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超级航运工程系列——中远航运5万吨半潜船

发布于：2010-04-17 09:15:17 来自：水利工程/港口航道与海岸工程 [复制转发]

世界最壮观的海运任务
——中远航运5万吨半潜船 工程总投资：7亿元以上
工程期限：2008年——2011年

中远航运“泰安口”号20000吨级半潜船运输海上钻井平台构件，该构件重达7000吨以上。

半潜船（Semi-submersible ships）也称半潜式母船，是专门从事运输大型海上石油钻井平台、大型舰船、潜艇、龙门吊、预制桥梁构件等超长超重，但又无法分割吊运的超大型设备的特种海运船舶。主要分为无动力半潜驳船和自航式半潜运输船两类。其工作原理与潜水艇非常类似，所不同的是，潜艇可以全部艇身没入水下，而半潜船只要除船楼建筑以外的船身甲板潜入水下就可以了，这也是半潜船名字的来历。
　　上世纪70年代后，随着世界经济的发展，国际传统杂货海运完全打破常规，由常见的小包装（100公斤左右）件杂货向机械化工设备、大型车辆、大型工业结构件演变。进入90年代后，又逐渐出现超大型货物、整体构件、大型工业模块如海洋石油钻井平台、潜艇、游艇、军舰等这类货物，其重量、体积等都远远超出传统杂货的结构和技术规范。由此新建了大量半潜式运输船和用大型油轮改装的半潜船。
半潜船在工作时，会像潜水艇一样，通过调整船身压载水量，平稳地将一个足球场大小的船身甲板潜入5-30米深的水下，只露出船楼建筑。然后等需要装运的货物（如游艇、潜艇、驳船、钻井平台等）拖拽到已经潜入水下的装货甲板上方时，启动大型空气压缩机，用压缩空气将半潜船身压载水舱的压载水排出船体，使船身连同甲板上的承载货物一起浮出水面，然后绑扎固定，就可以跨海越洋将货物运至世界各地的客户手中了。
建造半潜船的技术比较复杂，此前只有欧洲企业能够设计建造此类船舶并垄断了国际海运市场。2000年10月12日，美国科尔（COLE）号宙斯盾导弹驱逐舰在也门亚丁港加油时遭恐怖分子袭击，船身中部被炸开了一个巨大的窟窿，失去了航行能力。由于当地修船的技术设施都未能达到要求，以及惟恐军舰在附近修理会再次遇到袭击或导致军机泄密等原因，美国人不得不花费巨资租用挪威公司新建的世界最大半潜船——BLUE MARLIN（蓝色马林鱼）号将重达8000多吨的科尔号运回美国本土修理。
2002年7月7日晚9时57分，造价3亿英镑的英国皇家海军“诺丁汉”号42型级驱逐舰，在澳大利亚东南洛德霍韦岛附近，撞上被称为“狼石”的巨礁上，经过几个月的打捞脱礁后，于10月29日花费1200多万英镑租用荷兰DOCKWISE航运公司的“天鹅号”半潜船将重达5000吨的军舰运回了英国，由此可见半潜船的重要性。

