海洋裝備制造技術現(xiàn)狀及發(fā)展先進技術的必要性 (1)

1、 摘要：“海洋工程裝備及高技術船舶”作為國務院加快推進實施“中國制造2025”，實現(xiàn)制造業(yè)升級的十大領域之一大致分為以下幾個方面：一是用于海洋油氣和礦產(chǎn)資源開發(fā)的裝備，二是利用海洋可再生能源的裝備，三是利用海洋空間資源的裝備，四是海水的淡化及利用海洋生物資源的裝備，五是共性海洋基礎設施。目前我國海洋產(chǎn)業(yè)布局已初步形成，但產(chǎn)品設計開發(fā)能力與國外差距較大，配套市場還被外國企業(yè)掌控。此外，我國的工程總包能力不足，且在高端海工裝備設計建造領域基本還是空白。本文主要選取海洋鉆井平臺和高技術船舶方進行了具體的調(diào)研，并初步總結(jié)了發(fā)展規(guī)律和一些發(fā)展經(jīng)驗。關鍵字:海洋裝備 高技術船舶 海上鉆井平臺一、調(diào)查研究的

2、背景與意義1、 調(diào)研背景制造業(yè)是國民經(jīng)濟的主體，是立國之本、興國之器、強國之基。十八世紀中葉開啟工業(yè)文明以來，世界強國的興衰史和中華民族的奮斗史一再證明，沒有強大的制造業(yè)，就沒有國家和民族的強盛。打造具有國際競爭力的制造業(yè)，是我國提升綜合國力、保障國家安全、建設世界強國的必由之路。當前，新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革與我國加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟發(fā)展方式形成歷史性交匯，國際產(chǎn)業(yè)分工格局正在重塑。必須緊緊抓住這一重大歷史機遇，按照“四個全面”戰(zhàn)略布局要求，實施制造強國戰(zhàn)略，加強統(tǒng)籌規(guī)劃和前瞻部署，力爭通過三個十年的努力，到新中國成立一百年時，把我國建設成為引領世界制造業(yè)發(fā)展的制造強國，為實現(xiàn)中華民族偉大復興的中國

3、夢打下堅實基礎。中國制造2025，是我國實施制造強國戰(zhàn)略第一個十年的行動綱領。開發(fā)和利用海洋是我國自身發(fā)展的需要。古語云“工欲善其事，必先利其器”，要綜合開發(fā)利用好海洋，就離不開裝備的發(fā)展。目前大家通常所說的海洋工程裝備多指油氣類裝備。油氣類裝備主要包括勘探裝備、鉆井裝備、生產(chǎn)與加工裝備、運輸裝備、海岸工程船舶裝備水下裝備與水下系統(tǒng)裝備等等。從鉆井裝備來看，主要有海洋鉆井平臺等；從生產(chǎn)裝備來講，主要有半潛式升降平臺等。此外還有海洋工程船、水下的作業(yè)設備等。談及海洋工程裝備的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，從用戶來看的話，則用戶相對集中，其中石油公司占30%左右，鉆探公司占60%左右。從海工裝備的供應商來看，范圍比較

4、小，主要是工程的總承包商，如國外的一些大型承包商，國內(nèi)的中海油、中石油等;此外還有裝備的集成供應商，如國內(nèi)的中船重工、海油工程、中遠船務、中海工業(yè)等。從當前全球海工裝備建造的格局來看，歐美是第一梯隊，掌握設計的核心技術，以高端海工產(chǎn)品為主;韓國、新加坡是第二梯隊，具備工程的總承包能力，正在向深水高技術裝備領域發(fā)展;我國已經(jīng)具備了一定的基礎條件，但產(chǎn)品還屬于中低端，高技術是我國的薄弱環(huán)節(jié)。我國目前建造力量集中在沿海幾大區(qū)域，如環(huán)渤海有海洋工程裝備制造基地，長三角有一批船舶制造企業(yè)，珠三角有海洋工程裝備制造基地，此外海南有海工裝備制造基地，武漢有海工裝備配套基地。目前產(chǎn)業(yè)布局已初步形成，但產(chǎn)品設計

5、開發(fā)能力與國外差距較大，配套市場還被外國企業(yè)掌控。此外，目前我國的工程總包能力不足，且在高端海工裝備設計建造領域基本還是空白。總體而言，目前我國在海洋資源開發(fā)利用領域所做的工作有限，而未來市場對相關裝備安全、環(huán)保方面的要求更高。這就給基礎科研帶來了更多的挑戰(zhàn)，要求中國船舶行業(yè)在以下領域不斷探索：新型海洋工程裝備總體設計及性能分析技術，海洋工程裝備總體及系統(tǒng)試驗技術，深海設施結(jié)構(gòu)動力響應及疲勞強度分析技術，深海平錨索、立管等柔性構(gòu)件的動力特性分析技術，深海海洋工程安全性檢測、檢測與風險控制技術，深海設施長效防腐及防護技術、浮式結(jié)構(gòu)物惡劣海況下安全性評估技術等等。2、 調(diào)研意義海洋工程裝備是開發(fā)、

6、利用和保護海洋所使用的各類裝備的總稱，是海洋經(jīng)濟發(fā)展的前提和基礎。海洋裝備具有技術復雜度高、價值量高的特點，是推動我國造船產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的重要方向。海洋工程裝備和高技術船舶處于海洋裝備產(chǎn)業(yè)鏈的核心環(huán)節(jié)，推動海洋工程裝備和高技術船舶發(fā)展，是促進我國海洋裝備工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整轉(zhuǎn)型升級、加快我國世界海洋裝備強國建設步伐的必然要求，對維護國家海洋權(quán)益、加快海洋開發(fā)、保障戰(zhàn)略運輸安全、促進國民經(jīng)濟持續(xù)增長、增加勞動力就業(yè)具有重要意義。二、調(diào)研思路和方法提出問題：發(fā)展的基本狀況？制約的因素？采取哪些方法解決？文獻研究：查閱統(tǒng)計年鑒和權(quán)威資料，對相關數(shù)據(jù)進行分析。對比研究：國內(nèi)外發(fā)展經(jīng)驗與啟示問題分析：找出關鍵問題

