近海油田三用工作船改建及其经济性分析

黄智翔，沈达博

（舟山市港航管理局，浙江舟山 316000）

近年来受国际金融危机的影响，船舶市场整体走向低谷，而各国能源的储备并没有受大气候的影响，特别是海洋石油开采工业，与之相关的海洋平台工作船的需求量逐年增加，前景十分广阔。我国是一个贫油国家，在当前金融危机的影响下，抓住机遇，增强我我国能源储备，大力发展海洋平台工作船的设计、建造能力，对于今后国家的经济发展有着积极而深远的意义。

海洋平台工作船设备、系统功能复杂、布置密集、操作要求高、设计和制造难度大，被公认为高技术、高附加值船舶，其关键技术设计及重要设备长期以来由欧美垄断。中国是目前世界上造船工业发展最快的国家，但还不具备高技术海洋平台工作船的自主研制能力，核心技术受制于人，与国际先进水平的差距较大。而机电设备国产化率低，船用关键设备依赖进口造成了整船价格高昂。因此，掌握三用工作船的改装技术显得尤为重要。

1 设计特点

1.1 三用工作船概述

近海油田三用工作船主要用于中国近海拖航作业，能进行钻井平台等的拖航工作，能对外供油、钻井水、饮用水、干散货、泥浆、盐水和甲板货物，并具有对外消防功能。为全钢质、焊接结构，B级冰区加强，前倾式船首，带球鼻首。船舶在机舱货舱区域的构造为双壳结构，从首尖舱壁到货舱后壁区域设双层底。船舶设有2个可调螺距螺旋桨作为主推进器，2个襟翼舵[1]，艏部2个侧推，艉部1个侧推。驾驶室前后均设操纵台，可360°全视角察看。

1.2 船型及主要要素特点

该船的母型船也为适合于近海油田作业的三用工作船，母型船是性能及布置十分优秀的成熟船型；考虑到船东对于甲板载货面积、液舱容积、船舶航速、操纵性能等的要求，新设计船总长定为77.0 m；考虑到在拖带作业中会受到拖缆横向的急牵力而产生大的横倾，为保证横稳性船宽一般较大，型宽定为18.0 m；考虑到采用全封闭的机舱设计，机舱及货罐舱内净空要保证，型深定为7.5 m。

该类型船设双壳保护，在液舱布置时引入了清洁设计的理念，在双底及双壳中全部布置钻井水，燃油舱布置在双壳保护以内，满足“燃油舱保护”的要求。通过货舱和液舱的合理优化布置，该船燃油舱、淡水舱、钻井水舱等液舱容积均具有很好的经济指标。

在货舱布置方面，该船的泥浆舱和燃油舱布置在双壳保护内部，5个散货罐全部摆在船舶中心线上，纵向沿船长方向合理布置，较沿船宽方向布置的方案相比有更大的优势：在装卸货时对船的浮态影响小，对罐体的支撑强度要求降低，使管系及轴系布置更加合理，而且节省货舱空间，从而增加了该类型船的液货装载量，提高了经济性。

1.3 推进系统选型特点

该类型船采用4台1 471 kW的中速柴油机，水平偏置主机齿轮箱2台，PTO接轴带发电机和对外消防炮。该类型船经综合考虑选用的是四机双桨方案，其理由如下：四机双桨方案较双机双桨方案更加经济，选用四台较小主机，使排气管尺寸减小，虽然数量增加，但排气管的布置将更加方便合理。多台主机设置，也为增加了主推进方系统冗余性，使航行的安全性得以增加。

该类型船推进系统设2套独立推进系统。每套系统由2台1 471 kW的中速柴油机1台减速齿轮箱、1个带导流罩的可调螺距螺旋桨和1个襟翼舵组成。

1.4 机电配置特点

该类型船的主要轮机设备选型均为国产设备，电气系统除通讯导航设备选用进口品牌外，也全部采用国产品牌。其价格和同类型进口设备有着巨大优势，同时对近海油田工作船的改建具有指导意义，与该类高端的出口平台供应船相比，完全满足该类船舶对海洋石油平台供货、供水、供油、人员输送、平台操锚、拖带等基本功能。

该类型船主要轮机设备配置如下：

考虑锚泊甲板面积比较小，锚机采用1台电动液压组合锚机。拖缆机卷筒负载～200 t，制动力～340 t[2]。该类型船配置淡水、钻井用水/压载水、燃油、泥浆、盐水和散料输送系统等货物系统。吊运设施，在甲板上配置了以便吊运货品、钻具或用于救助货物吊。该类型船还配备了2台外消防泵，具有对外消防功能。

在电气配置方面，该类型船的监控方式采用MCC（机舱集控室连续有人值班对机电设备进行监控）+BRC（驾驶室控制站对主推进装置及其他有关装置进行遥控），这种监控方式自动化程度虽然不如AUT-0（推进装置由驾驶室控制站遥控，机器处所包括机舱集控站周期性无人值班）+OMBO（仅一人在桥楼操纵船舶），但价格要便宜很多。当然，也考虑到不会以牺牲船舶本身最基本的安全性和机动性为代价来提高其经济性。为了满足在靠离码头和在平台装卸货时操纵的便利性和安全性，配备了主令联合操纵装置（Joystick）。该装置综合协调和控制主推、侧推和舵机的动作，一个单手柄就能独立控制船态，这在船舶向石油平台进行装卸货时显得尤为方便。该装置使得驾驶者更容易的操纵船舶，而没有配备该系统的船舶驾驶者就必须同时考虑控制主推、侧推和舵。这样一来就大大减少了驾驶者人为误操作的可能性，从而对船舶和石油平台都起到了更好的保护作用。

