近海工程船領(lǐng)域的明星

祁 斌

在船舶設(shè)計(jì)領(lǐng)域，被譽(yù)為近海工程船領(lǐng)域明星的挪威烏斯坦集團(tuán)業(yè)務(wù)涉及多個領(lǐng)域。與其它競爭對手不同的是，她集船舶設(shè)計(jì)、建造、生產(chǎn)、電氣與控制系統(tǒng)以及航運(yùn)業(yè)務(wù)于一身，尤其是在近海工程船領(lǐng)域，其研發(fā)的X船首更是在全球享譽(yù)盛名。

堪稱驚世之作的X船首技術(shù)

X船首是烏斯坦集團(tuán)所特有的技術(shù)，出自于Ulstein Design & Solutions公司之手。為了走出一條不同于傳統(tǒng)和慣例的道路，烏斯坦集團(tuán)自2000年起就開始了X船首的研發(fā)。首艘采用X船首的船舶是2005年建造的“Bourbon Orca”號AHTS。船型設(shè)計(jì)為AX104型，入選了《Skipsrevyen》和《Offshore Support Journal》評出的2006年經(jīng)典船型。問世后，X船首吸引了全球船舶行業(yè)的注意力，不僅是近海工程領(lǐng)域，包括傳統(tǒng)航運(yùn)業(yè)，堪稱驚世之作。

X船首從外形上看有點(diǎn)類似于卡車造型，從功能上看，集成了穿浪技術(shù)、船首膳宿區(qū)等特點(diǎn)，使船舶在惡劣海況下?lián)碛懈叩暮剿?，同時還可降低油耗，提升環(huán)保性。相比傳統(tǒng)船首，X船首的特殊造型可柔和地切入波浪，減少了縱搖、垂蕩，消除了砰擊、振動，從而減少了能量損失，提升了航速。此外，船員的舒適度和安全性也獲得了較大改善。

圖中船舶試驗(yàn)環(huán)境為浪高2.8米，波浪周期10.5秒，波速15節(jié)?？梢悦黠@看出，X船首（左）基本不產(chǎn)生浪花，入水柔和。由于水波被有效分開，能量轉(zhuǎn)移也得到最小化，從而減小了航速損失。而同樣情況下，傳統(tǒng)船首（右）產(chǎn)生了明顯浪花，船首所受到的沖擊和砰擊較大，波浪被推向了前方，波浪能對船體起反作用，航速損失較大。

除近海工程船之外，烏斯坦還將X船首技術(shù)應(yīng)用于集裝箱船上的相關(guān)研究，所得結(jié)論為，在同等環(huán)境和條件下，采用X船首技術(shù)的集裝箱船比傳統(tǒng)船型降低7%～16%的油耗。另據(jù)研究表明，最能體現(xiàn)X船首航速優(yōu)勢的海域?yàn)楸贝笪餮?，在該海域中?4%的時間里波浪高度超過2.5米，而X船首在2.5～10米高的浪中航速比傳統(tǒng)船型高19%。

X船首的卓越特性獲得了用戶的一致肯定，需求量也隨之大大提升，目前公司交付或在建的X船首船型已達(dá)到40艘左右。最初X船首概念的應(yīng)用對象為近海工程船，如AHTS、PSV、OCV和地震船等，現(xiàn)在該技術(shù)應(yīng)用范圍已擴(kuò)大到重型近海工程船、沿海運(yùn)輸船等船型。

船舶建造領(lǐng)域的經(jīng)典船型

在船舶建造領(lǐng)域?yàn)跛固辜瘓F(tuán)所涉及的船型多種多樣，主要分為三大類，重型近海工程船、近海支援船、沿海運(yùn)輸船。

重型近海工程船

烏斯坦集團(tuán)的重型近海工程船業(yè)務(wù)主要集中在近海鉆井、建造，以及特種海上運(yùn)輸市場，船型包括鉆井船、起重鋪管船、重吊船和風(fēng)機(jī)安裝船。