7、，進行歸納和分析。提出對策：結(jié)合實際和現(xiàn)有發(fā)展成果，提出對策建議。 1、調(diào)研思路首先，摸清現(xiàn)狀。通過查閱相關統(tǒng)計資料和數(shù)據(jù),客觀分析海洋鉆井平臺和高技術船舶的發(fā)展狀況,摸清發(fā)展底數(shù)。這一部分重點是用定性和定量相結(jié)合的方式客觀反映出發(fā)展的基本情況。其次，根據(jù)具體調(diào)研的方向進行深入的調(diào)研。分析出發(fā)展的新任務、新要求、新挑戰(zhàn)以及制約發(fā)展的關鍵難題。最后要在調(diào)研的基礎上初步的提出對策、化解挑戰(zhàn)、抓住機遇。認真研讀相關研究成果和著作，在借鑒國內(nèi)外先進經(jīng)驗和相關研究成果的基礎上，結(jié)合我國海洋裝備發(fā)展的客觀實際，提出了新形勢下促進我國海洋裝備發(fā)展的對策建議。整個調(diào)查研究按照以下技術路徑展開。2、 研究方法由

8、于實際因素的制約，本文主要采用了文獻分析法。通過查閱大量國內(nèi)外研究論文，研究報告，通過對這些資料的收集、整理、分析和比較,初步梳理分析我國海洋裝備發(fā)展的現(xiàn)狀，學習借鑒國內(nèi)外成功的經(jīng)驗做法，明確了研究的方向。適當參考主要媒體報道和重大會議領導講話等內(nèi)容，進行綜合分析，發(fā)現(xiàn)問題。三、海上鉆井平臺的調(diào)研1、調(diào)研方向介紹 我國南海油氣資源豐富，周邊國家競相開采，使我國領土被侵占、海域被分割、資源被掠奪，而我國在南海深水海域油氣勘探開發(fā)工作基本處于空白。目前我國海洋油氣勘探和開發(fā)還沒有突破500m水深，與國外深水海洋工程技術的飛速發(fā)展形成巨大反差，重要原因之一在于我國尚不擁有實施深水油氣勘探開發(fā)的技術和

9、裝備，成為制約我國深水能源開發(fā)的瓶頸。為保護我國南海油氣資源，實現(xiàn)南海深水油氣資源的自主勘探開發(fā)，我國必須打破國外技術壟斷，掌握深水油氣勘探開發(fā)前沿技術，擁有當今國際先進水平的自主知識產(chǎn)權(quán)的深水油氣勘探開發(fā)裝備。為此，中國石油集團海洋工程有限公司，制定了南海油氣勘探開發(fā)規(guī)劃，先期啟動建造一座深水半潛式鉆井平臺。適用于深海鉆井的浮式鉆井裝置主要有兩種半潛式平臺和鉆井船。其中半潛式平臺(Semi-submersible Platform)具有可移性好、抗風浪能力強、工作水深范圍廣、甲板空間大、儲存能力大、可變載荷高等一系列優(yōu)點，是用于深水和超深水較多的鉆井平臺。由于半潛式鉆井平臺擁有諸多優(yōu)點且有極

10、高的使用率，故本次調(diào)研集中調(diào)研半潛式鉆井平臺。（1）半潛式鉆井平臺的組成半潛式平臺主要由三大部分組成：上層平臺，浮箱或下浮體，立柱和撐桿。上層平臺布置著全部鉆井機械、平臺操作設備、物資貯備和生活設施，承受的甲板載荷常在30006000mt之間。一般上層平臺為水密或具有一定水密性的空間箱形結(jié)構(gòu)，根據(jù)布置和使用要求可分為若干層。浮箱結(jié)構(gòu)是水密圓臺，設置在立柱下面，彼此互不相連，三角形半潛式平臺和五角形半潛式平臺用得較多。矩形半潛式平臺多采用下浮體結(jié)構(gòu)，由若干個縱橫隔艙組成，以保證其結(jié)構(gòu)水密性和強度。在這些分艙中放置機械設備、推進器、油水艙和壓載水艙，以保證下浮體潛浮作業(yè)的進行。立柱一般由外殼板、垂

11、向扶強材、水平桁材、水密平臺、非水密平臺、水密通道圍壁和水密艙所組成。立柱一方面與撐桿一起將上層平臺支撐在下浮體(浮箱)上，另一方面在平臺處于半潛狀態(tài)時提供一定的水線面，使平臺獲得穩(wěn)性。撐桿結(jié)構(gòu)的作用是把上層平臺、立柱和下浮體三者聯(lián)結(jié)成一個空間剛架結(jié)構(gòu)，同時有效地將上部載荷傳遞到平臺的主要結(jié)構(gòu)上(立柱、下浮體)，并將由于風、浪等載荷和其它受力狀態(tài)(如拖航、沉浮過程)所產(chǎn)生的不平衡力進行有效的再分布?，F(xiàn)代深水半潛式鉆井平臺工作平臺一般呈矩形，由二個下浮體，四至八個立柱，矩形上層平臺以及若干撐桿所組成。圖3-1和圖3-2所示分別為典型的四立柱型和六立柱型深水半潛式鉆井平臺。圖3-1 四立柱型半潛式

12、鉆井平臺圖3-2 六立柱型半潛式鉆井平臺（2）半潛式鉆井平臺技術水平半潛式鉆井平臺由坐底式平臺演化而來。1962年，第一座半潛式鉆井平臺由坐底式鉆井平臺“藍水1號”(Bluewater I)加裝立柱改造而成。1963年第一座三角形半潛式鉆井平臺“海洋鉆井者號”出現(xiàn)，1964年第一座長方形半潛式鉆井平臺“藍水2號”出現(xiàn)。20世紀70年代，半潛式鉆井平臺開始裝上推進器，便于拖航和定位。1973年以后建造的大多數(shù)半潛式鉆井平臺具有某種自航功能。1978年建成第一座動力定位半潛式鉆井平臺Sedco709號。從第一座半潛式鉆井平臺的誕生至今將近半個世紀的時間里，半潛式鉆井平臺的發(fā)展經(jīng)歷了多次技術改造和革

13、新。第一代半潛式鉆井平臺：20世紀60年代，作業(yè)水深小于350ft(106m)，結(jié)構(gòu)型式不很合理且設備自動化程度低。如Bluewater I(1962)、Ocean Driller(1963)、Sedco 135(1965)。第二代半潛式鉆井平臺：20世紀70年代中后期，作業(yè)水深可達1000ft(304m)，甲板可變載荷30004000st，設備操作自動化程度不高。如：南海2號、Sedco702、Stena Spey。第三代半潛式鉆井平臺：20世紀80年代中期，作業(yè)水深達2000ft(608m)，甲板可變載荷約為4000st，結(jié)構(gòu)較為合理，設備操作自動化程度不高，為20世紀80、90年代主力平

