造“梦”人 | 钻井系统项目组:让“梦想”钻透地壳

企业   2025-01-23 17:35   广东  

造“梦”人

 铸造“梦想”号的人们——

2024年11月17日,我国首艘大洋钻探船“梦想”号在广州正式入列,习近平总书记发来贺信;2024年12月31日,习近平总书记在2025年新年贺词中再度为“梦想”号点赞。


为打造这艘承载着全球科学家“打穿莫霍面、进入上地幔”梦想的船,中国船舶工业参建参研单位、奋战在研发建造一线的造船人们,夙兴夜寐、殚精竭虑,成就“梦想”、实现“梦想”,铸就了开拓创新、团结协作、攻坚克难、勇攀高峰的“梦想”号精神。


今天,我们来分享“梦想”号钻采系统研发团队的故事——

“梦想”号之所以能被称为全球钻探能力最强,就在于船上配备的最先进的液压提升式钻井系统。集成了4种作业模式和3种取芯方式的钻井系统,由50多个复杂的子系统组成,综合集成关键设备500多台套,其设计集成难度之高,安装调试难度之大,前所未有。


在项目启动之初,黄埔文冲便创新性地对单船采取双项目管理模式——在组建 “梦想”号常规项目组之外,针对该船钻井系统组建项目组,由国务院特殊津贴获得者、中国船舶集团高级专家、黄埔文冲副总工程师樊斌任技术总监,“梦想”号副总建造师李云军负责具体工作,并抽调设计、建造骨干精英100多名加入项目团队。


全球最大船用井架

自主研制“站着”造

2021~2023年,是“梦想”号研制最关键的三年,也重叠了“战疫”攻坚阶段。樊斌带领钻井系统项目组戴着口罩,喝着莲花清瘟,边设计、边生产,困了就睡办公室,饿了就泡方便面,攻关工艺文件100多份,整套系统的订货时间就长达16个月,打了一场实实在在的拉锯战。为了实现关键技术的突破,黄埔文冲还联合船东、设计所、供应商等共同推动国产替代,成功实现井架系统、高低压泥浆系统、隔水管系统等关键子系统的自主研制。


长宽各15.4米,高52.5米,重量超过400吨,由7000多个零部件、12000多个螺栓连接而成,这就是“梦想”号的全球最大船用井架!为了这个井架的建造,钻井团队可谓是“冒了天下之大不韪”。


按照原设计方案,采用卧式组装,周期需要6个月以上。为了缩短井架组装时间,钻井系统项目组决定将施工方案调整为“分段、立式总组”——这可是造船人的大忌!但项目组经过仔细论证、推演,确认这是唯一可行的方案。项目组将井架切分成3个总段,将下部2个总段立体合拢成1个大总段,再吊装上船。


2022年9月5日,井架材料到齐,各个零件塞满了整整28个大卡车,主体结构螺栓超9000颗、舾装件螺栓超10000颗;施工最高峰时,6台高空车和6台汽车吊投入施工现场。为确保施工安全高效,项目组分阶段细化井架组装和设备安装方案,优化工艺实现高空作业平地做、超高空作业低空做,施工人员经过58天连续奋战,于2023年10月25日成功完成井架组装。这是国内首次实现了轻型非负重井架一次安装到位,也创造了行业内螺栓连接式井架组装速度的新纪录。


1000吨举力

突破高压管路施工难关

“梦想”号钻井系统的基本工作原理是顶驱带动钻杆钻头来切削地壳中的岩石,这个顶驱提升能力强、反应速度快,最大提升能力为1000吨,最大载荷补偿速度是1.6米/秒,可以将长11000米重500吨的钻杆快速提起;最大扭力为惊人的169500牛·米,差不多是家庭小汽车的600倍。


达到这样的数据,离不开配套的液压提升系统。系统配有12台泵,装机容量达4100千瓦,高压管路长达8000多米,直径达270多毫米,最高压力为350公斤/平方厘米,是家庭高压锅耐压的175倍。


在33000总吨的船舶上安排这样密集的管路,施工空间狭小无法避免,大部分通道不足半人高,施工人只能爬着进去、蹲着施工、歪着头焊接。参加钻采系统高压泥浆管及钻采液压管施工攻关的曾显涵,是黄埔文冲的青年技能高手。面对材质特殊、工艺复杂的施工条件,他和同事们迎难而上,成功解决了高压泥浆管焊接气孔的问题。全船高压泥浆管共539道焊缝,他们最终以99.5%的一次合格率圆满完成了任务,保证了“梦想”号的高质量建造。


而要在狭小空间里对厚度大、数量多的管路开展检测和清洁,又是一个大挑战。项目团队创新采用了超声波相控阵检测技术(PAUT),将效率提高了3倍以上,最终使得“梦想号管焊缝检测周期缩减了3个月;又巧妙利用了船用工程空气来代替瓶装氮气,大胆采用系统工作油代替串洗油,首次采用多泵联合串油技术,有效缩短了串洗周期,仅用60多天就完成了5个大系统、50多个工作包、8000多米管的清洁和安装工作,实现了NA6级以上的清洁度要求。




为了完成“梦想”,“梦想”号钻井系统项目组于2022年10月成立了钻井系统临时党支部,通过党建引领,凝心聚力、比学赶帮,创纪录地打赢了船舯总段搭载、井架安装、高压管路施工等苦战硬仗,以1100多个日日夜夜的辛劳汗水,铸造了“梦想”号11000米的全球最强钻探能力。


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