“极光”号极地钻机
3月的俄罗斯亚马尔半岛,中国产“极光”号钻机不停钻向地下7000米。这里距离北冰洋只有10多公里,地处北极圈内,历史最低温度曾达到了-57℃。
2017年12月8日,中俄亚马尔液化天然气项目首条生产线投产。所用“极光”号极地钻机轰动一时,它由航天科工下属宏华集团有限公司研制(简称宏华公司),“极光”号钻机“钻”破国外垄断,成为国内首套可在-50℃环境作业的极地钻机。
“第二台钻机正在路上,近期可以抵达。”3月6日,宏华产品研究所所长邬柯介绍,“极光”号的“弟弟”“极光”二号,一台更高性能的钻机于1月25日起运,钻机抵达后,技术小分队也即将前往进行调试安装,6月可以正式开钻。
中国“极光”矗立北极圈内
2016年2月9日,一台名为“极光”号的石油钻机,悄然矗立在了北极圈内冰天雪地的亚马尔半岛冰原上。这台由宏华公司自主设计制造的我国首台可在-50℃环境下作业的陆地钻机,从此开启了斗风战雪的征程。
俄罗斯亚马尔半岛,地处北极圈内,气候严寒,环境恶劣,当地土著语称之为“土地的尽头”,全年冬季长达8个月。而极光号极地钻机的作业地点,正位于北极圈的核心区域,距离北冰洋只有10多公里,当地官方数据显示,历史最低温度曾达到了-57℃。
负责极光号钻机安装调试的领队赵洲回忆说:“2016年1月17号,最后一段井架起升时,环境温度-32℃,冷风刺骨。在起升前检查时,一次连续待在户外的时间超过了15分钟,脸上就被冻得失去了知觉,脸庞苍白。”还好经验丰富的外方客户队长发现后,赶紧就地抓起一把雪,使劲在赵洲脸上不停来回搓,搓完后,赵洲脸色才由白转红。
在这样的情况下,现场工人两班倒,24小时不停工作业,提前完成了安装计划。2017年12月8日,该项目正式投产。
正因为“哥哥”的不俗表现,2016年开始,根据现场反馈的情况,宏华公司开始研发生产“极光”二号。
“我们对保温加热系统、泥浆处理系统、钻机空间布局进行了全面优化升级。”邬柯介绍。2019年1月25日, 刚诞生不久的“极光”二号,从四川广汉起运,正通过水运加陆运的方式前往北极圈,它将被交付给俄罗斯一家公司使用,并将于6月正式开钻,服役于全球极地最大液化天然气项目——中俄亚马尔液化天然气项目。来自宏华公司消息,这是第二台“四川造”极地钻机,也是我国生产的第二台可在-50℃低温和12级以上强风环境下连续工作的极地钻机。
外穿“棉袄”内吹空调
抗风12级,抗冻-60℃,抗冻又抗风的极地钻机是如何炼成的?
从外形上看,极地钻机与常规陆地钻机最大的区别,就是极地钻机穿上了特殊材料制成的“棉袄”。
“极光一号井架用的是帆布包裹保温,极光二号用夹心保温钢板进行包裹保温。”邬柯介绍,全封闭的外形,是为了满足抗冻又抗风的需要,但却不只是“包起来”那么简单。
邬柯介绍,常规的高寒钻机,使用环境的最低温度为-40℃左右,但极地钻机使用环境最低温度达到-50℃,运输储存环境最低达到-60℃,材料的选择是第一难题。
研发团队广泛借鉴青藏铁路等大工程、大项目,做了大量的试验,确定了最后的材料和标准。最后,设计团队用保温板对整个钻机系统进行全面保温。
极寒天气下,光保温还不够,还需要设备“自加热”。“就像冬天密闭的房间,需要空调来保暖一样。”邬柯说,全封闭的极地钻机也设计了一套类似“中央空调”的加热系统,极光号采用1600千瓦功率电热空气加热系统,向钻机各大系统输送暖风,为整个井架、底座、固控系统在内的各部分供暖。“实现在外部零下60度的情况下内部温度在10度,保证人员在钻机内部有良好的作业环境。”
此外,工作人员借鉴海洋钻机抗风设计经验,一改传统陆地钻机的K字型井架,借用海洋钻机的塔架式井架,并通过数据计算和特殊设计,使极地钻机更稳定,达到了抗12级以上强风的能力要求,这样就保障了这个“大块头”不会被强风吹倒。
图据宏华公司
红星新闻记者 王明平
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