14、臺，建造數(shù)量最多。如：南海5號、南海6號、Atwood Hunte。第四代半潛式鉆井平臺：20世紀90年代末，作業(yè)水深達到5000ft(1524m)，推進器輔助定位，配有部分自動化鉆臺甲板機械，設備能力與甲板可變載荷都有提高。如：Jack Bates、Scarabeo、西方阿爾法。第五代半潛式鉆井平臺：20世紀90年代末，作業(yè)水深達到7500ft(2286m)，甲板可變載荷達7000mt，動力定位為主，錨泊定位為輔，配有全自動化的司鉆房。如：Deepwater Horizon、Sedco Energy、Aker-H3.2。第六代半潛式鉆井平臺：21世紀初，作業(yè)水深10000ft(3000m)，

15、船體結(jié)構(gòu)更為優(yōu)化，重量減輕，配置雙井架，DP-3動力定位，全自動化控制的鉆井系統(tǒng)操作和甲板操作，平臺可變載荷更大。如：West E-drill、Deepsea Atlantic、West Phoenix等。在建的深水半潛式鉆井平臺以第五、第六代為主。其主要特點有：a.采用優(yōu)良的設計，其可變載荷與總排水量的比值將超過0.2以上，總排水量與自重的比值將超過4.0。 b.大的甲板可變載荷，大的平臺主尺度，大的鉆井物資(水泥粉、粘土粉、重晶石粉、鉆井泥漿、鉆井水、飲用水和燃油等) 儲存能力。 c.少節(jié)點、無斜撐的簡單外形結(jié)構(gòu)。d.良好的船體安全性和抗風暴能力及長的自持能力，以適應全球遠海、超深水、全天

16、候和較長期的工作能力。e.更大的工作水深，一般可達3000m以上。預料未來20年內(nèi)將有工作水深達40005000m的半潛式平臺出現(xiàn)。f.裝備大功率的新一代先進鉆井設備、動力定位設備和變頻發(fā)電設備。（3）國內(nèi)半潛式平臺發(fā)展狀況我國現(xiàn)有半潛式鉆井平臺共5艘，包括自行設計建造的“勘探3號”，該平臺于1984年7月交付使用，工作水深僅為200m，其余4艘：“南海2號”、“南海5號”、“南海6號”和“勘探4號”，均從國外進口，工作水深最深為600m。如圖3-3所示。圖3-3我國在近30年內(nèi)，沒有自行設計和建造超深水平臺(除大連船廠根據(jù)國外設計，承擔了工作水深2500m，鉆深能力9144m的Bingo 9

17、000系列4艘半潛式平臺的船體建造工程外）。國內(nèi)擁有的鉆井平臺船齡大部分都在2232年之間，雖然目前這些平臺的設備狀況良好，但是在設備配置上也僅增加了頂部驅(qū)動和泥漿泵，作業(yè)能力方面已明顯落后于當今第五、六代主力鉆井平臺的配置。而且，現(xiàn)有平臺作業(yè)水深也無法進入南海深水區(qū)域，主要在中國近海海域進行鉆井作業(yè)，自主深水勘探開發(fā)尚為空白。我國海洋石油鉆井平臺發(fā)展主要差距： a.我國對移動式鉆井平臺的設計、建造水平僅停留在20世紀80年代階段，沒有資金，機會和適于當?shù)赜嬎銠C設計技術和最新軟件設計手段，進行常規(guī)移動式鉆井平臺的設計。 b.沒有較深水域鉆井平臺的設計建造實踐與經(jīng)驗，更無動力定位浮船和半潛式深水

18、鉆井平臺的設計技術能力。 c.在移動式鉆井平臺通用配備儀器的自給能力方面，尚有較大差距。 對比國外深水和超深水鉆井平臺的快速發(fā)展，對于我國這樣一個海洋大國，實感自愧。為適應海深30006000m(占海洋總面積73.83%)的深海石油開發(fā)，發(fā)展深水域海洋石油鉆井采油裝備，已經(jīng)成為國際競爭的重要一環(huán)，也是今后較長時間發(fā)展的必然趨勢。 2、國際上半潛式鉆井平臺發(fā)展趨勢(1)工作水深和鉆深顯著增加 現(xiàn)有半潛式鉆井平臺額定作業(yè)水深從5003050m不等，其中約有45%的平臺能夠事超深海鉆井。2002年末現(xiàn)有和在建的175座半潛式平臺中，31座工作水深超過(6000ft) ， 16 座 工 作 水 深 超

19、 過 2286m(7500ft) ， 其 中 IHI-RBF Exploration 、Deepwater-Horizon、Eirik Raude工作水深達3048m(10000ft)。2007年以后在建的深海半潛式鉆井平臺中有16座額定作業(yè)水深達到3048m(10000ft)，有2座達到3810m(12500ft)。 現(xiàn)有半潛式鉆井平臺鉆深能力在6000m(19685ft)11430m(37500ft)之間。其中，鉆深能力為7620m(25000ft)的平臺最多，有53座，占總數(shù)的51%。其次是鉆深能力為9144m(30000ft)的平臺，22座。個別的還能鉆井深超萬米的井。統(tǒng)計現(xiàn)有深水半潛

20、式鉆井平臺的鉆深能力，如圖3-4所示。在建的半潛式鉆井平臺鉆深能力都達到或超過9000m。圖3-4 現(xiàn)有深水半潛式鉆井平臺的鉆深能力(2)適應更惡劣海域 半潛式平臺僅少數(shù)立柱暴露在波浪環(huán)境中，抗風暴能力強，穩(wěn)性好。大部分深海半潛式平臺能生存于百年一遇的海況條件，適應風速達51.461.7m/s(100120kn)，最大波高達1632m。半潛式平臺在波浪中的運動響應較小，鉆井作業(yè)穩(wěn)定性好，在作業(yè)海況下其運動幅值可為升沉1m，搖擺2°，漂移為水深的1/20。隨著動力配置能力的增大和動力定位技術的新發(fā)展，半潛式平臺進一步適應更深海域的惡劣海況，甚至可望達到全球全天候的工作能力。(3)可變載

21、荷增大 采用先進的材料和優(yōu)良的設計，半潛式平臺自重相對減輕，可變載荷不斷增大，以適應更大的工作水深和鉆深。平臺可變載荷與總排水量的比值，南海2號為0.127，Sedco602型為0.15，DSS20型為0.175。甲板可變載荷(含立柱內(nèi)可變載荷)接近9000mt，平臺自持能力增強，同時甲板空間增大，鉆井等作業(yè)安全可靠性提高。 (4)外形結(jié)構(gòu)簡化 半潛式平臺外形結(jié)構(gòu)趨于簡化，立柱和撐桿節(jié)點的型式簡化、數(shù)目減少。立柱從早期的8立柱、6立柱、5立柱等發(fā)展為6立柱、4立柱，現(xiàn)多為圓立柱或者圓角方立柱。斜撐數(shù)目從1420根大幅降低，以至減為24根橫撐，并最終取消各種形式的撐桿和節(jié)點。下浮體趨向采用簡單箱

