焊接长度240公里

　　2008年4月28日，位于浦东北端的外高桥造船厂，数控等离子切割机切割了第一片材料，标志着“海洋石油981”正式开工。

　　建造“海洋石油981”的材料中有大量高强度钢，因为坚固和安全是对这个巨大装置的第一要求。

　　“海洋石油981”总设计师、中国船舶及海洋工程设计研究院海洋工程部副主任沈志平告诉《瞭望东方周刊》，“海洋石油981”的基本要求，就是适应南海的海况。

　　比如，以百年一遇的风浪作为设计基础，然后又用200年一遇的风浪进行了模拟检验，这相当于遭遇17级台风。

　　最终，在上海交大的海洋工程重点实验室对几十种海况进行了模拟实验，此外计算机还对1000多种海况作了模拟运算。

　　另一个要点是：“海洋石油981”有复杂的锚泊系统，也就是用船锚进行停泊。它有12个15吨重的船锚，每个都可以产生800多吨的抓力。

　　船锚链每根长1750米、重约280多吨，其中还加入了以高强度尼龙绳为主的合成纤维索，从而吸收平台移动产生的能量。

　　在需要时候，这个系统可以每分钟156米的速度将船锚快速抛射出去，它自己也带有传感器，随时探知自己承受的压力。

　　在后来的调试过程中，“海洋石油981”两次遭遇风力超过15级的台风袭击，都没有发生移动。

　　此外，由于南海海域较大，返回陆地补给困难，“海洋石油981”要求有世界最大的9000吨可变载荷。而这后来又给它的建造带来了极大的难题。

　　“海洋石油981’未来将工作于环境条件恶劣的南海，对建造质量的要求几近苛刻，针对焊接要求高的特点，我们组织了超过2000人的焊工考试。”陈刚说，最好的焊工才被拣选，参与建造“海洋石油981”。

　　当时负责现场建造的外高桥造船有限公司海洋工程部副部长张伟告诉《瞭望东方周刊》，由于大量使用了高强度钢，给焊接带来了巨大挑战：对除锈、湿度、温度都有很高的要求，“湿了容易产生气孔。因为要比较高的焊前温度，就用电热夹板一样的装置进行预热，焊接完还要作保温处理。”

　　许多零部件的高强度钢都是从国外进口，“一块板子返工两次，就废掉了。”他说，所有位置的焊接都采用可以追溯的实名制，在探伤检查时如果发现问题，“直接淘汰责任人。”

　　整个“海洋石油981”的焊接长度是240公里，其中包括30公里平面焊接、210公里直角焊接。

　　这个距离，大约是从北京到天津再返回。“由于焊接时要往复焊，焊枪走过的实际距离要远远超过这个长度。”外高桥造船有限公司海洋工程部副部长曹志兵说。

　　对坚固度的苛刻要求，使建造面临的挑战几乎无处不在。比如，通常安装室内防火门要在钢板上开方形孔，然而，由于大量采用强度超高、柔性不足的20毫米以上高强度钢，如果打方孔，四个角会因受力过大而开裂。

　　经过计算，只有在四个角上开一定弧度的圆角，才能够保证钢板的坚固，但这样又和防火门形状冲突。

　　最终，“海洋石油981”上的防火门都是在圆角的门框上又上下左右各补了钢板，从而达到安装要求。 

　　由于需要其他船只靠近补给等原因，“海洋石油981”也对可能发生的碰撞和摩擦有所考虑。

　　沈志平和陈刚都告诉本刊记者，通过设计和建造上的严格要求，即便是三五千吨的船只正面撞击“海洋石油981”，也很难使其发生倾覆等状况。 

　　最精确的“拼积木”

　　2009年4月20日，第358天，在外高桥造船厂一号船坞举行铺底仪式，“海洋石油981”开始吊装。

　　对于“海洋石油981”来说，总体建造过程就像拼积木：首先将其分解成为200多个100多吨的分段进行建造；完成后运输至外高桥一号船坞的组装平台，再组合成为几百吨重的总段；最后通过1000吨级的龙门起重机吊装在一起。

　　这个过程的名称像个音乐术语——“节拍式总段连续搭载法”，也就是不同部分按照不同的规律进行拼装。

　　比如浮箱一共吊装了20次，间隔大约10天；浮箱上的立柱吊装12次，间隔20天；到最后甲板作业平台，则是每3天左右吊装一个部件。

　　“吊装完成一部分后，立刻把大型设备也吊进去安装，然后再吊装上边的总段。比如四个立柱里都分为几层，装有不同的设备。”张伟说，所以“节拍”要拿捏精准。

　　吊装84米高、1000吨重的井架，是整个过程中最具挑战性的环节之一：浮吊装船要把分成几节的井架一段一段对应吊装好，“上下两个部分就有六个安装点，要分毫不差地吊在一起。两个部分都是在海上浮动的，处于动态之中。”陈刚回忆说。

　　最终这个环节用时500分钟，效率每小时96吨；吊装效率最高的是浮箱，每小时138吨。 

　　如果从建造工艺上说，最大的挑战也许是主甲板。

　　这是一个比标准足球场还大的平台，它面临的问题是：如果在制造时处于完全水平状态，一旦安装到立柱上，中间部分受重力等原因就会下坠，成为一个中间下凹的弧面。

　　研究了两个月，最终的解决办法是：先用计算机精确模拟吊装到立柱上后、每增加一个建筑所受的力。 根据这些数据，在建造时使甲板有一个上凸的弧面。等吊装完毕，叠加上井架、生活楼等大约2000吨的建筑、装备，乃至以后搭载的装备，凸起正好受力压平。

