中国海油最新发布，十大专有技术成果亮相！
2024-11-13
为深入探讨技术创新，加速推动数智化转型，加快发展海洋能源新质生产力，11月12日，由中国海油、中国石油和化学工业联合会联合主办的首届海洋工程技术与智能化大会暨ET02“海基”系列深水导管架平台技术成果研讨会在京召开。会议聚焦“深海铸脊梁，新质拓新图”主题，全面总结了“海基”系列深水导管架平台的技术成果，深入探讨了数智化背景下海洋能源工程技术的最新进展，为培育和发展海洋能源新质生产力凝聚科技创新力量。
近年来，中国海油积极推动产学研用一体化，深入打造产业链融合创新典范，携手中国钢研、湘潭钢铁等央国企以及上海交通大学、天津大学、大连理工大学等国内科研力量，整合多方优势资源，实现技术互补和资源共享，共同攻克了“300米级导管架平台结构总体规划与设计技术”、“420MPa级海洋工程用调制态超高强钢材料设计与焊接技术”等10项关键专有技术难题，推动“海基一号”、“海基二号”导管架平台陆续在陆丰、流花海域成功应用，实现了深水导管架平台关键零部件及施工装备国产化，大幅提升我国深海油气开发的技术水平及全球海洋工程装备市场的竞争力，为我国海洋经济的蓬勃发展注入了强劲的创新活力与持续的增长动力。
01.南海陆坡区中深水油气田干式井口固定平台高效开发模式
技术内涵：以“海基”系列深水导管架平台为核心装备，适用于300米水深级别的高自主化率，高采收率，低成本的中深水油气资源开发新模式。
价值成效：中国海油基于南海陆坡区油气资源开发需求，基于设计、材料供应、建造安装资源和施工机具的自主研发与攻关，带动国内钢铁产业、装备制造和设备厂商等产业链的升级优化，实现“海基”装备国产化率达到97%以上，为“用我们自己的装备开发油气资源”提供了坚实支撑。
“海基”系列平台的顺利建成，标志着我国在超大型海洋油气平台导管架设计和建造技术上取得了新突破，开创了我国中深水油气资源开发的新模式，盘活陆丰12-3、陆丰15-1和流花11-1三个大油田，总动用储量超亿方，高峰产能近500万方，累产近3000万方，投资近300亿，单座油田节省开发投资超10亿元，对保障国家能源安全、提升中深水油气资源水平具有重要意义！
02. 300米级导管架平台结构总体规划与设计技术
技术内涵：基于新机理、新技术和完全自主建造安装资源条件下全新深水导管架结构总体规划方案与关键承载结构的技术方案，支撑“海基”系列深水导管架各项总体性能指标技术领先。
价值成效：“海基”系列深水导管架从系统上优化了导管架空间桁架支撑体系，采用“下水桁架窄面布置+浮动式下水桁架+超大跨距X撑结构”三项核心结构规划技术，形成国内自主施工作业资源能力限制下的结构载荷传递优良的深水导管架结构型式。极端环境荷载与结构重量分别降低10%以上，钢桩数量比国际同类导管架均值少4根，节省工程直接费约2亿元。形成“海基”系列深水导管架原始母型，是我国中深水油气田采用干式井口开发的核心装备。
03. 30年超长服役年限深水固定平台波浪动力分析与疲劳设计技术
技术内涵：随水深增加，导管架平台刚度降低致其自振周期增加，导管架这类固定细长体结构物的动力响应特性显著，节点疲劳问题突出。为准确模拟深水导管架动力及疲劳特性，确保30年超长服役期结构强度及节点疲劳失效风险安全可控，基于时间历程法、节点在役可检测性、重要性及疲劳荷载传递机理，构建一套随机波时域动力分析方法，创立一套疲劳安全分区设计原则和方法，形成关键节点疲劳问题解决方案，为“海基”系列导管架在300米水深安全稳定安全服役提供理论与设计方案支撑。
价值成效：解决了导管架从200米突破到300米水深级的波浪动力与疲劳分析技术难题。技术成果首次应用在“海基一号”，已推广至“海基二号”、“陆丰12-3WHP”，共节省钢材量约4000t，减少约20%疲劳加强环，节省工程直接投资约1.2亿。通过该技术确保了“海基”系列深水导管架在深水环境动力、疲劳响应的精准分析与安全可靠服役，为本质安全保驾护航，并大幅降低超长服役期内维保工作量。
04. 420MPa级海洋工程用调质态超高强钢材料设计与焊接技术
