海底天然气管道的铺设到底有多难?在距离挪威海岸一百二十公里处,有北海最大的水下天然气田,长约四十公里,宽十公里,蕴含了超过3000亿立方米的天然气,能供英国使用四十年。可这诱人的资源被锁在海下3000米深的冰冷坟墓里,开采的难度特别大。
因此工程师提出来一个大胆的计划,将开采出来的天然气运输到120公里外的加工厂,接下来再将加工后的天然气通过水下沿着长达1200公里的管道运输到英国。要建造如此深且距离这么远的海底管道,无疑是一项巨大的工程。
因为北海的天气极为恶劣,再者风浪也非常大,故而不太适宜如同传统那般在海上搭建钻井平台。工程师决意把钻井平台径直放置到海底,这就必须得确保其在那恶劣的咸水环境里能够运作40年。为此他们打造出了这个重达1000吨的大家伙。
该平台一共,有二十四个钻井,每天能够挖掘,7000万立方米的天然气,单单只是安装它的费用,就高达2100万美元。并且需要用拖船把它运送至指定位置,接着再用巨型起重机将其放入海底。
在此前工程师已经模拟安装了无数次,这次钻井平台的安装只许成功不许失败。因为任何失误的出现都会对机器造成不可逆的损失,都将不得不重新建造一台,这样就会使项目推迟一年的时间。
起重机将钻井平台固定在投放点上方,再由工程师根据模块上的滚珠水平仪找到合适位置,最后成功在预定海床的不到40厘米的位置降落。为了平台的稳定性,还需将其底座上的脚架埋入海床八米的位置。
当平台放置成功之后,下一步便是天然气的开采。一艘专门的钻井船,会移动到气田的顶部位置,工人把钻头放到平台之上,钻头将会通过船底,下降一千米,到达模板位置,接着再移动两千米,穿过海底,抵达气田。其实这期间的每一步,都会受到监控,并且记录在虚拟数据库中,钻头会把数据反馈给工程师,他们会依据这些数据,通过虚拟方式,寻找新的钻探路径。
为了更好的给海底天然气平台提供电力,这里用的电缆携带的电力足以为20000个家庭供电。
这条电缆里,还有液压流体管道,以及光缆,它们分别能够传输电力信号,和液压流体。
为了防止,海水腐蚀,还会给这些电缆,缠上特殊的防护层。
电缆制造完成后就可以开始在海底进行铺设工作。
在海底铺设一条1200公里的天然气管道,从挪威直达英国。
这样这项疯狂的海底工程究竟是怎样工作的呢?在北海有着世界上最长且容量最大的海底天然气管道,工人需在深达3000米的海底铺设电缆。其实这片海域在八百年前曾发生过特大海啸,那场水下灾难形成了一处高达300米的坡度,而且海床崎岖不平,相互间的落差甚至有25至55米。
所以在电缆安装前,设计团队建立了一个海底3D模型,在不会损坏珊瑚礁和渔船正常工作的情况下,找到一个放置电缆的最佳管道。但电缆和输送天然气管道都不能直接铺设在水面上,需要在海底挖出一个的凹槽进行放置。
为了保证铺设线路的平整,工人需要使用海底修路机平整海床,修出一条基础的海底通道,并在跨度较大的崎岖海床区域用岩石进行填充平整。否则会使得这些管道中有一部分不能真正接触到海床,而无法支撑的部分会因压力下沉,最终导致天然气管路发生弯折泄露,像北溪管道一样造成环保上的大灾难。
铺设天然气管道这项工程需要使用超100万吨钢材,整条线路需要100000根钢管,每根管道长十二米,直径超一米,更是重达十吨,而且必须保证其能承受未来四十年的海底巨大压力。
为此工人会在钢管外面,使用混凝土以及钢筋来进行浇筑,这样的话,其就能拥有足够的重量,进而可以留在海底。
而且生产完成之时,每一条管道皆配有相应编号。这些管道会依其编号,被安排至某一特定地点,此地点在管道内部。
为了安置这些庞然大物,工程师打算在海底;挖一条宽度达7米,深度为5米的沟槽,这样一来能够用于掩埋天然气管道。
不过工程师发觉,海底的表面,不是沙土,而是跟混凝土一样硬的黏土。而且在这样的情形之下,就得使用切割机去对它展开处理。
这是世界上唯一一款混合黏土切割机,上边安装了一个四吨重的推进器,它降到海底会通过吸收周围的海水,从而形成二十四个水柱,以不同角度的水射流对黏土进行喷射爆破,强大的推力会将其推向海底。
前方扫描仪,会给切割机指引出一条正确的路线,而且工程师也会时时监控,测量一下道路到底是否符合规格。
接下来就能够展开管道的铺设工作啦。这样怎样在海底铺设一条足足有1200公里长的天然气管道呢?其实一旦管道工程启动,它绝不可因任何缘由而中断。长大概12米、重量将近20吨的管道将会被运送至铺设驳船上,工人会依照编号的先后顺序,将它们逐个首尾相连。
首先会在接口处加温预热然后对其进行焊接。不同于普通焊接机,此次焊接涉及一套特殊焊接机器,并配备了摄像机,由工程师实时观察管道内外部焊接过程,工人们会24小时倒班不间断的作业。
焊接完成后再用超声波机进行检查,如果发现瑕疵必须立刻修复。因为要保证管道能承受未来四十年的海底巨大压力,所以在下海前还需进行最后一步操作,那就是对接口处的暴露金属部分进行密封处理。
工人会用专门的热缩塑料袋,把它罩起来,接着再加上一层泡沫,进行包裹,这样就能起到保护焊接接头的作用。之后把管道缓缓地,顺着运输船,滑进大海,一定要让管道自然下落,否则很可能由于外部压力,而使管道被压裂。在这个过程中,管道下滑的距离得,和船的移动量,保持一致。
铺设完管道之后,还得把这些管道给掩埋起来。此时呢就需要用到一台开沟机啦,它能够在比较浅的水域里进行挖沟作业;会先把管道抬起,接着再让管道向前滑动,这样就能挖出一条宽五米、深两米的沟槽啦。把管道放入其中之后,接着又由另一台机器来把泥沙进行回填。
整个管道距离太长为了后续维修方便和检测天然气的流动情况,工程师在路线中间设置了一个海上平台,需要将其于海底管道进行连接。水下起重机会将他们移动到合适位置并进行精准对接。这时工人会放下一个像潜水艇的焊接仓,它会自动夹住需要焊接的管道并自动闭合然后内部会充满空气。
等到里面的海水会全部排出后,潜水员会潜入海底进入焊接仓对管道进行焊接。待焊接工作完成后,焊接仓便会脱离上升离开水面。
管道铺设完成后,工程师检查没有问题后就可以投入使用。
这就是海底天然气管道的铺设过程。
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