近海油田三用工作船改建及其經(jīng)濟性分析

黃智翔，沈達博

（舟山市港航管理局，浙江舟山 316000）

近年來受國際金融危機的影響，船舶市場整體走向低谷，而各國能源的儲備并沒有受大氣候的影響，特別是海洋石油開采工業(yè)，與之相關的海洋平臺工作船的需求量逐年增加，前景十分廣闊。我國是一個貧油國家，在當前金融危機的影響下，抓住機遇，增強我我國能源儲備，大力發(fā)展海洋平臺工作船的設計、建造能力，對于今后國家的經(jīng)濟發(fā)展有著積極而深遠的意義。

海洋平臺工作船設備、系統(tǒng)功能復雜、布置密集、操作要求高、設計和制造難度大，被公認為高技術、高附加值船舶，其關鍵技術設計及重要設備長期以來由歐美壟斷。中國是目前世界上造船工業(yè)發(fā)展最快的國家，但還不具備高技術海洋平臺工作船的自主研制能力，核心技術受制于人，與國際先進水平的差距較大。而機電設備國產(chǎn)化率低，船用關鍵設備依賴進口造成了整船價格高昂。因此，掌握三用工作船的改裝技術顯得尤為重要。

1 設計特點

1.1 三用工作船概述

近海油田三用工作船主要用于中國近海拖航作業(yè)，能進行鉆井平臺等的拖航工作，能對外供油、鉆井水、飲用水、干散貨、泥漿、鹽水和甲板貨物，并具有對外消防功能。為全鋼質、焊接結構，B級冰區(qū)加強，前傾式船首，帶球鼻首。船舶在機艙貨艙區(qū)域的構造為雙殼結構，從首尖艙壁到貨艙后壁區(qū)域設雙層底。船舶設有2個可調螺距螺旋槳作為主推進器，2個襟翼舵[1]，艏部2個側推，艉部1個側推。駕駛室前后均設操縱臺，可360°全視角察看。

1.2 船型及主要要素特點

該船的母型船也為適合于近海油田作業(yè)的三用工作船，母型船是性能及布置十分優(yōu)秀的成熟船型；考慮到船東對于甲板載貨面積、液艙容積、船舶航速、操縱性能等的要求，新設計船總長定為77.0 m；考慮到在拖帶作業(yè)中會受到拖纜橫向的急牽力而產(chǎn)生大的橫傾，為保證橫穩(wěn)性船寬一般較大，型寬定為18.0 m；考慮到采用全封閉的機艙設計，機艙及貨罐艙內凈空要保證，型深定為7.5 m。

該類型船設雙殼保護，在液艙布置時引入了清潔設計的理念，在雙底及雙殼中全部布置鉆井水，燃油艙布置在雙殼保護以內，滿足“燃油艙保護”的要求。通過貨艙和液艙的合理優(yōu)化布置，該船燃油艙、淡水艙、鉆井水艙等液艙容積均具有很好的經(jīng)濟指標。

在貨艙布置方面，該船的泥漿艙和燃油艙布置在雙殼保護內部，5個散貨罐全部擺在船舶中心線上，縱向沿船長方向合理布置，較沿船寬方向布置的方案相比有更大的優(yōu)勢：在裝卸貨時對船的浮態(tài)影響小，對罐體的支撐強度要求降低，使管系及軸系布置更加合理，而且節(jié)省貨艙空間，從而增加了該類型船的液貨裝載量，提高了經(jīng)濟性。

1.3 推進系統(tǒng)選型特點

該類型船采用4臺1 471 kW的中速柴油機，水平偏置主機齒輪箱2臺，PTO接軸帶發(fā)電機和對外消防炮。該類型船經(jīng)綜合考慮選用的是四機雙槳方案，其理由如下：四機雙槳方案較雙機雙槳方案更加經(jīng)濟，選用四臺較小主機，使排氣管尺寸減小，雖然數(shù)量增加，但排氣管的布置將更加方便合理。多臺主機設置，也為增加了主推進方系統(tǒng)冗余性，使航行的安全性得以增加。