1.5 布置优化特点

该类型船舱室布置也是经过了合理构思和安排。如机舱布置、主机布置是四机双桨方案，两台主机并车，然后由齿轮箱输出。其比较特殊的布置是2台主机是前后布置，靠中间的布置的主机通过高速轴和齿轮箱相连，比2台主机并排布置，使主机的操作和维修空间更加合理，同时更加有利于主机散热。主机备用泵设置，主推进系统采用的是四机双桨方案，在有多台主机的情况下，根据规范要求，可以不设置主机备用泵，仅设置备品泵即可满足规范要求。同时，冷却系统没有采用中央冷却系统，而是由海水直接冷却相关设备，使冷却效率增加，同时减少了中央冷却器，和大型的海水冷却总泵和淡水冷却总泵。

驾驶室布置的原则是既便于观察驾驶室外部的信息，又方便各工作站上的操作员相互合作，以有效安全的利用驾驶室的资源。因此，特别注意驾驶室至工作甲板、烟囱的布置、工作站的布置及工作站的视野。驾驶室布置具有环视野、360°无盲区的特点。

在驾驶室内设一前一后2个功能相同的操纵台，每个操纵台设有对推进装置、侧推装置、舵机、导航设备、VHF、报警板和通讯设备等进行监测和控制的设备。有所不同的是，后操作台上将设置一套电视监控系统和一套拖缆机的控制系统。这样便于驾驶室人员在操纵拖缆机时能实时的观察到拖缆机的工作情况，增加了船舶操锚、拖带作业的保险系数。

2 经济性分析

2.1 市场前景

海洋工程辅助船种类繁多、市场庞大，今年大量平台的交付将导致这些船需求趋紧，三用工作船和平台供应船的需求将不可低估。根据有关专业机构分析，由于世界造船市场的周期演变，以及世界性造船能力的过剩、人民币汇率调整等因素，目前船舶市场将出现“拐点”，进入下行调整期。

在形势变得严峻的同时，海洋工程市场却是充满希望。由于世界范围内的石油能源紧缺，使得海洋开发活动加强，海洋石油工程也迎来了其前所未有的发展机遇，各类平台、平台服务工作船舶的租金和利用率上升。

2008年2月21日，在国家海洋局发布的《国家海洋事业发展规划纲要》中也明确提出，海洋产业要调整结构、优化布局、扩大规模、注重效益、提高科技含量，实现持续快速发展。海洋工程装备制造要重点发展海洋钻井平台、移动式多功能修井平台、海洋平台生产和生活模块、从浅海到深水区导管架和采油气综合模块、大型工程船舶、浮式生产储油轮。

因此，不论是从市场的未来需求来看，还是从国家的产业政策的扶持来讲，该船型的市场前景都将会十分广阔。

2.2 设计经济性

该类型船的设计，在保证其功能的前提下充分考虑了其经济性，就船舶工程的经济效益而言成本的消耗是控制造价的重要因素[3]。该类型船设备基本选用国产设备，和选用国外设备比大大节约成本。在功能相同情况下，选择的四机双桨的两种方案比双机双桨便宜1 000万元左右。在备用泵的方案中，选择了使用备品泵方案，节省了相关备用泵。冷却方案的选择，使冷却效率增加，同时减少了中央冷却器，和大型的海水冷却总泵和淡水冷却总泵，节省200万左右。

就电气设备这一部分来讲，设备的费用大概在（2 500～3 000）万元之间。该类型船的电气报价设计中全部选用国产设备（通讯导航设备除外），经过最后的询价估算，整船的电气设备费用大概在（630～680）万元之间。两者之间的巨大差距无疑为船东节省了巨额的建造成本。

由于大量机电设备的国产化，对于该类型船今后的维修及保养较进口设备而言有许多优势。首先就是价格上的优势，国产设备的零部件比进口设备至少便宜50%。其次就是维修的时间，由于该类型船主要在我国近海航行，更换设备零部件时，国产品牌的设备部件无疑将会更快到货，这样便大大缩短了船舶的维修时间，进而增加了船舶的使用效率，无形中就为船东创造了更多价值和利润。

3 结束语

目前，此类船舶的市场租赁价格为每天8.2万元，按一年租赁330 d计算，考虑到船舶维护保养、设备维修、折旧、人工使用、税费、管理费等成本因素，银行利率按10%来考虑，5年左右时间能够收回投资；而船龄在25年以上，对于船舶租方减少了固定资产，对于船东则具有巨大的投资回报率。

[1]陈可越.船舶设计实用手册[M].北京:中国交通科技出版社,2007:250-257.

[2]王肇庚,龚昌奇.运输船舶设备与系统[M].北京:人民交通出版社,2001:129-137.

[3]张仁颐.船舶工程经济学[M].上海:上海交通大学出版社,2001:12-15.