七○八所:十年磨剑成就深海传奇

708所 · 发表于 2015-1-20 09:39

2015年1月9日，由中国船舶工业集团公司第七〇八研究所设计、上海外高桥造船有限公司建造的“海洋石油981”号超深水半潜式钻井平台获得了我国国家最高科技奖——2014年度国家科技进步奖特等奖。
“‘海洋石油981’号获得2014年度国家科技进步奖特等奖，是作为平台总体设计单位的七〇八所继1985年‘远望’号航天测量船、‘向阳红10’号远洋调查船获得国家科技进步奖特等奖以来，近30年所取得的又一重大标志性成就，对我们而言是莫大的荣幸与鼓舞。”七〇八所所长邢文华表示，能够成功设计我国首艘第六代半潜式钻井平台，离不开国家科技部、工业和信息化部及中船集团的高瞻远瞩与鼎力支持，离不开中国海洋石油总公司、外高桥造船公司、中国船级社等单位的不离不弃与真诚合作，同时也离不开七〇八所老、中、青三代船舶设计师的刻苦钻研和忘我付出。从2002年项目启动到2011年平台交付，在大家的共同努力下，我国最终成功设计并建造了国内最先进的“海洋石油981”号，进而实现了我国几代造船人和海油人的光荣梦想，真可谓“十年磨一剑”，成就了“深海传奇”。

海工重器  自主设计

“海洋石油981”号是我国首座自主设计并建造的第六代3000米超深水半潜式钻井平台，代表了当今世界海洋石油钻井平台技术的最高水平，创造了多项“国内第一”和“世界第一”。据了解，该平台最大钻井深度为12000米，最大作业水深为3000米，配备了国际最先进的DP3动力定位系统，主要用于南海深水油田的勘探钻井、生产钻井、完井和修井作业，并可在墨西哥湾、巴西、西非等地海域进行钻井作业。该平台的设计建造关键技术攻关被列入“十一五”期间国家重点“863”项目和国家科技重大专项。其成功建造和使用，填补了我国在深水钻井特大型装备领域的空白。
“虽然‘海洋石油981’号的前期设计来自国外，但是我们在开展详细设计之前，便针对我国南海恶劣的作业环境，对前期设计进行了重构与升级优化。”七〇八所研究员、平台总设计师沈志平告诉记者，为了使该平台能够在南海海域等特定环境下安全作业，该所高标准、严要求，分别对平台主尺度、可变载荷、结构强度、大容量电站、压载、空调通风、动力定位、锚泊定位以及智能系统等进行了重构与优化，最终确保了该平台各项指标的均衡与优异。据了解，为了满足使用需求，该平台的适用水深从7500英尺提升到1万英尺，将抵御100年一遇台风的能力提升到抵御200年一遇台风的能力，将可变载荷从7000吨提升至9000吨，将动力定位系统从DP2升级为DP3，并将8根锚增加至12根锚。此外，该平台设置了16000个报警点和总长超过900千米的电缆，并在相关系统布置了独立的监控装置，极大提升了该平台的智能化水平。
在七〇八所，许多老同志谈到“海洋石油981”号时，自豪感总是油然而生。他们将设计并建造超深水钻井平台称为“圆梦”。七〇八所副所长李小平告诉记者，该所在上世纪80年代末自主设计过“勘探三号”半潜平台，但该平台只处于当时世界第二代至第三代产品的技术水平。从“勘探三号”到“海洋石油981”号，可以说是从第二代直接跨越到第六代，挑战非同一般。目标一朝得以实现，确实可以用“圆梦”来形容。
在梦想的召唤下，在对深海勘探市场进行深度分析的基础上，2002年，七〇八所就向原国防科学技术工业委员会申报了“新型多功能半潜钻井平台”研发项目。借力该项目的开展，该所的设计人员对深水钻井平台及附属设备有了较为深入的了解。2008年，工信部批复 “深水半潜平台工程开发”重大专项立项，七〇八所承担了总体设计技术研发任务，这为该所全面开展深水半潜式钻井平台的研发提供了有力保障。“得益于工信部和原国防科工委重大专项的支持，通过与相关单位通力合作，相关科研项目在七〇八所得到顺利实施，一大批先进软件得以应用，一大批科研人员得到培养，一大批技术难关被攻克，平台设计关键技术取得全面突破，深海半潜式钻井平台设计技术体系的集成创新得以实现，《深海半潜式平台设计规范》及设计指导性文件也在中国船级社的支持下成功编制。这种‘产、学、研、用’创新发展的模式，在研发成果产业化过程中发挥了非常积极的作用。” 李小平说。

