上海船舶研究设计院：为南海造船

　　金秋，中海油深水半潜式钻井平台 “海洋石油981”正在南海钻探出海后的第四口井。
　　作为我国首座自主设计、建造的深水半潜式钻井平台，“981”于今年5月开钻南海，中国由此成为第一个在南海自营勘探开发深水油气资源的国家。
　　“历史性的跨越”国内媒体这样形容“981”在南海的成功开钻。此前此后，关于这一海域岛礁、海域、大陆架主权和主权权益的多边交叉争议，使原本充满技术性的钻探行为，令世界瞩目。
　　南海成为各方力量角逐的焦点，很大程度正是其蕴藏的大量石油、天然气资源。在中国海域总资源中，南海中南部“油当量”（1吨油当量="1.454285吨标准煤）地质资源量占53%，可采资源量占66%。从上世纪60年代起，“南海是世界油气资源富集地区之一”、“第二个波斯湾”等充满吸引力的语言在不同场合被提及。马来西亚、越南早就在南海着手开发油气资源，获利巨大。世界上老牌石油勘探开发商如雪佛龙、BP、阿莫科、壳牌等和一些中小石油商，也都相继被吸引到南海。
　　在这场有关海洋资源的竞争中，中国并不是先行者。虽然中国对南海石油油气资源的勘查与开发，可以追溯到上世纪50年代，却长期受制于技术能力的不足。这其中，船舶制造业的技术能力，尤为基础。
　　实施国家战略是责任和使命，也是机遇。与南海有关的海上和海底技术储备背后，上海造船人的贡献不可忽视。“海洋石油981”平台正是由上海外高桥造船有限公司建造，更不为人知的是，成立于1964年的上海船舶研究设计院，参与了包括“981”辅助系列船舶在内的众多南海海洋工程项目。在这个过程中，上海造船人也为我国船舶工业实现跨越式发展，发挥了重要的科技支撑作用。
　　近日，记者探访了上海船舶研究设计院。在这所设计了全国在建船舶1/3、拥有900余型船型储备的船舶研究设计院中，倾听“为南海造船”的故事。

　　出海：
　　一条方驳船开始的航程
　　共和国历史上，第一次在南海勘探打井的，竟是一艘载重量仅为几吨的方驳船！
　　1956年，海南岛西海岸莺歌海村的一群渔民出海捕鱼，发现海水像煮开了似地直冒气泡，随气泡绽开的油花，在朝阳映照下五彩斑斓。渔民将这个重要发现报告了当地盐场，消息很快传到北京，石油科学院立刻派研究人员赶赴调查，证实这一带共有36处浅海油气苗。这片神奇的海域，由此被命名为“莺歌海”。
　　地质队陆续在这里打了十几口井，1960年，一艘方驳船载着海南水晶矿停产后移交的钻机，开钻了“英冲1井”和“英冲2井”，两口井分别打到26.28米和21.62米完钻。正是从这两口井里，此后1个月的时间，工人们用细麻绳拴个罐头盒子做成的简易装备，捞出了150公斤低硫、低腊的原油。
　　这是中国人第一次在海上捞出的原油！
　　就这样，中国最早的海洋石油勘探开始了。但直到上世纪70年代初，南海仍然只有年产9万吨原油的开采水平，竟不如挪威一个石油公司一个小时的海上开采量。
　　“开发勘查与利用深海底资源的设备和技术，是人类科技领域的一项重大挑战。”中国首艘深海勘察船“海洋石油708”的设计负责人、上海船舶研究设计院的满桂海博士介绍，南海油气资源70%位于深水，在深海，人类的探索是在每平方厘米有半吨水压力的黑暗环境中进行的。加上南海东北部还是西北太平洋(601099,股吧)冬季大风大浪区之一，装载设备与工作人员的船只，必须冒着风浪，在连接设备的系缆深入千米之下的情况下，保持船位的稳定。
　　海洋深度越大海情越复杂，对技术装备和能力的要求越高。从水下三维勘探到水下油气管线铺设，再到浮式生产平台……都对一个国家的造船能力、海洋工程、石油装备领域提出挑战。
