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浮式設施是海洋資源開發的核心裝備，具有高技術、高投入、高風險、高附加值的“四高”特點，其精細設計和安全運維尤為重要。我國規劃實施了多項海洋浮式設施現場監測與智能化研究任務，形成了堅實的監測技術儲備。但在設計反饋、運維控制方面，距離通過智能化技術指導設計生產仍有較大差距，目前仍面臨環境機理不明確、預警評估機理不完善、決策支持能力不足、智能化與設計難以有效協同等理論和技術挑戰。

近年來，中海油研究總院面向海洋油氣開發全產業鏈，逐步完成海洋資源開發“數據端”建設。隨著數字化智能化轉型不斷邁入深水區，正全力構建以“數據端”和“業務端”為閉環的智能油田技術框架。

據介紹，從2020年開始，中海油研究總院針對浮式設施在役安全保障和設計反饋的核心機理開展攻關，歷經3年時間，依托全球首座10萬噸級深水半潛式生產儲油平臺“深海一號”能源站，完成首個基于機理模型的浮式設施實時動態孿生系統開發。系統涵蓋了監測數據可視化再現及預警、實時動態機理模型孿生、作業決策智能輔助、在役設施全狀態評估等系列化智能技術。各項智能化技術于2023年7月19日完成技術鑒定，達到先進水平。

“與現階段大量以單一數據為驅動的數字孿生系統開發相比，‘深海一號’能源站浮式設施實時動態孿生系統以具備完整自主知識產權的分析軟件作為核心求解器，結合現場監測技術對在役浮式設施進行實時動力學求解。”研究總院項目負責人李達介紹道。自主求解器的開發避免了國外工業軟件技術壟斷，解決了在役浮式設施分析軟件“卡脖子”問題。

該系統考慮了浮式設施多源異構監測數據特征，開發了多閾值評估技術完成環境設施在役狀態預警模塊，能夠有效降低突發事件導致的經濟損失。同時結合高精度海—氣預報數據，評估未來72小時的設施服役狀態，為外輸、撤/返臺等作業提供科學決策輔助。進一步基于實測信息環境和設施響應信息，實現了對水下系泊系統的實時狀態評估和剩余疲勞壽命評估，降低了結構失效引起的突發事故出現概率，完成浮式設施設計后評估，為未來浮式設施設計優化提供科學支撐。

“未來中海油研究總院將在‘深海一號’能源站浮式設施實時動態孿生系統開發的基礎上，進一步夯實智能化技術現場指導能力，同時吸納各類新興智能化技術，將實時動態孿生系統推廣應用到各類海洋開發設施的在役安全保障和設計優化過程中，逐步建立海洋工程智能化技術閉環，扎實推進海洋工程數字化智能化轉型。”中海油研究總院負責人米立軍說。

(中海油研究總院供圖)

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