2010’船舶设计大师：范模（中国海洋石油总公司中海油研究总院）

范模：“爱较劲”的船舶设计大师

□本报记者 吴莉 《 中国能源报 》（ 2011年08月22日   第 13 版）

他，

痴迷FPSO设计

从不轻易向困难低头

思维敏捷不断创新

……

他，

主持3艘FPSO设计

攻克大型FPSO浅水应用世界难题

荣获22项国家专利

……

——船舶设计大师范模剪影

范模，中海油研究总院浮体首席工程师，2010年获船舶工业界最高荣誉“船舶设计大师”称号，是石油行业第一位获此殊荣的专业技术人员。

7月的一个午后，记者走进了范模堆满资料的办公室，站在门口一眼便看到书橱里两艘船的模型。

对着船模，范模打开了话匣子，钻井船、铺管船、FPSO（浮式生产储油装置）……，他如数家珍地道出了我国每一艘FPSO的设计思路、重要参数、重大突破。

工作28年，范模主持了3艘FPSO的设计，作为主要贡献者参与了8艘FPSO的自行设计；主持“浅水超大型浮式生产储油系统关键技术”国家863课题，解决了大型FPSO浅水应用的世界性难题；获得22项国家技术专利……

熟悉范模的人都说，每一个成绩的取得都是范模与困难较劲的结果。

“FPSO 让我痴迷”

范模感慨地说：“我是一个幸运儿， 亲历了我国FPSO从引进、消化、吸收再到自主创新的全过程。”

FPSO是把海底油井中采出的原油处理后储存在油舱内的装置，是海上油气田开发的关键装备，充分反映一个国家的工业制造水平和海洋石油综合开发的实力。目前，我国拥有FPSO的数量已位居世界第二，支持着海上油田75-80%的产能。

1985年，从上海交大船舶专业毕业后的第三年，范模调进中海油，先后参与了“渤海五号”等多艘自升式钻井船的改造设计工作，积累了大量海洋工程船舶的设计经验。

19***，范模参与了现任中海油副总工程师、中国工程院院士曾恒一主持设计的我国首艘自行设计建造的FPSO——“渤海友谊号”的设计工作。“渤海友谊号”的成功设计与建造实现了我国浮式生产储油装置建造零的突破，在世界上首次将FPSO成功地应用在冰区海域，是我国船舶工业在海洋工程领域的标志性产品，也是我国海洋工程领域标志性项目。

范模说：“能参与首艘FPSO的设计，心里别提有多带劲了。也就是从那个时候起，我开始爱上了FPSO，它让我痴迷。”

妻子黄建兰说，就是从那时候起，范模下班后第一件事就是一头钻进书房，打开电脑继续琢磨他那些船，连最喜欢的旅游和摄影也无暇顾及了，几乎所有的心思都放在了船上。

2001年底，在蓬莱19-3项目30万吨FPSO筹备中，曾恒一院士在观察一次模型试验中，偶然发现船体从深水处到浅水处的摇摆幅度大大减小，而理论上应该是大体相当的，便提出了大型浮体浅水效应的概念。

船体吃水到达一定浅的水深后，垂向运动与摇摆幅度开始减小，其临界值是多少才能保证船体既不会碰撞海底又能正常工作，这直接影响着FPSO在浅水海域内作业的安全性。

中海油将这个项目申请了“浅水超大型浮式生产储油系统关键技术”国家863课题，曾恒一调回了正在美国出差的范模担任课题长。

没有任何先例可循，从哪入手、怎么做、结果会是什么、能不能顺利完成任务……？第一次接到国家级的研究课题，课题组所有的人兴奋之余更多的是压力。身为课题长的范模只说了一个字“干”！

从此，范模带着他的课题组研究分析了当时世界上120多艘FPSO，成员做了数不清的理论分析、模型试验、数据计算。试验，失败，再试验，再失败，再试验……有一天夜里12点，范模为渤中25-1油田浅水储油轮的一个数据，拿起电话把正在梦乡的时任上海交大船舶工程系实验室主任杨建民叫起来帮他核实。

两年后，范模和课题组的成员终于把大型浮体将碰底又没碰底的临界值算出来，攻克了这个国家级课题。这个课题后来获得了3项国家专利，以该课题为主要内容之一的“百万吨级海上油田浮式生产储运系统研制与开发”技术获得2005年国家科学技术进步二等奖。

后来，范模把“大型浮体浅水效应”的概念应用到“海洋石油113号”FPSO设计上，提高了FPSO近3万吨的装载能力，并确保船体在百年一遇环境条件下不会撞击海底，一举突破了世界上最浅海域应用FPSO的技术障碍。

“再难，我也要试一下”

“我没有三头六臂，也没有什么诀窍，只要我认定了，就会坚持做下去。”温文尔雅的范模坚定地说。

渤海旅大27-2/32-2油田是上世纪80年代发现的边际油田，当时因规模小且稠油比例大而无法开发。后来美国雪佛龙等国际知名公司进入该海域进行勘探，进行了10多年的开发研究与经济评价，终因没有合适的开发方案摇头离开了。