技术内涵：“海基”二号首次在国内深水导管架应用420MPa级调质态超高强钢，攻克了导管架结构轻量化设计、特厚板性能指标优化设计、通过ECA+CTOD免除焊后热处理实现超高强钢高效高质量焊接工艺开发及高效建造等技术难题。
价值成效：420MPa级超高强钢首次大规模在“海基”二号应用，实现减重近5000吨，降本约1亿元，实现轻量化设计目标，且提高了超大型深水导管架结构强度；高效高质量焊接技术应用，使“海基”二号建造节省焊接工作量约20%，节省焊材近250吨，提高焊接工艺效率10%，通过ECA+CTOD免除焊后热处理工艺，保障了节点的疲劳强度同时节省焊后热处理焊口1300道口、焊缝近6000米。
05. 3万吨级深水导管架建造总装及精度控制技术
技术内涵: 建造场地资源能力限制下革新深水导管架吊装技术，地球曲率高程改正拟合精度控制技术形成深水导管架建造工艺。
价值成效: 革新300米深水导管架建造工艺，首创地球曲率高程改正拟合精度控制技术，使站点高程闭合差在0.4mm之内，站点点位中误差在1.6mm之内，引领海工领域建造新高效、可持续实践，降本增效约2000万。
06. 3万吨级深水大悬挑导管架复杂海况下高效安装技术
技术内涵：研发300米深水大悬挑导管架安装技术及施工工艺，构建3万吨级深水导管架复杂海况安装技术及装备体系，支撑海基系列深水导管架海上安装技术国际先进。
价值成效: 实现37000吨导管架高质量海上安装，水平度高达1‰，高效建成“海基一号”、“海基二号”示范工程，标志着中国海油完全掌握了300米水深级导管架安装全套关键技术，为我国海洋油气开发战略提供了技术支撑，奠定了我国海洋工程走向世界的技术基础。
07. 300米深水导管架预装张紧式外加电流阴极保护（ICCP）技术
技术内涵: 通过自主研发的“高可靠复合电缆+分布式电流控制+一体化监测”装置，基于阴极保护数值模拟及分布式控制开发了导管架保护电位的主动控制技术，实现了主动化、精细化、轻量化防腐及污染物减排，经鉴定达到国际领先水平。
价值成效: 张紧式ICCP技术在300米深水导管架的首次应用，实现了深水导管架ICCP设计、安装及运维系统技术突破。相较于传统牺牲阳极技术，ICCP技术应用于南海典型导管架可节约全生命周期防腐成本约600~2000万；未来在全海域应用，预计每年减少牺牲阳极重量约6000吨，降低重金属锌排放约80%以上，锌减排量约300吨；降低全生命周期能耗35%，年均CO2减排量达4500t。
08. 复杂环境下的综合勘察与海洋内波、沙波动力预测预警技术
技术内涵: 构建了适应南海特有内波、沙波及超固结高灵敏黏土的综合勘察解释技术，支持海基系列导管架安全、高效开发。
价值成效: 首次复杂环境下的综合勘察与海洋内波、沙波动力预测预警技术，形成了中深水复杂地质条件精细勘察的技术体系、试验技术体系，解决了南海深水区复杂地质条件下的平台及管线设计需要，节省了工程投资和后期维护费用约2.1亿元；对推动海上油气增储上产、保障国家能源安全具有重要意义。
09. 基于数字孪生的深水导管架全生命周期健康管理技术
技术内涵：基于数字孪生理念和一般方法建立深水导管架健康管理系统，构建海上导管架在陆地的映射孪生体。支撑海基系列导管架本质安全和持续改进。
价值成效：海基一号导管架结构健康管理系统已经稳定连续运行三年多，积累了大量有效数据。通过该系统特别是台风期间的不间断测量和预测支持了平台台风后复产决策，保证安全同时累计节省水下监测费用逾2000万。数据挖掘技术在深水导管架的精准运维和设计优化贡献价值。
10. 3万吨级深水导管架安装作业多体耦合动力学建模与实时仿真技术
技术内涵：针对深水导管架安装作业环境恶劣、涉及装备类型复杂等问题，突破多体耦合动力学仿真等关键技术，开发大型导管架安装作业仿真系统，为300米水深大型导管架安装提供技术支持。
价值成效：在“海基系列”深水导管架项目中，利用数字建模与仿真技术，开展导管架干拖运输、滑移下水、湿拖运输、钢桩安装仿真，识别了起重船锚缆、钢桩及导管架干涉风险，验证了拖航方案及不同海况下拖航作业能力，优化了海上施工作业方案，将安装作业海洋环境安全边界由1.5米波高提升至1.8米，扩大了作业窗口期，提高作业效率达10%以上。
