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長期以來,歐美公司在海洋裝備設計和高端制造領域世界領先,壟斷著這一領域的核心技術。2000年以來,我國共建造平臺40余座,70%以上是歐美公司設計。
隨著亞洲國家海洋工程裝備制造業(yè)日漸成熟,韓國、新加坡、中國和阿聯酋成為主要的海洋工程制造國,韓國則壟斷了鉆井市場。
俄羅斯、巴西等資源大國也進入了工程制造領域。近年來,依托本國海洋油氣資源開發(fā)的巨大需求,巴西和俄羅斯開始培育本國的海洋工程裝備制造業(yè),正在成為世界海洋工程裝備新的競爭者。
為打造深海利器,作為國家中長期科技發(fā)展規(guī)劃重點項目、國家863高科技發(fā)展規(guī)劃的重點項目和國家重大科技專項,12纜地球物理勘探船、3000米深水工程勘察船、3000米深水半潛式鉆井平臺、3000米深水鋪管起重船、大馬力深水三用工作船建造過程中,取得了一批創(chuàng)新成果與專利,多項創(chuàng)新成果在國際國內處于領先位置。
以“海洋石油981”為例,取得了六個世界首次的科研成果:
——首次采用200年一遇的風浪參數加上南海內波作為設計條件,大大提高了平臺抵御災害能力。
兩個因素成為設計創(chuàng)新依據。一是我國南海臺風頻繁,而且靠近深淺交界處,有些特定奇怪的現象,比如“內波”等;二是,近些年極端天氣的頻率增高。記者了解到,“海洋石油981”比參照船長了五米,高了四米,穩(wěn)定性和防止風浪都得到了提高。金曉劍說,“兩百年一遇”這個設計,國際上目前還沒有,我們首次采用這個標準,是建立在科學實驗科學計算基礎上的!
——首次采用3000米水深范圍DPS-3動力定位、1500米水深范圍錨泊定位的組合定位系統(tǒng)。
這項創(chuàng)新的關鍵點在兩種“動力定位”的組合。據業(yè)內人士介紹,一般是用拋錨的辦法固定船只位置,如果水太深,拋錨就不管用了。采用“雙動力定位”,就是在淺水,用拋錨的方式;水深了,再用動力定位。這樣兩種組合用在一條船上,國際上沒有先例。
——首次突破半潛式平臺可變載荷9000噸,為世界半潛式平臺之最。
一位從事海洋石油作業(yè)的工程師對記者說,“海洋石油981”可以把打一口井所有用的東西都帶上了。據了解,通常海洋工程船舶的可變載荷是3000-4000噸,也有7000噸的。帶越多可變載荷,意味著船內要有越大的浮箱。浮箱越大,水阻力就越大,船在推進時的馬力就要越大。
——首次成功研發(fā)世界頂級超高強度R5級錨鏈,引領國際規(guī)范的制定。
金曉劍說,如果想提高拉力,最簡單的就是加大鏈的直徑,但是鏈越粗,就越重。如果同等的直徑,使用高強鋼,不增加重量還能提供更大的拉力,是最理想的。R5和R4錨鏈,兩個直徑都一樣,都是84毫米的鋼環(huán)。R4的拉力大概是730多噸,R5是800多噸,多出來100噸,且不增加重量。
據了解,目前世界上造R5錨鏈的只有三家,挪威、西班牙、中國。中國亞星公司與寶鋼合作研制開發(fā)出R5錨鏈,還把R5錨鏈的規(guī)范尺寸做出了標準。這是在國際船級社的監(jiān)督下完成的,隨后他們的標準成為全球公認的標準。金曉劍告訴記者,現在亞星企業(yè)不僅為世界提供這種錨鏈,還提供標準。
——首次在船體的關鍵部位系統(tǒng)地安裝了傳感器監(jiān)測系統(tǒng),為研究半潛式平臺的運動性能、關鍵結構應力分布、錨泊張力范圍等建立了系統(tǒng)的海上科研平臺,為我國在半潛式平臺應用于深海的開發(fā)提供了更寶貴和更科學的設計依據。
研究人員認為,這個平臺,也可以作為一個長久觀察的“實驗基地”。如果其中當中出現其他的問題,通過傳感器就能及時發(fā)現,同時也能為今后提供更準確的數字。這些數據,會幫人們長期的把這類船做得更好。
——首次采用了最先進的本質安全型水下防噴器系統(tǒng),在緊急情況下可自動關閉井口,能有效防止類似墨西哥灣事故的發(fā)生。 有關專家認為,導致墨西哥灣漏油事件發(fā)生的一個重要原因是,事故發(fā)生時,人們無法把向外噴油的油井關閉。之前的海洋鉆井平臺,大家認為有四種方式足以控制了,或者是在現場關閉;或者退居到房間關閉;或者是撤離了,在船上遙控;實在不行,水下機器人下去,關閉。但是,在墨西哥灣事故的發(fā)生過程中,人們發(fā)現這四種方式都失效了。眼下,人們只有想第五種方式——“本質關閉”。就是除了這四種外,還有什么是失控的,可以用各種方式來設定關閉條件。這個關閉條件,就是加裝幾個傳感器,在失效的情況下系統(tǒng)可以自動關閉!昂Q笫981”首次采用這個系統(tǒng)。
回顧海洋工程裝備的創(chuàng)新之路,金曉劍深有感觸地總結創(chuàng)新有三個重要因素:首先是動因,思想上想不想創(chuàng)新,是拿別人成熟的東西做,還是把別人的成果與我們的實際相結合,在設計和使用上加以改進,更適合我們的條件。如果一定要找到最適合自己的東西,就需要去創(chuàng)新;其次是決心,就是面對困難時能否克服;第三是有多少資源可以實現創(chuàng)新。要知道在目前的狀態(tài)下,花多少錢,用多少資源,能實現創(chuàng)新。