　　因为技术落后，长期以来，我们只能在南海大陆架附近的浅海水域开采，加上国内国外一系列其它原因，南海的石油勘探开发，实际上长期处于停滞状态。改革开放后，中国对南海的开发，不得不依靠“外力”：1976年，由美国工程技术分析公司设计、新加坡罗宾造船厂建造的自升式钻井平台“南海一号”下水作业，工作水深42.5米。1979年，我国又与美、英、法、意、日等13个国家的48家公司签订了8个物探协议，协议区域分别在南黄海、珠江口、北部湾及莺歌海盆地，协议按照国际通行的风险合同模式，外方承担全部物探费用，无偿向中方提供全部资料。
　　1986年，中海油在南海的第一个油田平台开始搭建.又过了3年，南海的第一个油田建成投产。20余年磨一剑，2012年5月，总造价达60亿元的深水半潜式钻井平台“海洋石油981”在上海外高桥造船有限公司诞生，这标志着我国可以在3000米的深水海域进行勘探、钻井、开采石油。
　　从一条方驳船，到“海洋石油981”，中国开发南海走过的航程，也是一个大国的崛起之路。

　　攻关：
　　从“桑拿房”到9个“世界首次”
　　“南海救101”总设计、船舶设计大师周国平的记忆里，在南海，中国造船技术能力从浅海走向深海的第一次“飞跃”，发生在2000年前后。
　　周国平参与了南海一系列高性能海洋救助船的研发和设计。救助船舶并不直接参与南海石油勘查与开采，但却是海上作业人员重要的生命保障。周国平告诉记者，在2000年之前，所有的大型救助船都依靠进口，从2000年开始，上海船舶设计院等科研单位开始研发设计，先后成功研发了4000千瓦、6000千瓦、8000千瓦等一系列专用高性能海洋救助船。
　　2007年，“南海救101”由上海船舶研究设计院研发，船长109.7米，满载排水量6256.76吨，主机功率为14000千瓦，最大救助航速22节，续航力10000海里，可到达世界任何一个航区，被称为“中国海上第一救”。
　　“虽然一些设备还需要进口，但"南海救101号"的设计理念完全是我们自己的，”周国平举了一个例子：冬季落水者往往因长时间低温而失去知觉，甚至可能处在濒死状态。为了提高获救人员的生存率，“南海救101”安装了桑拿房和加温室，以帮助从冰冷海水里救出的人恢复知觉，这样的设计，让国外同行连称“想不到”。
　　把国外船只或海洋工程设备“拿来”，学习消化，再根据国情集成创新，中国造船人以自己独特的方式追赶着世界技术潮流。也是在新世纪初，首艘深水铺管起重船“海洋石油201”开始设计，最终制造完成已经是8年后。“海洋石油201”的项目设计经理顾海军告诉记者，铺管船用于在海底铺设管道，将钻井平台钻出的油气资源，输送到岸上或其他油气存储设备中。听起来简单，但光是为了解决总长数百公里的铺管管道在船上如何放置的问题，船东就在船厂住了一年，与设计方、造船厂不断讨论甚至争吵，一步步进行详细设计。“海洋石油201”建造完成后，顾海军在船上还呆了一个月，进行各类测试。船上的起重机作业时，从船底到主起重机顶高度达136.77米，相当于45层楼高，要求固定位可拉起4400吨结构物，拉起3850吨以下结构物可转动。每次带重实验，全船清场，而顾海军每次都要留下来计算稳性和重心，“万一有个数据出错，3000多吨的东西掉下来，那可不是闹着玩的。”
　　边实践边创新，最终，“海洋石油201”的设计和建造技术，创造了9个“世界首次”！