22、形，平臺上殼體也為規(guī)則箱形結(jié)構(gòu)，且上殼體結(jié)構(gòu)內(nèi)設置層高1.5m左右的雙層底。 (5)裝備先進化 深海半潛式平臺裝備了新一代的鉆井設備、動力定位設備和電力設備，監(jiān)測報警、救生消防、通訊聯(lián)絡等設備及輔助設施。居住條件也在增強與改善，平臺作業(yè)的自動化、效率、安全性和舒適性等都有顯著提高。 (6)多功能化、系列化 深海半潛式平臺的造價較高，最大程度地利用平臺在實際運營中受到關注，許多平臺具有鉆井、修井、采油、生產(chǎn)處理等多重功能。配有雙井系統(tǒng)的平臺，可同時進行鉆修井作業(yè)。鉆井平臺上增加油、氣、水生產(chǎn)處理裝置及相應的立管系統(tǒng)、動力系統(tǒng)、輔助生產(chǎn)系統(tǒng)、生產(chǎn)控制中心等，即成為生產(chǎn)平臺。平臺利用率的提高降低了深

23、海油氣勘探開發(fā)的成本。3、最新發(fā)展的關鍵技術及應對策略（1） 新一代頂部驅(qū)動（TDS技術）a.TDS的動力將以交流變頻驅(qū)動取代現(xiàn)有的AC-SCR-DC(即交流發(fā)電-可控硅整流-直流)驅(qū)動。 b.TDS的靜液驅(qū)動將占有相當?shù)谋壤?c.勿需改裝井架就可迅速安裝的、由游車、水龍頭與TDS組合在一起的短尺寸緊湊型TDS將在海洋和陸地石油鉆機上得到普遍推廣使用。 d. 新一代的TDS將廣泛取代過時的TDS，除絕大部分普遍使用于海洋石油鉆井外，陸地2000m及其以上的石油鉆井將普遍推廣使用TDS裝置。（2） 變頻電驅(qū)動和靜液驅(qū)動鉆井泵技術 大功率高壓鉆井泵：由于井下雙動力鉆具和強動力鉆具的出現(xiàn)及深井、高

24、壓噴射鉆井的需要，功率為14701837kw、工作壓力達34.5MPa，51.7MPa及69MPa的鉆井泵將在深井和超深井鉆機上配套使用。目前，美國國民油井公司、Garder Denver公司和德國威爾士公司生產(chǎn)的功率為1617kW的鉆井泵，其液力端工作壓力51.7Mpa。美國國民油井公司生產(chǎn)的14-P-220鉆井泵最高泵壓為79.1MPa。變頻電驅(qū)動鉆井泵：由于變頻電驅(qū)動的一系列優(yōu)點，鉆井泵的變頻驅(qū)動將逐步取代AC-SCR-DC直流電驅(qū)動。 靜液驅(qū)動鉆井泵：目前，一種特輕型的由靜液三液缸驅(qū)動，無曲柄、無連桿型三泥漿缸的可調(diào)排量和壓力的鉆井泵已有產(chǎn)品出現(xiàn)，這種泵的質(zhì)量僅為傳統(tǒng)曲軸連桿三缸鉆井泵

25、質(zhì)量的20%。由于靜液傳動的優(yōu)點，易于由電腦控制，從而將成為全自動控制石油鉆機不可缺少的組成部分。海洋石油鉆井業(yè)向深水、深井、大斜度井、大水平位移井、孔底多支井(1口井中有6口水平井)、控制自動化、電腦化、低成本、高效率等方向發(fā)展，世界海洋石油鉆機相應得到很大發(fā)展。海洋石油鉆機的發(fā)展，在很大程代表和促進了陸地石油鉆機的發(fā)展。我國應大力發(fā)展深海探測、資源開發(fā)利用、海上作業(yè)保障裝備及其關鍵系統(tǒng)和專用設備。推動深海空間站、大型浮式結(jié)構(gòu)物的開發(fā)和工程化。形成海洋工程裝備綜合試驗、檢測與鑒定能力，提高海洋開發(fā)利用水平。攻克的主要方向是。a.鉆機向全液壓傳動方向發(fā)展。 可方便與電腦相聯(lián)接，通過微電-電-液

26、放大，實現(xiàn)整套鉆機的回轉(zhuǎn)、升降和泥漿供應量的無級調(diào)節(jié)，以實現(xiàn)鉆井、升降電腦程序自動控制，并可以大大減少井場操作人員。與全液壓頂部驅(qū)動、鐵鉆工、自動排放鉆具、液壓機械手和天車型液壓鉆柱運動補償器組合而成全部鉆井工藝過程的自動化操作系統(tǒng) 。b.超深井石油鉆機 最近，由韓國三星廠建造的Navis Explorer I型鉆機，其鉆井工作水深為3048m，鉆深能力高達11000m，絞車功率達5.21MW，配備4臺功率各為1.49MW的泥漿泵，安裝在2000年建成的動力定位鉆井浮船上。這充分說明隨著海洋石油鉆井、采油向深水推移，鉆深能力更大的鉆機已經(jīng)得到發(fā)展并將在21世紀初得到進一步推廣和使用。 c.全自

27、動控制鉆機 鉆井系統(tǒng)采用自動化管理，整個系統(tǒng)僅需 1 名操作工便可通過計算機控制站完成所有鉆進、起下鉆和鉆桿排放等作業(yè)，該鉆機自動化程度很高，在投入運行和排除故障過程中，所有例行程序操作都全部自動地同步進行?？梢灶A料，由各種不同型號的鉆機、井口液控擰卸排放鉆具、以計算機進行優(yōu)化參數(shù)的全自動控制鉆機(操作者只需進行監(jiān)控、調(diào)節(jié)或維護保養(yǎng))將在 21 世紀初得到實際應用。 四、高科技船舶調(diào)研1、調(diào)研方向的介紹近年來全球石油資源消耗加劇，國際油價節(jié)節(jié)攀升，能源問題己經(jīng)成為一個國家的戰(zhàn)略問題。同時，伴隨著人們對環(huán)境保護的日益重視，如何使能源向多元化和多源化發(fā)展成為了當今社會所關心的主題。在眾多新能源中，