（文章来源于石油圈）
近年来，中国海油积极推动产学研用一体化，深入打造产业链融合创新典范，携手中国钢研、湘潭钢铁等央国企以及上海交通大学、天津大学、大连理工大学等国内科研力量，整合多方优势资源，实现技术互补和资源共享，共同攻克了“300米级导管架平台结构总体规划与设计技术”、“420MPa级海洋工程用调制态超高强钢材料设计与焊接技术”等10项关键专有技术难题，推动“海基一号”、“海基二号”导管架平台陆续在陆丰、流花海域成功应用，实现了深水导管架平台关键零部件及施工装备国产化，大幅提升我国深海油气开发的技术水平及全球海洋工程装备市场的竞争力，为我国海洋经济的蓬勃发展注入了强劲的创新活力与持续的增长动力。
01.南海陆坡区中深水油气田干式井口固定平台高效开发模式
技术内涵：以“海基”系列深水导管架平台为核心装备，适用于300米水深级别的高自主化率，高采收率，低成本的中深水油气资源开发新模式。
价值成效：中国海油基于南海陆坡区油气资源开发需求，基于设计、材料供应、建造安装资源和施工机具的自主研发与攻关，带动国内钢铁产业、装备制造和设备厂商等产业链的升级优化，实现“海基”装备国产化率达到97%以上，为“用我们自己的装备开发油气资源”提供了坚实支撑。
“海基”系列平台的顺利建成，标志着我国在超大型海洋油气平台导管架设计和建造技术上取得了新突破，开创了我国中深水油气资源开发的新模式，盘活陆丰12-3、陆丰15-1和流花11-1三个大油田，总动用储量超亿方，高峰产能近500万方，累产近3000万方，投资近300亿，单座油田节省开发投资超10亿元，对保障国家能源安全、提升中深水油气资源水平具有重要意义！
02. 300米级导管架平台结构总体规划与设计技术
技术内涵：基于新机理、新技术和完全自主建造安装资源条件下全新深水导管架结构总体规划方案与关键承载结构的技术方案，支撑“海基”系列深水导管架各项总体性能指标技术领先。
价值成效：“海基”系列深水导管架从系统上优化了导管架空间桁架支撑体系，采用“下水桁架窄面布置+浮动式下水桁架+超大跨距X撑结构”三项核心结构规划技术，形成国内自主施工作业资源能力限制下的结构载荷传递优良的深水导管架结构型式。极端环境荷载与结构重量分别降低10%以上，钢桩数量比国际同类导管架均值少4根，节省工程直接费约2亿元。形成“海基”系列深水导管架原始母型，是我国中深水油气田采用干式井口开发的核心装备。
03. 30年超长服役年限深水固定平台波浪动力分析与疲劳设计技术
技术内涵：随水深增加，导管架平台刚度降低致其自振周期增加，导管架这类固定细长体结构物的动力响应特性显著，节点疲劳问题突出。为准确模拟深水导管架动力及疲劳特性，确保30年超长服役期结构强度及节点疲劳失效风险安全可控，基于时间历程法、节点在役可检测性、重要性及疲劳荷载传递机理，构建一套随机波时域动力分析方法，创立一套疲劳安全分区设计原则和方法，形成关键节点疲劳问题解决方案，为“海基”系列导管架在300米水深安全稳定安全服役提供理论与设计方案支撑。
价值成效：解决了导管架从200米突破到300米水深级的波浪动力与疲劳分析技术难题。技术成果首次应用在“海基一号”，已推广至“海基二号”、“陆丰12-3WHP”，共节省钢材量约4000t，减少约20%疲劳加强环，节省工程直接投资约1.2亿。通过该技术确保了“海基”系列深水导管架在深水环境动力、疲劳响应的精准分析与安全可靠服役，为本质安全保驾护航，并大幅降低超长服役期内维保工作量。
04. 420MPa级海洋工程用调质态超高强钢材料设计与焊接技术
技术内涵：“海基”二号首次在国内深水导管架应用420MPa级调质态超高强钢，攻克了导管架结构轻量化设计、特厚板性能指标优化设计、通过ECA+CTOD免除焊后热处理实现超高强钢高效高质量焊接工艺开发及高效建造等技术难题。
