5月20日,在距离海南文昌136公里远的南海油田区域,我国首座深远海漂浮式风电平台“海油观澜号”迎来正式并网发电的第3个年头,同时也悄然成为运转时长世界第二“久”的深远海浮式风电平台,标志着我国深远海浮式能源开发装备关键技术实现了从追赶国际到并跑引领的巨大跨越。
“海油观澜号”是全球首座水深超100米、离岸距离超100公里的“双百”深远海浮式风电平台。2023年5月20日,该项目成功并入文昌油田群电网,开启了为海上油气田输送绿电的新征途。
“海油观澜号”的起点,来自于距离南海2000多公里之外的渤海湾,由海洋石油工程股份有限公司(以下简称“海油工程”)负责工程总承包。海油工程牵头研发的“深远海漂浮式能源开发装备多体协同设计和智慧运维关键技术及应用”成果成为串起南北海域的“科技纽带”,不仅为“海油观澜号”的诞生与长期稳定运行筑牢技术底座,更为我国深海能源开发提供了坚强的装备与技术支撑。
海洋石油工程股份有限公司设计院副院长何杨表示,作为扎根天津、服务全国的海洋工程科研单位,海油工程未来将持续深耕深远海能源开发、海洋工程装备智能化、绿色低碳等核心领域,不断加大技术研发力度,加快科研成果产业化步伐,全力突破更多“卡脖子”技术,打造更多行业标杆项目。
从渤海湾到南海油田 津研”黑科技”改写我国深远海能源开发新格局
近日,在2025年度天津市科学技术奖评选中,“海油观澜号”上应用的“深远海漂浮式能源开发装备多体协同设计和智慧运维关键技术及应用”成果一举斩获科学技术进步特等奖。该项目由海油工程牵头研发,在项目成果的加持下,“海油观澜号”不仅仿真算得准、模型测得稳、台风打得赢、数据证得实,更为我国深远海能源开发装备的产业化应用奠定了坚实基础。
正面“硬刚”17级台风
在海面上正面迎击17级超强台风是什么感觉?
答案是相当于与行驶速度约200km/h的高铁迎头相撞。
时至今日,2024年9月超强台风“摩羯”席卷我国南海时的惊险场景,在海油工程设计院浮体性能设计首席工程师邓石的脑海中仍然历历在目:十几米高的巨浪从海面上升腾而起,直直拍向“海油观澜号”,这座漂浮在海面上的“大风车”犹如“不倒翁”一般与风浪抗击搏斗。当时,世界范围内没有任何一座深远海漂浮式风电平台正面迎击过17级台风,而“海油观澜号”的最终命运只能等待台风过境才能知晓。
“当时,大家甚至已经接受了平台不复存在的‘最坏结果’,但在内心里,我们仍然对自己的技术成果有自信,期盼着‘海油观澜号’能够战胜这场‘大考’,从狂风暴雨中全身而退。”邓石告诉记者,在风暴褪去的第一时间,团队成员就迅速连上了“海油观澜号”的设备,回传的数据显示:虽然平台设计的倾斜角度极限是10度之内,但在台风来临时,平台仅仅摇摆至7.9度。
风暴结束一周后,“海油观澜号”迅速恢复并网发电,成为全球首个实证通过超强台风考验的漂浮式风电系统。
国产化率100%!
一直以来,浮式生产装置都被视作开发深远海油气与风能资源的核心载体。这种装置犹如在海上“放风筝”,依靠浮体结构与锚链系统配合把风力发电设备“栓”在海面上,迎风发电。
以“海油观澜号”为例,它的稳定运行是通过“设计仿真+模型试验+实船监测+台风实战”四重验证闭环完成的,其背后是海油工程团队将平台的国产化率做到100%的技术底气作为支撑。
“过去,我们设计一套浮式能源平台,需要反复与风电厂家确认数据,来回做验证,十分耗时耗力。因此,为了进一步提高研发效率降低成本,团队创新构建起基于人工智能算法的虚拟多体结构建模理论,通过数字孪生技术模拟出平台模型,在电脑中开展仿真验证。”海油工程设计院深水设计分院副院长杨亮告诉记者,依托新的技术,系统的设计周期较国际同类项目大幅缩短,关键区域设计冗余度(为保障安全而额外增加的材料与结构)降低30%以上,不仅大幅减少了研发周期,更节约了材料。
从建立复杂动力环境下浮式能源开发装备的实验观测技术体系,在全球首创六轴旋翼无人机模拟动态风载荷技术,实现极端海况复现精度超90%;到研发出可24小时值守的“AI工程师”,即覆盖极端海况的无人化智能监测与数字孪生平台,可在超强台风等极端海况下实时监测平台结构健康状态、预测潜在风险……历经十年创新攻关,海油工程团队在深远海漂浮式能源开发装备领域形成了一批原创性、引领性技术成果,实现了从理论分析、设计方法、技术研发到装备制造、工程应用的全链条突破,带领我国深远海浮式能源开发装备关键技术实现从“追赶”到“并跑引领”的新跃迁。
如今,“深远海漂浮式能源开发装备多体协同设计和智慧运维关键技术及应用”成果已成功应用于“海油观澜号”“深海一号”“国能共享号”等多个重大工程项目,并获得授权发明专利12项,形成技术标准10部。
“科技创新是海洋经济高质量发展的核心动力。海洋领域的竞争,本质上是科技实力的竞争。”面向未来,海洋石油工程股份有限公司设计院副院长何杨表示,团队将以更过硬的技术、更优质的成果,为天津市科技事业发展、海洋经济腾飞,为我国海洋工程产业走向世界前列,作出新的更大贡献。
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