陳 偉 趙云鵬 徐 捷

海洋工程輔助船（簡(jiǎn)稱OSV）是為海洋油氣開(kāi)發(fā)提供配套服務(wù)的工程船舶的總稱，通常涵蓋了三用工作船（簡(jiǎn)稱AHTS，功能包括起拋錨、拖帶、供應(yīng)）、平臺(tái)供應(yīng)船（簡(jiǎn)稱PSV）、交通船、救助船、物理勘探船、大型近海起重船、導(dǎo)管架下水駁、大型半潛運(yùn)載船、鋪管船、潛水作業(yè)船、守護(hù)船、救護(hù)船等。

海洋油氣開(kāi)發(fā)關(guān)系到國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展大局，研究我國(guó)海洋油氣勘探開(kāi)發(fā)工程所需的OSV相關(guān)高端裝備技術(shù)，是提高我國(guó)海洋油氣開(kāi)采綜合能力的一項(xiàng)關(guān)鍵性工作。特別是我國(guó)的海洋油氣開(kāi)發(fā)已逐漸向深海海域發(fā)展，為適應(yīng)這種戰(zhàn)略轉(zhuǎn)移，滿足深水作業(yè)要求的OSV已成為當(dāng)前急需開(kāi)發(fā)的船型。

國(guó)內(nèi)最新技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

總體來(lái)看，目前國(guó)內(nèi)OSV船型技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)和特點(diǎn)主要體現(xiàn)在七個(gè)方面。

一是多功能、多用途、一體化。大功率、深水、多用途成為發(fā)展趨勢(shì)，兼具備守護(hù)功能、救助功能、平臺(tái)供應(yīng)功能、對(duì)外消防滅火功能、海面溢油回收功能等。

二是超大功率推進(jìn)裝置。超大推進(jìn)功率動(dòng)力裝置的配置，使推進(jìn)功率能綜合利用，向特種作業(yè)設(shè)備供電、供氣、牽引等，發(fā)揮最佳的效能。并對(duì)柴油機(jī)直接驅(qū)動(dòng)推進(jìn)、柴電混合推進(jìn)、電力推進(jìn)等多種推進(jìn)方式進(jìn)行綜合考慮。

三是綠色能源等多種環(huán)保技術(shù)應(yīng)用。目前新建 造 的AHTS和PSV船型都有采用CCS Clean入級(jí)符號(hào)標(biāo)準(zhǔn)、燃油艙雙殼保護(hù)、壓載水處理裝置等新技術(shù)運(yùn)用；配置柴電混合推進(jìn)、電力推進(jìn)、雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)等新型推進(jìn)裝置。但是由于國(guó)內(nèi)研發(fā)技術(shù)、設(shè)備生產(chǎn)能力薄弱，港口配套設(shè)施不完善，目前尚沒(méi)有廣泛使用清潔能源(LNG燃料、生物燃料)、雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的OSV。

四是全智能化、全自動(dòng)化、高可靠性。無(wú)人機(jī)艙的全自動(dòng)化控制，駕駛室、集控室全電腦化控制，僅需1人就可通過(guò)控制桿（Joystick）操縱船舶航行，而且其冗余設(shè)計(jì)使船舶可靠性大幅度提高。

五是高精度動(dòng)力定位能力。根據(jù)海洋工程作業(yè)的特殊性要求，目前新建、在建的OSV絕大部分都具有動(dòng)力定位能力(DP)，配置大推力的艏艉管道側(cè)推裝置和伸縮式大推力全回轉(zhuǎn)舵槳裝置，可保證海上作業(yè)時(shí)的高精度定位。

六是特殊工程設(shè)備模塊化、集裝箱化。特殊作業(yè)設(shè)備模塊化安裝，移動(dòng)式、集裝箱式甲板消防滅火系統(tǒng)及集裝箱化的海面溢油回收裝置等。

