2006年5月17日，我国南海流花11－1油田遭受百年不遇的“珍珠”超强台风正面袭击。中国海油在接获这次超强台风预报后，根据《应急预案》要求，采取了防台撤员措施，对所有生产设施进行了应急关断处理。尽管这样，由于台风中心最大风力达56.6米/秒，浪高20多米，台风过后，经过水下机器人的探查发现：油田主要工程设施（参见图1）遭受严重损毁，系泊海上浮式生产储油卸油装置（FPSO）的10 条锚系有7 条被拉断，未断裂的3 条锚系受损严重（参见图2），3 条输油软管被拉断并坠落至海底，整个油田生产系统瘫痪，一天直接经济损失达1000多万元人民币！

 

而残存的几条锚系已不能稳定系泊FPSO，这个还载有30 多万桶原油且无自航能力的FPSO将成为一匹脱缰的野马，在它周边，还有“南海挑战”号等钻井平台和海上油田生产设施，一旦与其相撞后果不堪设想，随时可能酿成类似于墨西哥湾钻井平台爆炸、原油大量泄漏的恶性事故，必须进行应急解脱和重新系泊。

 

 

流花11-1油田生产设施遭受如此惨重的损毁，在中国海油是第一次，在世界海洋石油开发工程史上也没有发生过！

 

该油田原是由阿莫科东方石油公司（Amoco Orient Petroleum Company）和中国海洋石油南海东部公司1987年发现，1996年3月29日建成投产，日产原油25000桶的大油田。2003年7月24日，中国海油深圳分公司接管了该油田，成为中国海油首个以100%权益从外方手中接管的完全自主经营管理的深水大油田。

 

遭受超强台风袭击后，油田生产设施全面瘫痪，中国海油首先向国际上知名的拥有顶尖深海工程技术的公司发出邀请，请求他们提供工程船舶和修复工程技术服务。当时有五家国际知名海洋工程公司的代表来到中国海油深圳分公司的会议室，有的厂家了解到流花11-1油田生产设施严重损毁情况和系泊锚系及软管修复的难度与风险后，没待多长时间就都摇摇头走了，不愿意承担这巨大的风险。

 

有一家外国公司代表则更为过分：将腿放在会议桌上，不屑一顾地说：“别管我干成还是干不成，每天至少要先付给我们60万美金的船舶费用，假如干不下去，我们随时可以停止合同，停止维修作业。”这家公司代表趾高气扬，开出超高价格还要求中方先行付款却又不能确定工期，也不承诺能保证维修工程质量等诸多苛刻的条件，让中国海洋石油科技工作者颇感无奈！

 

中国海油为了建设“海上大庆”，实现5000万吨的宏伟目标，必须尽快使这个大型主力油田早日复产；更为重要的是，中国海油认识到：如果这个问题不能从技术上得到解决，我国南海大量正待开发的深水油田，今后如果再遇到同样的问题该怎样处置？万一发生了溢油等更为严重的事故又该如何应对？

 

在没有现成的打捞装备、技术和向外国公司求援无望的情况下，中国海油高管层果断决定：“倾中国海油之力，发扬自主创新精神，攻克这个世界级技术难题！”

 

经过中国海油全体参战人员特别是广大技术人员群策群力，集思广益，在短短的一年零三天的时间内便攻克了各种应对突发灾害的工程技术，使油田提前一年多成功复产，创造了世界海洋石油开发工程建设史上的一大奇迹！为中国海油和国内外深海油田工程遭受此类突发灾害提供了经济有效的工程技术，为世界深海油田工程建设和深海油田生产设施的维修提供了一个成功典范。

 

 

流花油田水深超过300米，与浅水海域作业相比具有高压、低温的特点，传统的潜水作业装备如空气潜水和饱和潜水已无法在超过300米水深的深海作业，只能用水下遥控机器人（ROV）代替潜水员在水下作业，并需设计专用的水下配套工具。

 

如果购置新输油软管，世界上只有丹麦、英国和法国等三四家公司能制造，工期都在2年以上，加上运输和海上重新铺设，至少要在2年之后的2008年底才能复产，停产一天少生产25000桶，2年就是1800多万桶，约84亿元人民币！

