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【中央電視臺·視頻】上海交大海洋工程國家重點實驗室:超級引擎,深海神工

日期:2015-10-09 13:29:15  字體:[] [] []

 

  

(點擊播放視頻) 

        建設海洋強國,是中國的國家大戰略。建設海洋強國必須大力發展海洋高新技術。在上海交大,有這樣一個國家實驗室,他們專門做深海里的高科技,給鉆井平臺裝傳感器,向萬米深海研發無人機探潛??梢哉f,中國最先進的深海技術和最強勁的深海裝備很多都是從這里走向大海。

 

 

 
  上海交大海洋工程國家重點實驗室主任楊建民正在對遠在南海的海洋石油981深水鉆井平臺進行實時監測,大屏上呈現的是,對海上平臺實測數據進行分析處理后,借助三維仿真技術還原的海上實況。楊建民介紹,“這套系統已經可以顯示艙壁的應力,那下一步的話,我們應該對于錨鏈的應力顯示出來??墒构こ倘藛T隨時觀察到錨鏈在惡劣海況下它的一個應力的情況。”
 
 
  鉆井平臺夠不夠結實,關鍵看船體艙壁,而夠不夠穩,就要看用于深海固定的錨鏈。通過這個系統,981鉆井平臺的一系列安全指標都將一目了然。
 
  楊建民所領導的上海交大海洋工程國家重點實驗室,以海洋深水試驗池、海洋工程水池、船模拖曳水池、空泡水筒、結構力學實驗室、船舶操縱性實驗室和水下工程水池等組成一個試驗研究群,堪稱中國船舶與海洋工程的科研大平臺。2012年5月9日,楊建民及其團隊參與設計建造的“海洋石油981”鉆井平臺在南海海域正式開鉆。中國終于突破了歐美在深海半潛平臺上的壟斷,打造出南海油氣資源開采的旗艦。不過在楊建民看來,這僅僅是新的開始。他的目標是讓深海作業的鉆井平臺更安全、更智能。楊建民對記者說,“在海洋平臺的預報當中,通常人們以前用理論的解析方法、數字的計算方法,以及室內的模型實驗來進行預報。但是這些方法由于像非線性問題、黏性問題,以及模型尺度的問題,都存在著一定的不足。如果想得到真實的海洋平臺的一些情況,就要到現場去,真實地記錄它當時的一個狀況。”
 
 
 
  2010年,美國墨西哥灣“深水地平線”鉆井平臺發生爆炸,并引發空前的環境災難。從那時開始,楊建民決心給南海深水平臺裝上傳感器,能夠遠程實時監測平臺的安全性。按照他的設想,這將是一套極為復雜的系統,融合高精度實時監測,衛星通信、人工智能、三維仿真等多種技術,涵蓋平臺運動實時測量,海風、波浪、海流等海洋動力環境監測,關鍵結構載荷監測,系統數據遠程傳輸,數據處理與分析,數據查看與現場重現,安全評估與診斷等多個系統。而要實現這些功能,最大的挑戰仍在海上。楊建民說,“在實船的現場進行測量,其實存在著很大的困難,和室內的實驗相比較起來,它將會經歷到非常惡劣的海洋環境。同時測量的時間那是比室內實驗多幾十倍,甚至幾十倍更長的時間,一定時候人員要撤離的情況下,將會有無人值守的情況下來進行測量,這些都是很難的一些問題。”
 
  給45層樓高、比足球場還大的鉆井平臺裝上各種各樣的傳感器,然后在千萬里之外遠程實時監測,這個設想,放眼世界沒有先例,而困難也異乎尋常。整個團隊每天反復測試,每天結束測試后,楊建民主持技術碰頭會,實驗室的燈光經常徹夜亮著。整整一周,楊建民沒有離開實驗室,最終發現,平臺一旦停電重啟,傳感器與數據采集儀先后啟動,軟件會出現誤判,簡單說就是軟件有一個漏洞,從而導致數據采集失敗。團隊隨即升級了采集軟件,問題得到徹底解決。
 
 
 
  從完全可控的實驗室,到完全不可空的南海海域,從半小時一個實驗工況,到日復一日,年復一年的海上實測,楊建民并不是心血來潮。海上實測的數據不僅僅用于判斷平臺狀態是否安全可靠,更是對前期的模型實驗進行驗證,促進實驗技術和實驗設備的改進提高,為下一代平臺開發提供設計參數。深水實驗池正在做的波浪爬升實驗,就是基于實測數據,對海上平臺模型上浪高儀的安裝密度、測量精度、抗干擾度提出了更高要求。
 
 
 
  模型實驗越精確,下一代海上平臺的設計、建造越有針對性,抗擊南??耧L惡浪的能力必將越強大。楊建民堅持了5年的遠程實測項目在日趨完善,日積月累的數據也讓楊建民團隊對更深的南海有更準確的了解。向更深領域探索始終是楊建民的追求,現在,他和他的實驗室已經開始為第七代深海鉆井平臺量身設計更趨完美的遠程監測系統。作為全球最新一代的深海鉆井平臺,將要進入的是海況更加惡劣的3600米以上超深水域,那里臺風頻發,超過三十米的超級巨浪將考驗平臺的安全性,也將考驗楊建民和他的團隊。
 
  
        來源:中央電視臺 新聞直播間 2015.10.08    
 
  原文:上海交大海洋工程國家重點實驗室:超級引擎——深海神工
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