青岛这家公司厉害了！打破国外技术垄断，将国产海洋采油设备加深10倍

文/图 半岛记者 王丽平

在位于崂山李沙路青岛汉缆股份有限公司的展厅内，陈列着许多大大小小的电缆样品，其中有一个样品尤为特殊，在1月21日省科技重大专项项目中顺利通过验收，那就是3000米以下深海采油装备配套用海洋动态电缆。“该产品打破国外在该领域的技术垄断地位，将国产电缆从只能达到水下300米延伸到3000米以下，足足延长了10倍。”近日，在该公司的展厅内，该项目技术负责人段伟喜告诉记者，通过项目实施，完成了海洋工程脐带缆、动态缆、超高压光电复合海缆的结构设计分析等关键技术攻关任务，建立了具有自主知识产权的关键技术体系，提升了我国在深海油气开发装备方面的自主研发能力，对我国南海深水油气田的开发以及保障我国能源安全具有重要的战略意义。

将国产动态电缆深度加深10倍

“这个就是我们给中科院电工所制造的深水动态缆产品，它的半径约90毫米，电缆重量约50公斤每米，其中包括四个电力电缆单元、一个光缆单元、一个双层钢丝铠装产品结构……”说到刚刚在省科技重大专项项目中顺利通过验收的海洋动态电缆，项目技术负责人段伟喜滔滔不绝地向记者介绍着，该电缆能应用于水深3000米的环境下，是以前国产移动电缆应用水深的10倍，使用寿命不少于三十年，通过这个项目应用能为海上采油平台向深水发展提供更好保障。

“在此之前，我国所有海洋动态电缆都来自于进口，这个项目的落成，既打破了这一垄断局面，也大大节省了我国深海勘测的费用支出。”段伟喜颇为自豪地说，以前，我国只能生产适应水深300米以内的静态电缆，但随着深海勘探的不断进展，开发深水海洋资源成为大势所趋，适应短距离、浅海开发的静态电缆已经难以满足需求了。

段伟喜介绍，固定式平台用于浅海开发，所用的电缆是静态电缆，浮式平台+水下生产系统适用于远海开发，所用的电缆是海洋动态电缆。浮式平台+水下生产系统是目前经济、高效开发的重要模式。所以，为了深海开发，此前所有的海洋动态电缆都来自进口。“不但设备成本高，后期的维修成本也很高，一旦遇到海上勘探设备故障，国外的工程师维修至少需要3个月，而我们的工程师只需要10天左右。”段伟喜说。

“动态电缆是连接浮式平台和水下生产系统的生命线，作用是为海上采油平台的水下生产系统提供电力、控制信号、光纤信息以及水下生产系统提供数据传输通道。”段伟喜说，打个比方，如果将海面的浮式平台比作母体，水下生产系统比作婴儿，那动态电缆就是为婴儿输送能量的脐带，所以，对于海上勘探来说，动态电缆的作用至关重要。

打破国外技术垄断

“我们这个项目打破了传统理论计算的方法，将有限元用到动态缆的计算过程中，根据不同工况可以模拟海缆系统本身受到的载荷极值，包括最大张力、最大弯矩和最小弯曲半径，进而筛选出整个动态海缆系统在服役期间承受的最大张力等，以评估其疲劳寿命。”段伟喜口中说着专业的术语，嘴角掩饰不住喜悦，他告诉记者，这个项目他们花了2年，攻克了多层铠装扭转平衡分析、动态电缆结构设计等多项关键技术难题，开发出一套海洋动态电缆截面设计和力学分析数值模拟软件，形成了一套具有自主知识产权的海洋动态电缆制造工艺和技术，成功研制出可用于海洋工程领域的新型动态电缆。

说到该项目在省科技重大专项中通过验收，青岛汉缆股份有限公司副总工程师张涛欣喜之中并未感到惊奇，“我们公司是山东省唯一的海洋工程电缆生产基地，具有全国最大的海底电缆生产线和在建的国内第一个的海洋工程脐带电缆研究和生产项目。”张涛说，动态电缆项目的成功实施，也将使公司成为山东省第一个动态电缆研究和生产示范基地，并已建成国内第一条年产300km动态电缆的生产线，这对丰富海洋工程电缆的产品品种，提高产品的配套能力，逐步建成我国规模最大、品种最全的海洋工程电缆生产基地，跻身世界领先的海洋工程电缆供应商的行列具有极大的推动作用。

历时2年将成千上万变量完美结合

“项目顺利通过验收，对我们课题承担单位来讲，是对自己付出的认可，也是对自己的成果的肯定。”张涛说，这个项目的研发团队总计24人，最小的30岁，最大的60岁，都是资深工程师，团队成员涉及材料、机械、电缆等多个专业领域，具有研发海洋工程电缆、深海领域工程的丰富经验。

“团队是从2015年承担山东省重大专项项目，开始研发海洋动态电缆项目的，历时2年才研发成功，并投入生产。”张涛说，这中间遇到过诸多问题，如插拔接头要通过水中电力检测，电力、通信、光单元等多种单元结构，不同成缆节距进行成缆改装。而由于各单元尺寸、受力不一致，导致整体性能指标有影响，插拔接头在保证密封完整性的同时，要与各个单元进行完美协调，这中间就涉及到成千上万的变量。“但团队的配置还是过硬的，博士后一人、博士2人、研究生8人，其余都是本科学历。”张涛说，经过研发团队2年的努力，终于将所有变量完美结合，成功完成海洋动态电缆项目，并成为当时国内首家生产海洋动态电缆的公司，此后，通过项目实施建成海洋工程动态电缆生产线一条，具备年产300公里产能规模。

间接产业化成果达到4.7亿元

“随着石油需求量的急剧增长与陆地上的石油资源日趋枯竭，海洋油气开发在全球能源开发中起到了举足轻重的作用。海洋油气的储量占全球总资源量的34%，其中有80%以上的储量在深海。我国对于动态电缆的研究起步较晚，电缆研究、设计及制造领域与国际先进水平存在较大差距。”张涛说，未来海洋将成为国际竞争的主要领域，蓝色经济将成为我国新的经济增长点。海洋工程动态电缆的研发，对促进我国海洋经济的发展，为实现从海洋大国跨入海洋强国的目标有极其重大的意义。

“而海洋工程电缆技术被世界各国公认为是一项困难复杂的大型技术工程。海底环境复杂多变，对电缆的抗压、密封、强度要求极高；海缆工程涉及开发、生产、施工以及维护等众多环节，部署周期长、投资大，每个环节都需要有专门的技术和设备，产品的可靠性要求非常高。”张涛说，项目实施期间，完成3000米以下深海采油装备配套用海洋动态电缆等3个品种6个系列产品研发和产业化，研发的产品先后在在斋堂岛海上潮汐能发电项目、烟台银海潮汐能动态海底电缆、广州能源所交流海底动态电缆，天津中海油阴极保护系统动态电缆投入使用，间接产业化成果达到4.7亿元，实现利税3000万元。

“通过项目的技术攻关，还带动了其他线缆产品的技术革新，提高了中国电缆行业自主创新能力，带动了行业整体技术进步。”张涛说，此外，推动了海底电缆的制造技术，引领中国海缆产业技术进步，节约海洋资源、海域资源和电力资源。