 

如何使油田尽快恢复生产？中国海油的专家们经过充分调研后认为，首先必须解决：1.打捞、修复断裂锚系的技术方案和装备；2.打捞、修复断损柔性输油管线的技术方案和装备；3.输油软管与FPSO生产系统的连接等几个关键问题。

 

一、研发了摩擦传动耦合技术驱动的大直径滚筒步进式液压绞车

 

为了使流花11-1油田尽快复产，技术人员提出了几套应急方案，为了打捞修复损毁的系泊系统，急需配备一台绞车。根据对回收钢缆的最小许用弯曲半径、滚筒的缠绳容量及应承受扭矩的计算，确定绞车滚筒的最小直径和长度分别为5.45米和14.2米。

 

技术人员基于摩擦传动耦合技术的步进式驱动原理，采用两套相同的圆弧形刹车片组成传送系统，工作时通过刹车片顶部的预紧装置为滚筒提供预紧力，同时增大驱动滚筒的直径，保障刹车片传递扭矩增大，通过与刹车片底部相连的液压缸来推动已施加预紧力的刹车片做圆周运动，靠摩擦力提供的扭矩带动滚筒转动，液压缸每做功一次都会驱动滚筒转动一定角度。通过两组系统的交替工作，实现大直径大扭矩滚筒的连续转动（图3）。

 

为了解决小型工程船上发电设备的动力供应不足、作业空间有限；刹车片预紧力不足造成绞车的振动和刹车片与滚筒之间运动的不同步，技术人员通过：1.使用摩擦传动步进式驱动代替需要大动力供应的齿轮驱动，简化绞车结构，降低转动速度；2.采用由多组碟形弹簧片和液压缸组成的同心推拉式预紧装置，通过调整碟形弹簧片的变形量和数量达到所需的150吨高预紧张力要求；3.在2套带传送系统的刹车片上各钻数个槽孔，并安装数个由液压缸来控制的滚轮，保证圆弧刹车片和滚筒的同心，使刹车片与滚筒的间隙均匀和运动的同步。

 

二、发明了三瓣环形卡具和重力导向对中装置组成的海底输油软管打捞专用设备

 

输油软管全部断裂并沉到海底，需要从300多米水深的海底进行打捞作业。而打捞外皮光滑、易损的柔性软管非常困难，如果使用液压卡具提拉软管，会导致卡具的结构复杂、笨重，难以满足利用FPSO的内转塔在现场制作输油软管破损端连接钢质接头的要求。

 

技术人员发明了输油软管打捞专用设备——三瓣环形结构的打捞卡具（图4）；通过设计可供ROV用液压驱动工具操控的16个卡具紧固螺栓，开发了用水下ROV操控液压工具紧固螺栓的工艺，使得软管的打捞作业得以顺利实施。

 

在此基础上研发了重力导向对中装置（图5），软管沿着装置两端的V型导杆滑入预先装配好的卡具内，装置两侧设置了四套由ROV操控的软管限位杆、两套用于闭合卡具的Y型撑杆。为了实现卡具和对中装置的锁定和分离，设计了专用定位销，既保证了软管卡紧过程中卡具与对中装置不发生相对运动，又解决了软管卡紧之后卡具与对中装置的快速分离。在导向架的结构底部设置防沉板，防止对中装置下陷到海底软泥中。

 

三、开发了在FPSO垂直内转塔筒形狭窄空间内现场制作软管接头新工艺

 

原有软管拉断，接头已不能再使用，在破断的输油软管端部制作钢质接头非常困难。因为这种海底输油软管是由9层不同功能和不同材料组成的复合软管，特别是软管接头属软管装配的核心技术，目前，全世界只有三四家公司可以制造，且属于专利保密技术。流花11-1油田使用的海底输油软管的内径13.5英寸，壁厚近60毫米，从内到外由金属骨架层、热塑防渗层、Z型螺旋钢箍层、内防磨隔层、内层螺旋钢质抗拉层、中防磨隔层、外层螺旋钢质抗拉层、外防磨隔层和聚酰胺防渗层等9层结构组成；其输送的介质含有硫化氢，具有较强的腐蚀性；软管已经服役10年，结构强度已降低。另外，输油软管接头的制作和安装只能在FPSO的垂直内转塔的狭小空间内完成，且通风不畅。

