特别报道 | 利器锻成:看“梦想”号如何实现高效建造
◎ 胡琳 章茵 陈萍
“梦想”号是我国自主设计建造的首艘大洋“梦想”号,拥有“续航里程15000海里”“海上连续工作120天”“11000米钻探能力”等多个“超能力”,其满载排水量更是达到“42600吨”。
一般来说,要建造这样一艘大船怎么也要花上五六年的时间。然而“梦想”号于2020年5月完成初步设计,2021年11月启动建造,仅用两年多便实现了主体贯通下水,历时三年便正式建成入列。我们的“大国工匠”们是怎样一步一步建造这艘海洋地质调查的“神兵利器”的呢?
全船建造模式由分到整。建造团队把“梦想”号共划分了3个巨型总段、17个总段、280个分段,并分艏、艉两个巨型总段同时进行分区域建造。首次实现了7000吨巨型总段通过浮驳的方式异地转运,利用液压小车移动对接的方式进行整船合拢。这样的建造模式,大大减少了船舶整体的建造周期,为后续的设备安装调试、管路系统安装、电缆敷设等工程作业创造了有利条件。
精细化安装钻采关键设备。“梦想”号配备了全球首台兼具油气钻探和岩心钻取功能的液压举升钻机。该套钻机由我国科研机构联合国际顶级油气钻机企业共同研制,其安装方案也是“量身定制”。“梦想”号的上建部分是像搭乐高一样一段一段搭载的,而钻探设备的安装贯穿了钻台搭载的全过程。因此,在钻台搭载前后,均制定了详细的安装方案。通过大量计算,建造团队分析出最优的钻台合拢焊接顺序,以及提前确定在钻台总组时要加放的防变形量及精度补偿量。正是每一个环节的精细化落实,建造团队实现了整个箱式钻台的成功搭建。
层层敷设电缆线路。电缆好比船舶的“神经网络”,控制着全船的所有“运动”。“梦想”号敷设的电缆长度约1200公里,是同等大小的箱散船的10倍以上。此外,主船体被分为3个巨型总段,在总段合拢的时候要把一根根的“神经”精准接上,施工难度可谓呈几何倍数级增长。空间狭小、舱室复杂、设备多样等困难都是施工期间要克服的困难。工程技术人员会事先统计好所有电缆的数量、直径、敷设方向等信息,全船统筹考虑设计,最大限度预留电缆布置空间,根据区域划分图科学布置电缆路径。在实际施工时,工人把密集的电缆上下一层一层地进行敷设,最多的时候,要用到11层电缆托架才能把该区域的电缆铺好。
精巧运用模块化设计。月池机器上放的钻台区域空间有限,在这有限的空间里却要安装大量的钻采关键设备和管线,一般的方案是行不通的。建造团队针对钻采系统的4种钻探模式巧妙地分别建模,并对不同模式下的主要钻采设备进行单元模块化设计,实现了单元模块在切换作业模式时的快速组装和调试。
消防设备全船覆盖。“梦想”号配备了高压水雾系统,在实验室区域增加了七氟丙烷气体灭火系统,为实验室区域的众多高精尖实验设备的安全运行保驾护航。钻井及尾部燃烧臂区域均设置了水喷淋系统,为复杂的钻采作业区域提供消防保障。
“梦想”号建造团队创新突破了我国高新技术船舶建造技术工艺,坚持模块设计、精准计算、精细安装、保障安全。在建造团队的不懈努力下,“梦想”号已经正式入列,我国自主的超深水钻探装备设计建造技术体系进一步构建。
【作者单位:胡琳,广州海洋地质调查局;章茵、陈萍,中国地质图书馆(中国地质调查局地学文献中心)】
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