价值成效：420MPa级超高强钢首次大规模在“海基”二号应用，实现减重近5000吨，降本约1亿元，实现轻量化设计目标，且提高了超大型深水导管架结构强度；高效高质量焊接技术应用，使“海基”二号建造节省焊接工作量约20%，节省焊材近250吨，提高焊接工艺效率10%，通过ECA+CTOD免除焊后热处理工艺，保障了节点的疲劳强度同时节省焊后热处理焊口1300道口、焊缝近6000米。
05. 3万吨级深水导管架建造总装及精度控制技术
技术内涵: 建造场地资源能力限制下革新深水导管架吊装技术，地球曲率高程改正拟合精度控制技术形成深水导管架建造工艺。
价值成效: 革新300米深水导管架建造工艺，首创地球曲率高程改正拟合精度控制技术，使站点高程闭合差在0.4mm之内，站点点位中误差在1.6mm之内，引领海工领域建造新高效、可持续实践，降本增效约2000万。
06. 3万吨级深水大悬挑导管架复杂海况下高效安装技术
技术内涵：研发300米深水大悬挑导管架安装技术及施工工艺，构建3万吨级深水导管架复杂海况安装技术及装备体系，支撑海基系列深水导管架海上安装技术国际先进。
价值成效: 实现37000吨导管架高质量海上安装，水平度高达1‰，高效建成“海基一号”、“海基二号”示范工程，标志着中国海油完全掌握了300米水深级导管架安装全套关键技术，为我国海洋油气开发战略提供了技术支撑，奠定了我国海洋工程走向世界的技术基础。
07. 300米深水导管架预装张紧式外加电流阴极保护（ICCP）技术
技术内涵: 通过自主研发的“高可靠复合电缆+分布式电流控制+一体化监测”装置，基于阴极保护数值模拟及分布式控制开发了导管架保护电位的主动控制技术，实现了主动化、精细化、轻量化防腐及污染物减排，经鉴定达到国际领先水平。
价值成效: 张紧式ICCP技术在300米深水导管架的首次应用，实现了深水导管架ICCP设计、安装及运维系统技术突破。相较于传统牺牲阳极技术，ICCP技术应用于南海典型导管架可节约全生命周期防腐成本约600~2000万；未来在全海域应用，预计每年减少牺牲阳极重量约6000吨，降低重金属锌排放约80%以上，锌减排量约300吨；降低全生命周期能耗35%，年均CO2减排量达4500t。
08. 复杂环境下的综合勘察与海洋内波、沙波动力预测预警技术
技术内涵: 构建了适应南海特有内波、沙波及超固结高灵敏黏土的综合勘察解释技术，支持海基系列导管架安全、高效开发。
价值成效: 首次复杂环境下的综合勘察与海洋内波、沙波动力预测预警技术，形成了中深水复杂地质条件精细勘察的技术体系、试验技术体系，解决了南海深水区复杂地质条件下的平台及管线设计需要，节省了工程投资和后期维护费用约2.1亿元；对推动海上油气增储上产、保障国家能源安全具有重要意义。
09. 基于数字孪生的深水导管架全生命周期健康管理技术
技术内涵：基于数字孪生理念和一般方法建立深水导管架健康管理系统，构建海上导管架在陆地的映射孪生体。支撑海基系列导管架本质安全和持续改进。
价值成效：海基一号导管架结构健康管理系统已经稳定连续运行三年多，积累了大量有效数据。通过该系统特别是台风期间的不间断测量和预测支持了平台台风后复产决策，保证安全同时累计节省水下监测费用逾2000万。数据挖掘技术在深水导管架的精准运维和设计优化贡献价值。
10. 3万吨级深水导管架安装作业多体耦合动力学建模与实时仿真技术
技术内涵：针对深水导管架安装作业环境恶劣、涉及装备类型复杂等问题，突破多体耦合动力学仿真等关键技术，开发大型导管架安装作业仿真系统，为300米水深大型导管架安装提供技术支持。
价值成效：在“海基系列”深水导管架项目中，利用数字建模与仿真技术，开展导管架干拖运输、滑移下水、湿拖运输、钢桩安装仿真，识别了起重船锚缆、钢桩及导管架干涉风险，验证了拖航方案及不同海况下拖航作业能力，优化了海上施工作业方案，将安装作业海洋环境安全边界由1.5米波高提升至1.8米，扩大了作业窗口期，提高作业效率达10%以上。
（文章来源于石油圈）
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