七是船舶舒適性要求提高。國(guó)際海上勞工公約MLC2006的生效實(shí)施，穿浪型船首設(shè)計(jì)，船上艙室振動(dòng)、噪音標(biāo)準(zhǔn)的提高，使船員艙室舒適度較以往有了大幅提高。

關(guān)鍵技術(shù)研究總體情況

國(guó)內(nèi)主要船舶設(shè)計(jì)公司、研究院以目前已開(kāi)發(fā)的多種類(lèi)型OSV為主體，主要研究方向和關(guān)鍵技術(shù)有以下幾個(gè)方面。

進(jìn)行船型開(kāi)發(fā)研究和試驗(yàn)，對(duì)大型推進(jìn)動(dòng)力、電力推進(jìn)的應(yīng)用、快速性能、系柱拖力、深水起拋錨作業(yè)、深水作業(yè)抗風(fēng)浪性能、動(dòng)力定位系統(tǒng)、深水監(jiān)控技術(shù)、特種作業(yè)功能、300米飽和潛水、深潛生命保障系統(tǒng)、遙控潛水器（ROV）遙控檢測(cè)、海上直升機(jī)起降、水下挖溝作業(yè)方式、水下作業(yè)動(dòng)力輸送系統(tǒng)、海底管線高效鋪設(shè)、開(kāi)溝埋管與檢測(cè)維修、大型半潛運(yùn)載、調(diào)載系統(tǒng)、特種作業(yè)船舶穩(wěn)性等方面進(jìn)行專(zhuān)題研究、技術(shù)論證和綜合分析，攻克了相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)難題。目前，國(guó)內(nèi)主要船舶設(shè)計(jì)單位已經(jīng)或正在重點(diǎn)研發(fā)的船型及其關(guān)鍵技術(shù)如下：

一是深水三用工作船（AHTS）：我國(guó)海洋油氣開(kāi)發(fā)已逐漸向南海等深海區(qū)域發(fā)展，急需開(kāi)發(fā)滿足深水作業(yè)工況特殊要求，能進(jìn)行3000米水深起拋錨作業(yè)的大型多功能深水三用工作船。對(duì)其大型推進(jìn)動(dòng)力、快速性、高系柱拖力、抗風(fēng)浪能力、耐波性、動(dòng)力定位、3000米水深起拋錨作業(yè)、多種特種作業(yè)功能、船上裝載大型特種作業(yè)設(shè)備等進(jìn)行綜合分析和開(kāi)發(fā)研究，主要內(nèi)容有：

“海洋石油708”深水工程勘探船

船型優(yōu)化及總體布置：由于此類(lèi)船型趨向于船舶尺度大型化，科技含量高，且特種作業(yè)工況復(fù)雜，屬布置型船型，故需對(duì)船型進(jìn)行深入細(xì)致的設(shè)計(jì)和優(yōu)化，對(duì)總體布置中的特種作業(yè)設(shè)備、特種作業(yè)功能需進(jìn)行綜合研究。

快速性、高系柱拖力性能試驗(yàn)：船舶的快速性能和系柱拖力是此類(lèi)深水三用工作船的關(guān)鍵性技術(shù)指標(biāo)。特別是深水作業(yè)，遠(yuǎn)離海岸基地，快速性顯得尤為重要；系柱拖力也應(yīng)具備拖曳大型深水石油平臺(tái)的能力。

深水作業(yè)抗風(fēng)浪性能、耐波性試驗(yàn)：深水海域海況十分惡劣，需對(duì)深水三用工作船在大風(fēng)浪、惡劣海況下的抗風(fēng)浪性能和耐波性能進(jìn)行專(zhuān)題研究，以提高其在惡劣海況下的作業(yè)能力。

超大功率動(dòng)力裝置與船型的匹配：超大功率動(dòng)力裝置與船舶主尺度、線型的匹配關(guān)系，使推進(jìn)功率發(fā)揮最佳的效能，并對(duì)柴油機(jī)直接推進(jìn)、柴電混合推進(jìn)、電力推進(jìn)等推進(jìn)方式進(jìn)行專(zhuān)題研究。