鉆井船：隨著能源開發(fā)逐步走向深海，市場對于鉆井船的要求越來越高。除更大工作水深、更長工作周期、更短準(zhǔn)備周期，以及未來可在極地或一些特殊區(qū)域作業(yè)的能力，還要考慮到對環(huán)境的影響等。目前烏斯坦開發(fā)的鉆井船主要有四種：DB1000里海鉆井駁、Neptune Explorer“Pelican”級的升級型、CDS1500緊湊型里海鉆井船、XDS3600型鉆井船。

其中，“XDS 3600”型鉆井船是烏斯坦新開發(fā)的，為海上鉆井領(lǐng)域帶來了新的標(biāo)準(zhǔn)。該型自航式鉆井船是基于Ulstein Sea of Solutions公司超深水鉆井船的成功經(jīng)驗(yàn)而設(shè)計(jì)，優(yōu)化了尺度成本比，從而實(shí)現(xiàn)了以最低的成本獲得更緊湊、更高效的船型，且建造周期也變得更短。該型船采用了X船首，最大工作水深達(dá)3600米，擁有DP3級動力定位能力。相比半潛式鉆井平臺，主要優(yōu)勢包括較低的建造成本、較大的有效載荷、較高的航速。其中，由于有效載荷較大，對于外界的依賴將遠(yuǎn)低于半潛式平臺，這對于遠(yuǎn)離陸地的作業(yè)項(xiàng)目來說尤為重要。此外，該型鉆井船的設(shè)計(jì)還考慮了冬化處理以實(shí)現(xiàn)極地鉆井作業(yè)。該船總長208米，航速14節(jié)，船寬35米，型深18.2米，結(jié)構(gòu)吃水11米，作業(yè)吃水9米，排水量46500t。動力方面，船尾方位推進(jìn)器為3×4500kW、船首可回收方位推進(jìn)器為2×3300kW、導(dǎo)管推進(jìn)器為2×2500kW，主發(fā)電機(jī)6×5530kW；應(yīng)急發(fā)電機(jī)1×1500kW。

起重鋪管船：為了滿足世界日益增長的近海油氣開發(fā)需求，烏斯坦開始了新系列多種船型的研發(fā)，“Seabarge3000”和“SOC600”是其第一代產(chǎn)品，之后的“Sapura3000”是以“Seabarge3000”為母型而定制的新一代起重鋪管船。此外還有“DLV4200”自推進(jìn)起重鋪管船、“LTS3000”起重/鋪管駁、“SOC2000/3000”起重/鋪管船、“MPV1800”重吊/鋪管/鉆井輔助船等。

其中，“Seabarge3000”型是烏斯坦為適應(yīng)市場新需求而開發(fā)的新一代起重/鋪管駁，淺水和深水海域均可進(jìn)行作業(yè)，還可選擇采用系泊或者動力定位。中心流水作業(yè)線的設(shè)計(jì)抵消了因搖晃而產(chǎn)生的垂向運(yùn)動，從而優(yōu)化了鋪管操作能力。船尾處設(shè)置有全回轉(zhuǎn)式單桅桿起重機(jī)，起重能力達(dá)1996噸。鋪管系統(tǒng)位于甲板間，不會對主工作甲板產(chǎn)生妨礙。作業(yè)線由6個獨(dú)立焊接臺、1個加劑站、1個探傷（NDT）站和3個管路張力器組成。該船總長151.2米，型深15米，結(jié)構(gòu)吃水6.5米，航速8節(jié)，載重量18984噸，動力定位等級DP2，2×2400kW方位推進(jìn)器、4×2400kW可回收方位推進(jìn)器、1×2400kW推進(jìn)器（可選），6×2880kW主發(fā)電機(jī)，1×1000kW應(yīng)急發(fā)電機(jī)。

重吊船：隨著海上能源開發(fā)逐步由淺海轉(zhuǎn)向深海，近海工業(yè)中的能源開采工具也開始由固定式平臺轉(zhuǎn)向浮式結(jié)構(gòu)物和海底結(jié)構(gòu)物。這需要更輕的上層建筑，海底底座則需要安裝到深度3000米以上的海底。因此，現(xiàn)存的重吊船將越來越不能滿足未來市場的需求。針對這種情況，烏斯坦開發(fā)的新一代重吊船“SOC5000”問世，該型船為單體結(jié)構(gòu)，起重能力約在5000～6000噸，可在全球范圍內(nèi)工作。隨后，基于“SOC5000”型，烏斯坦又開發(fā)出了堪稱藝術(shù)級的“Acergy Borealis”型。