深圳高交会上展出的泰安口号18000吨级半潜式运输船及其运送的基洛级潜艇模型。
中国半潜船发展概况
中国是继荷兰之后第二个建造自航式半潜运输船的国家。1999年12月，中远航运股份有限公司向广船国际订造了“泰安口”号18000吨级半潜船，和姊妹船“康盛口”号。同时，台湾高雄造船厂为挪威船东建造了世界最大的半潜船BLUE MARLIN（蓝色马林鱼）号。（“口”字系列是中远集团对滚装船和半潜式船的命名方式）
“泰安口”号是中国大陆建造的第一艘大型自航式半潜运输船，由荷兰Vuyk Engineering Centre公司完成基本设计，然后由广船国际委托上海船舶研究设计院完成详细设计。2001年9月18日在广州广船国际下水，2002年12月18日交付客户首航。该船总长156米，型宽32.26米，型深10米，干舷吃水7.50米，航速14节，续航力13000海里，造价2.75亿元，挂中国旗，入挪威船级社（DNV）。拥有一个32×126米的装货甲板，总面积4065平方米，总载重量17550吨，甲板负荷18t/m2。全船共有43个压载水舱和2个浮箱，借助4台大排量低压螺杆式空气压缩机，每小时可快速压排水4500立方米，压入及排出压载时间少于4小时，可让开放式载货甲板垂直下潜至9米深度。可在海上承运重10000吨以上的货物。主要用于海洋托运大型钢结构件、海上石油开采平台、潜艇、军舰等。该轮在设计上符合无限航区要求，能够满足各种气候的海区(如北冰洋海区)。
2004年投入营运一年多的泰安口轮进行加宽技术改造，以使适货范围更广。经过改造的泰安口轮，由32.2米加宽到36米，载重吨由1.8万吨增加到20620吨。以更适货的技术规范承运了多项大型海上钻井平台。
在海洋尤其是深海海域中，要精确固位船身位置有一定难度，普通船舶需要抛锚定位。而泰安口轮配备有国际最先进的DP动态定位系统和SSP-5吊舱式全回转电力推进系统。机舱采用高自动化一人驾驶控制系统，可以实现按电脑设定的航线自动行驶。DP动态定位系统，通过卫星定位、高精度的位置传感器、风力风速仪、电罗经等各种参数的运算，可敏锐地进行动态定位，自动控制主推进器、侧推器，使船舶稳定定位在任何预先设定的位置。遥控整个压载水系统，使船舶保持合适的纵倾、稳性和摇摆周期。
泰安口安装有两套船艏侧推器，每套功率800KW。船尾两套SSP-5吊舱式全回转电力推进系统，总功率达2×4700KW，由德国SIMENS公司和Schottel公司联合研制，采用双螺旋桨形式，分别装在一加长轴的两端，转向相同。采用三台中压3900KW发电机组为两台4700KW吊舱推进器和两台800KW侧推器供电。为防止谐波对低压系统的影响，电力系统中增加了两台交流机组向低压配电板供电，实现了中、低压系统的电、磁隔离。
由于采用吊舱式电力推进器替代了传统的大型主柴油机、巨型舵叶推进形式，使得轻巧的螺旋桨可以360度回转，配合DP动态定位系统，能够控制船舶在极小的回旋半径和范围内灵活操纵，实现船舶精确定位，即使是遭遇8级风浪仍能不受影响。
姊妹船“康盛口”号与泰安口技术参数一致，于2003年8月28日在广州交船，8月29日首航前往新加坡装载Transocean公司的Ron Tappmeyer钻井平台到印度KUTCH湾。该平台长74米，宽61米，高134.44米，重达12500吨，属于超重、超长、超宽、超高的“四超"货物，下潜深度达到17米。10月17日运至印度，首航取得圆满成功。2008年8月，中远航运根据市场需要又对康盛口轮进行了加宽改造。
此外,中远航运公司还有一条名为发展之路(DEVELOPING ROAD)的半潜船子母船，该船1978年建造，长134.5米，宽 34.2米，总吨位13299吨，挂马耳他船旗。悬挂别国国旗从事营运，主要是为了降低经营成本、航行地域航线少受限制，有利于航运企业的经营。