28、天然氣以其清潔、熱值高、安全、儲藏豐富等特點，成為人們的關注目標。天然氣的主要成分是燒經(jīng)類化合物，主要存在于油田、氣田、煤層和頁巖層中，其成分絕大部分為甲燒，在標準狀況下，一般以氣體形態(tài)出現(xiàn)。天然氣燃燒的主要產(chǎn)物為二氧化碳和水，二氧化碳的生成量僅為煤炭燃燒后的左右；而二氧化硫及顆粒污染物的生成量極少，對人體健康和環(huán)境影響很小。世界天然氣市場近幾年發(fā)展迅猛，根據(jù)近年發(fā)布的“世界市場預測報告”，到2016年全球天然氣相關產(chǎn)業(yè)的增幅將達到40%。未來的幾年，亞洲、歐洲市場對的需求將呈現(xiàn)增加趨勢，尤其是中國、印度等經(jīng)濟增長勢頭強勁的國家，氣體火力發(fā)電需求量的上升將消耗大量的天然氣；同時從核能發(fā)電轉(zhuǎn)為氣

29、體火力發(fā)電的日本以及歐洲各國，也成為全球天然氣進口量最大的區(qū)域。目前，天然氣運輸?shù)姆椒ㄖ饕袃煞N：一種是通過長距離輸氣管道運輸，但當管道長度在16503300公里范圍內(nèi)才有明顯的經(jīng)濟效益，如我們從俄羅斯進口的天然氣就是通過這種方法；另一種方法是通過LNG運輸船進行運輸。天然氣在常壓、約-163攝氏度的條件下可轉(zhuǎn)變成液態(tài)，加裝在專用的儲罐之中，通過船舶進行運輸。2000年以前，全球LNG運輸船隊需求總量以每年的8%增長率遞增。而據(jù)市場分析預測，未來的幾年內(nèi)，全球每年將有1020艘的LNG運輸船投入運營，遠超以往。根據(jù)英國航運咨詢機構(gòu)預測，到2030年，世界運輸船隊的規(guī)模必須增加到700艘以上，才

30、能滿足全球市場對日益飛漲的天然氣的使用需求，LNG運輸船的前景不言而喻。LNG運輸船是國際公認的高技術、高難度、高附加值的“三高”產(chǎn)品，一直是航運界關注和發(fā)展的焦點，但其技術長期被國外巨頭所壟斷。隨著業(yè)界對LNG作為綠色新能源的日益重視，加之LNG船舶動力裝置技術的發(fā)展，新一代的LNG運輸船漸漸薪露頭角。相對于當今低迷的航運市場，LNG船舶運輸市場的蓬勃發(fā)展，無疑又增加了人們對于LNG運輸船舶幵發(fā)的熱情。本文以LNG運輸船為研究對象，對LNG船舶結(jié)構(gòu)特性方面方面進行具體的調(diào)研。2、世界LNG船隊概況在1959年美國用舊船改裝出世界第一艘LNG船之后，英國于1964年率先制造出LNG船，法國、瑞

31、典、意大利、西班牙、挪威緊隨其后：70年代中期西德、美國和比利時也造出LNG船。日本到1981年才建造出第一艘LNG船(世界第加艘)。韓國建造出第一艘LNG船是90年代中期(1994年)的事。至今建造過LNG船的國家有11個?？梢哉J為，在6070年代，LNG船的開發(fā)設計建造和運營完全被歐美發(fā)達國家所壟斷：進入80年代后，隨著日本在引進歐美技術基礎上為本國船東大量建造LNG船，才形成歐、美、日三方并存的局面，隨著時間的推移，美國逐漸退出了LNG船的建造，逐漸演變?yōu)闅W、日雙方爭斗的態(tài)勢。進入90年代，隨著韓國船廠大規(guī)模進入LNG船市場，歐洲船廠逐漸被擠出市場，轉(zhuǎn)為日、韓兩方競爭的格局。進入21世紀

32、，韓國在競爭中領先，奪取了大部分訂單，日本退居第二，而歐洲船廠只從歐洲船東那里取得少量訂單。當然，上述n婚船的轉(zhuǎn)移僅指建造而言，此類船的開發(fā)設計基本上一直被歐洲所壟斷。應當指出，導致LNG船建造中心轉(zhuǎn)移的基本因素是價格競爭力，那些建造成本低，生產(chǎn)效率高，建造能力大的船廠，在市場競爭中取得主動，占據(jù)優(yōu)勢。對LNG消費需求的快速增長，以及海上運輸ING成本的明顯降低，使得近年來LNG船隊發(fā)展相當迅速19992003年世界LNG船保有量年均增長速度高達8，7。預計未來十年世界LNG海運量將以年平均78的速度增長，而LNG船船隊將以年均75的速度增長。2004年LNG新船訂單達到創(chuàng)紀錄的60艘據(jù)分析，

33、20062010年五年間世界u略新船需求量將為616萬載重噸，20112015年五年間將達到973萬載重噸，20162020年五年間將進一步達到1246萬載重噸根據(jù)日本統(tǒng)計，截止到2002年6月底，今年世界造船市場上已正式簽約的大型LNG船共64艘。已簽訂單的主要造船廠為韓、日及歐洲船廠。韓國造船企業(yè)獲得了37艘確認訂單，其中，大宇造船海洋21艘(持訂單數(shù)位居世界第一)：三星重工7艘。日本造船企業(yè)獲得了21艘確認訂單，其中，三菱重工lO艘；三井造船5艘：川崎重工6艘。歐洲獲得6艘：西班牙伊薩造船5艘；法國大西洋造船廠1艘。就刪G船的液壓罐型式而言，MOSS型式20艘，GTT型式44艘。此外，商

34、務洽淡已基本定局的LNG船約有10艘，其中?？ㄋ柕睦估巾椖克?艘138萬立方米LNG船在韓國三星建造，比利時愛克斯瑪公司與日本三家公司聯(lián)合向三星重工訂造一艘選擇權(quán)船；AP莫勒向三星重工訂造一艘選擇權(quán)船等。目前，正在積極進行洽談的項目還有馬來西亞國際航運公司的2+2艘LNG船。據(jù)調(diào)查報告顯示，現(xiàn)代重工業(yè)、大宇造船海洋、三星重工業(yè)等韓國三大造船公司在由卡塔爾國營石油公司與埃克森美哥聯(lián)合的12艘LNG船舶制造訂單項目中，總金額達29億美元。此批LNG船容量達21萬立方米，其中大宇造船海洋獲5艘，三星重工業(yè)和現(xiàn)代重工業(yè)分別為4艘和3艘；LNG船造價三星重工業(yè)最高平均每艘2億5000萬美元，大宇

