本刊記者 崔 燕

提起我國海洋工程裝備，也許大家首先想到的是“海洋石油981”深水半潛式鉆井平臺。但在此之前，有一艘被譽(yù)為“中國現(xiàn)代海上工程標(biāo)志”的半潛式鉆井平臺投產(chǎn)37年來至今仍然屹立在我國海南三亞灣海域作業(yè)，她就是我國自行設(shè)計和建造的第一座半潛式鉆井平臺“勘探三號”，曾獲得1985年度國家科技進(jìn)步一等獎、1986年度國家金獎、交通部“重大科技成果一等獎”等殊榮，并且同時具有船舶檢驗局（中國船級社）和美國船級社頒發(fā)的入級證書。她的建成投產(chǎn)不僅對中國造船業(yè)來說是一個重要突破，更對我國海上石油開發(fā)具有重要意義，同時也推動了船舶檢驗局海洋工程檢驗業(yè)務(wù)的興起和發(fā)展。

1982年，船檢局完成“勘探三號”圖紙審查以及主題結(jié)構(gòu)的建造檢驗

海工裝備建造開啟自主建造模式

我國海洋石油的勘探開發(fā)始于上世紀(jì)60年代初，當(dāng)時的石油部提出“上山下海，以陸推海”的海洋石油發(fā)展戰(zhàn)略。1966年12月31日，中國第一座海上平臺屹立在渤海灣，1967年6月14日，喜獲工業(yè)油流，從此揭開了中國海洋石油勘探開發(fā)的序幕。

上世紀(jì)70年代，隨著我國對大型船舶以及海洋工程裝備需求的增加，1971年11月30日，我國第一座30米自升式海上石油鉆井平臺“渤海一號”在大連造船廠建成交付。

改革開放后，我國更是加快了海洋石油工業(yè)發(fā)展的腳步。對此，國務(wù)院機(jī)械工業(yè)委員會專門成立了海上石油開發(fā)設(shè)備領(lǐng)導(dǎo)小組，在立足國內(nèi)開發(fā)近海石油的同時，針對海洋石油勘探開發(fā)投資高、風(fēng)險大、技術(shù)復(fù)雜等特點，在堅持獨立自主、自力更生的原則下，中國海上石油勘探開發(fā)可以采取平等互利的貿(mào)易方式，與外國石油公司建立商務(wù)關(guān)系，開展對外合作。

然而，要想加速我國海洋石油的勘探開發(fā)，所需要的海工裝備則必不可少。由于海上探油與陸地不同，對設(shè)備的要求非常專業(yè)，當(dāng)時我國還沒有這樣的設(shè)備，曾一度打算從國外進(jìn)口或租用專門的海上石油鉆探船，但外國石油公司不是要價極其昂貴，就是提出派專家作業(yè)和共享探勘資料等要求，伺機(jī)掌握我國的海洋石油資源數(shù)據(jù)。為了開展海洋石油勘探，決定建造一艘屬于我們自己的鉆井船。

談到“勘探三號”的設(shè)計和建造。其實早在1971年，國家計委就曾提出設(shè)計一艘單體中心轉(zhuǎn)筒拋錨式鉆井船的任務(wù)。為此，由708所、海洋地質(zhì)調(diào)查局與上海船廠三家單位共同聯(lián)合成立設(shè)計組，在1974年提出5個設(shè)計方案，經(jīng)過最終評選決定采用半潛式鉆井平臺這一建造方案。

據(jù)了解，半潛式鉆井平臺較自升式鉆井平臺的抗風(fēng)浪性能更好，并且可以在較深海域進(jìn)行鉆探作業(yè)。但缺點是半潛式鉆井平臺技術(shù)更為復(fù)雜，體積龐大，當(dāng)時世界上只有少數(shù)造船工業(yè)發(fā)達(dá)的國家能夠建造，且造價非常昂貴。對我國造船工業(yè)來說，不僅缺乏經(jīng)驗，而且包括六機(jī)部和交通部在內(nèi)所有現(xiàn)有的船臺、船塢、建造場地、設(shè)備，按照傳統(tǒng)的造船工藝，都沒有條件建造此類海上特種用途的半潛式鉆井平臺。