2009年3月30日，中远航运5万吨半潜船开工仪式在广州黄埔造船长洲厂区举行。
中远航运五万吨半潜船
除了泰安口和康盛口外，2008年8月28日，中远航运委托广船国际建造的两艘5万吨新型半潜船，首制船正式在广州黄埔造船厂开工建造，该船预计将在2010年9月正式交付使用，届时将成为亚洲最大、技术最先进的半潜船。
5万吨半潜船是广州龙穴造船基地开建的第一艘海洋工程船，由广船国际和黄埔造船厂联手建造，两艘总造价约7亿元。该船采用数字化操控、双独立机舱、双螺旋桨、电力推进等先进技术，总长216.7米，型宽43米，型深13米，装货甲板长178米、宽43米，总面积超过1个标准足球场，载重量50000吨；上浮满载货物吃水9.68米，下潜吃水26.8米，配有DPZ级动力定位系统，设计航速14节，续航力达18000海里；全船压载舱容量达8万吨，压载水舱达90多个，借助大型空气压缩机压载时间仅需4小时；该船主电网为6600V，60HZ中压电网；全船结构设计上己考虑日后稍加改装，即可增大尺度和载重量。能以下潜方式装运重3万吨、重心高25米的钻井平台，还可通过船侧或艉部将重2万吨的成套设备装船。
该船船体为钢质全焊接结构，带球鼻艏，配双桨双舵和双艏侧推，四台主柴油机发电和电力推进，船型为重载甲板船，全船用板量两万余吨，主船体钢板厚35毫米，高强度钢用量大，在建造过程中对电站调试、船体焊接、密性试验等方面有较高要求。按照合同，首制船将于2010年9月30日前交付。另一艘姊妹船2009年3月30日在黄埔造船长洲厂区开工建造，预计2011年3月30日交付使用。至2009年8月31日，5万吨半潜船首制船船体首个分段（机舱后段底部分段）已经吊装进坞搭载。这标志着该船由分段制造转入实质性分段搭载总装阶段。
近年来，随着全球石油消费快速增长，油价屡创新高，深海油气工程投资方兴未艾，钻井平台、油气生产设备等相关设备的运输需求快速增长。而目前全球适合海上大型平台运输的自航式半潜船仅有19艘，运力严重不足。而目前全球5万吨级别以上半潜船只有10条，除中远航运外暂无其他新船订单，这10艘半潜船中有6艘为平均船龄超过21年的单壳油轮改造而成，2艘为船龄19年的杂货船改造而成，剩余2艘也是预计2013-2014年将要退役的老旧船。中远航运这两艘5万吨新型半潜船投入使用后，具有广阔的市场前景。目前，公司已签订68项大型海上工程设备运输合同，合同档期已排到2010年。

荷兰DOCKWISE公司旗下MIGHTY SERVANT 3号半潜船，总长181米，宽40米。船上运送的这个平台有14000吨。
世界半潜船市场概况
目前世界上主要有四家公司经营半潜船业务，处于寡头垄断状态。除了中远航运外，另外三家是荷兰道克维斯（DOCKWISE）航运公司、挪威OCEAN HEAVYLIFT(OHT)公司和荷兰FAIRSTAR公司。
荷兰DOCKWISE公司成立于1994年，是目前世界最大的多用途海洋重型运输公司，有各类半潜船共计22艘，载重吨合计78.3万吨。其中5艘为运送游艇专用，6艘为改装油轮（T系列），9艘为开放式甲板，平均船龄为22年。其中船龄超过20年的有19艘，多数将在10年内退役。2006年12月23日，Heerema（76%）和WW（24%）把其持有的Dockwise股权全部出售给全球著名的私募基金管理公司3i，成交价格超过7亿美金。3i决定Dockwise当时的管理团队继续管理公司。
挪威OCEAN HEAVYLIFT(OHT)公司现有半潜船4艘，全部为油轮改造而来，载重共计1.73万吨，平均船龄23年。第一条由油轮改装而成的半潜船“Eagle”轮于2006年11月下水投入营运。第四条船“Hawk”轮于2008年10月下水投入营运。
荷兰FAIRSTAR公司成立于2005年7月8日，总部位于鹿特丹。该公司将两条半潜驳船改造成带有自航能力的半潜船。其中“Fjord”号轮，船龄8年，载重24500吨，2008年初交付使用。“Fjell”号轮2008年底交付，船龄也是8年，载重19300吨。
其他潜在竞争对手主要是挪威SEAMETRIC、荷兰ROLLDOCK、COMBI-LIFT三家。其中挪威SEAMETRIC投资5亿元人民币，在中国建造全球首台起吊能力2万吨的双承重吊船，以及两艘35000吨级半潜运输船，不过因金融危机，该公司目前陷入困境。荷兰ROLLDOCK目前订造了8艘8300DWT和4艘10000DWT的半潜式重件运输船，首条于2009年初交付使用。COMBI-LIFT订造了4艘11000DWT的半潜式重件运输船，目前已下水了2条。
此外，还有一个特殊的竞争对手是中国振华港机集团。1998年以前，荷兰DOCKWISE公司的半潜船，垄断了全球港口机械远洋运输。振华港机建造的港口机械均要花费巨额资金租用其船舶运至欧美。既贵又不准时，还屡屡加价。逼得振华港机一口气建设了22艘六万吨级整机运输船，将荷兰DOCKWISE挤出了港口机械运输市场。面对传统市场萎缩，荷兰Dockwise抓住深海油田开发的机会，将半潜船逐步深度介入石油钻井平台市场。而振华集团在近两年也开始迅速进入半潜船运输市场，目前改建的半潜船有四艘。
2006年,墨西哥湾受到两场飓风毁坏的113个石油钻井平台多数需要移往韩国等亚洲地区修复,而且随着近海石油资源逐渐枯竭,开采远海石油的大型海上钻井平台需求迅速增长,因此半潜船业务也进入繁荣期。

