抗风12级抗冻-60℃ “德阳造”极光二号钻机即将抵达北极圈
宏华“极光”号极地钻机在北极圈“探地”。资料图片
2017年12月，中俄亚马尔液化天然气项目首条生产线投产。所用“极光”号极地钻机轰动一时，它正是由航天科工下属宏华集团有限公司（简称“宏华公司”）研制。“极光”号钻机率先打破国外垄断，成为国内首套可在-50℃环境作业的极地钻机。
不久前，“极光”二号诞生，这台更高性能的钻机于1月底起运前往北极圈，近期可抵达。据宏华公司产品研究所所长邬柯介绍，钻机抵达后，技术小分队也将前往进行调试安装，可在6月正式开钻。
据了解，“极光”号石油钻机最早于2016年亮相北极圈，因气候严寒、环境恶劣，在当地的土著语中被称为“土地的尽头”，全年冬季长达8个月。而“极光”号极地钻机的作业地点正位于北极圈的核心区域，距离北冰洋只有10多公里。当地官方提供的数据显示，历史最低温度曾达到了-57℃。
随后，宏华开始研发生产“极光”二号，这是我国生产的第二台可在-50℃低温和12级以上强风环境下连续工作的极地钻机，目前正通过水运加陆运的方式前往北极圈，交付给俄罗斯一家公司使用，服役于中俄亚马尔液化天然气项目。
“从外形上看，极地钻机与常规陆地钻机最大的区别就是极地钻机穿上了‘棉袄’。‘极光’一号井架用的是帆布包裹保温，‘极光’二号用夹心保温钢板进行包裹保温。”邬柯说，常规陆地钻机的井架都是裸露在外面的，而极地钻机为了满足抗冻抗风的需要，从地面底座到井架60米的高度都被包裹得严严实实。
但把钻机“包起来”并不简单，材料的选择是第一难题。邬柯介绍，常规的高寒钻机，使用环境的最低温度为-40℃左右，但极地钻机使用环境最低温度达到-50℃，运输储存环境最低达到-60℃。在去年底之前，国内钢材尚没有-60℃标准的材料可选择。研发团队广泛借鉴青藏铁路等工程项目做了大量试验，确定了最后的材料和标准。
用保温钢板对整个钻机系统进行全面保温，新的问题随之而来，井架的受风面积增加，抗风更有难度。邬柯说，工作人员借鉴海洋钻机抗风设计经验，一改传统陆地钻机的K字型井架，借用海洋钻机的塔架式井架，并通过数据计算和特殊设计，使极地钻机更稳定，达到了抗12级强风的能力要求。
为了应对极寒天气，“极光”二号全封闭的极地钻机还设计了一套类似“中央空调”的加热系统，实现在外部零下60度的情况下内部温度保持在10度，保证人员在钻机内部有良好作业环境，还为承载钻机的平移轨道加热，方便钻机每一次“搬家”。“第二台钻机对保温加热系统、泥浆处理系统、钻机空间布局进行全面优化升级，改单轨为双轨，将原本只有一层的固控系统罐体和电控房体改为双层布局，减小了平移轨道长度，使整台钻机布局更为紧凑，井场占地面积减少20%左右，更降低了用户运营成本。”邬柯介绍说。
公开资料显示，目前世界最深井是俄罗斯科拉半岛12262米超深钻，我国完钻井深7018米的松科二井排名全球第三，创造了亚洲国家大陆科学钻井新纪录。而松科二井工程使用的中国首台万米大陆科学钻探专用钻机——“地壳一号”万米钻机正是由吉林大学和宏华公司联合研制。
“向着地下15000米进军，面临前所未有的挑战。”邬柯说，目前他们正在筹备研发15000米“地壳二号”高寒钻机，15000米是目前全球都没有达到的深度。
本报记者张伟
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