記者查閱了當(dāng)年“勘探三號”的設(shè)計和建造檔案資料，該平臺是中國第一座半潛式鉆井平臺，隸屬中國石化集團(tuán)上海海洋石油局，由708所、海洋地質(zhì)調(diào)查局和上海船廠三家單位合作完成設(shè)計和建造。

據(jù)了解情況的老船檢人介紹說，“勘探三號”半潛式鉆井平臺的設(shè)計方案是所有合作單位共同完成的，設(shè)計建造標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格按照船舶檢驗局1982年頒布的《海上移動式鉆井船入級與建造規(guī)范》，并且滿足國際海事組織（IMO）可移式海洋鉆井裝置（MODU）規(guī)則的規(guī)定。在設(shè)計中，設(shè)計師更是對每一個節(jié)點都作了精心研究，主體結(jié)構(gòu)、總體布置以及主要尺度和參數(shù)，方案初步確定后，更是開展了各種模型的試驗，包括平臺的運(yùn)動特性試驗、海流力試驗及大量的計算工作，在此基礎(chǔ)上最終確定了平臺的形狀和主尺度。

探勘三號正在建造中

“勘探三號”平臺為矩形、雙沉墊、非自航半潛式鉆井平臺，總長91米，寬71米，由6根大型立柱、一座箱式甲板、一座高聳入云的井架和兩只潛艇式的沉墊組成。從沉墊底部到平臺上的甲板有35.2米，相當(dāng)于一棟12層高的樓房，如果再加上井架頂部的高度足有100米，看上去很像一座島嶼一樣。

“神仙工藝”+“奇妙吊裝”

1979年11月，隨著沉墊分段開始放樣下料，“勘探三號”建造工作在上海船廠全面啟動。

上海船廠的前身是英商英聯(lián)船廠和招商局機(jī)器造船廠，1954年并入交通部，1982年6月，由交通部劃歸中國船舶工業(yè)總公司領(lǐng)導(dǎo)，1985年3月改名為上海船廠。新中國成立后很長一段時期，上海船廠的主體業(yè)務(wù)以修船為主，長期積累的技術(shù)經(jīng)驗，為工廠自行設(shè)計制造新船奠定了堅實的基礎(chǔ)。在這里曾經(jīng)創(chuàng)造過很多中國第一。

建造“勘探三號”的最大困難是如何把面積4200平方米、重達(dá)2000余噸的大型平臺甲板，在相當(dāng)于12層樓高的空中與6根直徑9米的巨型立柱準(zhǔn)確定位合攏。據(jù)了解，當(dāng)時國外有三種建造方法：一是下沉法。在水深30米以上的天然無風(fēng)港內(nèi)，沉墊、立柱沉入水下，再與水面上的平臺甲板合攏。二是吊裝法。沉墊和立柱先在特殊船臺上或船塢內(nèi)合攏，然后用大型浮吊把平臺甲板分段，依次吊至立柱上進(jìn)行高空合攏。三是液壓頂升法。在合攏水面打入直徑1.8米，長70米的合金鋼管樁8根，在樁上安裝液壓千斤頂，把平臺甲板頂?shù)揭蟮母叨?，再與立柱、沉墊合攏。

但當(dāng)時國內(nèi)既沒有這樣的場地和設(shè)備，也沒有這樣的條件。這一難題一直困擾著時任上海船廠設(shè)計科科長的祝源鈞。祝源鈞，1948年畢業(yè)于上海交通大學(xué)造船工程系，長期從事造船技術(shù)工藝工作，在長期的生產(chǎn)實踐中積累了豐富的經(jīng)驗，在造船理論上具有很深的造詣和開創(chuàng)性智慧。