　　如此巨大的甲板，是为了满足创纪录的可变载荷：9000吨。

　　陈刚说，可变载荷大，不仅可以使 “海洋石油981”携带更多的柴油和生活补给，增加平台的自持能力，而且可以在主甲板面堆放更多的钻井工具和设备，更高效地完成勘探任务。

　　“海洋石油981”可以在水深3000米的地方作业，最深可达一万米。

　　与复杂的工艺相比，陈刚觉得，在“海洋石油981”的建造过程中，更多遭遇人的挑战。

　　整个建造过程，使用了600万个工时，也就是600万人同时工作一小时的工作量。在2009年建造高峰期，平均每天有1200人在现场施工，最高时达到1500人。

　　“说实话，应该是与近20年的教育有关，培养技能工人的体系基本没有了。现在找到熟练的机电技能工人很难，这在很大程度上制约了我们的发展。”陈刚说。

　　外高桥造船厂在2005年就达到了年产800万吨的数量级，负责这些船舶调试的是一个140多人的团队。

　　而在“海洋石油981”最后的调试过程中，这一个项目就要上100人。

　　张伟说，在“海洋石油981”项目中进行高强度钢焊接的工人，月收入略超1万元，“成熟的技术工人，过去几年国内还是很缺乏的。这些年随着海工装备的发展，我们自己培养，由老师傅带着，给他们烧焊，让他们学习。” 

　　他说，从技校毕业的新手到可以上台面对高强度钢，需要练习过成百上千块钢板。

　　“海洋装备的影响太大了。”曾在1958年组建中国第一个海洋物探队的刘光鼎说，在向西方学习先进技术的同时，重视本国基础工业的发展，更要注重培养基础工业人才，“很多高端设备都是手工制造的，我们需要有高端的技术工人。”

　　17级台风中稳定如一

　　2010年2月26日，第670天，“海洋石油981”出坞。

　　离开船坞是一个极其精细的作业过程：由于体形过于庞大，它与船坞的距离，几乎是外高桥一号船坞生产过的产品中最小的。

　　在垂直方向上，由于重量过大，它在最高潮位时距船坞底，只有0.7米。

　　除了以每分钟10米以下的速度小心翼翼地移动，在“海洋石油981”出坞时，还要在船坞两岸派专人观察它与船坞壁之间的距离，一旦出现问题就立刻把隔断物塞进去，防止直接摩擦。

　　为这次出坞，上海外高桥造船有限公司先后专门召开了多次内部论证会，中国海洋石油总公司也召集了国内专家对出坞作业进行了专题审查，包括保险公司、海上拖航、海上安装等多领域的专家，对出坞作业提出了多项风险防控措施。

　　2011年夏天，已经离开船坞一年多的“海洋石油981”，进入最后一个关键建造环节：在海面安装8个大马力推进器。这也是它在南海风浪中保持稳定的最主要依靠。

　　除了锚泊，“海洋石油981”拥有被称为“DP3”的动力定位系统——由GPS卫星定位、调整系统和可以360度旋转的推进器组成。

　　即使遭遇17级台风，计算机随时根据定位，调整推进器的方向和马力，最终使“海洋石油981”稳定于海面一个点。

　　推进器高3米多，无法在外高桥造船有限公司的码头安装，必须拖航到舟山附近30米深的海域才能完成安装作业。

　　这也是中国第一次在海上进行深水半潜式钻井平台的推进器水下安装作业。

　　先由浮吊船将推进器吊入水下21.5米处，然后潜水员将推进器上的牵引钢丝绳拉到浮箱下的提升缆绳上。这样再用浮箱上的机器通过提升缆绳将推进器拉近，最终对位进去浮箱下的开口。

　　陈刚说，在东海的风浪中，这项工作一度因为推进器和开口尺寸问题停滞了两天。

　　他承认，在历时3年多的建造过程中，“海洋石油981”遭遇了诸多意料之外的挑战和困难，“但是我们年轻的海工团队成功借鉴了从‘海洋石油117’中学习来的先进国际海洋工程项目的管理经验和设计经验，平稳有序地推进了‘海洋石油981’平台的设计、建造、调试和海上安装、联合调试。” 

　　尽管这一团队有60%的人员是2006年至2009年才离开学校的新人，每个岗位的平均年龄较世界领先的韩国现代、三星船厂都有10岁左右的差距，但他们是真正和“海洋石油981”一起成长的人。

　　2012年9月，“南海深水油气勘探开发关键技术及装备”验收，它的成果集中在深水油气资源勘探、钻完井、海洋工程和安全保障三个方面，“海洋石油981”名列首位。

　　至此，中国人获得了在3000米深水进行油气勘探开发的技术能力，以及4000米深水海洋工程试验的能力。 在此基础上，“十二五”期间“863计划”在海洋技术领域已启动“深水油气勘探开发关键技术及装备”重大项目。

　　“以期为维护我国海洋权益，推动我国油气工业走向深水和海外提供强有力的技术和装备支撑。”刘光鼎院士在这次验收会上提出。

　　“深水油气勘探开发与航空航天工业，并称为21世纪两大尖端高科技行业。深水钻井平台和装备是流动的国土，是国家综合实力的象征，可以以开发行为介入资源保护，作为中国造船的主力军，我们责无旁贷，时刻准备迎接新的挑战。”陈刚说，所有的努力就是为了一个结果：提升中国在海洋开发中的话语权。

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