蓝色马林鱼号半潜船2004年在韩国船厂改装之前的样子。
世界最大半潜船
荷兰DOCKWISE公司旗下BLUE MARLIN（蓝色马林鱼）号半潜船，是目前世界最大的半潜船。由台湾中船集团高雄小港造船厂建造(HNO.725)，2000年4月交付，最初为挪威奥斯陆海上重型运输公司所有，2001年7月6日转卖给荷兰DOCKWISE公司。该船长217米，宽42米，吃水10米，无遮拦装货甲板长178.2米，面积7215平方米，主发动机功率12640千瓦，2台推进器功率各为2000千瓦，总吨位57000吨级，航速14.5节，航程25000海里，船员55人。该船还有条姊妹船，叫BLACK MARLIN号，也是57000吨级。
2004年，蓝色马林鱼号在韩国现代蔚山尾浦造船厂经过3个月改装，将船身加长7.5米，达到224.5米；船身加宽21米，达到63米；型深13.3米，总吨位提高到76410吨。正常吃水10米，最大下潜深度28.4米，船尾甲板最大淹没深度16米。无遮挡甲板面积增加到11227平方米，甲板负荷27.5t/m2，能运送73000吨以下的货物，航速13.3节。推进主机改为2台Azimuth吊舱式推进器，每台Azimuth功率为4500KW，可360度旋转，能提供运载重大件货物时极佳的操纵性和耐波性。

1999年11月2日，荷兰Dockwise公司的“Mighty Servant 2”号半潜船在印尼触礁沉没，有5名船员遇难。
世界最危险的海运任务
半潜船建造复杂，而使用过程更是凶险异常，由于装载的都是成千上万吨重的超大型部件，重心高，稳性差，易受风浪打击。稍有不慎就会造成船毁人亡的严重事故。因此在每个航次前,都必须用专业软件计算船舶装载运输过程中的各种数据，以控制风险。
1999年11月2日，荷兰Dockwise航运公司的“Mighty Servant 2”号半潜船在印尼海域触礁沉没，当时有5名船员遇难。2006年12月6日上午，装载着钻井平台“Aleutian Key”号的荷兰Dockwise航运公司的半潜船“Mighty Servant 3”号在安哥拉Luanda港水域作业时意外沉没。事故发生时海面风平浪静，但从事故发生到半潜船沉没仅30分钟。“Mighty Servant 3号”上21名船员都被救出。钻井平台“Aleutian Key”号也安然无恙，钻井平台上83名乘员无一伤亡。

