺(tái)稍有挪動(dòng)就有可能撅斷鉆桿,那里面有可能是高壓易燃的原油和天然氣,一旦發(fā)生這樣的事故,后果不堪設(shè)想。

建設(shè)中的“藍(lán)鯨2號(hào)”

 

  怎樣才能讓浮在海面的平臺(tái)穩(wěn)如泰山,最直截了當(dāng)?shù)霓k法就是——拴緊。不是有船錨嗎?多下幾只,用鎖鏈來個(gè)五花大綁,把平臺(tái)牢牢拴住。如果只是在渤海黃海這些水深只有百十米的淺海,這不失為一種簡單的解決方案。而在作業(yè)深度近4000米的深海,這可就難了。

  因?yàn)殄^鏈的長度一般是深度的10倍,要是把藍(lán)鯨平臺(tái)懸在北京城市中心上空,錨區(qū)差不多已經(jīng)覆蓋整個(gè)六環(huán)了。更重要的是,鉆井是在地球上繡花,精度的要求非常高,往往偏個(gè)幾十米就什么也鉆不到了,用深海錨泊的辦法固定平臺(tái),移動(dòng)起來太麻煩。

  于是,海工(海洋工程)工程師們想出了以動(dòng)治動(dòng)的辦法,這就是動(dòng)力定位(Dynamic Positioning)。

  藍(lán)鯨平臺(tái)底部裝了8臺(tái)巨大的可以360°回轉(zhuǎn)的螺旋槳推進(jìn)器,各種傳感器計(jì)算出風(fēng)、海浪和海流對(duì)平臺(tái)的作用力,控制系統(tǒng)操縱推進(jìn)器實(shí)時(shí)產(chǎn)生等量但是反向的推力,這樣整個(gè)平臺(tái)所受的合力就變成零了,任他風(fēng)吹浪打,我自巋然不動(dòng)。

動(dòng)力定位與錨泊定位的區(qū)別

 

  從操作平臺(tái)再次鉆回平臺(tái)內(nèi)部,沿著旋梯向下,當(dāng)艙里的溫度突然變得怡人的時(shí)候,工程師說:“現(xiàn)在我們已經(jīng)在水面以下了。”藍(lán)鯨平臺(tái)穩(wěn)如泰山的秘密也藏在這些艙室里。

  一臺(tái)一人多高的電動(dòng)機(jī)豎在艙里,機(jī)器上并沒有任何logo,咨詢工程師后得知這是一臺(tái)西門子H-compact PLUS變頻電動(dòng)機(jī),功率達(dá)到了驚人的5兆瓦,相當(dāng)于50臺(tái)家用轎車發(fā)動(dòng)機(jī)的總功率。類似功率的船用柴油機(jī)我見過,個(gè)頭差不多要填滿一整間會(huì)議室,電動(dòng)機(jī)的高效緊湊表現(xiàn)的淋漓盡致。

  這只是一臺(tái),全平臺(tái)一共8臺(tái)這樣的推進(jìn)電機(jī),為了保證在火災(zāi)、進(jìn)水等極端情況下平臺(tái)的安全性,這些電動(dòng)機(jī)被布置在用防火水密門隔開的不同艙室里。

平臺(tái)推進(jìn)器

西門子電機(jī)

 

  西門子除了為藍(lán)鯨平臺(tái)提供保證平臺(tái)穩(wěn)定的DP3閉環(huán)動(dòng)力解決方案之外,還提供了涵蓋從變壓器、配電板到變頻器、電機(jī)等的“一站式”動(dòng)力包。

 

  僅僅是推進(jìn)電機(jī),全部工作的功率就達(dá)到了近40兆瓦,加上采油系統(tǒng)、照明系統(tǒng)和滿足全平臺(tái)200多人的生活用電,總耗電量接近一座小型城市。

  跟電力消耗相對(duì)平穩(wěn)的城市不同,推進(jìn)電機(jī)或者其他大功率設(shè)備一啟一停,全平臺(tái)電網(wǎng)的波動(dòng)絲毫不亞于海面的波濤洶涌。要在遠(yuǎn)離大陸的海上,在達(dá)到如此嚴(yán)苛工作要求的前提下保證系統(tǒng)的安全和有效,這是核心科技。

西門子配電設(shè)備

 

  其實(shí),如果把藍(lán)鯨鉆井平臺(tái)縮小百萬倍,配電板、變頻器、電動(dòng)機(jī),跟一臺(tái)家用洗衣機(jī)的組成并沒有什么本質(zhì)的區(qū)別。哦對(duì)了,如果你家的西門子洗衣機(jī)需要維修保養(yǎng)的話,記得出門右轉(zhuǎn)找博西電器。

  博西是博世和西門子和合稱,兩家從1967年開始合作生產(chǎn)家電,但是在2014年,西門子就自己的那一半股份全部賣給了好機(jī)友博世公司,從此退出了家電制造業(yè)。

  這里不得不暴露一下年齡了,西門子M55手機(jī)橙色的背光和按鍵堅(jiān)實(shí)的手感,大學(xué)時(shí)代的記憶。早在1985年,西門子就推出了第一款手機(jī)。但是在2005年,西門子把自己的移動(dòng)通信業(yè)務(wù)全部賣給了明基。

  作為一家以電報(bào)技術(shù)入行的老牌工業(yè)企業(yè),近170年來,西門子的業(yè)務(wù)不斷變化,但它卻一直沒有遠(yuǎn)離我們的生活。

 

  大家在日常生活中見到SIEMENS標(biāo)志的機(jī)會(huì)可能越來越少,但它跟大眾生活的關(guān)系其實(shí)變得更加緊密了。

  你用的每一度電,加的每一滴油,乘坐的每一趟高鐵,未來搭乘的每一班電動(dòng)飛機(jī),都有西門子的身影,藏在你看不見的地方。

  西門子的解決方案正在支持中國轉(zhuǎn)型升級(jí),將電氣化、自動(dòng)化、數(shù)字化的力量融入各行各業(yè),以前所未見的高度、速度、精度和深度,讓關(guān)鍵所在,逐一實(shí)現(xiàn)。

(轉(zhuǎn)載)

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