钢铁软妹子眼中的灾难大片《深海浩劫》
墨玉淬雪  2016-11-30

深度分析好莱坞灾难大片《深海浩劫》中技术问题

这周末小墨去看了好莱坞灾难大片《深海浩劫》,犯了工科小女生的职业病,看的时候满屏的技术词汇在飘,深有体会。以前我们也分享过海洋平台用钢的文章,我深深地钦佩小编的前瞻性 ,嘻嘻嘻嘻。



《深海浩劫》根据2010年美国墨西哥湾原油泄漏事件改编,讲述了石油钻井平台上的工作人员在特大事故中的生死经历故事。2010年4月20日,英国石油公司(BP)租赁的“深水地平线”海上钻井平台在墨西哥湾水域发生爆炸并沉没,导致11名工作人员死亡,319万桶原油持续泄漏了87天近1500公里海滩受到污染,至少2500平方公里的海水被石油覆盖,并引发影响多种生物的环境灾难,成为美国“史上危害最严重的海上漏油事故”。


钢铁小妹的观影体会正式开始


男主镇楼,有木有点眼熟?嗯,就是《变形金刚4》的男主啊!

帅帅的大叔马克·沃尔伯格



大家都晓得啊,陆上和浅海的石油开采已经到了一个瓶颈期,专家预计可开采的年限也就30~80年。海洋就不一样了,神秘的海洋蕴藏着无数的能源矿藏,而且处于勘测早期阶段,是各国必争之地。但是大部分海洋油气都位于水深超过1000米的深海海域,开采难度更大。怎么办呢?这时候影片主场景“深水地平线”号就隆重登场了。




“深水地平线号”是一座半潜式钻井平台,集钻井、修井、生产等一体。


简单介绍一下半潜式平台的结构




半潜式平台一般由平台本体立柱下体或浮箱组成。

上部平台上设有钻井机械设备、器材和生活舱室,救生设备、直升机平台、泥浆循环系统以及各种材料库罐等。




下体或浮箱提供主半潜平台主要浮力,沉没于水下以减小波浪的扰动力。




半潜式钻井平台类型有多种,主要差别在于水下浮体的式样和数目。按式样分,大体可分为浮箱式下体式两种。下体式中最常见的是两根鱼雷形的下体分列左右,每根下体上的立柱数可以有两根、三根、四根。




平台本体与下体之间连接的立柱,具有小水线面的剖面,这个主要是让它具有较大的固有频率。为什么呢?插播一个小故事画面:19世纪初,拿破仑的一队士兵,迈着威武雄壮、整齐统一的步伐咔咔咔走过昂热市的一座大桥,大桥突然发生强烈的颤动并断裂坍塌。罪魁祸首:共振)固有频率高了不太容易发生共振啊。


半潜式平台的优点


一、载荷大,水更深;结构简单,强度更高。

二、能适应更恶劣的海域

三、集多种工作于一身

四、能移动


那么半潜式平台怎么移动?


1、干拖




干拖的意思很明显,就是整个平台都放到托运货船上,由货船进行运输(这得需要很大的货船了)。小墨看报道记得有一艘海上巨无霸叫“蓝色马林鱼号”,可以搭载搭载22艘如泰坦尼克大小的邮轮,反正宝宝是惊呆了,石油钻井平台也不在话下了。我给大家找了一张它装满邮轮的图。



2、湿拖




在平台漂浮的状态下利用拖轮移运。(干拖我总觉得用如此大的船成本应该很高吧,湿拖估计用N艘稍微好点的拖轮就OK了)


3、牛了,自己开



这样一个海上漂浮的大平台,工作的时候晃来晃去怎么办呢?



碉堡,它拥有自己的定位系统和锚泊系统。和船舶靠岸有船锚链子勾着的道理类似的。


看过电影的就知道,钻井平台有一根管子从海面直打到海底,这是一根隔水管道。



这根隔水管道可以引导钻具入井,隔绝海水,形成泥浆循环回路。井喷泄漏也是从这根管道开始的。



这管道里面是装了水下防喷器的,但是压力实在太大了,防喷器也扛不住了。



泥浆喷完后,海底油气泄漏,整个就爆炸了。


看着这个塔吊倒塌,我就想,钢材在大火中煎熬,温度一高很容易达到屈服强度极限,然后就断了。如果这些都是耐火钢会怎样,能不能争取更多的求生时间呢?(详见 八卦炉里的孙悟空——耐火钢)。


耐火钢的要求是在600℃下1~3小时内保证屈服强度大于室温屈服强度的2/3对于这样的原油泄漏爆炸燃烧,按照石油的燃烧火焰温度在1600℃以上,估计效果也就不明显了,该塌的也都塌了。



真实爆炸图


耐火也许不是海洋平台用钢重点考虑的,那海洋平台用钢主要考虑什么呢?小墨咨询了一下我们赵博士,列了以下几点:


1、焊接性能要好(无论船舶还是海洋平台,都是很大的,所以需要钢板拼接。这个时候焊接显得特别重要。焊接的工艺要简单,你不能要求在大海上,焊接还需要预热工艺之类的吧。焊接的效果要好,焊接处和钢板母材的性能要相似)


2、要抗冻(学术语就是低温冲击性能要好。海里冷呐,特别是靠近两极的有冰川的海域)


3、强度要高(海面大风吹,海下大浪打,海底还有洋流,还有不知名大鲨鱼瞎撞)


4、钢材纯净度要求(杂质要少,因为海上海浪一直打海水一直晃,很容易形成疲劳失效,纯净度高的抗疲劳效果好)


5、耐腐蚀(海水很咸,腐蚀性高,但是通常光靠钢材本身耐蚀是远远不够的。一般都有涂层啊,或者阴极保护之类的其他耐腐蚀方式)




说回到电影,为什么会发生如此严重的事故,就是因为BP公司的管理层想赶工期,没有及时做应有的负压测试就开始抽泥浆施工,对系统报警也不重视,才酿成大祸。


这是当年的真实图片。技术是一项很严谨的事情,大家一直强调的匠心也是属于科技工作者追求的最高心态了吧。



漂浮着原油的墨西哥湾


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