中国应急管理报“五小创新我来谈”栏目第二期
抗压2000米+零卡线切割
深海“生命线”用上国产深水海管切割锯
■李 刚
在浩瀚无垠的大海深处,油气管道如同一条条能源“大动脉”,源源不断地输送着宝贵资源。然而这些深海“生命线”一旦发生破损泄漏,将影响能源输送并造成海洋污染。作为切除破损管段的关键设备,深水海管切割锯的性能直接决定着维修效率与作业安全。
2022年我国某海域的油气管道维修工程,曾让国家油气管道应急救援深圳队陷入困境。面对直径18英寸的破损海管,施工团队使用进口切割锯耗时5个多小时才完成一道切口。整个过程不仅耗费了大量时间,还给施工团队带来巨大的安全压力。
“进口切割锯不仅价格高,切割效率更是令人焦虑。”国家油气管道应急救援深圳队项目负责人齐兵兵回忆道,“在高压、低温的深海环境中,每延长一分钟作业时间,就多一分风险。更棘手的是设备维修受制于国外厂商,售后响应慢,往往需要数月周期,严重影响工程进度。”
当时,深水海管切割锯市场长期被国外垄断,国内施工方不得不承受高昂成本与安全隐患的双重压力。这种被动局面,直到国家油气管道应急救援深圳队成功研发出国产深水切割锯才得以扭转。
“国产切割锯优化动力装置,采用双马达驱动系统,切割海管动力强劲。在水下由远程水下机器人操控,最大作业深度可达2000米水深,可完成6英寸至38英寸的海管切割。”国家油气管道应急救援深圳队研发人员陈俊友介绍团队攻坚历程时,仍难掩激动。研发初期,三大技术难题摆在眼前:一是动力系统与进给调控的匹配问题,在增加液压泵提升动力后,进给速度却变得极不稳定,切割时出现卡线甚至无法正常切割的状况;二是水下切割过程中的卡线问题,在切割过程中,由于进口设备动力孱弱,在切割过程中很容易出现卡线问题,造成施工作业无法推进;三是设备的稳定性与可靠性问题,深海环境复杂恶劣,切割锯需要在高压、低温、高腐蚀性等条件下长时间稳定运行。
研发团队通过数百次参数模拟与深海测试,最终攻克难题。“我们经过反复研讨,查阅大量国内外资料,对照液压泵参数进行数百次计算与调整,拆解检查进给装置零件,逐一排查故障原因。经过无数次试验与改进,最终重新设计优化了进给调控系统,精细调整液压阀开启度,优化液压回路,成功解决了动力与进给的匹配问题。”陈俊友说,同时,在增加一台动力马达之后,动力显著增加,卡线问题得到了很大改善。国产切割锯采用高强度、耐腐蚀的新型材料,并对设备结构进行加固优化,确保切割锯能够在深海极端环境下可靠运行。
在2023年12月某海管弃置回收项目中,国产切割锯迎来了实战首秀。施工作业需要切割锯精准地对一根8英寸海管进行切割,仅耗时20分钟便顺利完成任务。现场操作员肖清军兴奋地说:“这国产切割锯操作起来很顺手,切割速度快,稳定性好,切割面平整光滑,和进口设备相比毫不逊色,我们以后作业更有信心了。”
从依赖进口到自主研发,国产深水海管切割锯的诞生,是我国深海装备制造领域的一大飞跃。它的出现不仅打破了国外技术垄断,填补了国内深水海管切割领域的空白,还为我国深海油气田的开发提供了有力的技术支持和设备保障。“研发团队将进一步拓展切割锯的应用范围,不仅局限于海管切割,还将探索其在切割海底结构物、切割海底障碍物等领域的应用潜力,为我国深海油气管道安全保驾护航,助力我国深海能源产业高质量发展,让国产深水海管切割锯在深海领域发挥更为重要的作用。”齐兵兵补充道。