高举高打 “海洋石油981” 展现“中国智造”力量

2007年10月18日，上海外高桥造船有限公司与中国海洋石油总公司在北京签订3000米超深水半潜式钻井平台建造合同。时任上海市委书记习近平亲自出席签约仪式，对该项目给予了高度重视和支持。
7年之后，2015年1月9日，在中共中央总书记、国家主席习近平的见证下，“海洋石油981”号研发与应用项目获得国家科技进步奖特等奖，一举成为我国船舶与海洋工程科技界最为耀眼的“南海明星”。
“海洋石油981”号是我国海洋石油工业和船舶工业的标志性工程，它的建成使我国深水油气资源的勘探开发能力和大型海洋工程装备建造水平跨入了世界先进行列。而外高桥造船也由此掌握了深水半潜式钻井平台的关键设计建造技术，建立了深水半潜式钻井平台的设计建造体系，并能够向市场推出新的平台设计方案，在国际海洋工程装备市场展现出“中国智造”的力量。
为南海而生 坚持高起点开发
进入21世纪之后，我国船舶工业和海洋石油工业迎来了重要发展时刻。党中央提出了“坚持陆海统筹，制定和实施海洋油气发展战略，提高海洋开发、控制、综合利用能力”的要求，为加快海洋石油工业发展提供了重要的战略机遇。海洋工程装备作为高端制造业的重要组成部分，被国家纳入战略性新兴产业重点加以扶持。
早在2002年，在国家发展和改革委员会支持下，外高桥造船和中国船舶工业集团公司第七〇八研究所、上海交通大学等单位就联合启动了“新型多功能半潜式钻井平台研制”科研课题。“十一五”期间，原国防科学技术工业委员会、国家科技部组织实施的“863”计划再次投入经费，以我国南海油田的实质性开发项目为工程依托，对深水油气资源开发装备的关键技术进行更深入的研究，并就相关问题先后组织召开了各类研讨会，反复论证“南海深水油气勘探开发关键技术及装备”重大项目的可行性。
此时，自20世纪60年代开始出现的深水半潜式钻井平台，经历了几代产品的发展，在国际市场上主要是以第五代产品为主，其技术性能特点表现为：作业水深为1800～3600米，钻井能力为7600～10000米，采用动力定位为主、锚泊定位为辅的方式。虽然国外对半潜式钻井平台的研究已经比较成熟，但我国海工装备制造业才刚刚起步，既没有深水浮式装备的研发经验，也没有建造实绩。而最大的挑战，是南海区域极为复杂的海况和极为严酷的气候条件。
“海洋石油981”号的设计使用寿命为30年。在如此长的时间里，要保证该平台能够经受南海的台风、潮汐、内波等气候、水文环境的考验，必须在研发设计阶段周密考量其安全性和可靠性。为此，“海洋石油981”号研发团队首次发明了考虑南海内波流等特殊灾害环境条件的超深水半潜式钻井平台理论研究方法和设计技术体系，创新研发出针对中国南海环境条件的新型钻井平台。同时，还首次发明了基于海洋环境与钻井工况耦合作用下的隔水管理论分析方法与实验技术，通过实验首次发现了隔水管的“三分之一效应”与“上下边界效应”，为隔水管安全控制提供了理论依据；首次创新设计并应用了本质安全型防喷器控制系统，可有效防范类似墨西哥湾井喷泄漏事故的发生。
定位于全球最先进的第六代深水半潜式钻井平台，中国首座自主设计建造的“海洋石油981”号具备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“世界第一”和“国内第一”。该平台总长114米，型宽89米，高117米，最大钻井深度为1.2万米，最大作业水深为3000米，配备了国际最先进的第三代动力定位系统，甲板可变载荷9000吨，入中国船级社（CCS）和美国船级社（ABS）双船级，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，并可在东南亚、西非海域进行钻井作业。“海洋石油981”号的问世，一举填补了我国在深水钻井特大型装备领域的技术空白。
攻坚克难 形成自主技术体系
2008年4月28日，“海洋石油981”号正式开工建造。当时，正逢国际船舶市场最高峰时期，外高桥造船凭借其设计建造绿色环保型散货船的领先优势，手持订单十分饱满，作业场地、船位计划已经安排得极为紧张，设备供应、劳动力资源等也都处于满负荷状态。在中船集团的正确领导和指挥下，外高桥造船坚定不移地把握住加速发展海工装备、抢占高端市场的战略机遇，科学调配内外部各种资源，专心致志地开展“海洋石油981”号的建造工作。
“海洋石油981”号的建造技术极为复杂，其结构净重1.87万吨，舾装重量为1.2万吨，铺设电缆总长度为960千米，各种管线达3.5万根，报警点超过1.6万个，加工、安装、调试物量巨大，其系统集成工作量更是大型散货船的5倍以上。由于这是我国首次自主设计和建造深水海工平台，业主方、设计方和建造方都没有成熟的经验可以借鉴。外高桥造船以项目管理作为首要突破口，科学谋划管理模式，组建了200多人的海工部，对该项目的经营、设计、采办、建造、安全、调试等职能进行集中管理，确保了信息的及时畅通。同时，外高桥造船在开展国际合作、利用外国专家资源等方面进行了积极的探索，不仅保障了该项目的顺利完工，也提升了自身的海工项目管理水平。