“Acergy Borealis”型重吊船擁有DP3級動力定位能力，工作水深達(dá)6000米，可實(shí)現(xiàn)深水環(huán)境下的鋪管和起重/海底建造作業(yè)。擁有最高1000t的J形鋪管以及600t的S形鋪管能力。位于中線的桅桿起重機(jī)起重能力達(dá)到5000噸，還可額外安裝1臺500噸的起重機(jī)?？稍谑澜绶秶鷥?nèi)的惡劣環(huán)境中作業(yè)，是一艘理想的超深水重吊船。該船總長182.2米，船寬46.2米，型深16.1米，作業(yè)吃水7～11.5米。2×5500kW羅·羅公司方位推進(jìn)器，可回收推進(jìn)器羅·羅公司4×3200kW推進(jìn)器，導(dǎo)管推進(jìn)器羅·羅公司1×2500kW推進(jìn)器，主發(fā)電機(jī)組6×5760kW羅·羅公司卑爾根柴油發(fā)電機(jī)。

海上風(fēng)機(jī)安裝船：在海上風(fēng)電方面，烏斯坦始終堅(jiān)信該市場擁有著良好的發(fā)展前景，一直在和一些有經(jīng)驗(yàn)、有實(shí)力的合作者共同進(jìn)行該領(lǐng)域的研發(fā)，主要方向?yàn)樾碌暮Ｉ巷L(fēng)機(jī)安裝概念。

“Windlifter”是最新開發(fā)的風(fēng)機(jī)安裝船，為X船首船型。該型船采用動力定位系統(tǒng)，不像自升式風(fēng)機(jī)安裝船那樣受到水深的限制。船上一次性可運(yùn)載4臺風(fēng)機(jī)，通過模塊化的機(jī)械系統(tǒng)將風(fēng)機(jī)移至海上基座。該安裝系統(tǒng)顛覆了傳統(tǒng)安裝方式的復(fù)雜性，以靈活簡便為目標(biāo)，所有組件基本與甲板處于同一水平面，增強(qiáng)了操作性，從而在提升安裝效率的同時，還降低了安裝和維護(hù)成本。此外，X船首的采用則大大提高了該型船的運(yùn)動特性，進(jìn)一步為安裝工作提供便利。

近海支援船

近海支援船是烏斯坦集團(tuán)的主力產(chǎn)品，船型主要包括三用工作船、平臺供應(yīng)船、地震測量船、檢查船、維護(hù)修理船、輕型井口維修船和備用打撈船等。

三用工作船（A系列）：隨著石油勘探和生產(chǎn)轉(zhuǎn)向更深更遠(yuǎn)的海域，烏斯坦的A系列船也在根據(jù)市場需求不斷更新。這些船基本為大功率船型，系柱拉力高，貨物裝載能力大，適用于所有重型海上作業(yè)。該A系列船的其他特點(diǎn)包括噪音等級低，穩(wěn)定性好，在惡劣環(huán)境下能保證較高的可操作性。此外，船上還裝有減搖系統(tǒng)。

A系列中，值得一提的是采用A122型設(shè)計(jì)的“Olympic Zeus”號及其姐妹船“Olympic Hera”號。該兩艘船長93.8米，寬23米，系柱拉力250t，是烏斯坦所設(shè)計(jì)的最大三用工作船。該型船的創(chuàng)新之處在于采用了混合動力推進(jìn)系統(tǒng)，既可單獨(dú)使用柴油動力或柴電動力，也可聯(lián)合使用兩種動力，使能效最優(yōu)化，從而在增強(qiáng)了環(huán)保性的同時，也提升了經(jīng)濟(jì)效益。該型船的動力定位能力達(dá)到DP2級，設(shè)有1個ROV庫，膳宿支持68人。

