可燃冰使西门子DP3闭环动力解决方案火了
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摘要:“中国首次海域天然气水合物试采成功!”5月18日,国土资源部部长姜大明在我国南海神狐海域作业的钻井平台“蓝鲸1号”上宣布。中共中央、国务院也对这次可燃冰试采成功表示“热

“中国首次海域天然气水合物试采成功!”5月18日,国土资源部部长姜大明在我国南海神狐海域作业的钻井平台“蓝鲸1号”上宣布。中共中央、国务院也对这次可燃冰试采成功表示“热烈的祝贺”。承担此次成功试采可燃冰的“蓝鲸1号”,是全球最先进超深水双钻塔半潜式钻井平台,由烟台企业中集来福士海洋工程有限公司(简称“中集来福士”)自主设计建造,而西门子为其提供了DP3闭环动力系统。

可燃冰开采成功

就在同一天,西门子也邀请了一群“工业科技迷”们同样也登上了一座超深水半潜式钻井平台,他就是“蓝鲸1号”的姊妹平台“蓝鲸2号”。“蓝鲸2号”于2016年3月30日在中集来福士烟台基地完成大合拢。目前该平台正在烟台基地深水码头按照计划进行舾装和调试工作,预计2017年内达到交付状态。

可燃冰使西门子DP3闭环动力解决方案火了


进入“蓝鲸2号”

可燃冰使西门子DP3闭环动力解决方案火了


蓝鲸二号

首先我们先介绍一下“蓝鲸2号”

“蓝鲸2号”是中集来福士继“蓝鲸1号”之后打造的另一座全球最先进的超深水、双钻井半潜式钻井平台。它与“蓝鲸1号”一样,堪称海工装备里的“航空母舰”,平台长117米,宽92.7米,甲板面积是一个标准足球场的1.5倍,从船体到钻井架顶端高118米,相当于37层楼高,造价相当于两架空客A380飞机。

“蓝鲸1号”和“蓝鲸2号”平台的最大作业水深3658米,超过泰山高度的两倍,最大钻井深度15240米,超过马里亚纳海沟的深度,是全球作业水深最深、钻井深度最深的半潜式钻井平台,可作业于全球95%的海域。

目前深海已成为全球能源开发的宝藏,尤其是3000米以上超深水海域蕴藏着丰富的油气资源。然而随着水深的增加,油气勘探开发的技术难度和所需的投入呈几何倍数上升。除了海浪、潮汐、飓风等恶劣海况外,深海海底地形的变化也让开采作业险象环生。为了应对这一挑战,半潜式钻井平台应运而生。相对于传统的固定式平台和自升式平台,它具有能灵活移动、作业水深大、作业效率高、甲板可变载荷大等优势。

自1961年诞生以来,半潜式平台已发展至第7代,能适用于更深的水深,具有更大作业能力,自动化程度更高,抗风浪能力也更强。中集“蓝鲸1号”和“蓝鲸2号”正是全球首座第7代超深水半潜式钻井平台,而西门子也在背后发挥了关键作用。

一群“工业科技迷”们在西门子和中集烟台来福士专家的带领下,大家带着期盼的心情向着来福士的建造码头奔去。首先看到是中集来福士的世界第一吊“泰山吊”,吊重2万吨,正是这个庞然大物能让巨大的海洋平台建造时间缩短一半。然后进入眼前的是中集来福士另一位重要的客人:海洋石油981,这是小编第一次近距离观察中国首次设计、建造的深水半潜式钻井平台,能有机会目睹海洋石油981,还是倍感自豪的。

泰山吊

海洋石油981

最终,我们到达了今天主角“蓝鲸2号”的所在码头,跟随者中集来福士和西门子的专家来到了平台的内部,顺梯而上,来到了西门子的电力控制系统。西门子动力单元不仅仅是高科技系统,而且是一个非常人性化的系统,每个电力柜外面都有一个把手,人在平台里面行走时,如果平台晃动,就可以抓住把手,以防摔倒。

现代工业上流行的模块化设计,西门子也是用到了极致,马达控制中心是有若干个如抽屉一样的标准模块,如果哪一个模块出问题,就能很快很容易的被替换掉。

西门子动力单元

除了西门子的DP3闭环动力系统外,我们还参观了主控制室,水下部分的推动器等。

推进器

DP3动力定位系统介绍

西门子的技术是如何用于支持“蓝鲸1号”和“蓝鲸2号”两座超深水钻井平台的呢?这还要从保证平台不惧风浪的“DP3动力定位系统”说起。

动力定位(Dynamic Positioning,简称 DP)系统是指在风、浪、流的干扰情况下,不借助锚泊系统而利用自身的推进器,使海上浮动装置保持一定的位置和艏向,或者按预定运动轨迹运行的闭环控制系统。它是在上世纪60年代,国外海洋工程专家为深水海域的开发而研制的。目前,在国内海洋工程领域,定位系统越来越成为深水海洋工程船舶的标准配置。DP系统根据定位需求与效果的不同,可分为DP1、DP2、DP3三个级别,而DP3是国际海事组织的最高动力定位级别,可依靠自身的自控系统和卫星定位,自动测定风向等海况,并且精准度最高,抗风险能力也最强,即使一个舱室发生火灾或进水,仍不影响平台的位置和艏向。

动力定位系统主要由电力系统、推进器系统和DP控制系统组成。任何一个子系统发生故障,都可能导致船舶失去定位或艏向保持能力。下图就是动力定位系统的构成图。

那么动力定位系统是如何工作的呢?通过下面的图可以看出它的工作原理。

简单的说就是波浪,流和风冲击平台时,传感器可以确定波浪,流和风的参数,平台内的计算系统可以快速的建立数字模型,计算出相应的力和预测平台相应的反应,然后DP控制器根据这些预测在分配给每个推力器进行施加反力进行补偿。其实就好像一个人被外力推了一下,大脑会快速的估算,反馈给身体,身体立刻就会给一个抵抗力避免摔倒。

西门子DP3闭环动力解决方案介绍

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西门子DP3闭环动力系统

西门子动力包系统为“蓝鲸1号”和“蓝鲸2号”平台的动力定位系统提供了电力保障,其中DP3闭环电力解决方案对于平台的节能环保、稳定性和安全性至关重要。它能优化发电机的控制系统,可有效减少主机运行和维护时间,并提高主机操作灵活性。经实践检验,这一技术可降低钻井平台11%的油耗,减少35%的氮氧化物和20%的二氧化碳排放,并将主机维修费用降低50%。主机检修期间,可实现主机间零噪音。

此外,当发电机突然出现故障,通过DP3闭环电力解决方案,备用发电机能在极短时间内启动,避免平台因失去动力而发生触礁或碰撞。

西门子于2010年研发推出这一解决方案,是全球目前唯一一个将其投入实际项目应用并获得船级社认证的公司。

2015年11月,西门子与中集来福士共同成立了全球首个“DP3闭环数字实验室”,重点在于数字技术的研发,以提高闭环配电系统在深水装备的应用,推动我国海洋工程动力系统关键技术的新突破。

作者:admin 来源:未知 发布于2019-08-16 10:54
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