“四大战役”  打造经典

2011年5月，“海洋石油981”号在上海正式命名交付。该平台的顺利交付不仅填补了我国在深水钻井特大型装备项目上的空白，更是我国船舶工业和海洋石油工业发展史上的一个重要里程碑，标志着我国大型海洋装备建造水平和深水油气资源的勘探开发能力进入了世界先进行列。在平台设计、建造过程中，由中国海油、外高桥造船公司、七〇八所以及相关船级社等组建的项目大团队从一个战场转到另一个战场，采取举办技术协调例会、专题研讨、高层及时协调以及现场沟通处理等创新合作模式，成功解决了一系列平台设计、建造和管理方面的技术难题，为“海洋石油981”号的成功交付创造了良好的条件。
“从平台选型、设计，到生产准备及建造、海上调试等各个阶段，攻关克难的‘战场’共出现了四次转移，地址分别是国外、七〇八所、外高桥造船公司以及‘海洋石油981’号上。”李小平告诉记者，早在2006年，以七〇八所研究人员为主的前期深化研究联合项目组，便在中国海油和曾恒一院士的支持下，到国外对第五、第六代深海半潜式钻井平台的方案进行分析研究，选定原始概念设计方案并提出了新的优化设计方案。设计团队面对时间紧、任务重、压力大等困难，认真钻研，进行专项分析，集合各方技术力量，攻关克难，顺利完成了前期的研究任务。
在接下来的设计及生产设计阶段，承担“海洋石油981”号设计及建造任务的大团队的“战场”又转移到了七〇八所和外高桥造船公司。项目大团队通过集中办公、共享三维平台设计信息等方式，针对平台的相关设计难点进行逐个攻关，将可能产生的矛盾消灭在萌芽状态。据李小平介绍，当时“海洋石油981”号平台的性能较前期设计已有大幅升级，下浮体及上浮体双层底中各种设备与管线非常多，以至于泵舱、推进舱被布置得密密麻麻，如同迷宫一般。为了尽量减少建造过程中的误差，并减轻平台自身重量，七〇八所进一步加大了与外高桥造船公司的合作力度，利用三维平台设计，在生产设计模型发到船厂车间之前就解决大部分技术问题，以降低返工率，确保船厂顺利施工。此外，为了更高效地解决平台建造过程中的问题，突破技术瓶颈，大团队还建立了周会、月例会和高层协调会制度，通过列“问题清单”的方式汇总问题，落实责任，促进高效作业。如果遇到棘手问题，大团队则会组织“头脑风暴”活动，广泛征集解决问题的方法。据悉，针对平台减重问题，大团队就通过征求建议、集思广益的办法找到解决方案，在直升机平台建造中以铝合金替换钢材，并优化管线布置，从而成功实现了目标。
在交付前的海上调试阶段，大团队再次将战场转移至“海洋石油981”号平台上。据平台总设计师沈志平介绍，在海上安装调试过程中，“海洋石油981”号曾先后经受“米雷”和“梅花”两个12级以上台风的正面冲击，以及5次以上高强度冷空气的影响。项目团队成员科学分工，密切配合，优化流程，快速准确地制订出台风工况下的压载方案、稳性分析和抛锚方案。面对强台风和强冷空气的考验，平台没有出现任何系统故障。目前，七〇八所“海洋石油981”号研发团队仍时刻待命，随时随地准备为其提供后续技术支撑和服务。
雄关漫道真如铁，而今迈步从头越。邢文华告诉记者，七〇八所的相关项目研发设计团队已经认真总结了“海洋石油981”号平台的研发经验，并着眼于建设海洋强国和装备强国目标，结合国家海洋工程中长期发展规划和国际市场需求，进一步扎实推动我国对新型海洋工程装备，特别是深水海洋工程装备开展更广泛、更深层次的研究；不断优化升级1500米、2300米、3000米水深半潜平台设计方案，加快开发第七代超深水半潜平台，着力打造不同水深系列的半潜式钻井平台，以满足不同船东和海域开发的需求。该所将不断积累工程实战经验，进一步提升深水海洋平台的研发设计能力，推动我国海洋工程装备产业逐步走向高端，在助力中船集团实现战略转型的同时，为我国建设海洋强国贡献力量。（胡毓  陈齐乐）