平臺供應(yīng)船（P系列）：烏斯坦的P系列平臺供應(yīng)船是基于“標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)”而開發(fā)的，是一種多功能平臺。其建造采用了一系列可選擇的預(yù)制模塊，從而大大提高了生產(chǎn)過程中的靈活性，確保了完工時間。該系列船的特點(diǎn)為貨物裝載能力大，噪聲等級低、油耗小、適航性好，操作性佳。與A系列相同，P系列也安裝有減搖系統(tǒng)，且擁有DNV的“清潔”和“舒適”船級符號。

P109是P系列中為滿足未來近海工業(yè)需求而新近開發(fā)的一型平臺供應(yīng)船，擁有快速、大型、可靠等優(yōu)點(diǎn)，可運(yùn)載散貨和雜貨。在貨物裝載能力和處理能力上完全超越當(dāng)前的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，能效方面同樣達(dá)標(biāo)。該船總長93米，船寬19.5米，最大吃水7米，載重量5400噸，航速18節(jié)。

特種和多功能船（S系列）：烏爾斯特恩公司的S系列海洋工程船可根據(jù)客戶要求進(jìn)行針對性改造，具有高度專業(yè)性。該系列船均具有功能性強(qiáng)、裝載能力大、噪聲小、油耗低、適航性好的特點(diǎn)，并配備有減搖系統(tǒng)，可作業(yè)于惡劣環(huán)境。同時，該系列船均擁有DNV的“清潔”和“舒適”船級符號。

繼采用SX 121型設(shè)計(jì)的“Viking Poseidon”號海底建造船入選《2009年經(jīng)典船型》之后，另一艘采用SX 120型設(shè)計(jì)的“Oceanic Vega”號地震研究船又入選了《Solutions》評出的2010年經(jīng)典船型?！癘ceanic Vega”號的技術(shù)含量非常高并配有先進(jìn)設(shè)備，可執(zhí)行3D、4D或高清任務(wù)。該船采用X船首，擁有140t拉力，16纜，最高可配置20纜，纜長可達(dá)8000米，纜內(nèi)設(shè)有水聽器。船上設(shè)有一直徑26米的直升機(jī)甲板，儀表室位于船尾部。該船滿足DNV推進(jìn)冗余要求和“清潔設(shè)計(jì)”標(biāo)準(zhǔn)，2個機(jī)艙里布置有4臺12缸的瓦錫蘭26系列柴油發(fā)電機(jī)，轉(zhuǎn)速900 r/min時功率3745kW，以及2臺6缸該系列發(fā)電機(jī)，轉(zhuǎn)速900r/min時功率1870kW。2個導(dǎo)管推進(jìn)器分別由2個獨(dú)立的變速電動機(jī)驅(qū)動。此外，該船還擁有DNV C級冰級符號，可在高緯度區(qū)域作業(yè)。

沿海運(yùn)輸船

沿海運(yùn)輸船方面，烏斯坦集團(tuán)在經(jīng)過詳細(xì)市場調(diào)查后，與行業(yè)伙伴共同研發(fā)，在成品油船、化學(xué)品船、雜貨船、集裝箱船、滾裝船和特種船等船型上均有涉及，且在這些船型中引入了X船首技術(shù)。

集裝箱船：烏斯坦所開發(fā)的集裝箱船采用X船首，靈活性、操縱性較強(qiáng)，同時也可選擇特殊設(shè)計(jì)以滿足特殊運(yùn)輸需求，如冷藏箱和大尺度重型集裝箱。貨艙經(jīng)過了空間優(yōu)化，可裝載較寬的集裝箱，且大部分貨艙可支持冷藏箱。甲板可裝載特大型集裝箱。主機(jī)標(biāo)配為低速兩沖程重燃油發(fā)動機(jī)，也可選擇安裝柴電推進(jìn)系統(tǒng)，這樣對于冷藏箱運(yùn)輸來說會更有利。目前該系列集裝箱船共計(jì)4個等級，分別為950TEU、1200TEU、1800TEU、2500TEU。4500CEU和6500CEU。

