数字赋能——海油发展重大专项FPSO智能化

生产操作运营项目（一期）简介

采油公司经过40多年的发展形成了以FPSO、LNG运输船和大型装备管理为主的三大运营产业。其中FPSO产业，管理运营8艘FPSO。

随着数字化浪潮席卷全球，智能船舶、数字化平台将成为新的热点，面对海洋油气资源开发技术趋势、海工大数据、万物互联、移动互联在海洋工程装备的应用等带来的新机遇，满足未来海洋油气开发的发展需要，数字化和智能化等创新技术已逐步成为推动成本下降和效率提升的重要手段。

2018年10月，海油发展李新仲总经理到渤海地区调研，要求科技信息部将海上大型装备智能化操作运营项目作为首要任务推进实施，兼顾实用性与可展示性，将实现智能化作为一个逐步减少人员配置和降低生产运营成本的过程。

采油公司第一时间积极响应，于2018年11月2日成立了海油发展科技重点攻关项目“FPSO智能化生产操作运营技术研究与应用”筹备组，由采油公司副总经理姚志义担任组长。筹备组先后4次在天津、深圳两地封闭编写顶层设计材料，历时9个月先后与国内外30多家科研院所、高校、企事业单位当展开沟通交流，不断完善顶层设计材料和子课题的设置。同时，筹备组积极践行协同发展理念，多次与海油发展机关部门、海油发展各所属单位汇报交流，汇报材料修改多达40多版。功夫不负有心人，最终在2019年8月7日，FPSO智能化生产操作运营技术研究与应用项目（一期）顶层设计通过了海油发展领导班子的认可，并且要求该项目按照重大专项推进，压缩研究周期，只许成功不许失败，建立相应的考核机制。

还没来得及在兴奋的喜悦中陶醉，筹备组成员马不停蹄地投入到顶层设计完善，以及子课题材料编写工作中去。经过筹备组成员封闭一周的努力，共梳理出项目(一期)10个子课题，其中子课题FPSO智能化管理平台的研发和应用成为了重中之重，突破了海陆通讯链路的瓶颈，创新性的提出了在生产现场建设智能运营管理平台的理念，确保在断网的情况下整个系统还可以正常使用。现场的管理平台进行边缘计算后，将有效的数据传输到海油发展的大数据平台，并在深圳的陆地管理平台进行集中展示，为台风模式下海上油气田远程控制和继续生产奠定了基础。2019年9月26日，海油发展科创部组织13位专家对顶层设计和3个子课题进行了论证，全部通过评审，剩余的其他子课题2020年继续申报。

海油发展重大专项——FPSO智能化生产操作运营技术研究与应用的成功实施，一方面为采油公司的产业数字化转型开创了一条崭新的道路，有助于公司FPSO“干租”业务向“湿租”业务转变。同时，也为采油公司其他产业的数字化转型提供了借鉴。依托海南陵水17-2工程项目申报的国家发改委项目——首座南海1500米半潜式储卸油综合平台研制、技术体系建设和产业化应用就是按照FPSO智能管理平台的思路在生产现场建立智能运营中心，对油气田生产运营阶段动态数据价值深度挖掘。打破国外公司在数字化技术领域中的垄断，为工艺控制智能化、设备运维智能化、作业管理智能化等具体智能化业务功能的开发提供共享基础设施，统一开发环境和标准数据库，实现运营数据的共享互通。同时，为陆地远程控制中心以及台风模式下继续生产奠定坚实基础。

除此之外，参照海油发展重大专项FPSO智能化生产操作运营技术研究与应用模式，公司也在移动式生产装置智能化生产运营及浅水水下生产系统方面积极尝试，引入外部技术和资金，与海油发展内部单位协同，组成联合研发团队共同推动项目有序开展。

数字赋能产业转型，科技引领产业发展，让公司插上科技的双翼，勇立潮头。

科研摇篮——系泊实验室为公司数字化海洋

装备保驾护航

曾经有一首歌《我和我的祖国》，包含了祖国千千万万儿女胸中激荡的爱国之情,技术中心系泊实验室的同志们也和千千万万的中华儿女一样，深深地爱着我们的祖国。他们用激情和汗水，持续谱写着为祖国数字化海洋装备保驾护航的华美篇章。

1、系泊实验室是公司产业转型的技术排头兵。

采油公司技术中心系泊实验室，致力于单点完整性管理及其关键技术研发，且在不同海域FPSO/FLNG系泊选型、系泊状态监测方案设计、FPSO及系泊计算机仿真模拟等方面取得研究成果。对标国际四大FPSO船东公司，都是以单点系泊核心技术起家，逐渐在国际市场站稳江山。进入后FPSO时代，公司把目光聚焦到系泊实验室，以数字战略为基础的浮体装备及系泊系统陆地数字实验室，将进一步助力公司产业引领，打造中国海油系泊领域技术领先、权威的技术研发平台。

