「维京龙」号北极深水半潜式钻井平台

■文｜ 《 海洋与渔业》 记 者罗茵

在欧洲著名的“维京时期”里（公元 8世纪到 11世纪），维京人的足迹遍及从欧洲大陆至北极的广阔区域。在维京人的文化里，龙的形象被广泛使用在维京时代的航海器具之中，龙具有强壮、危险、勇敢的特质，代表着维京人的个性。在他们的眼中，龙是王，也是保护神，尤其在航海中，龙能够保护出海的维京人安全回家。

2015年 11月26日，一座适合挪威北极海域作业的深水半潜式钻井平台被命名为“维京龙”号。与它的名称一样，“维京龙”号的性能突出，能够抵御挪威北海百年一遇的风暴，最大工作水深达500米（可升级到1200米），最大钻井深度达 8000米，配置了DP-3动力定位系统和 8点系泊系统，最低可在零下20℃作业。

说起“维京龙”号不得不说的是，“维京龙”号是烟台中集来福士海洋工程有限公司（以下简称“中集来福士”）为挪威北海钻井控股公司建造的，是我国自主研发设计并建造的首座适合挪威北极海域作业的深水半潜式钻井平台，拥有 80%的自主知识产权，实现了我国极端恶劣海况下深水半潜式平台从引进设计到自主设计的跨越，也是国内首个真正意义的深水海工平台“交钥匙”总包项目。“维京龙”号的有关负责人表示，“‘维京龙’号我国首座自主研发设计并建造的北极深水半潜式钻井平台，而且满足 NMD、NORSOK、 NPD等海工界最为严格设计法规和标准要求，代表了国际深水钻井平台的最高水平。”

拥有80%自主知识产权满足冰区拖航要求

中集来福士的负责人介绍说，“维京龙”号是我国自主研发设计并建造的第一座适合挪威北极海域作业的深水半潜式钻井平台，他表示，“维京龙”号属于中集的 GM4-D系列项目之一，属于中深水半潜平台，型长106.75米，型宽 73.7米，型深 42米，入级挪威船级社（DNV），满足冰区拖航要求。

据悉，在“维京龙”号之前，中集来福士已经成功交付了4座GM4000D系列挪威北海半潜式钻井平台，在北海的同类平台作业评比中获得月度和年度冠军，积累了良好的国际信誉。借助之前的研发设计及建造经验，“维京龙”号共实现11项重大技术突破和114项优化改进。“其中基础设计我们仅用了 6个月，这是当时中集来福士半潜项目用时最短记录，也是业界记录。从研发设计到交付，总共花了约36个月的时间。”

据悉，“维京龙”号经过作业试验后，获得了业内人士的一致好评，“维京龙”号之后，中集来福士获得了“大西洋之光”、“太平洋之光”另外两座GM4-D系列深水半潜式钻井平台，其中一座已完成交付。

“另外，通过技术输出，可与北欧国家实现共赢，并开创冰上丝绸之路。”该负责人表示，如此不仅能带动北极周边国家能源产业和边疆地区发展，还能够丰富我国能源供应，加快推进我国产业结构的优化。

严苛的要求，深刻的解读

“‘维京龙’号的最大突破在哪：一是从无到有把它研发设计并造出来了；二是不但造出来了，还是按照最严格的标准造出来的。”该负责人表示，尤其体现在设备和工作环境方面。

“从无到有，总是会有许多困难的。”该负责人介绍说，由于“维京龙”号平台是我国首次进行极地冰区环境下作业的高端平台核心技术方案的自主研发设计，也面对了重重的困难。“挪威北海海况恶劣，能到北海作业的平台要满足目前世界上最严苛的海工要求。”该负责人举例说，在低温条件下，钢的特性也会变，对焊接的要求就会变很高。

据悉，“维京龙”号的研发设计要解决若干关键性技术难点：极寒条件下（作业对人员防寒保护、逃生，对人员和设备工作环境的要求，设备布置、原理设计要能够满足；对于钻井包、救生艇等关键装备，需要做到防冰、除冰；对平台布置优化、恶劣海况下运动性能提出极高要求；欧洲北海高海况下传统平台气隙差，要满足挪威国油对于气隙的设计要求；平台前期设计初期噪声准确预报的难题；对钻井相关的布置，设计工况上的突破，要首次实现 WINTERIZATION，ICE等冰区入级符号下的自主设计；要在无试验数据支持下，提出平台稳性计算新的校核方法。

