今年春节，深圳东南 250 公里的南海东部陆丰油田，103 名员工坚守在 " 海基一号 " 钻采平台。

千里外的北京，中海油研究总院工程研究设计院副院长付殿福带领的 " 海基一号 " 攻关团队，也在密切关注平台运行情况。

一切正常。

" ‘海基一号’经受住了‘马鞍’‘尼格’等强台风的考验，事实证明，300 米级深水导管架模式成功了。" 付殿福不无自豪地告诉科技日报记者。

" 海基一号 " 钻采平台是我国首次在 300 米级水深海域开发的石油钻采平台，被称为 " 亚洲第一深水导管架平台 "。它的 " 成功上岗 " 背后，是中海油攻关团队坚持不懈的创新求索。

选场址 " 用数据说话 "

导管架是海洋石油开采中的重要结构。简单来讲，它是一个固定在海底的钢架，托住上方的采油平台。

要让这个庞然大物屹立海底，首先要摸清海底环境。

" 海基一号 " 所处的中国南海，与挪威北海、美国墨西哥湾并称 " 世界三大海况恶劣海域 "。南海内波频发，而陆丰油田区块正位于台风发展的路径上。在海底，陆丰油田区块存在大量的沙波，部分海域还有滑坡、断层等不良地质状况。

" 海基一号 " 为何 " 偏向虎山行 "，挑战 " 世界级 " 海洋工程难题？

这是因为，300 米水深海域将成为我国海洋油气开发的重要战场。我国海洋油气资源丰富，南海油气资源占比超 3/4，光 200 米至 400 米水深海域探明石油地质储量就超 3 亿吨。

不得不做的事情，就下定决心做好。

" 海基一号 " 攻关团队环境条件专业负责人谢波涛采用海底地形调查、沙波监测及数值模拟相结合的方法，在场址处设置水泥桩监测其变化，在计算机中模拟各种潜在因素对沙波沙脊运移的影响。

每当拿到最新的监测数据，谢波涛总要根据实际情况，修正自己对沙波沙脊移动和变化规律的认识。这一监测，就是两年。

" 采集数据，分析数据，在数据中找规律，找证据，用数据说话。" 谢波涛说，无论什么问题，多出几次海，多熬几个晚上，总能找到正确答案。

将数据 " 印 " 在脑子里，谢波涛对南海也有了深刻了解。

在一次与外方的讨论会上，一听对方提供的数据，谢波涛直言 " 不合理 "。对方公司核实发现确实如此，甚至连错误的原因都和他说的一模一样。

" 就像有人动摆在自己家里的物件，一下子就能发现不对劲。" 谢波涛说。

基于这些数据，联合攻关团队将 " 海基一号 " 平台场址向东南方向移动约 140 米，使场址位置的海床由无规律的不平整地貌，变为相对规则的阶梯状地貌。

他们给导管架设计的阶梯形防沉板，则完美契合了阶梯状海床地貌，在避免处理复杂的海底地基地貌的同时，满足了导管架的就位精度。

大瘦身 "8 腿变 4 腿 "

导管架的外形类似细长形的金字塔，钢桩越多，底座相对越稳固，但也更费钢材，体积也更大。

在世界范围内数千座导管架生产平台中，高度超过 300 米的仅有 9 座。

我国此前做过 200 米级的导管架，如果不计成本和重量，简单 " 依葫芦画瓢 "，设计 300 米级的即可。但将小尺寸导管架等比例放大，会耗费大量钢材，极大增加成本，也就失去了开发深水导管架的意义。

更重要的是，我国现有的最大吨位的下水驳船也装不下这样的 " 大家伙 "。

付殿福团队要做的，是必须将结构做小做轻，同时还能承载更大的上部生产模块与环境力。

国外公司有成熟经验，向他们取经可少走很多弯路。但团队的共识是：关键核心技术只能靠自己，不能被人牵着鼻子走。

翻阅文献、力学分析、结构建模 …… 他们迅速行动起来。付殿福记得，2019 年国庆节假期，朋友圈摄影大赛激战正酣，而团队成员的参赛作品是工作群里一张张 " 海基一号 " 设计图。

经过密集的研讨、碰撞，" 海基一号 " 初具雏形。

" 超大尺寸 X 撑和‘ 8 腿变 4 腿’的结构优化设计，成为我们研究的重点方向。" 付殿福说。

这一方案的实施，为整个项目节约了至少 3000 吨钢材用量和 1 亿元的工程投资。

新的问题又来了。导管架重量减轻了，结构整体刚度也降低了，却由此产生了共振问题，这将导致严重的节点疲劳问题，威胁导管架结构安全。

导管架重了不行，轻了也不行，技术团队似乎走进了一条 " 死胡同 "。

如何改进节点抗疲劳设计，成为那段时间里，萦绕在结构工程师们脑海中的问题。经过新一轮的 " 烧脑 "、验算后，他们开发了新的波浪动力计算方法，创新性地采用了精细化抗疲劳设计，采用不同的疲劳安全系数选取原则，确保了导管架的结构安全。

最终，通过浮动式下水桁架、超大 X 撑结构等创新设计，研发团队将 " 海基一号 " 平台重量优化至 3 万吨，比此前同海域水深不到 200 米的导管架重量还轻，并可应对百年一遇的恶劣海况。

自 2022 年 10 月投产以来，这个高度超过北京国贸大厦的 " 国之重器 " 运行平稳，每天生产约 2 万桶石油。

党的二十大报告强调，以国家战略需求为导向，集聚力量进行原创性引领性科技攻关，坚决打赢关键核心技术攻坚战。

" 我们将进一步加大关键研究攻关力度，切实提高自主创新能力，保障国家能源安全，推动高水平科技自立自强和国家战略科技力量建设！" 中海油研究总院院长米立军表示。

一审丨编辑 孙悦

二审丨值班主任 郭俊宇

三审丨值班总编 张鹏

来源丨新华社