液貨船：液貨船方面，烏斯坦所設(shè)計(jì)的船型為中小尺度，可裝載重油或輕油產(chǎn)品。船體為雙殼體結(jié)構(gòu)，縱、橫隔板為波形隔板。任一版本的船型均可選擇IMO1型、IMO2和/或IMO3型，以及全不銹鋼液艙或局部不銹鋼液艙。目前該系列船分為6個級別，分別為3800載重噸、6000載重噸、14000載重噸、30000載重噸、40000載重噸、58000載重噸。

點(diǎn) 評

干貨、散裝集裝箱船：烏斯坦所開發(fā)的X船首干貨、散貨集裝箱船最大特點(diǎn)為功能多，處理能力強(qiáng)。船體采用單一貨艙結(jié)構(gòu)，也可根據(jù)需求隔成2～3個。船上精心設(shè)計(jì)的貨艙可裝載多種貨物，如散貨、分裝貨物、鋼鐵、鋁、木材以及大型和重型工程貨物。此外，船上還可搭載集裝箱，功能和純集裝箱船相同。X船首設(shè)計(jì)則可更好地保護(hù)甲板貨物區(qū)并減少惡劣天氣下的航速損失。值得一提的是，在同等裝載量下，多樣的貨物裝載能力所帶來的經(jīng)濟(jì)效益將更高。目前該系列船分為4個等級，分別為3800載重噸、4800載重噸、5800載重噸和8500載重噸。

雜貨船：該型船特點(diǎn)為功能性多、處理能力強(qiáng)。船上設(shè)有2個大型敞開式盒形貨艙，可由移動式甲板和/或艙壁再進(jìn)行分隔，船尾設(shè)有跳板。若船型為滾裝版，貨物甲板將貫通全船。主要運(yùn)輸?shù)呢浳餅榇笮秃椭匦凸こ特浳?，如散貨、風(fēng)機(jī)、電纜盤等。另一個特有的優(yōu)勢為局部貨艙頂可打開，從而可以裝載超大型貨物。目前該系列船分級為6500載重噸、12500載重噸、18000載重噸和25000載重噸。

滾裝船：烏斯坦的滾裝船同樣采用X船首，船長最大可達(dá)到200米。貨物區(qū)域的劃分和尺度參考了其他歐洲優(yōu)秀滾裝船，內(nèi)部滾裝安排基于高效級聯(lián)系統(tǒng)進(jìn)行，主要執(zhí)行部分為可移動跳板和固定跳板。船上采用了許多升降甲板和兩塊重型甲板，從而提升了貨物裝載靈活性。由于沒有標(biāo)準(zhǔn)配置，甲板高度和所裝載的貨物可根據(jù)需求調(diào)整。目前該系列船分級為2000CEU、3000CEU、

豐富的經(jīng)驗(yàn)、先進(jìn)的技術(shù)、固定的優(yōu)秀團(tuán)隊(duì)及良好的管理能力是烏斯坦成功的關(guān)鍵因素，值得一提的是另外兩個最重要因素是抓住機(jī)遇、尋求改變。最初烏斯坦只從事漁船業(yè)務(wù)，從上世紀(jì)70年代開始對航運(yùn)市場進(jìn)行投資。在經(jīng)營和貿(mào)易方面的投入使得對于市場需求有著較深的了解。在航運(yùn)市場的經(jīng)驗(yàn)為烏斯坦指明了一條通向制造市場的道路，使之能更好地抓住機(jī)遇，從而在船舶設(shè)計(jì)、建造以及動力和控制系統(tǒng)領(lǐng)域闖出一片天地。在學(xué)習(xí)烏斯坦成功經(jīng)驗(yàn)的同時，可以從烏斯坦的船型開發(fā)情況了解當(dāng)前和未來近海工程船的市場趨勢—工作海域更遠(yuǎn)，工作水深更深；根據(jù)作業(yè)環(huán)境有針對性地開發(fā)船型，操縱性、靈活性、適航性、穩(wěn)定性、安全性、舒適性更好；大部分船型船體更大、裝載能力更強(qiáng)；小部分船如鉆井船則往緊湊型發(fā)展以降低能耗。