在国外同行屡屡失手的时候，2003年2月，中远航运泰安口轮首航从印尼顺利承运重约3000多吨的新型船坞抵达韩国，标志着中远航运成功进入了海上工程设备运输市场。
2003年5月，泰安口轮第二航次，从新加坡成功运载Atlantia公司的Seastar收紧式海上钻井平台(长98 x宽98 x高36米，重5800吨) 到美国得克萨斯州Corpus Christi。这是新加坡有史以来首次建造的超大型深海石油开采设备，也创下了中当时中远航运货物单件重量最大的记录。
2003年7月，泰安口轮在越南现代造船厂装载马来西亚Talisman公司的大型石油天然气钻井平台中央处理模块（TOPSIDE）到泰国湾，该模块长60米、宽32米、高64.2米、重心高度30.35米、重10900吨、造价近9亿元人民币。然而由于货主故意少报了货物重量，导致该钻井平台模块滚装过程中稳定性极差，严重影响船舶和货物的安全。技术人员经过测算后，认为原因是货物重量多出100多吨。船长几次与货主协商，要求采取减轻货重措施，但对方却说超重问题是由船舶水舱存水量不准所致。为了用事实说服货主和厂方，三方人员组成联合核查组，把水舱逐个打开，核查存水量，最后所得的数据充分证实了船员的计算是完全准确的。货主不得不接受了船长的建议，将平台高处120多吨淡水排出，减低了重心高度，最终顺利完成了海上定位安装。
2004年1月，泰安口轮第四次任务，采用潜装潜卸方式，从韩国三星船厂运载Conoco-Phillip公司的Magnolia收紧式钻井平台模块到美国Corpus Christi，该模块长85米，宽85米，高45米，重10900吨。泰安口轮不仅要将这一庞然大物顺利承运到目的地，而且还要在海上与钻井平台支柱进行以厘米计的高精度动态定位对接。在全体船员努力下，运用DP动态定位系统，创造了一次成功的纪录。
随后在第5航次中，泰安口轮要在美国密西西比河航道内装载长64米、宽29.98米、高13.6米、重4678吨的海上天然气生产加工平台和长30米、宽28米、高10米、重量2771吨的控制平台。由于内河航道狭窄，过往船只频繁，潮水流速较大，下潜装载时又不准封航，还需进行2次下潜作业。可以说操作起来异常复杂。货主对此十分担心，专门请来10多位国际专家进行专题论证。为了消除货主的忧虑，时任船长主动向货主和专家介绍船舶的先进性能及泰安口轮的装载经验，在船员齐心协力下，克服了风大、流急、来往船只频繁等诸多不利因素，顺利将货物装上了船舶，赢得了货主和专家的称赞。
在泰安口轮投入营运前，世界超大型货物运输市场一直被欧洲国家所垄断。在中国海运商的努力下，成功打破了这个局面。2004年9月，在世界最大石油企业—埃克森美孚石油公司对泰安口轮审核过程中，2名特派随船国际资深审核员以苛刻方式对407项内容进行了严格审核，最终以90.7高分通过，成为中远系统第一艘通过埃克森美孚高级客户第二方管理审核的船舶。
2006年8月14日,泰安口的姊妹船——康盛口轮，只用了约8小时，在韩国蔚山成功滚装海上重达6386吨的石油平台PUQC，创下了世界同类船、同类货物滚装新纪录。整个装载过程只用了7小时54分钟，比计划的装载时间缩短了3个半小时，同时也创造了滚装同类货物的新纪录。
　　2009年1月3日上午，中远航运新型半潜船泰安口轮在马来西亚，利用DP动态定位系统将高94米、宽102米、重约12900吨的BOA项目上层模块定点安装成功，再次刷新了半潜船DP安装作业单件货物重量的历史纪录。