石油：现代社会的“工业血液”

  如果有一天世界上突然断油了，会发生什么？你可能觉得石油就是汽车加油，但事实远非如此。石油被誉为“工业血液”，不只是燃料，更是最基础的化工原料，支撑着衣食住行、工业农业、医疗国防、国际贸易的底层基础。完全失去石油，等同于抽掉现代社会运转的根基。

  有人会想到水电、风电、光伏、核电等新能源，但这些发电方式不能替代石油的全部功能。而且新能源产业的发展本身就离不开石油，风电叶片的碳纤维、光伏组件的胶膜、锂电池的隔膜、电缆的绝缘层，都需要石油化工原料。

　　从陆地到浅海，从几十米水深到如今突破2000米的超深水，人类寻找石油的脚步越走越深、越走越远。未来，我们需要到300公里以外的深远海去开发油气资源，而那里风浪大、环境恶劣，对装备提出了极高要求。

  深水找油：钻井平台的进化

  深海石油开发是一套极为庞大复杂的技术体系，核心任务有两个：找到石油，把石油运回来。钻井平台就是深水找油的核心装备。在浅水区，可以用长长的腿在海底站稳，这叫固定式钻井平台，水深一般不超过200米。当水深超过350米后，钢材用量和建造成本陡增，经济性极差，就需要改用浮式平台。

  在几千米的深海，主流采用半潜式钻井平台，由上部甲板平台、立柱和下部浮箱三部分组成，依靠水下浮箱提供的浮力保持稳定。上部甲板布置钻井设备、人员作业区和生活区，下板与海面之间预留十几米间隙，防止巨浪拍打甲板。

  我国研制成功的世界首座圆筒形超深水钻探储油一体化平台，总高度135米，比40层住宅楼还高，自重2.8万吨，荣获国家科技进步奖一等奖。2011年，巴西国家石油公司对其完成综合测评，安全性、可靠性、先进性在同级平台中排名第一。2012年，该平台在巴西海域水深2027米处发现了超大型深海盐下油田，储量预计超1000亿桶。该平台抗风浪能力达到一年一遇标准，能在12级台风下安全正常工作。在海外海洋环境中，其钻井深度达到12000米，把珠穆朗玛峰倒过来放进去还绰绰有余。

  海上工厂：FPSO的硬核实力

  找到油只是第一步。海底采出的油气是油、气、水、泥沙搅拌在一起的“麻辣烫”，需要FPSO出场。FPSO是浮式生产储卸油装置，本质上是一座海上油气处理厂，能把“麻辣烫”就地处理成达标原油。

  我国研制成功的圆筒形FPSO“海洋石油希望六号”，直径78米、高60米，最大储油量40万桶，可20年不用进船坞检修。海上腐蚀环境极为严酷，要做到这一点需要防腐蚀、抗疲劳技术的重大突破。此后，我国又建造了世界最大吨位、最大储油量的新型FPSO，排水量相当于8艘辽宁号航母，一天能生产18万桶原油，相当于一座占地10平方公里的陆地油气加工企业。在英国北海百年一遇的风暴中，浪高达28米，其他FPSO都停止了生产作业，而中国制造的希望六号却安心运转、稳定生产。

  把油运回来：世界级难题的中国方案

  FPSO长期定居在海上不断生产原油但不能移动，需要油轮把油运回来。30万吨级超大型油轮VLCC总长超过330米，满载排水量35万吨，体量约等于5艘辽宁舰航母。如此巨大的船体惯性极大，在FPSO附近开展原油外输作业时，受风浪流与水动力耦合干扰，极易引发碰撞事故。而输油软管作为“血管”，也是最容易损坏的薄弱环节，此前一直被英国、德国和日本公司垄断。

  我国实现输油软管全部国产化后，更换周期从八个月降到一个月，费用降低30%到40%。但如何解决VLCC与FPSO碰撞的难题？传统方案用穿梭油轮中转，配备动力定位系统的特种原油输送船，在FPSO和陆地油库之间来回短途运输，如同海上“摆渡车”。

  而我国发明了一种全新方案：CTV多浮体原油转播系统。这套世界首创的装备能在浪高4米、7级风的恶劣海况下，通过吸波锚泊牵引，让VLCC依靠动力定位稳定，通过多档柔性输油软管分别对接FPSO、CTV与VLCC，实现连续转播。转播速度达到每小时8000立方米，比国际通用的穿梭油轮提高50%，具有全域作业、高安全、低成本三大优势。央视评价其为“国之重器，填补国际空白”。

  中国装备走向世界

  从钻井平台到FPSO，从输油软管到CTV转播系统，中国深海装备已走向世界。在巴西水深2200米的深海油田成功应用，在英国北海百年一遇的风暴中稳定运转，在广东湛江乌石油田经受住了多次17级超强台风的严峻考验。工信部评价这标志着我国海工装备从终端产品转向高端产品的设计建造，国务院国资委评价其革命性简化了原油外输模式。

  很多人觉得石油开采离自己很远，但当汽车启动、快递送达、塑料制品走进千家万户的时候，背后都离不开能源安全。今天我们自主研发的深远海装备，不仅让中国拥有了开发深远海油气的能力，更让能源安全的主动权更多地掌握在自己手里。

  （本文来自广东工业大学教授、广东省海洋能源装备先进制造技术重点实验室主任张永康在“科普中国说｜解锁新动能破界向未来”直播中的主旨演讲报告，光明网记者肖春芳整理）