動(dòng)力定位性能：高精度的動(dòng)力定位性能是深水三用工作船在深水海域作業(yè)時(shí)必須具備的功能之一。為此，對(duì)動(dòng)力定位系統(tǒng)、定位功能、冗余度、推進(jìn)系統(tǒng)配置開(kāi)展專(zhuān)題研究。

超大型拖曳設(shè)備配置：對(duì)超大型多功能拖曳設(shè)備的配置，包括拖力達(dá)5000kN或以上、具有大容繩量的大型多組卷筒，可進(jìn)行平臺(tái)起拋錨作業(yè)、長(zhǎng)距離拖曳大型平臺(tái)的低壓液壓拖曳絞車(chē)的配置技術(shù)等進(jìn)行研究。主拖纜機(jī)功率和絞車(chē)?yán)ψ銐虼?，配備多滾筒，提供大容繩量。

3000米深水拋起錨作業(yè)技術(shù)：主要研究船舶在1500～3000米或以上超深水水域起拋錨作業(yè)方式、作業(yè)錨及錨泊鏈索的儲(chǔ)運(yùn)，深水起拋錨作業(yè)設(shè)備配置等。配備先進(jìn)的安全起拋錨系統(tǒng)，或后甲板要求配備折疊的工作吊車(chē)，配合大型卸扣等連接件的作業(yè)。同時(shí)要求具有較大的平臺(tái)錨鏈艙裝載能力。船艉部設(shè)置大負(fù)荷A字架，或者配置錨收放架（Anchor Recovery Frame)用于大抓力錨和大型吸力錨的收放。

大型多功能深水三用工作船

深水特種作業(yè)功能設(shè)備配置：對(duì)深水特種作業(yè)功能所要求的設(shè)備配置、作業(yè)布置、功能實(shí)施等開(kāi)展研究，進(jìn)行功能預(yù)留和預(yù)設(shè)、預(yù)埋。

二是新型多功能守護(hù)船：開(kāi)發(fā)新型多功能守護(hù)船的目的是為了優(yōu)化船型，節(jié)能、環(huán)保，適應(yīng)我國(guó)海洋工程開(kāi)發(fā)迅速發(fā)展的需求。主要對(duì)其動(dòng)力推進(jìn)方式、抗風(fēng)浪能力、耐波性能進(jìn)行專(zhuān)題研究。對(duì)其守護(hù)功能、救助功能、對(duì)外供應(yīng)功能、對(duì)外消防滅火功能、海面環(huán)保功能等進(jìn)行多功能、系列化、標(biāo)準(zhǔn)化優(yōu)化設(shè)計(jì)研究。

船型優(yōu)化及總體布置：由于該船型科技含量高，特種作業(yè)功能復(fù)雜，故需對(duì)船型進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)和研究，對(duì)總體布置中的多種作業(yè)功能、特種作業(yè)設(shè)備進(jìn)行綜合技術(shù)分析研究。

動(dòng)力推進(jìn)方式：對(duì)柴油機(jī)推進(jìn)、電力推進(jìn)進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證及研究，并對(duì)軸系變距槳、全回轉(zhuǎn)舵槳，船內(nèi)電機(jī)驅(qū)動(dòng)、吊艙式電機(jī)驅(qū)動(dòng)等動(dòng)力推進(jìn)形式進(jìn)行專(zhuān)題研究。

電力推進(jìn)應(yīng)用優(yōu)化設(shè)計(jì)：對(duì)電力推進(jìn)應(yīng)用技術(shù)進(jìn)行研究，根據(jù)船舶功率大小和使用要求不同，選擇合適的發(fā)電機(jī)、變壓器、變頻器、推進(jìn)電機(jī)，組成最優(yōu)電力推進(jìn)系統(tǒng)配置。