2、系泊实验室为数字化海洋装备技术研发保驾护航。

近年来，公司面临的最急迫的问题就是油价寒冬，且海洋环境愈加恶劣，对油田装备平稳保供都是极大的挑战。采油公司先后在“海洋石油113”、“海洋石油112”、“海洋石油111”、“海洋石油118”、“海洋石油119”上布设单点系泊监测装置，搜集了海量监测数据，通过大数据统计分析，系泊实验室逐渐把无生命的数据和图表，转化为有生命的产业服务。实验室技术骨干李鹏不仅善于钻研技术，更加乐于奔赴一线，将理论结合实际，高效解决现场问题。2019年8月，正值海上作业的窗口期，他不顾痛风不适的难耐，奔赴“海洋石油113”进行单点及外输风险监测项目的调试指导工作，为现场技术人员解决实时运行状态及外输风险监控（尤其是夜间无法清晰监控外输作业）的难题。该项目应用的最新外输监测作业模式以及创新型的监测方式，凝聚了实验室多年来单点核心技术经验和创新开发成果。李鹏悉心解决现场实际问题的身影广泛出现在各作业区的数艘FPSO上，去年中秋佳节，他又赴海上工作，无法与家人团聚，幸得爱人的支持，李鹏不忘初心，持续用汗水和激情为采油公司的FPSO产业添砖加瓦。

3、系泊实验室力作人才孵化的摇篮，持续实践海洋石油事业的梦想。

任何事业的发展都离不开团队作战，系泊实验室注重以人为本，为技术团队创造各种实践交流的机会，先后在新加坡世界FPSO大会，国际海洋油气大会（深圳）、上海数字化仿真大会等学术论坛发言交流，探讨在石油价格日趋回暖的背景下，FPSO智能监测、检测及评估技术，为油公司降本增效的思路及案例。基于此，为海洋浮式装备FPSO安全稳产开发的一系列技术成果和知识产权专利等陆续荣获天津市科技进步一等奖和中国石油化工及自动化协会科技进步二等奖等省部级殊荣。

系泊实验室不仅在数字化、智能化转型工作中脚踏实地，积极科技攻关，而且先后利用技术平台为公司专业人员、高校学生开展产业培训，广泛拓展FPSO产业联盟的力量，努力践行中国系泊技术产业的先行者，为祖国数字化海洋装备保驾护航。

遥诊乾坤——单点系泊在线监测技术

采油公司作为FPSO运营管理的专业公司，一直致力于单点完整性管理及其关键技术研发。十年磨一剑，采油公司在不同海域FPSO/FLNG系泊选型、单点状态监测方案设计、FPSO及系泊计算机仿真模拟、系泊状态评估分析、系泊钢缆无损检测等方面取得研究成果，以数字战略为基础的浮体装备及系泊系统陆地数字实验基地即“系泊实验室”的建立，将进一步助力公司传统主业发展及市场引领，通过核心技术及数字化实验手段，进一步推动和完善油田设施的完整性管理，目前单点在线监测技术已经在5艘FPSO上得到应用。

1、监测系统的合理设计和监测设备整合。

单点系泊在线监测系统，是为单点系泊系统服务的辅助监控系统，其最大特点是可以同步监控并及时显示系泊力的大小，同时对系泊力变化的原因—海况条件（即风、浪、流）以及相应的运动姿态进行监控。通过实时监测与单点系泊系统相关的船体运动、系泊力、系泊构件、环境条件等因素，实现对系泊系统运动安全状态的监控，从而达到数据分析、预防突发事故、降低潜在风险的目的。通过对单点系泊系统失效模式和系统薄弱点的分析，确定监测参数、监测方案和技术选型，实现关键特征参数的并行同步在线采集。

各测量子系统将测量数据上传到中控室集成数据采集与处理系统，完成数据的存储、处理和显示等工作。另一方面，数据采集与处理系统将可以根据预报的作业海况和FPSO装载等信息，调用预报系统得到FPSO运动和系泊预报响应，给作业者提供一定的安全预警。

2、监测数据分析，单点系统运动机理研究。

通过多年的运行，搜集到海量监测数据后，采用滤波、高低频分离等手段对监测数据进行复核筛查，甄别出质量不符合后处理要求的错误及无效数据信号，确保所有监测数据均满足统计分析并最后运用至工程设计计算的要求。通过实船监测的环境、FPSO运动、系泊响应等数据进行统计分析，开发系泊监测数据分析系统，与模型试验及理论分析计算进行对比，对主要参数之间的差异进行原因分析，并验证、改善、优化FPSO的初始预警值。探寻环境条件和船体姿态方位位移与单点系泊力的回归关系以及FPSO装载对单点系泊力的影响。将单点受力及运动的现场实测数据、模型试验及理论计算进行对比，对主要参数之间的差异进行原因分析，为后续系泊系统设计优化提供指导。

3、监测数据与运维数据的整合，为现场提供决策支持。

在数据观察和分析研究的基础上，开发了装配载优化算法、系泊力快速预报算法及极限抗风能力反推算法，并在番禺作业区海洋石油111上得到应用，在台风彩虹来临期间，通过调整装配载数值模拟，测算出系泊力减小5%左右。通过系泊监测数据的分析后处理，陆续为海洋石油112、113、118、111进行单点整体状态年度评估、台风后评估等工作，发现渤海湾地区软刚臂系泊系统前冲、尾流运动、水下轴承偏磨、电滑环弧光报警影响规律，南海超极限设计海况对系泊系统影响等反馈设计源头并提供优化运维建议等工作。

系泊监测及完整性评估系统的开发进一步完整了单点系泊系统全生命周期数字化智能管理的功能，全面实现从状态监测、数据分析、故障评估及智能决策等智慧化管理功能。

通过对监测数据的采集、分析和反馈应用，提高了单点系泊系统安全状态的辨识度，所开发的多项计算方法在主动采取措施降低环境影响，提前判断单点系泊系统安全状态等方面起到了积极的作用，到达了提前预判风险、降低风险影响等辅助安全的效果。系泊团队先后辅助单点一体化开展单点年检、应急维修、评估改造等技术支持工作，促进理论研发成果的切实转化。