該類型船推進系統(tǒng)設2套獨立推進系統(tǒng)。每套系統(tǒng)由2臺1 471 kW的中速柴油機1臺減速齒輪箱、1個帶導流罩的可調螺距螺旋槳和1個襟翼舵組成。

1.4 機電配置特點

該類型船的主要輪機設備選型均為國產(chǎn)設備，電氣系統(tǒng)除通訊導航設備選用進口品牌外，也全部采用國產(chǎn)品牌。其價格和同類型進口設備有著巨大優(yōu)勢，同時對近海油田工作船的改建具有指導意義，與該類高端的出口平臺供應船相比，完全滿足該類船舶對海洋石油平臺供貨、供水、供油、人員輸送、平臺操錨、拖帶等基本功能。

該類型船主要輪機設備配置如下：

考慮錨泊甲板面積比較小，錨機采用1臺電動液壓組合錨機。拖纜機卷筒負載～200 t，制動力～340 t[2]。該類型船配置淡水、鉆井用水/壓載水、燃油、泥漿、鹽水和散料輸送系統(tǒng)等貨物系統(tǒng)。吊運設施，在甲板上配置了以便吊運貨品、鉆具或用于救助貨物吊。該類型船還配備了2臺外消防泵，具有對外消防功能。

在電氣配置方面，該類型船的監(jiān)控方式采用MCC（機艙集控室連續(xù)有人值班對機電設備進行監(jiān)控）+BRC（駕駛室控制站對主推進裝置及其他有關裝置進行遙控），這種監(jiān)控方式自動化程度雖然不如AUT-0（推進裝置由駕駛室控制站遙控，機器處所包括機艙集控站周期性無人值班）+OMBO（僅一人在橋樓操縱船舶），但價格要便宜很多。當然，也考慮到不會以犧牲船舶本身最基本的安全性和機動性為代價來提高其經(jīng)濟性。為了滿足在靠離碼頭和在平臺裝卸貨時操縱的便利性和安全性，配備了主令聯(lián)合操縱裝置（Joystick）。該裝置綜合協(xié)調和控制主推、側推和舵機的動作，一個單手柄就能獨立控制船態(tài)，這在船舶向石油平臺進行裝卸貨時顯得尤為方便。該裝置使得駕駛者更容易的操縱船舶，而沒有配備該系統(tǒng)的船舶駕駛者就必須同時考慮控制主推、側推和舵。這樣一來就大大減少了駕駛者人為誤操作的可能性，從而對船舶和石油平臺都起到了更好的保護作用。

1.5 布置優(yōu)化特點

該類型船艙室布置也是經(jīng)過了合理構思和安排。如機艙布置、主機布置是四機雙槳方案，兩臺主機并車，然后由齒輪箱輸出。其比較特殊的布置是2臺主機是前后布置，靠中間的布置的主機通過高速軸和齒輪箱相連，比2臺主機并排布置，使主機的操作和維修空間更加合理，同時更加有利于主機散熱。主機備用泵設置，主推進系統(tǒng)采用的是四機雙槳方案，在有多臺主機的情況下，根據(jù)規(guī)范要求，可以不設置主機備用泵，僅設置備品泵即可滿足規(guī)范要求。同時，冷卻系統(tǒng)沒有采用中央冷卻系統(tǒng)，而是由海水直接冷卻相關設備，使冷卻效率增加，同時減少了中央冷卻器，和大型的海水冷卻總泵和淡水冷卻總泵。

駕駛室布置的原則是既便于觀察駕駛室外部的信息，又方便各工作站上的操作員相互合作，以有效安全的利用駕駛室的資源。因此，特別注意駕駛室至工作甲板、煙囪的布置、工作站的布置及工作站的視野。駕駛室布置具有環(huán)視野、360°無盲區(qū)的特點。

在駕駛室內設一前一后2個功能相同的操縱臺，每個操縱臺設有對推進裝置、側推裝置、舵機、導航設備、VHF、報警板和通訊設備等進行監(jiān)測和控制的設備。有所不同的是，后操作臺上將設置一套電視監(jiān)控系統(tǒng)和一套拖纜機的控制系統(tǒng)。這樣便于駕駛室人員在操縱拖纜機時能實時的觀察到拖纜機的工作情況，增加了船舶操錨、拖帶作業(yè)的保險系數(shù)。