抗風(fēng)浪能力、耐波性能試驗(yàn)：主要研究船舶在大風(fēng)浪中的船舶升沉幅值、橫搖角、縱搖角、垂向加速度等船舶耐波性能，滿足9級(jí)大風(fēng)浪惡劣海況（12級(jí)風(fēng)、14米浪）下的安全航行性能和抗風(fēng)浪能力。

特種作業(yè)功能優(yōu)化設(shè)計(jì)：對(duì)為海洋石油平臺(tái)提供多種服務(wù)的多種特種作業(yè)設(shè)備配置、總體布置、作業(yè)功能、作業(yè)要求的協(xié)調(diào)等進(jìn)行專(zhuān)題研究，形成一種具有多種不同作業(yè)功能和多種不同船型特征的有機(jī)組合，且多種船型船級(jí)符號(hào)并存的一體化船型。

快速性能、系柱拖力性能試驗(yàn)：主要對(duì)主尺度、船型系數(shù)進(jìn)行論證和選擇，對(duì)線型和螺旋槳進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)和船模試驗(yàn)。

系列化、標(biāo)準(zhǔn)化船型：對(duì)不同主尺度、不同功率配置、不同作業(yè)功能、不同特種設(shè)備配置、不同總體布置等進(jìn)行系列化研究，形成標(biāo)準(zhǔn)化系列船型。

三是大型多纜物探船：深海海域開(kāi)采油氣，離不開(kāi)物探船的前期勘探工作。物探船中最主要的類(lèi)型是大型多纜物探船，此外，電磁勘探船近年也發(fā)展很快。分析研究多纜物探船的作業(yè)特點(diǎn)和要求，并對(duì)船型進(jìn)行優(yōu)化研究，對(duì)大推力、高航速、低噪音的總體性能平衡、水下噪音評(píng)估及控制、專(zhuān)業(yè)設(shè)備的選型以及合理布置、物探專(zhuān)業(yè)設(shè)備自主研發(fā)、信號(hào)采集技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)開(kāi)展專(zhuān)題攻關(guān)研究。

快速性、高航速、海上自持力強(qiáng)：非作業(yè)條件下，工區(qū)的轉(zhuǎn)移、補(bǔ)給需要高航速，提高作業(yè)效率。

水下噪音評(píng)估及控制：物探船是利用聲納發(fā)射、接受聲波來(lái)進(jìn)行深海石油等資源勘探任務(wù)的船舶,船舶水下輻射噪聲過(guò)大,容易降低自身聲納的探測(cè)功能,嚴(yán)重影響物探船的功能。根據(jù)主要物探頻段特點(diǎn),采用有限元和邊界元相結(jié)合的方法進(jìn)行船舶水下噪聲評(píng)估技術(shù)研究,對(duì)評(píng)估方法進(jìn)行驗(yàn)證;提出船舶噪聲控制措施。

在“海洋石油720”輪的設(shè)計(jì)過(guò)程中，開(kāi)展了水下噪音的預(yù)報(bào)與控制技術(shù)的研究，開(kāi)發(fā)了水下噪音的分析軟件，進(jìn)行了艙室以及水下噪音的評(píng)估，在這個(gè)基礎(chǔ)上形成了噪音控制的方案。

專(zhuān)業(yè)設(shè)備選型以及合理布置：由于船型科技含量高，特種作業(yè)功能復(fù)雜，故需對(duì)船型進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)和研究，對(duì)總體布置中的專(zhuān)業(yè)作業(yè)設(shè)備進(jìn)行綜合技術(shù)分析研究。

物探專(zhuān)業(yè)設(shè)備自主研發(fā)：地震采集系統(tǒng)、震源系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)、水下姿態(tài)系統(tǒng)，目前這些設(shè)備國(guó)內(nèi)都不具備生產(chǎn)制造的能力，全部靠進(jìn)口。由于海上物探的裝備跟軍事關(guān)系緊密，因此受到國(guó)外高技術(shù)出口的限制，這樣造成了我們現(xiàn)有的物探船配備的物探設(shè)備在高精度采集上受到了限制，特別是電纜的深度。目前進(jìn)口的設(shè)備只有30米。因此國(guó)內(nèi)也加大了這部分的研發(fā)投入，使國(guó)產(chǎn)水下設(shè)備盡早的投入使用。