 

输油软管接头的制作和安装必须确保：1.保证软管要有足够的连接强度；2. 解决输油软管的高压密封问题。3.要能可靠地与FPSO上的生产管汇连接。

 

技术人员通过对这种复杂柔性软管结构的解剖，最终解决了输油软管在高压状态下的密封问题，攻克了在FPSO的垂直内转塔筒形狭窄空间内制作输油软管接头的关键技术，实现了自主研发和现场加工制作（图6）输油软管钢质接头，为油田提前复产奠定了基础。

四、通过研发已获得12项具有自主知识产权的专利技术

 

应对灾害工程技术的研发成功，证明中国海油已初步掌握了一套深水生产设施的维修技术，为世界海洋工程的应急维修提供了一个成功的案例，改变了世界深水油田维修市场的格局。中国海油的科技工作者仅用一年零三天的时间，比从国外采购新的输油软管复产的方案提前一年多，为国家生产原油120 多万吨，增加收入40 多亿元人民币。

 

中国海油流花11-1油田成功复产研发的工程技术和装备，现已为国内外越来越多的工程借鉴应用，目前已成功地实施了番禺4-2/5-1软管更换、流花11-1FPS锚链更换等多项任务；特别是2009 年9 月14 日，CACT 国际集团在中国南海惠州油田的“发现号”FPSO 遭受“巨爵”强台风袭击，其系泊系统发生了多条锚系和输油软管断裂，这次是外国公司亲自找上门来，要求我们提供软管与锚系打捞的工程技术、装备和经验，使油田快速复产，到2010年底，增加产量2310万桶，创造了巨大的经济效益和社会效益。

 

海洋油气勘探开发生产是全世界公认的高风险、高投入行业，具有易燃、易爆、高温、高压、易污染等特点，还必须随时应对突发的自然灾害，最典型的是北方的海冰和南方的台风，每年都要侵扰海洋石油。同时，海上油气勘探开发生产作业主要集中在海上，一旦发生突发事件，难以得到陆地各种应急资源的有效救援。

 

据《世界海上石油作业事故数据库》史料介绍，1970～1997年，全球发生海上石油作业事故3431起，其中翻沉事故153起，死亡1285人；海难中的特大事故7起。近年来BP石油公司在墨西哥湾因钻井井喷造成大量原油泄漏引发全球恐慌；特别是2011年3月11日日本发生史无前例的9.0级大地震，由于强烈地震造成大海啸，引发核电厂的核辐射等给人类再次敲响了警钟！

 

目前人类还无法抵御自然灾害，但中国海油在遭受“珍珠”超强台风重创之后那种弘扬铁人精神，百折不挠、战胜困难的决心，在短短的一年时间内便研究开发出各种应对突发灾害的工程技术，使油田生产设施再一次巍然屹立在我国的南海上。

 

如何应对突发灾害，这对中国海油提出了更高的要求，引发了中国海油管理层和科技工作者更深层次的思考。他们及时修订了《中国海洋石油总公司危机管理预案》，确立了“以人为本、安全第一”的应急管理基本原则，建立了海上人员动态、远程视频监控、应急基础资料、动态信息、灾害天气预警等5个大类11个应急管理信息子系统，进一步充实完善了《应急预案》，特别是在应急资源（装备和队伍建设）的提供、应急工程技术的研发、保险与理赔制度的建立等方面作好充分的准备，形成了独特的海洋石油“四位一体”的全面应急管理体系。

 

中国海油通过建立健全以危害辨识与风险评价为基础，以全面、系统抵御风险为核心，以“四位一体”的应急预案系统、应急指挥系统、应急管理信息系统、应急救援队伍为基本框架，以“三级”应急管理、应急响应、全员参与、全过程管理为特点的全面应急管理体系，提高了企业的防灾避灾能力，有效化解或减轻了事件所造成的影响，同时还积极主动参与外部救援，做到在突发事件发生时能够科学、快速、有效地处理，控制事态的发展，尽可能将灾害造成的损失降低到最小程度。

 

《科学时报》 (2011-04-13 A4 专题)