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長(cháng)期以來(lái),歐美公司在海洋裝備設計和高端制造領(lǐng)域世界領(lǐng)先,壟斷著(zhù)這一領(lǐng)域的核心技術(shù)。2000年以來(lái),我國共建造平臺40余座,70%以上是歐美公司設計。
隨著(zhù)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(lián)酋成為主要的海洋工程制造國,韓國則壟斷了鉆井市場(chǎng)。
俄羅斯、巴西等資源大國也進(jìn)入了工程制造領(lǐng)域。近年來(lái),依托本國海洋油氣資源開(kāi)發(fā)的巨大需求,巴西和俄羅斯開(kāi)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(cháng)期科技發(fā)展規劃重點(diǎn)項目、國家863高科技發(fā)展規劃的重點(diǎn)項目和國家重大科技專(zhuān)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(guò)程中,取得了一批創(chuàng )新成果與專(zhuān)利,多項創(chuàng )新成果在國際國內處于領(lǐng)先位置。
以“海洋石油981”為例,取得了六個(gè)世界首次的科研成果:
——首次采用200年一遇的風(fēng)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(gè)因素成為設計創(chuàng )新依據。一是我國南海臺風(fēng)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(cháng)了五米,高了四米,穩定性和防止風(fēng)浪都得到了提高。金曉劍說(shuō),“兩百年一遇”這個(gè)設計,國際上目前還沒(méi)有,我們首次采用這個(gè)標準,是建立在科學(xué)實(shí)驗科學(xué)計算基礎上的!
——首次采用3000米水深范圍DPS-3動(dòng)力定位、1500米水深范圍錨泊定位的組合定位系統。
這項創(chuàng )新的關(guān)鍵點(diǎn)在兩種“動(dòng)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(dòng)力定位”,就是在淺水,用拋錨的方式;水深了,再用動(dòng)力定位。這樣兩種組合用在一條船上,國際上沒(méi)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(shuō),“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(zhù)船內要有越大的浮箱。浮箱越大,水阻力就越大,船在推進(jìn)時(shí)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(lǐng)國際規范的制定。
金曉劍說(shuō),如果想提高拉力,最簡(jiǎn)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(gè)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(lái)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(kāi)發(fā)出R5錨鏈,還把R5錨鏈的規范尺寸做出了標準。這是在國際船級社的監督下完成的,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(guān)鍵部位系統地安裝了傳感器監測系統,為研究半潛式平臺的運動(dòng)性能、關(guān)鍵結構應力分布、錨泊張力范圍等建立了系統的海上科研平臺,為我國在半潛式平臺應用于深海的開(kāi)發(fā)提供了更寶貴和更科學(xué)的設計依據。
研究人員認為,這個(gè)平臺,也可以作為一個(gè)長(cháng)久觀(guān)察的“實(shí)驗基地”。如果其中當中出現其他的問(wèn)題,通過(guò)傳感器就能及時(shí)發(fā)現,同時(shí)也能為今后提供更準確的數字。這些數據,會(huì )幫人們長(cháng)期的把這類(lèi)船做得更好。
——首次采用了最先進(jìn)的本質(zhì)安全型水下防噴器系統,在緊急情況下可自動(dòng)關(guān)閉井口,能有效防止類(lèi)似墨西哥灣事故的發(fā)生。 有關(guān)專(zhuān)家認為,導致墨西哥灣漏油事件發(fā)生的一個(gè)重要原因是,事故發(fā)生時(shí),人們無(wú)法把向外噴油的油井關(guān)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(chǎng)關(guān)閉;或者退居到房間關(guān)閉;或者是撤離了,在船上遙控;實(shí)在不行,水下機器人下去,關(guān)閉。但是,在墨西哥灣事故的發(fā)生過(guò)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(zhì)關(guān)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(lái)設定關(guān)閉條件。這個(gè)關(guān)閉條件,就是加裝幾個(gè)傳感器,在失效的情況下系統可以自動(dòng)關(guān)閉!昂Q笫981”首次采用這個(gè)系統。
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(gè)重要因素:首先是動(dòng)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(shí)際相結合,在設計和使用上加以改進(jìn),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(shí)能否克服;第三是有多少資源可以實(shí)現創(chuàng )新。要知道在目前的狀態(tài)下,花多少錢(qián),用多少資源,能實(shí)現創(chuàng )新。