35、造船海洋為2億4000萬美元，現(xiàn)代重工業(yè)為2億3400萬美元。2005年10月份由卡塔爾石油公司與?？松梨谑窘M建的LNG專業(yè)運輸企業(yè)QGTC要正式招標訂購25萬立方米級LNC船5-6艘，每艘造價估計將達3億美元。3、我國LNG船發(fā)展現(xiàn)狀雖然中國的大型船廠擁有通用的造船設備和設施，具有設計和建造大型油輪和海洋工程的經(jīng)驗，但是由于LNG的設計、建造、管理、材料和設備配套大多為專有技術，因此我們還不能獨立承接一條LNG船的設計和建造全過程，必須使用專利技術，購買專用設備和設施，培訓專業(yè)人員，聯(lián)合另外一家有成功建造LNG的船廠才能完成項目的設計和建造，在人力、物力和財力上的難度非常之大閣。但是

36、我國船在船體質(zhì)量和價格方面具有無與倫比的優(yōu)勢，我國主要船廠擁有能夠進行鋼材預處理、數(shù)控切割和水下等離子切割的鋼材處理中心具有高自動化程度的平面分段制作流水線及船體合攏、船舶舾裝、船舶涂裝等多條生產(chǎn)線的集配、機裝、電裝、甲裝、居裝等完整的配套齊全的、具有國際先進水平的造船基礎設施。另外配合國家“國輪國造”的本地化要求，這對國內(nèi)船廠來說是一個進入心曬市場的最佳機遇，并可以通過建造LN'G船舶，必將帶動中國船舶企業(yè)建造能力迸一步提高。同時，也為中國航運業(yè)和造船業(yè)開始步入LNG領域，為中國后續(xù)LNG項目大規(guī)模開發(fā)，提高中國船廠參與國際LNG項目競爭能力莫定堅實的基礎。中國目前是世界第3大造船國

37、，并一直致力于積極開展LNG船的技術準備。a.上海滬東中華造船集團，已經(jīng)完成了LNG船模擬艙E-80的制作，并于2001年7月25日完成，得到GTT公司和LR、BV、ABS、DNV等船級社的認可和高度評價。在廣東LNG項目目標船招標中，一舉成為第l中標人，承擔建造中國第1艘LNG船的重任。目前計劃建造2艘運輸能力為145萬m?的GTTNo96型LNG船舶。b.上海江南造船(集團)有限責任公司和上海外高橋造船有限公司聯(lián)合體，已經(jīng)建造過22000m63以下各種規(guī)格的液化石油氣船，積累了豐富的經(jīng)驗。c.大連造船重工(集團)有限責任公司可以建造30萬DWT原油船，5618TEU集裝箱船，積累了豐富的經(jīng)

38、驗。2004年8月11日，由滬東中華造船(集團)有限公司與中遠集團、招商局集團、廣東粵電集團超康投資有限公司、深圳航運總公司、澳大利亞天然氣有限公司和美國能源運輸集團等6家中外企業(yè)組成的廣東液化氣運輸項目船舶投資方，在北京人民大會堂正式簽定了2+1艘世界級液化天然氣(LNG)船的建造合同，這是我國設在廣東深圳大鵬灣稱頭角的國內(nèi)第一個進口工NG大型基地的配套項目。該項目中標船船長29200米，船寬4335米，型深2625米，航速1950節(jié)，裝載量為147萬立方米，造價高達16億美元，幾乎等同于5艘普通巴拿馬型散貨船的總造價，相當于一艘26萬噸級油輪2倍，而其鋼材消耗量僅相當于1艘7萬噸級的散貨船

39、，附加值極高。4、LNG船儲罐系的基本介紹大型U4G船的吃水在11米左右，水面以上的高度大約15米，這樣就使人能夠看見更多的船長和高度，因此LNG船看起來比一些VLCC還大。LNG船屬航速較快的船舶，其適宜的應運航速在20節(jié)，比一般的油輪快5節(jié)左右。 LNO船根據(jù)液貨艙形式的不同大致可以分為薄膜型和球罐型兩種。圖4-1所示為薄膜型LNG船，圖4-2所示為球罐型LNG船。兩種類型之間的比較見表4-1。表4-1圖4-1圖4-2獨立式罐獨立式罐結(jié)構(gòu), 罐與船體是獨立的,被安裝在船殼內(nèi),可以自我支撐貨物荷重。因此,熱脹冷縮所引起的破壞不會直接傳遞到船殼上。罐內(nèi)液體荷重不是直接作用在隔離材料上, 而是作

40、用在支撐罐的部件上。這樣就要求支撐結(jié)構(gòu)具有較大的強度和較好的隔離性。同時,安裝二次隔離層時要考慮到出現(xiàn)緊急事故時保證船殼的安全,防止 LNG 泄漏的問題。目前, 世界上一半以上的LNG 船都采用獨立式球型罐。由于這種罐的壁為球型結(jié)構(gòu), 因此能夠很好地避免應力集中的問題。同時,在船艙里,球罐被安裝在一個圓柱型的外裙上,這樣,熱脹冷縮所產(chǎn)生的破壞力將被彎曲的外裙吸收。而且,由于球型罐具有軸對稱結(jié)構(gòu),形狀簡單,因此其應力分析的精確度較高, 具有很高的安全性.此外, 日本的石川島播磨還開發(fā)了一種獨立角型罐, 這種罐的內(nèi)壁采用-160的 5083-0 鋁合金, 絕熱材料采用穩(wěn)定的聚氨基甲酸酯泡沫發(fā)泡板,

41、 并用玻璃板加強。發(fā)泡板用柱狀螺栓固定在外壁四周, 外壁與保護層之間留有探測氣體和氣體溢出用的狹小空間。板與板之間用柔性接頭連接。獨立角型罐用支撐塊和制動墊塊固定在船內(nèi), 艙的上下方向載荷由支撐承受, 縱向和橫向的移動由制動墊塊承受。采用這種結(jié)構(gòu)的 LNG 船具有以下優(yōu)點。a.由于罐的中部設有防止液體流動的隔壁, 故不存在晃動問題。另外裝載和液位也不會因此而受到限制。 b.由于甲板是平的,上面沒有大的結(jié)構(gòu)物, 故承受的風壓較小, 橋樓上的視野也好, 容易操縱,因此,提高了航行的安全性。c.上甲板平面寬,管道敷設可不受制。此外,液化裝置和壓縮機等大型設備布置也容易。d.船體外為雙層結(jié)構(gòu),提高了船