一天，他走在海邊的沙灘上，突然看到海面上正在救人的場面，救生圈一沉一浮，突然的靈感，觸發(fā)了他的思路，于是連奔帶跑趕回去，奮筆疾書地寫起來，這就是“浮力頂升法”的雛形。在上海船廠附近寬廣的黃浦江面上，采用三只方駁，類似浮碼頭，也稱之為“工裝駁”，以及在船臺上建造并已下水的兩只沉墊（鉆井平臺底部兩只下浮體，每只90米長×14米寬×6米高），作為水上合攏、組裝整座鉆井平臺的工裝設(shè)備。這個方案的巧妙之處在于，在水面上的浮力調(diào)節(jié)三個“工裝駁”和兩個“沉墊”之間的吃水差，巧妙地把每根9米×25米高的6根立柱分成若干段，用一段一段疊加焊接頂升方法在水面上把一個相當(dāng)于足球場大小的甲板平臺頂升至距沉墊25米高的位置，然后同兩個沉墊合攏組裝焊接成一體，成為整座海上鉆井平臺。這一極具開創(chuàng)與創(chuàng)新的工藝，得到了當(dāng)時上海船廠各位領(lǐng)導(dǎo)以及廣大工程技術(shù)人員、工人師傅的傾力支持。

1981年7月4日，我國著名科學(xué)家錢偉長會同幾位有關(guān)力學(xué)專家，專程赴上海船廠考察“勘探三號”建造中的“浮力頂升法”。經(jīng)現(xiàn)場實地調(diào)研，錢偉長充分肯定了這一獨創(chuàng)性的先進(jìn)工藝，并指出：“要采取措施保護(hù)我國科技人員的這一創(chuàng)舉。

在“勘探三號”建造過程中應(yīng)用的“浮力頂升法”這一建造合攏方法，經(jīng)實踐證明，是科學(xué)、合理且成功的，為國家節(jié)省了大量的基建投資，引起了國內(nèi)外專家、媒體的高度關(guān)注。

“勘探三號”平臺主體部分建造完成后，高聳入云的井架安裝也是一道難關(guān)，井架自身高度為56米，重105噸，要將它豎起來安裝在近40米高的鉆井平臺上，也就是說井架頂端位于水面高度至少要90米，可當(dāng)時上海最大的500噸浮吊最大的高度只有64米，該怎么辦？上海船廠派出安裝車間和起運(yùn)車間精兵良將組成突擊隊，日夜戰(zhàn)斗，制定周密和詳細(xì)的吊裝方案。經(jīng)過一系列周密的計劃和準(zhǔn)備后，一個全新而完整的整體吊裝方案形成了。

1984年3月27日清晨，隨著現(xiàn)場指揮號聲的響起，“向陽4”號浮吊漸漸挨近井架，將吊鉤系在井架腰間徐徐升起，提升到60多米高時，忽見井架身子一斜，浮吊頂端的把桿頭不偏不斜地插入井架第六節(jié)的框架內(nèi)，然后浮吊嫻熟地轉(zhuǎn)了個方向，將井架從碼頭舉到“勘探三號”平臺上就位安裝。一連串動作，錯落有致，一氣呵成，像變魔術(shù)一般，后來，這次整體井架吊裝為上海船廠稱為“奇妙的吊裝”。

“勘探三號”整體建造已初見雛形。接下來更重要的工作就是各種設(shè)備的安裝和調(diào)試。這座具有國際先進(jìn)水平的鉆井平臺，技術(shù)含量很高，船上各類裝備860臺，共計8600多臺件，全部安裝工程相當(dāng)于3艘萬噸級船舶的機(jī)電工程量。另外，該平臺上設(shè)有地質(zhì)樓、報務(wù)室、應(yīng)急發(fā)電機(jī)室、水文氣象室、中心控制室和居住室等現(xiàn)代化的生活設(shè)施，水電通訊一應(yīng)齊全，甲板頂還有可供直升飛機(jī)起降的停機(jī)坪，以及一應(yīng)俱全的現(xiàn)代化生活設(shè)施。

統(tǒng)計顯示，在設(shè)計建造“勘探三號”的整個過程中，上海船廠的建設(shè)者同心協(xié)力、群策群力，共提出合理化建議和技術(shù)改進(jìn)144項。