　　中国首艘深海勘探船“海洋石油708”同样充满了“中国式的智慧”。此前，类似船舶都需要从国外购买，买的，还都是旧船。在设计中，为了把80多种系统设备集成在130米长、27.5米宽的船上，项目组先后对机舱综合性布置进行了6轮重大调整和优化，使用的电缆近300公里，配电板超过69平方米，是常规船舶的几十倍。为对抗南海的风浪，“海洋石油708”还开创性配备了动力定位系统和补偿定位系统。当风浪来袭时，5只螺旋桨同时开动，将船只保持在原来位置上。可在7级风浪下维持深海作业，10级风浪下保持航行状态。“海洋石油708”的船员住舱相当于3星级酒店标准，所有的桌椅设备告别了用挂钩固定在地板上的传统设计，而是像陆地上的房间一样随意放置。满桂海告诉记者，即使遇上再大的风浪，船也很平稳，普通人都不会晕船。

　　前进：
　　拥有一支“深水作业舰队”
　　2012年5月9日上午9时38分，“海洋石油981”的钻头，在南海荔湾1500米深的水下探入地层，这是中国首次独立进行深水油气勘探开发，标志着中国海洋石油工业的“深水战略”由此迈出了实质性的一步。
　　在“海洋石油981”平台投入使用之前，作为“先遣部队”，经过2年研发、1年设计、2年建造的我国首艘3000米深水工程勘察船“海洋石油708”于2011年12月完工交付，投入运行。“海洋石油708”能对指定海域进行包括海底地貌、地形、水流的全面观察，并对土样进行分析。它就像深海中的眼睛，“确诊”海底石油的具体位置之后，钻井平台才能真正派上用场。“海洋石油708”配备了钻井、水下机器人、小潜艇等设备，直升机停机坪和现代化实验室。其中，首次配备的国产钻井系统，工作水深为3000米，钻机能力为3600米，钻深600米，并能进行深水海底水合物取样，送回船上的实验室进行高精度的土层试样分析。我国南海海域深水区不超过3000米，意味着它可在南海海域的最深处进行工程地质钻探作业。
　　而在“海洋石油981”开钻数天后，我国首艘深水铺管起重船“海洋石油 201”在山东青岛启航，开赴南海荔湾，与“海洋石油981”汇合，进行1500米深水铺管施工作业。
　　与“海洋石油 981”主要用于南海深水油气田的钻井、完井和修井作业不同，“海洋石油201”承担着深水油气田海上生产设施建设的重任，能够从事固定式、浮式和水下油气生产设施安装以及海底管道铺设等全方位海上施工作业。顾海军告诉记者，在深海开采石油，最紧缺的就是“201”这样的铺管船，如果要租一条这样的船，每天的租金达几十万美元。
　　除了这些油气生产平台与船舶，由上海船舶研究设计院设计、2011年交付的两艘环保船“海洋石油255”和“海洋石油256”也逡巡在南海。作为国内最大的两艘海洋环保工作船，在守护油井、处理溢油之外，它们的甲板可以装载必要的物资，作为供应船使用，被称为“海上溢油应急指挥中心”。
　　项目经理曹建毅介绍，在南海领域，随着海上采油钻井平台和海底输油管线的逐年增加，加上世界总货运量的近1/3、世界一半以上的超级油轮、液化天然气总贸易量的2/3以及中国能源进口的88%都经过这一海域，测试井液回收和溢油防治需求也日益高涨。“海洋石油255”和“海洋石油256”这两艘环保船，每小时能处理200立方米的海水，效率极高。它们还配备了油污监测雷达，能监测到不小于5公里范围的溢油。此外，环保船还可收集储存钻井过程中的废液、泥浆和油污，储备库防爆高压、防毒，安全可靠。
　　从勘察、铺管再到海上钻井平台，乃至海上溢油回收在南海，我们终于拥有了几代人梦寐以求的“深水作业舰队”。