为了尽快掌握深水半潜式钻井平台的关键技术，外高桥造船采用科研与工程相结合的方法，将相关重大设计、建造难点以子课题的形式归类分析，成立相应的攻关小组，及时总结经验并形成企业标准。同时，该公司挑选组织高素质专业人员对各子课题的研究成果进行提炼和深化，围绕“海洋石油981”号先后申报了7项国家技术专利，发表了8篇专业论文，培养出一支具有较高水准的海工研发团队。这支团队在国内首次突破了基于有限元数值分析的精度控制等核心关键技术，建立了超深水半潜式钻井平台总装建造和配套技术体系，达到国际先进水平。
为了保证平台的坚固安全，“海洋石油981”号采用了大量的高强度钢，加之上海地区空气湿度较大，给焊接作业带来了巨大挑战。外高桥造船研究出多种海工装备高强度厚板焊接技术工艺，其中裂纹指端扩展位移试验（CTOD）后来还被引为国家海工平台建造技术标准。整个“海洋石油981”号焊接加工的长度达到240千米，其中包括30千米的平面焊接和210千米的直角焊接，而从最后的报验结果看，其焊接质量检测合格率达到了100%。此外，“海洋石油981”号系国内首次采用船坞内总装建造方式建造的钻井平台，对分段建造的精度、吊装搭载的效率都提出了极高的要求。外高桥造船克服了船坞尺度不够、起吊能力有限等诸多困难，通过工法创新顺利实现了技术质量目标。在海上安装调试过程中，外高桥造船不仅顺利完成了8个大马力推进器的安装工作，还先后经受了“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，没有出现任何系统故障，充分证明其各项功能完全满足技术规格书要求，设计建造质量上乘。
通过长达4年的建造过程，外高桥造船在海工平台总装建造技术，特殊结构焊接技术，钻井系统、动力定位系统等关键系统的安装和调试技术等方面，初步实现了“引进一流技术、培育一流团队、打造一流海工”的目标，为企业加快调整结构、实施转型发展奠定了良好的基础。
运营可靠 为实现中国梦争光争气
2011年5月23日，“海洋石油981”号在上海被正式命名。中央领导对该项目的成功建造非常关心，时任国务院副总理李克强和张德江均作出批示，表示祝贺。时任上海市委书记俞正声专程来到外高桥造船视察现场。工业和信息化部部长苗圩也作出批示，对该平台的建成交付给予了充分肯定。
2012年5月9日，“海洋石油981”号在中国南海正式开钻，标志着我国从此具备了独立开展深水油气资源勘探的尖端技术能力。2014年7月15日，“海洋石油981”号结束在西沙中建岛附近海域的钻探作业，按计划顺利取全取准了相关地质数据资料。2014年8月30日，“海洋石油981”号在南海北部深水区陵水17-2-1井测试获得高产油气流，测试日产天然气56.5百万立方英尺，相当于9400桶油当量，这是中国海域自营深水勘探的第一个重大油气发现。
在过去的3年里，“海洋石油981”号不仅经受住了南海自然环境带来的各种考验，而且成为我国维护海洋权益和南海主权的一把“利器”。2014年5月，有国家干扰“海洋石油981”号在我国南海的正常作业，一度引起人们对该平台安全性的担忧。不过在项目参与者看来，这些国家的小动作，影响不了平台的安全，因为早在设计和建造之时，他们就考虑到了“海洋石油981”号与补给船发生摩擦和碰撞的可能性。他们认为，即便是三五千吨的船舶正面撞击“海洋石油981”号，也很难使后者发生倾覆等状况。
“海洋石油981”号采用的是锚泊定位和DP3动力定位的双定位系统设计，可根据海况条件自由调节和组合。该平台拥有12个15吨重的船锚，每个都可以产生800多吨的抓力，每根船锚链长1750米、重约280多吨，其中还加入了以高强度尼龙绳为主的合成纤维索，从而可吸收平台移动产生的能量。在实际使用过程中，即使遭遇风力在15级及以上的台风袭击，“海洋石油981”号也能做到“岿然不动”。同时，采用该双定位系统，每天可节约原油20吨、减少二氧化碳排放量63吨，对于节能减排和保护海洋生态环境产生了显著作用。
正是得益于在设计、建造过程中的精益求精和艰辛努力，从2012年正式开钻至今，“海洋石油981”号没有出现过任何安全问题。中国海洋石油总公司和检验单位CCS均认为，从总体来看，目前该平台的主要运行指标都达到了国际先进水平。
外高桥造船负责人表示，“海洋石油981”号投入运营以来取得的各项成果，表明外高桥造船的海工建造水平和能力得到了充分的检验和认可，从而打破了国外对深水半潜式钻井平台的技术垄断和市场垄断。而该项目获得国家科技进步奖最高奖，更彰显了“中船海工”品牌的价值。经略海洋，拥抱深蓝，科技引领，再迈高端。未来，外高桥造船将以“做强中国第一船厂”作为历史使命和责任，不断续写高端海工装备制造的新篇章，为把中船集团建成国内领先、世界一流的创新型海洋装备集团，为国家维护海洋权益、发展海洋经济、建设海洋强国作出更大的贡献。（