2 經(jīng)濟性分析

2.1 市場前景

海洋工程輔助船種類繁多、市場龐大，今年大量平臺的交付將導致這些船需求趨緊，三用工作船和平臺供應船的需求將不可低估。根據(jù)有關專業(yè)機構分析，由于世界造船市場的周期演變，以及世界性造船能力的過剩、人民幣匯率調整等因素，目前船舶市場將出現(xiàn)“拐點”，進入下行調整期。

在形勢變得嚴峻的同時，海洋工程市場卻是充滿希望。由于世界范圍內的石油能源緊缺，使得海洋開發(fā)活動加強，海洋石油工程也迎來了其前所未有的發(fā)展機遇，各類平臺、平臺服務工作船舶的租金和利用率上升。

2008年2月21日，在國家海洋局發(fā)布的《國家海洋事業(yè)發(fā)展規(guī)劃綱要》中也明確提出，海洋產(chǎn)業(yè)要調整結構、優(yōu)化布局、擴大規(guī)模、注重效益、提高科技含量，實現(xiàn)持續(xù)快速發(fā)展。海洋工程裝備制造要重點發(fā)展海洋鉆井平臺、移動式多功能修井平臺、海洋平臺生產(chǎn)和生活模塊、從淺海到深水區(qū)導管架和采油氣綜合模塊、大型工程船舶、浮式生產(chǎn)儲油輪。

因此，不論是從市場的未來需求來看，還是從國家的產(chǎn)業(yè)政策的扶持來講，該船型的市場前景都將會十分廣闊。

2.2 設計經(jīng)濟性

該類型船的設計，在保證其功能的前提下充分考慮了其經(jīng)濟性，就船舶工程的經(jīng)濟效益而言成本的消耗是控制造價的重要因素[3]。該類型船設備基本選用國產(chǎn)設備，和選用國外設備比大大節(jié)約成本。在功能相同情況下，選擇的四機雙槳的兩種方案比雙機雙槳便宜1 000萬元左右。在備用泵的方案中，選擇了使用備品泵方案，節(jié)省了相關備用泵。冷卻方案的選擇，使冷卻效率增加，同時減少了中央冷卻器，和大型的海水冷卻總泵和淡水冷卻總泵，節(jié)省200萬左右。

就電氣設備這一部分來講，設備的費用大概在（2 500～3 000）萬元之間。該類型船的電氣報價設計中全部選用國產(chǎn)設備（通訊導航設備除外），經(jīng)過最后的詢價估算，整船的電氣設備費用大概在（630～680）萬元之間。兩者之間的巨大差距無疑為船東節(jié)省了巨額的建造成本。

由于大量機電設備的國產(chǎn)化，對于該類型船今后的維修及保養(yǎng)較進口設備而言有許多優(yōu)勢。首先就是價格上的優(yōu)勢，國產(chǎn)設備的零部件比進口設備至少便宜50%。其次就是維修的時間，由于該類型船主要在我國近海航行，更換設備零部件時，國產(chǎn)品牌的設備部件無疑將會更快到貨，這樣便大大縮短了船舶的維修時間，進而增加了船舶的使用效率，無形中就為船東創(chuàng)造了更多價值和利潤。

3 結束語

目前，此類船舶的市場租賃價格為每天8.2萬元，按一年租賃330 d計算，考慮到船舶維護保養(yǎng)、設備維修、折舊、人工使用、稅費、管理費等成本因素，銀行利率按10%來考慮，5年左右時間能夠收回投資；而船齡在25年以上，對于船舶租方減少了固定資產(chǎn)，對于船東則具有巨大的投資回報率。

[1]陳可越.船舶設計實用手冊[M].北京:中國交通科技出版社,2007:250-257.

[2]王肇庚,龔昌奇.運輸船舶設備與系統(tǒng)[M].北京:人民交通出版社,2001:129-137.

[3]張仁頤.船舶工程經(jīng)濟學[M].上海:上海交通大學出版社,2001:12-15.