42、體的強度。再則,角型罐為獨立結(jié)構(gòu),這對防碰撞和防觸礁有利。薄膜式罐薄膜式罐的隔離材料被安裝在船體內(nèi),其表面由金屬薄膜板覆蓋。這樣可以減少金屬材料暴露在低溫環(huán)境中。薄膜層還可以有效防止液體泄漏,同時不增加載重。液貨的載重是通過隔離材料直接作用在船殼上的,這樣就要求隔離材料不僅要有很好的隔離性能而且還要有較強的承受外力的能力。目前,薄膜型罐有兩種主流型 式 :Gaz Transport 薄 膜 型 和Technigaz薄膜型, 如表 1 所示。其中,Gaz Transport薄膜型采用因鋼薄膜罐,因此無需采用措施以防止熱脹冷縮現(xiàn)象的發(fā)生。其結(jié)構(gòu)為低蒸發(fā)損耗率(BOR )的液貨罐組合結(jié)構(gòu),由主隔離層

43、和厚0.7m m 的因鋼(36% 鎳鋼)構(gòu)成的二次隔離層以及它們之間的膠合板箱組成,內(nèi)部增強并填充珍珠巖,二次隔離層采用二層膠合板箱。法國的 Gas Transpo 公司和美國的 M ac Donnellas 公司(M DC)共同開發(fā)了 GT/M DC 式薄膜型。它是由因鋼薄膜原型與開發(fā)的增強塑料隔熱材料組合而成,目的在于降低造價和蒸發(fā)率。Technigaz 薄膜型則是采用波紋薄膜罐,其薄膜波紋部分具有吸收伸縮的特點;液貨罐材料采用厚 1.2m m 的不銹鋼。目前已開發(fā)了三種低蒸發(fā)損耗率(BOR )型式。其中,型和型相似,用波紋鋼作主隔離層,膠合板為二次隔離層,兩層之間由起隔熱作用的“巴爾沙”

44、輕質(zhì)材料相連接。而新開發(fā)的型則把連接材料改為塑料泡沫(聚氯乙烯泡沫),用玻璃纖維增強,以提高強度和疲勞壽命。二次隔離層則改為由增強纖維粘接層壓板和鋁構(gòu)成的“三層式”,以降低造價。其中,型和型的主保護層中的波紋不銹鋼要涉及到采用鎢級惰性氣體保護焊的問題。5、LNG船關鍵技術自 1962 年第一艘大型冷凍式液化石油氣 (LPG ) 船出現(xiàn)以來,隨著各種先進技術的不斷出現(xiàn),LPG 船和 LNG 船均得到了迅速地發(fā)展。尤其是上世紀九十年代,計算流體動力學(CFD )的建立和應用,為最優(yōu)船型的選擇奠定了理論基礎。在結(jié)構(gòu)設計上,搖擺載荷模擬技術的建立以及高精度結(jié)構(gòu)應力和疲勞強度分析技術的發(fā)展為提高船舶結(jié)構(gòu)

45、可靠性提供了保證?？偟膩碚f,目前具有良好推進性能的 船的變化可謂日新月異。與第一代 LNG 船相比,當前的 LNG 船具有如下特征。a.罐的容量已從 12500063增加到 135000m3,運輸費用大大地降低了。據(jù)推測,未來的容量還將繼續(xù)增大。b. 對于球罐型 LNG 船,隨著罐裙上溫控閘的成功研發(fā),低BOR 成為了可能。目前,雖然在技術上 BOR 可以達到 0.10% /d,但從實際應用的情況看,0.15% /d是最經(jīng)濟的大多數(shù)大型 LNG 船的 BOR 都為 0.15% /d。c.通過優(yōu)化船型和推進器以及提高熱效率技術,LNG 船的船速有了很大地提高, 而主發(fā)動機的輸出功率和燃料費用卻都

46、降低了。d.鑒于以后的維護問題,在船舶設計階段就對結(jié)構(gòu)的整體布局、材料的選擇以及涂漆的規(guī)格等方面給予了充分地考慮。尤其在結(jié)構(gòu)設計上,充分利用 DISAM方法進行疲勞強度設計。e.隨著自動化操縱系統(tǒng)的廣泛應用,船舶操縱起來更加簡單了,安全性也更高了。此外,還通過引進自動更換壓載水系統(tǒng)、CFC 冷凍方法等新技術,進一步地提高了 LNG 船的工作性能。6、LNG船發(fā)展趨勢未來,LNG 船發(fā)展首先面臨的問題就是要降低成本,提高經(jīng)濟效益,此外,安全性和可靠性仍然是關注的重點。大型化就經(jīng)濟性而言,LNG 船與其他商用船舶相同,加大尺寸可以降低其單位運輸費用。尤其是LNG 的運輸,由于其單位運輸量是恒定不變

47、的,因此,增大 LNG船的尺寸就可以減少 LNG 船的數(shù)量,從而降低成本和運營費用。在考慮大型化時,主要考慮的是 LNG 運輸兩端的處理系統(tǒng),特別是終端接收系統(tǒng)。在大型化的研究中,固然要考慮到船舶的主要尺寸、錨泊系統(tǒng)的布置以及油罐儲量等方面的技術問題,但實際上目前建造大型化 LNG 船在技術上已經(jīng)不存在問題了,最大的問題在于增大船舶尺寸就要重建終端處理系統(tǒng)。標準化由于 LNG 項目需要大量原始資本的投入, 因此其基礎設施的建設是以生產(chǎn)者與消費者之間所建立的長期合同為基礎的。這樣 LNG 船作為一種特種專用船將根據(jù)項目和基礎設施的需要,在船舶尺寸、船速等方面進行最優(yōu)化選擇。另一方面, 與其它海上

48、運輸?shù)呢浳镆粯?LNG 合同的簽訂也是在不同的生產(chǎn)者和消費者之間進行的。但由于大部分 LNG 是在特定市場進行交易的, 因此,LNG 船標準化成為普遍的需要。目前,LNG 船的尺寸已經(jīng)從125000m3增加到 135000 m3。隨著 LNG 船尺寸的增加,如前面所說的,現(xiàn)在面臨的主要問題是,現(xiàn)存的 LNG 終端處理系統(tǒng)無法允許大尺寸船舶的進入。此外,由于船舶的尺寸與速度之間存在一定的關系, 如 18 節(jié)、145000 m3的LNG 船與 19.5 節(jié)、135000 m3的LNG 船的運量是相同的, 因此,在標準化設計中, 要有一定的靈活性。動力裝置鑒于液化天然氣特殊的理化性質(zhì),即極易汽化,所