为此，中集来福士研发团队经过艰难研发，取得了如下创新性的成果：开发了运动极值预报程序，预报了全球最恶劣海况下（挪威北海）平台运动响应，提出了优化平台主尺度及线型，解决了挪威北海高海况下传统平台气隙差等业界难题，将典型工况下的作业能力提高 19%；并搭建了国内最大的半潜式平台噪声实测数据库，开发了数据库与多噪声源集成分析系统；并提出了新的基于半经验值与统计能量法相结合的噪声预报方法，将生活区居住舱噪声控制在 45分贝以下，满足了全球海工噪声设计的最高标准——NORSOK；搭建国内最大的半潜式平台重量数据库，开发重量管控新方法。

“我们做到了作业区机器轰鸣，舱内平均噪音可以保持在 40分贝，就像小区夜深人静时那样，显著优于已交付的北海系列半潜平台。每个房间要求要自然光，这是很多酒店都没办法保证的。”该负责人表示。“DP3系统具有 3套独立系统，是目前最高端的动力系统，避免出现突发情况，保证人员作业安全。”

“对于北海那一套标准，可以不夸张地说，中集是目前国内解读最好的企业之一。当时设计‘维京龙’号的时候，每一条我们都花了好大的力气去解读，与船东、船级社进行了多次沟通。”他举例说，譬如说考虑到极地会有浮冰，就考虑在平台底部设置防冰带，并通过设计优化，提出了可替代防风墙的设计，直接使船舶重量减轻了110吨。

“与其他北海作业钻井平台相比，‘维京龙’号更小更轻，同时具有较高的拖航速度和较强的动态定位能力。配备国民油井 NOV（National Oilwell Varco）公司的钻井包，能够提高钻井效率15%。”该负责人表示，“维京龙”号的概念设计参考了挪威GM设计公司的 GM4-D型设计，基础设计由中集来福士和 GM公司共同承担，并由中集来福士整合了前端的设计理念、技术和装备。

极地开发探索情况

“极区作业为什么受到限制，一是出于极地保护法则，需要作业平台可以做到零污染，二就是作业的经济性，与油价相关的，运营成本的考虑。技术上对于防寒、破冰能力的要求。”该负责人表示。

他介绍说，据美国地质调查局（USGS）2008年调查估计，世界22%的尚未发现的技术上可采的油气资源，包括世界上13%的未发现石油、30%未发现的天然气和20%未发现的液态天然气，都在北极地区。这意味着北极地区拥有大约 900亿桶技术上可采的石油，47万亿立方米技术上可采的天然气和 440亿桶技术上可采的液态天然气。近年来，随着北极地区冰盖的日益缩小和全球油气资源供应紧张，北极油气的勘探开发正引起人们越来越多的关注。

据悉，人类对北极地区油气资源的勘探开发已有 100多年的历史。“虽然开采潜力巨大，但由于自然环境恶劣，钻探一直没有成功。不过许多参与格陵兰岛开发的国际石油公司都表示了对未来勘探前景的期待。”

中国也于 2016年 10月开始了北极地区的勘探活动，中海油最先进的12缆物探船“海洋石油720”历时100天，圆满完成了北极巴伦支海两个区块的勘探作业，填补了中国对北极海域实施三维地震勘探的空白。

“为了适应北极极端的勘探环境，国家和公司不得不花费大量的人力和物力用于新技术的研发和仪器的维护，因此高昂的成本是北极地区油气开发的主要问题，另一个风险源于环境方面。”他指出，不仅有危害动物的可能性和石油泄漏事故，也有来自环保组织和原著居民不断施加的压力，最后是北极的地缘政治问题。

尽管困难重重，但各国在北极地区的勘探工作仍在陆续开展。除了北极地区的5个国家（美国、加拿大、俄罗斯、挪威和格陵兰），重要的油气进口国如日本、韩国和印度等也都在通过各种途径积极介入。随着技术的进步、市场对油气资源需求量的增加和阻碍北极地区油气资源开发的天然屏障逐渐消失，北极油气资源开发的经济和技术可行性会越来越大。“我认为，中国也应该尽快把北极地区纳入到自己的海外油气发展战略中来，做好技术准备，争取及早进军。”

（本文图片由采访对象提供）