海工裝備檢驗業(yè)務(wù)的發(fā)展

隨著我國沿海大陸架石油和天然氣的開發(fā)，也帶動了船舶檢驗局海洋工程檢驗業(yè)務(wù)的全面開啟。船舶檢驗局開始全面規(guī)劃海洋工程檢驗業(yè)務(wù)的發(fā)展，組織力量設(shè)立海洋工程檢驗專業(yè)領(lǐng)域的隊伍，開始著手研究制訂相關(guān)規(guī)范和規(guī)章制度，先后公布了《移動式平臺檢驗暫行辦法》《移動平臺規(guī)范》《固定平臺規(guī)范及平臺安全規(guī)則》等。改革開放以后，隨著海洋工程檢驗業(yè)務(wù)的增加，船舶檢驗局開始擴(kuò)大國際交往，派員赴國外接受培訓(xùn)，為全面開展海洋工程檢驗服務(wù)奠定了堅實基礎(chǔ)。

在我國引進(jìn)外資開發(fā)海洋石油的形勢下，外國船級社隨同外國石油公司陸續(xù)進(jìn)入我國海洋石油工業(yè)領(lǐng)域。為此，船舶檢驗局與有關(guān)船級社在簽訂船舶技術(shù)檢驗合作的基礎(chǔ)上，進(jìn)而簽訂有關(guān)海洋工程檢驗合作的協(xié)議，開啟與外國船級社在海洋工程檢驗領(lǐng)域的全面合作。

據(jù)當(dāng)年知情的老船檢人講，對“勘探三號”半潛式鉆井平臺進(jìn)行建造和入級檢驗是船舶檢驗局開展近海工程業(yè)務(wù)發(fā)展的重要項目之一。

“勘探三號”半潛式鉆井平臺設(shè)計圖紙的審查以及主體結(jié)構(gòu)的建造檢驗工作于1982年完成，船舶檢驗局在“勘探三號”的建造入級檢驗中做了大量的研究和計算工作。其中，包括應(yīng)用大型電子計算機(jī)進(jìn)行總體強(qiáng)度計算；選定假定鉆井船撐結(jié)構(gòu)斷裂及拖航中劇烈搖擺等十三種工況進(jìn)行強(qiáng)度校核，從而保證該平臺在中國各海區(qū)可能遭遇的任何惡劣海況時的結(jié)構(gòu)安全。船舶檢驗局驗船師對該船主體結(jié)構(gòu)重要節(jié)點的結(jié)構(gòu)形式、負(fù)荷傳、鋼材選用、焊接工藝及無損探傷等方面提出了詳細(xì)意見，使該船的38個重要節(jié)點均具有良好的抗疲勞特性和工藝性能，這些節(jié)點百分之百經(jīng)過磁粉探傷及超聲波探傷，全部合格?！翱碧饺枴睉{借安全可靠的建造工藝，以及先進(jìn)的設(shè)備，完全達(dá)到20世紀(jì)70年代國外同類海上石油鉆井平臺的先進(jìn)水平。

“勘探三號”半潛式鉆井平臺

“勘探三號”半潛式鉆井平臺

據(jù)當(dāng)年參與聯(lián)合檢驗工作的驗船師介紹，參與聯(lián)合檢驗工作更加考驗驗船師的技術(shù)服務(wù)能力，驗船師不僅要熟悉相關(guān)規(guī)范的要求，還應(yīng)該勇于說出自己的觀點，在平臺建造過程中，遇到問題的時候能夠快速地幫助船廠解決。

1984年6月，在各方共同努力下，“勘探三號”系泊試驗、遠(yuǎn)程拖帶及海上綜合試驗取得成功。1984年7月7日，歷時近10年，歷經(jīng)無數(shù)艱難曲折和困難的“勘探三號”，終于在上海船廠建造完成，正式交付上海海洋石油局。

現(xiàn)如今我們看到的“勘探三號”鉆井平臺，曾于2007年在友聯(lián)船廠經(jīng)過生活區(qū)改造，2009年經(jīng)過結(jié)構(gòu)改造，2012年進(jìn)行了鉆井設(shè)備、壓載系統(tǒng)以及高壓管線升級改造之后，正在我國南海海域進(jìn)行鉆井作業(yè)，該平臺投產(chǎn)37年來，足跡遍布我國東部和南部海域、緬甸海域及俄羅斯薩哈林海域，與國內(nèi)外石油天然氣公司合作，先后在東海、南海海域發(fā)現(xiàn)諸多油氣田，為我國勘探開發(fā)出海上高產(chǎn)油氣田立下赫赫戰(zhàn)功，是我國名副其實的大國重器。