49、以在液貨艙不可避免地導致罐內(nèi)的 LNG 蒸發(fā) 汽 化 (Boil Off Gas 縮 寫B(tài)OG)。從船舶運輸?shù)慕嵌葋砜紤], 每日最經(jīng)濟的蒸發(fā)速度為罐內(nèi) LNG 儲量的 0.05% 左右。必須將罐內(nèi)的 BOG 壓力控制在一定范圍內(nèi),蒸發(fā)會使 LNG 的組分發(fā)生變化, 在不允許其組分發(fā)生變化的條件下, 就應采用低于此標準的蒸發(fā)速度。而且由于 BOG 的產(chǎn)生,會使得槽內(nèi)空間壓力,溫度和 LNG 的密度發(fā)生變化,因此及時將產(chǎn)生的 BOG 引出是保證罐內(nèi)空間壓力在正常范圍的必要措施。一般情況下, 對于產(chǎn)生的BOG 有兩種處理方法。對于在以LNG 揮發(fā)氣作為船舶動力裝置的船舶可以把它作為燃料。另一種方法就

50、是在 LNG 船舶上設置再液化裝置,將產(chǎn)生的 BOG 用泵從罐內(nèi)抽出, 利用制冷系統(tǒng)的冷媒再次液化后送入罐內(nèi)。這樣既可以降低其中的壓力, 同時也使得溫度的變化幅度不至于太大?？偠灾?不管采用何種方法,其目 的 都 是 為 了 更 有 效 地 利 用BOG,提高效益。面對目前 LNG 船所利用的幾種動力裝置: “蒸汽輪機”、“雙燃料內(nèi)燃機”、“具有再液化裝置的內(nèi)燃機”以及“組合式循環(huán)輪機”的主要結(jié)構(gòu)、特征、經(jīng)濟性等方面進行分析、比較,見表 4-2。從表中可以看出,每一種裝置都能夠安全可靠的應用。表4-2其中,蒸汽輪機已被大多數(shù)LNG 船采用,因為其具有很高的可靠性,而且,它是用 BOG 和重燃

51、油的混合物作為鍋爐的燃料,具有雙燃料燃燒的優(yōu)點。蒸汽輪機的缺點就是其燃燒率低、燃料費用高。雙燃料內(nèi)燃機中,BOG 和重燃料的混合物具有較好的燃燒率,但 BOG 需要高壓注射才能進入內(nèi)燃機內(nèi),而且在 BOG 量較低的情況下不能夠燃燒。在具有再液化裝置的內(nèi)燃機中,由于 BOG被再次液化后直接送回罐中,因此,貨艙與主機可以完全地分開,這使得操作更加便利。此外, 其主機雖然與普通貨船的相同, 但卻具有更高的燃燒率。這一動力裝置的不足之處在于再液化裝置需要前期投資,而且,再液化時需要額外的能量,使得重油的消耗量增大。組合式循環(huán)輪機的裝置與陸地上使用的循環(huán)系統(tǒng)相同, 但與普通的蒸汽輪機相比,其燃料成本較低

52、,排出的氣體沒有污染性。其缺點在于對燃料的要求較高, 雙燃料不能燃燒。7、我國設計建造LNG船的難點及擬解決方案流程LNG船建造技術復雜，質(zhì)量要求高。中國船廠在硬件和軟件方面初步具備了獨立建造LN0船基本條件，但在關于工NG船特殊技術方面還存在很多方面問題未解決或未完全解決，主要表現(xiàn)在：總體結(jié)構(gòu)設計技術，液貨系統(tǒng)，動力系統(tǒng)，自動化系統(tǒng)，裝卸系統(tǒng)設計技術，液貨艙加工制造，焊接工藝技術，絕緣木箱制作構(gòu)成技術，最大的難點是總體結(jié)構(gòu)設計和液貨艙制造工藝技術。經(jīng)過大量調(diào)研學習，本節(jié)分析總結(jié)了我國目前設計建造LNG船結(jié)構(gòu)等方面的關鍵技術，并嘗試提出擬解決方案和流程。(1)船型論證球罐型LNG船有很多缺陷難

53、以克服，例如：球罐型貨艙與船體分離，船體內(nèi)部空間的利用率較低：球罐型貨艙有一部分露于甲板之上，受風面積大，影響駕駛視線；船廠建造球罐型LNG船的設備初投資額相當巨大，總建造成本較薄膜型高出6-10，港口使用費亦較薄膜型高出很多，相應地影響到運輸成本；球罐型LNG船球罐與船體結(jié)構(gòu)需平行作業(yè)，塢內(nèi)建造周期較薄膜型長3個多月，而薄膜型LNG船的液艙絕緣敷設安裝可在水下進行。盡管八十年代日本大量建造球罐型LIqG船，使得球罐型LNG船一度占優(yōu)，但隨著九十年代韓國造船業(yè)的崛起，打破了日本壟斷建造LNG船市場的局面，由于韓國造船船價更具競爭性，薄膜型LNG船獲得越來越多的訂單，據(jù)2004年底的統(tǒng)計，在已經(jīng)

54、獲得的新訂單中，薄膜型LNG船占70還多，可以看出薄膜型LHG船發(fā)展的優(yōu)先性。(2)主尺度選擇(3)綜合性能研究a.目前LNG船主要為單螺旋槳、蒸汽透平驅(qū)動(世界已出現(xiàn)雙機雙槳形式LNG船)貨艙區(qū)設有雙層甲板、雙層舷側(cè)、雙層底結(jié)構(gòu)及隔離空艙，隔離空艙設置于貨艙區(qū)的前后部及貨艙之間。貨艙區(qū)包括4個GTT No96薄膜型的液貨艙，可運載大氣壓力下低溫-163。C的液化天然氣，貨艙周圍的舷側(cè)和雙層底設有四對壓載水艙。包括駕駛橋樓的上層建筑和推進機械布置在艉部。b.研究目標船在設計吃水11米左右、主機功率為最大持續(xù)功率(MCR=40,000PS)并帶有21海況儲備的情況下，航速要達到205節(jié)。以法國TECNITAS公司提供的130，000n13啉G船為母型，通過母型變換，完成138，000m3液化天然氣船的線型設計，并考慮了總體布置、穩(wěn)性和液貨艙容積的要求確定目標船線型的平行中體長度、浮心縱向位置、設計吃水、方形系數(shù)、排水體積等關鍵系數(shù)。c.滿載計算d.壓載水置換完成壓載離港狀態(tài)設計壓載水置換程序。采用順序置換法更換壓載水，滿足安全要求。e.破艙穩(wěn)性計算(4)結(jié)構(gòu)設計研究a.船體結(jié)構(gòu)設計根據(jù)裝載計算并考慮到一定的結(jié)構(gòu)強度儲備，確定目標船海上航行最大允許的靜水彎矩。通過收集有關技術資料及結(jié)構(gòu)規(guī)范計算，完成目標船典型橫