【編者按】近期,本刊記者參加了在上海舉辦的“中國船舶工業(yè)與海洋工程發(fā)展國際高峰論壇”,中國工程院院士吳有生就海洋工程裝備的技術(shù)需求作了精彩演講。演講包括海洋工程裝備的種類(lèi)和技術(shù)需求,并對中國海洋工程的發(fā)展提出建議。本刊記者對部分內容作了整理,以便讓讀者對海洋工程裝備有所了解。

1. 深海油氣資源開(kāi)發(fā)平臺技術(shù)
我國目前勘探水深尚未突破500m,200m以下為聯(lián)合開(kāi)發(fā),600m以下尚未涉及。目前急需作業(yè)效率高的深海作業(yè)平臺,可抵御海面風(fēng)浪環(huán)境的不良影響,可全天候、長(cháng)時(shí)間作業(yè)。
深海作業(yè)的承載及艙容有:3000m水深半潛平臺、浮式生產(chǎn)儲油船、單柱式平臺等(見(jiàn)圖1)。我國深海油氣資源向深海起重船、鋪管船、載重船、多用途工作船、油船、化學(xué)品船和甚至作為深海開(kāi)發(fā)基地的極大型浮動(dòng)平臺提出了廣泛而緊迫的要求(見(jiàn)圖2)。



半潛式平臺、浮式生產(chǎn)儲油船、張力腿平臺以及單柱式平臺等各類(lèi)水面平臺上裝有各種功能模塊及復雜的動(dòng)力、機械、化工、液流及電控設備,規格品種多,對技術(shù)性能、材料、精度、可靠性壽命及環(huán)境適應性的要求十分嚴格,專(zhuān)利技術(shù)多,附加值高,是我國海洋工程裝備設計與制造技術(shù)中最薄弱的環(huán)節。目前急需突破技術(shù),實(shí)現關(guān)鍵設備國產(chǎn)化(見(jiàn)圖3)。
3 . 水下生產(chǎn)系統(SUBSEA)的設備技術(shù)
水下采油生產(chǎn)裝備包括水下井口、鉆井底盤(pán)、采油樹(shù)及組件、海底管匯或基盤(pán)(見(jiàn)圖4)、巨型閥門(mén)、增壓泵、壓縮機、水下輸配電系統、濕式插頭和流量計等;水下采油生產(chǎn)控制系統包括水面終端控制系統(主控站、水下電源和通信單元、液壓動(dòng)力單元、上部臍帶終端和化學(xué)藥劑罐等)、水下控制系統、臍帶和水下分配系統;管線(xiàn)系統包括柔性立管,生產(chǎn)、回接、輸氣和注水管線(xiàn)。

水下生產(chǎn)系統的安裝難度大,效率低。深海安裝與維修作業(yè)潛器與工具的國產(chǎn)化極低,而生產(chǎn)系統水下安裝施工的費用約占海洋油氣田全壽命費用的36%,100m以下生產(chǎn)系統的安裝與維修則全部采用租賃方式,每天費用高達10~15萬(wàn)美元。目前急需發(fā)展深海設施安裝作業(yè)技術(shù)。
5. 深潛器與深??臻g站技術(shù)
世界海洋油氣資源開(kāi)發(fā)、深??茖W(xué)考察主要依賴(lài)水面船與各類(lèi)海洋平臺,操縱各類(lèi)潛器完成。如纜控無(wú)人探測器(ROV)、深海拖曳測繪系統(TMS)、無(wú)人無(wú)纜自制深潛器(AUV)和載人深潛器(HOV)。深海開(kāi)發(fā)的大量采樣、勘探和作業(yè)等任務(wù)須由攜帶各種裝置、設備和科技人員到達深海復雜環(huán)境的各類(lèi)深海運載器完成。

?。?)自制式無(wú)人潛器AUV各類(lèi)大深度、遠距離的軍民海洋探測、偵察作業(yè)采用無(wú)人式潛器AUV。自身攜帶能源,具備相當的智能(見(jiàn)圖6)。

?。?)載人潛器 載人潛器由技術(shù)人員駕駛進(jìn)入海洋深處,在現場(chǎng)直接觀(guān)察、分析、評估和捕捉實(shí)際信息,及時(shí)判斷決策,有效操作機械手高效作業(yè)。主要用于勘探、測繪、采樣、水下補給、系統與裝置的安裝與檢修等(見(jiàn)圖7)。

?。?)深海載人空間站 由于不受海面風(fēng)浪影響,可發(fā)揮如下作用:深海探測平臺,水下研究試驗平臺,水下作業(yè)與控制中心,水下綜合保障基地。深??臻g站由主體模塊和功能模塊兩部分組成。在該領(lǐng)域,我國基本上與世界上有關(guān)國家處于同一起跑線(xiàn),充滿(mǎn)機遇與挑戰。我國已開(kāi)展總體技術(shù)的探索與部分關(guān)鍵技術(shù)的攻關(guān),但深海裝備技術(shù)基礎薄弱,尚須加倍努力。薄弱環(huán)節同樣是關(guān)鍵元器件與材料的國產(chǎn)化、可靠性及實(shí)用化機制與體制問(wèn)題。
6. 推動(dòng)我國海洋工程技術(shù)裝備業(yè)發(fā)展的建議
我國可從事海洋工程裝備開(kāi)發(fā)的科技隊伍人數在世界上是最多的,但較為分散,未形成科學(xué)合理的布局與分工,產(chǎn)學(xué)研結合不足,未形成合力。多個(gè)政府部門(mén)和企業(yè)各自科研和技術(shù)開(kāi)發(fā),缺乏統籌協(xié)調與全國統一規劃。專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域發(fā)展不平衡,配套設備與技術(shù)的開(kāi)發(fā)能力薄弱,缺口嚴重。國家應對維護海洋權益、開(kāi)發(fā)深海油氣資源、發(fā)展海洋經(jīng)濟制定明確的大戰略。
在當前造船行業(yè)受世界金融危機影響及重復投資過(guò)剩的情況下,應認真調整產(chǎn)業(yè)結構,加大海洋工程裝備設計制造比重,并注意以下幾點(diǎn)。
?。?)有序發(fā)展,合理分工,減少平臺總體建造盲目競爭的苗頭。
?。?)加強配套,控制平臺,避免重平臺和總裝、輕模塊和設備的傳統發(fā)展道路。
?。?)注重技術(shù),限制規模,轉變經(jīng)濟增長(cháng)方式,由產(chǎn)能增長(cháng)型轉為技術(shù)質(zhì)量增長(cháng)型。
?。?)立足自主,減少依賴(lài),改變輕國內協(xié)同發(fā)展、重國外引進(jìn)的“拐棍傳統”。
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