边际油田的开发技术是海上石油开发的三大技术难题之一。随着我国海洋石油事业的不断发展，技术的进步与开发理念的革新慢慢使一些边际油田的开发成为可能。2006年4月，中海油决心立项要开发旅大27-2/32-2油田，这一曾被国际知名公司“判了死刑”的油田。由于旅大27-2/32-2油田周边没有可依托的油田，不能按照正常的依托模式开发，只能采用独立模式开发，其中原油储存和油轮靠泊是决定开发方案成功的关键所在。

项目组前后研究了一年多，设想了十几个方案，把能想到的办法都想了，包括调遣“长青号”、“明珠号”等储油轮、油气水上岸或是依托最近的在生产油田设施，但没有一个能满足经济评价，油田的开发陷入了困局。

就在项目即将被放弃的时候，时任项目副经理的范模有点不甘心，想再试一试。一些质疑的目光开始投向范模，国际大公司干了10年都束手无策的油田会被我们攻破？范模和自己较上了劲，“我就不信，真的就没有办法突破？”

从那以后，范模一边在办公室里苦思冥想各种设计方案，一边开始实地考察。那段时间，他梦里想的、念的都是这个。哪怕是半夜想起什么，他也要立刻爬起来去记下。

那时候，海上石油开采后一般采用储油轮直接储存或是水下储存的方法。一次，在由美国公司设计的渤海赵东油田上，范模看到采油平台上直接放着一个四方形储油罐，生产系统和储存系统都集中在一个平台上。范模灵机一动，可不可以把旅大这个项目的储油罐也设计成四方形的呢？是否可以建造一个集油气处理设施与储油相结合的综合性生产平台？

但这种设想只是从形状上借用了储油罐的外形，没有任何参考数据，还要面临一系列的难题：四方形储油罐的温度、压力、安全性能能否满足海上平台的要求？穿梭油轮怎么实现靠泊，单独做一个靠泊码头，会大幅增加平台的投资成本。怎样才能实现最经济的开发呢？

大家质疑的目光又一次投向范模，有同事劝范模：“每一个问题都是个大难题，不要在这上面浪费时间了。”范模说：“再难，我也要试一下。”

有一天，船舶工程专业出身的范模，突然想起普通船舶储油舱的设计理念，并结合项目情况进行了反复论证，结果证明四方形储油罐的思路是可行的，并获得了中国船级社的认可。油田投产后，实际年产量比预期的还高。这个项目的创造性成果之一，就是把生产、储油和靠泊三个平台合为一体，与常规模式相比，整个项目节约投资7000万到1.4亿元。

旅大27-2/3-2油田的设计方案，突破了原油处理与集输中心、储油量及总体布置、平台方向性、平台整体建造与安装技术等关键技术，使其周边小油田开发有了可供依托的设施，为我国海洋石油开发边际油田提供了三合一采油平台的新模式。

“越是新东西，越让我兴奋”

采访中，“创新”两个字不时从范模的口中跳出。他说：“我不怕新东西，越是新东西，越让我兴奋。”

曾恒一这样评价范模：“ 浮体专业需要不断创新设计理念，范模极具创新精神，科研和实际工作中的点点滴滴都能触发他创新的灵感，具有前瞻性的学科发展眼光。”

2010年，中海油南海荔湾3-1项目的开发决定采用组块浮托安装技术。先前大型浮托安装技术多是应用在渤海，在南海尚属首次，这个项目的浮托重量也是中海油有史以来遇到的最重的。

当时，有两种设计方案可供选择。一是采用大型浮式平台，可以承载这个重量。二是建两座固定平台，但这两种方案的投资成本都很大，而采用一座平台则会大幅增加组块安装的难度，给项目组带来空前的挑战。

浮体小组的马巍巍对记者说：“这个项目的浮托设计难度实在太大，首先是南海的自然条件比渤海复杂的多，海域开阔，还经常遭遇大风大浪。而且一个组块就2.7万吨，这么重的东西怎么弄到海上去?国外只有一艘驳船满足施工条件，加上配套设施，安装费用高达上亿美元。而且定价权完全掌握在别人手里,这样的话我们很可能就会‘吊死’在一条船上了。”

怎么办？范模打破常规，提出改变船外形的思路，对中海油原有的一条驳船进行改造，将船首段削窄，以减少组块支撑结构的跨距与重量，并在该船浮力不足的情况下，加宽船尾段，使驳船载重量提高了近1万吨。

最终，范模和他的同事们依靠自己的技术力量完成了重量、水深和恶劣海况都居世界前列的高难度浮托安装设计，为南海油气开发提供了有力的技术支撑。

在中海油研究总院，范模对年轻人的培养也被大家所称道，人们尊称他范首。范模常说：“一个人的力量总是有限的，有项目要让年轻人冲在前面，要让年轻人顶起来。”

荔湾3-1项目中，范模放手让浮体小组的李达担任浮体专业负责人，承担平台安装的总体设计方案。李达感慨地说：“接这个项目的时候，心里真的有点发怵，这毕竟是当前世界上导管架所承载的最重的组块浮托，也是世界上作业水深最深的组块浮托。范首鼓励我大胆地做，有困难大家一起探讨，坚决走自主创新之路，这才坚定了我的信心。”

令李达自豪的是，在荔湾3-1项目中，以他为主要贡献者的深水浮托系泊定位和超大型船舶改造方面的技术突破填补了国内空白，已申请国家专利，并被一些国际海洋工程公司所接受。