5月18日,“藍鯨1號”鉆井平臺在南海試采可燃冰成功。就在同一天,西門子邀請員工、媒體和社交媒體平臺粉絲代表一起登上了正在建設中的“藍鯨2號”鉆井平臺。它與“藍鯨1號”都是由中集來福士打造的第七代超深水半潛式平臺,世界領先,西門子為它們提供了包括DP3閉環(huán)動力解決方案在內的全套動力包。海工巨無霸的博大精深讓所有人感到了震撼,參觀團員之一果殼網簽約作者、科普作家瘦駝隨后寫下了一篇游記,在此與大家分享。
作者簡介:瘦 駝,果殼網簽約作者、科普作家
5月18日,我應邀去參觀正在煙臺中集來福士進行最后施工的“藍鯨2號”鉆井平臺。一早登船之前照例發(fā)了條微博作為預告。在那條微博下面,有幾個朋友在對暗號:“出氣了嗎?”“嗯,出了?!?/FONT>
沒顧上打聽,換上橙色的工作服,我就鉆進了“藍鯨2號”的肚子里去了。這座鋼鐵島嶼重4萬多噸,從浮體上的出入口進入船體,沿著支柱里的旋轉樓梯向上爬,等爬到位于整個平臺中部的的作業(yè)平臺,鉆出來時已經是滿頭大汗,差不多爬了有10層樓。
站在驕陽下比一個足球場還大的作業(yè)平臺上,手機終于有了信號,一個推送傳來:“藍鯨1號”半潛式深水鉆井平臺在南海作業(yè)區(qū)成功試采可燃冰。
這條消息在之后的幾天里燃爆了朋友圈。雖然可燃冰的商業(yè)化開采和利用還不像朋友圈消息里說的那樣似乎是“氣到渠成”的,但它作為一項儲量巨大的燃料資源,對國家的能源戰(zhàn)略和能源安全的影響是深遠的。
“藍鯨1號”和“藍鯨2號”是姊妹平臺,外觀和內在一模一樣,都是由中集來福士建造的最新一代超深水半潛式鉆井平臺,可以在近4000米的深海鉆探超過15000米的深井。
跟這些數字比,平臺本身的百米尺度就不算啥了。先不算鉆到巖層里的萬米鉆桿,僅僅從漂浮在海面上的平臺到海底,藍鯨們工作的時候就是這樣的:
跟陸地上的鉆井不同,海上鉆井平臺是漂浮在海面上的,在風浪、潮汐、海流作用下,平臺無時不刻不在運動之中,來想象一下中學數學里學到的立體坐標系,一個平臺有X\Y\Z三個軸,在這三個軸上它都可以移動和旋轉,這樣一下就是六個自由度。一個物體自由度越多,它的運動就越靈活。
夏天,經常會有朋友在微博上艾特我,驚呼自己發(fā)現了蜂鳥。其實他們看到的,都是在花叢里辛勤工作的長喙天蛾。這種蛾子可以算是昆蟲界的蜂鳥,它們能精確懸停在花朵上方,用平時卷曲在頭部,展開后幾乎跟身體一樣長的吸管一樣的口器吸取花蜜。
對地球來說,藍鯨平臺就是這樣的一只吸蜜昆蟲,只不過它的“口器”是身長的幾十、幾百倍,而且還是鋼的。平臺稍有挪動就有可能撅斷鉆桿,那里面有可能是高壓易燃的原油和天然氣,一旦發(fā)生這樣的事故,后果不堪設想。
建設中的“藍鯨2號”
怎樣才能讓浮在海面的平臺穩(wěn)如泰山,最直截了當的辦法就是——拴緊。不是有船錨嗎?多下幾只,用鎖鏈來個五花大綁,把平臺牢牢拴住。如果只是在渤海黃海這些水深只有百十米的淺海,這不失為一種簡單的解決方案。而在作業(yè)深度近4000米的深海,這可就難了。
