在沙特紅海沿岸的吉贊工業(yè)城,世界最大直徑的高密度聚乙烯管道正緩緩沉入海中。一條綿長(zhǎng)的黑色“柔性巨龍”在陽光下閃耀著璀璨光芒,隨著起伏的海浪輕輕浮動(dòng)。項(xiàng)目副經(jīng)理許云飛站在施工現(xiàn)場(chǎng),看著正在精準(zhǔn)沉放的柔性管道,臉上露出輕松的笑容:“通過運(yùn)用管道出運(yùn)安裝成套技術(shù),我們實(shí)現(xiàn)了對(duì)浮運(yùn)路徑的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和管道安裝的精確定位,讓‘巨龍’穩(wěn)穩(wěn)地趴在海底。”
沙特吉贊工業(yè)城海水冷卻項(xiàng)目由中國港灣承建,中交四航局負(fù)責(zé)施工,是中東地區(qū)規(guī)模領(lǐng)先的工業(yè)冷卻水供應(yīng)工程。項(xiàng)目涵蓋6600米高密度聚乙烯管道海上取水、陸上泵站和GRP管道取排水、機(jī)電設(shè)備集成三大核心板塊。按照施工方案,巨型管道在預(yù)制場(chǎng)焊接完畢后,需要被平穩(wěn)、準(zhǔn)確地安放至紅海深處,這成為項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)面臨的一道“硬核難題”。
傳統(tǒng)的管道拖航出運(yùn)方案適用于剛性結(jié)構(gòu),而柔性結(jié)構(gòu)在海面浮運(yùn)過程中極易受到水流影響,產(chǎn)生晃動(dòng)甚至變形,管段姿態(tài)難以控制。稍有不慎,沉放期間就可能導(dǎo)致局部變形。項(xiàng)目總工程師王曉東皺著眉頭說:“管道按以往方式試拖,可能發(fā)生翻滾及扭曲,無法保證預(yù)定路線。”為此,項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)召開技術(shù)研討會(huì),初期設(shè)想集中在通過加固管道結(jié)構(gòu)或增設(shè)外部支撐框架來提升浮運(yùn)穩(wěn)定性,但這些方法不僅成本高、施工復(fù)雜,還可能影響管道柔性特性和后續(xù)沉放效率。
正當(dāng)一籌莫展之際,許云飛提出:“如果我們能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)每段管道的姿態(tài)變化,就像監(jiān)控?zé)o人機(jī)飛行一樣,可以邊拖邊進(jìn)行修正。”項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)迅速啟動(dòng)“長(zhǎng)大柔性管道浮運(yùn)導(dǎo)航與實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)”研發(fā)工作。在每一段管道的兩端及中部布置多組姿態(tài)傳感器,配合水上浮標(biāo)定位系統(tǒng),實(shí)時(shí)采集每段管道的空間位置、彎曲變化等數(shù)據(jù),并根據(jù)反饋動(dòng)態(tài)指導(dǎo)拖船調(diào)整牽引角度和牽引力,確保每段管道始終保持順滑穩(wěn)定的平曲線航跡。
管道姿態(tài)控制問題得到解決后,如何在沉放期間控制平面定位誤差成為新的難題。現(xiàn)場(chǎng)海床結(jié)構(gòu)復(fù)雜,部分區(qū)域存在珊瑚礁、沉積物軟硬不均及突變地形等,常規(guī)的定位錨技術(shù)難以做到精準(zhǔn)拋設(shè)。一旦錨點(diǎn)位置偏移,管道在沉放過程中偏離既定軸線位置,還可能引發(fā)形變、焊縫開裂等風(fēng)險(xiǎn)。
項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)將攻關(guān)方向轉(zhuǎn)向船只,提出一個(gè)大膽的想法:“使用非固定型定位系泊系統(tǒng),讓拖船、輔助船舶和定位船組根據(jù)管道施工期間的實(shí)際誤差,對(duì)應(yīng)為管道提供牽引力,實(shí)現(xiàn)集體協(xié)同定位。”經(jīng)過幾輪模擬試驗(yàn),這套系統(tǒng)在海面成功運(yùn)行。通過多船型協(xié)同作業(yè),不僅減少了對(duì)海底錨點(diǎn)的依賴,還顯著提升了作業(yè)效率。
如今,隨著多段管道成功沉入紅海,整個(gè)出運(yùn)安裝過程實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化、智能化閉環(huán)控制。相比傳統(tǒng)方式,管道浮運(yùn)及沉放的曲率半徑保持在最佳范圍內(nèi),施工的安全性和效率大幅提升。這些靜臥海床的柔性管道,未來將為吉贊工業(yè)城各產(chǎn)業(yè)提供高效、穩(wěn)定的冷卻水保障,助力沙特“2030愿景”工業(yè)轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略。
“未來,我們不僅要把這套大直徑管道出運(yùn)安裝技術(shù)用好,還要不斷完善、迭代,讓中國智慧在更多海域落地生根。”王曉東堅(jiān)定地說。