信號(hào)采集技術(shù)：由于技術(shù)的不斷進(jìn)步，臺(tái)上拖纜的采集方法也是層出不窮，適應(yīng)不同地質(zhì)的要求。這些方法就是依靠水下拖曳設(shè)備不斷的進(jìn)步才能實(shí)現(xiàn)。常規(guī)的作業(yè)，拖帶12條電纜，每條電纜是8000米，間距是100米。到更高層次是427.5米，所以水下的橫向控制系統(tǒng)顯得尤為重要。

通過(guò)在“海洋720”輪的基礎(chǔ)上引進(jìn)消化吸收再創(chuàng)新，目前國(guó)內(nèi)已經(jīng)具備了初步開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)制造大型物探船的能力。另外在12纜物探船設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，國(guó)內(nèi)自主完成了16纜物探船的方案設(shè)計(jì)，為今后發(fā)展更大型的深水物探船打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

四是多用途潛水支持船：海洋工程離不開(kāi)潛水作業(yè)支持，300米飽和潛水技術(shù)已成為海洋工程作業(yè)中必不可少的項(xiàng)目。對(duì)常規(guī)潛水、300米飽和潛水、ROV遙控檢測(cè)、海上直升飛機(jī)起降、深潛生命保障系統(tǒng)、大噸位海上作業(yè)起重機(jī)、動(dòng)力定位、四點(diǎn)錨泊系統(tǒng)等進(jìn)行專(zhuān)題開(kāi)發(fā)研究，對(duì)船型的耐波性、抗橫傾系統(tǒng)、減搖系統(tǒng)、總體布置等進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)研究。

五是大型高效鋪管船：鋪管船是從事海洋石油、天然氣輸送管道鋪設(shè)的工程船舶。隨著輸送管道鋪設(shè)工程量迅速上升，特別是深海鋪管作業(yè)發(fā)展，開(kāi)發(fā)旨在提高鋪管效率、加大鋪管直徑、適應(yīng)深海鋪管作業(yè)的大型鋪管船日顯迫切。分析研究鋪管船的作業(yè)特點(diǎn)和要求，并對(duì)船型進(jìn)行優(yōu)化研究，對(duì)起重機(jī)配置、起吊能力、耐波性能、載荷和動(dòng)力特征、總體布置、鋪管設(shè)備、定位系統(tǒng)、管線材料裝卸方式等關(guān)鍵技術(shù)開(kāi)展專(zhuān)題攻關(guān)研究。

六是大型半潛運(yùn)載船/駁船：大型半潛運(yùn)載船/駁船是一種用以裝運(yùn)特大、超大物件的特種運(yùn)輸船舶，是海洋油氣開(kāi)發(fā)裝備研制體系中不可缺少的環(huán)節(jié)。隨著國(guó)內(nèi)海洋工程的迅速發(fā)展，其需求量也將越來(lái)越大。對(duì)大型半潛運(yùn)載船的主尺度優(yōu)化、動(dòng)力推進(jìn)方式、快速性能、調(diào)載系統(tǒng)、船體強(qiáng)度、半潛承載作業(yè)穩(wěn)性、動(dòng)力定位、塔樓尺度、特種作業(yè)設(shè)備和船型布置優(yōu)化等進(jìn)行綜合分析和專(zhuān)題開(kāi)發(fā)研究。

通過(guò)開(kāi)展上述OSV船型相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)的研究以及相關(guān)成果的運(yùn)用，使得我國(guó)的OSV船型技術(shù)無(wú)論從研發(fā)、設(shè)計(jì)、建造、作業(yè)管理方面都取得了巨大進(jìn)步，也積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，為我國(guó)海洋油氣開(kāi)發(fā)提供了有力的支持保障。