因為錨鏈的長度一般是深度的10倍,要是把藍鯨平臺懸在北京城市中心上空,錨區(qū)差不多已經覆蓋整個六環(huán)了。更重要的是,鉆井是在地球上繡花,精度的要求非常高,往往偏個幾十米就什么也鉆不到了,用深海錨泊的辦法固定平臺,移動起來太麻煩。
于是,海工(海洋工程)工程師們想出了以動治動的辦法,這就是動力定位(Dynamic Positioning)。
藍鯨平臺底部裝了8臺巨大的可以360°回轉的螺旋槳推進器,各種傳感器計算出風、海浪和海流對平臺的作用力,控制系統操縱推進器實時產生等量但是反向的推力,這樣整個平臺所受的合力就變成零了,任他風吹浪打,我自巋然不動。
動力定位與錨泊定位的區(qū)別
從操作平臺再次鉆回平臺內部,沿著旋梯向下,當艙里的溫度突然變得怡人的時候,工程師說:“現在我們已經在水面以下了?!彼{鯨平臺穩(wěn)如泰山的秘密也藏在這些艙室里。
一臺一人多高的電動機豎在艙里,機器上并沒有任何logo,咨詢工程師后得知這是一臺西門子H-compact PLUS變頻電動機,功率達到了驚人的5兆瓦,相當于50臺家用轎車發(fā)動機的總功率。類似功率的船用柴油機我見過,個頭差不多要填滿一整間會議室,電動機的高效緊湊表現的淋漓盡致。
這只是一臺,全平臺一共8臺這樣的推進電機,為了保證在火災、進水等極端情況下平臺的安全性,這些電動機被布置在用防火水密門隔開的不同艙室里。
平臺推進器
西門子電機
西門子除了為藍鯨平臺提供保證平臺穩(wěn)定的DP3閉環(huán)動力解決方案之外,還提供了涵蓋從變壓器、配電板到變頻器、電機等的“一站式”動力包。
僅僅是推進電機,全部工作的功率就達到了近40兆瓦,加上采油系統、照明系統和滿足全平臺200多人的生活用電,總耗電量接近一座小型城市。
跟電力消耗相對平穩(wěn)的城市不同,推進電機或者其他大功率設備一啟一停,全平臺電網的波動絲毫不亞于海面的波濤洶涌。要在遠離大陸的海上,在達到如此嚴苛工作要求的前提下保證系統的安全和有效,這是核心科技。
西門子配電設備
其實,如果把藍鯨鉆井平臺縮小百萬倍,配電板、變頻器、電動機,跟一臺家用洗衣機的組成并沒有什么本質的區(qū)別。哦對了,如果你家的西門子洗衣機需要維修保養(yǎng)的話,記得出門右轉找博西電器。
博西是博世和西門子和合稱,兩家從1967年開始合作生產家電,但是在2014年,西門子就自己的那一半股份全部賣給了好機友博世公司,從此退出了家電制造業(yè)。
這里不得不暴露一下年齡了,西門子M55手機橙色的背光和按鍵堅實的手感,大學時代的記憶。早在1985年,西門子就推出了第一款手機。但是在2005年,西門子把自己的移動通信業(yè)務全部賣給了明基。
作為一家以電報技術入行的老牌工業(yè)企業(yè),近170年來,西門子的業(yè)務不斷變化,但它卻一直沒有遠離我們的生活。
大家在日常生活中見到SIEMENS標志的機會可能越來越少,但它跟大眾生活的關系其實變得更加緊密了。
你用的每一度電,加的每一滴油,乘坐的每一趟高鐵,未來搭乘的每一班電動飛機,都有西門子的身影,藏在你看不見的地方。
西門子的解決方案正在支持中國轉型升級,將電氣化、自動化、數字化的力量融入各行各業(yè),以前所未見的高度、速度、精度和深度,讓關鍵所在,逐一實現。
(轉載)